基于ilab-x實驗空間的水電站運行仿真實驗探究

摘要：針對2020年春教育部提倡的“停課不停學”政策，提出了基于ilab-x實驗空間的水電站運行仿真實驗混合式教學模式。該模式解除了傳統教學時間和空間上的束縛，能滿足特殊時期的實驗教學需求。此外，ilab-x實驗空間支持生成線上操作報告和實驗臺賬，為教師提供了可靠的實驗課基礎數據。-

關鍵詞：ilab-x空間實驗 仿真實驗 混合式教學

前言

2020年春教育部發布在線教學工作要求，各高校迅速制定線上教學方案，積極組織教師進行網絡教學平臺的培訓。借助這些平臺，理論課教學活動順利開展起來。而大學實驗課程受實驗場地的影響舉步維艱，水電站運行仿真實驗是我校“電氣工程及其自動化”專業的專業拓展課程，本課程為學生提供了一個與實際水電站相似的虛擬環境，通過設置實際的操作任務系統性的提升學生的運行實操能力。

1 水電站運行仿真實驗線下教學模式

1.1實驗教學硬件條件

水電站運行仿真實驗室硬件條件完善，現有2臺服務器（一主一備），4臺教練員站，30臺培訓站，服務器和大屏幕投影組成開放式計算機系統，模擬水電站中央控制室。此外，本實驗平臺以四川龍灘水電站為原型，模擬了實際水電站生產過程，包括廠房和壩區所有設備，以及上位機監控系統、現地開關控制柜等。實驗平臺采用多機多模形式，不同流程互不干擾，同一流程模擬全廠9臺機組運行情況。

1.2實驗內容

水電站仿真實驗共24學時，內容主要有水電站仿真系統介紹（電氣設備運行狀態監視）、開關倒閘操作培訓、水電機組開停機及功率調節、水電站電氣故障及繼電保護實驗等。

1.3考核方式

本課程成績由課堂考勤及課堂表現、實驗報告和實驗操作考試成績組成，各自比例分別為20%、30%和50%。線下課程成績評定標準較為成熟，但是存在以下缺點：

1）? 大量占用教學時間。學院借助i電氣進行掃碼考勤，但由于i電氣沒有辦法記錄隨堂實驗操作情況，仍需教師抽查學生學習情況。實驗操作考試亦是如此，需要進行分組考核，全班30位學生通常需要占用4個教學學時。

2）? 實驗報告批改困難。由于多個學生共用一個流程，學生操作前系統運行狀態各不相同，這就導致實驗操作過程各不相同，以致出現實驗報告多樣性問題，為教師批改實驗報告帶來一定難度。

3）? 實驗過程評價難。由于實驗人數眾多，無法形成個人操作記錄表，只能通過實驗報告進行考查。

2 基于iLab實驗空間的混合式教學模式

2.1iLab實驗空間

國家虛擬仿真實驗教學項目共享平臺iLab——“實驗空間”向法學、建筑、歷史、物理、電氣等多類學科開放，實驗用戶覆蓋面廣，并逐漸智能化。

iLab實驗空間線上實驗有如下特點：

1）? 不受時間約束。學生可以在線上實驗開放時間內選擇合適的時間段，登錄iLab實驗空間網站，選擇對應的實驗內容進行實驗操作，不受時間限制。

2）? 不受空間約束。iLab實驗空間線上實驗不再要求學生到指定實驗室進行操作，在硬件條件（網絡、計算機）允許的情況下，學生可以在任何地方完成相應實驗項目。

3）? 實驗數據管理。學生通過分配的固有賬號進入iLab實驗空間完成相應實驗項目，iLab空間實驗可以自動記錄登錄時間和保存相應實驗數據，并形成相關數據報表供任課教師查閱。

2.2 基于iLab實驗空間的水電站運行仿真實驗混合式教學模式

iLab空間實驗雖然不受時間、空間約束，但基礎知識講解仍采用“面對面”教學方式加強師生互動（疫情期間利用直播教學平臺代替），形成基于iLab實驗空間的水電站運行仿真實驗混合式教學模式。其中電氣設備工作狀態監視、開關倒閘操作、機組開停機及功率調整、故障重演及繼電保護等實驗操作采用線上教學模式，全年級學生按教學班級分組進行線上實驗，實驗結束后形成個人線上報告。

2.3?? 基于iLab實驗空間的水電站運行仿真實驗考核機制

基于iLab實驗空間的水電站運行仿真實驗考核包括線上報告和實驗考核兩部分。線上報告占總成績的50%，實驗考核成績占50%，iLab實驗空間擁有配套的實驗考核題庫，學生通過iLab空間實驗選取考題并完成自主測試，測試完成后生成線上報告，任課教師可以通過iLab實驗空間批量下載學生線上報告進行批改給出考核成績。

3 結語

基于iLab實驗空間的水電站運行仿真實驗混合式教學模式擺脫了傳統教學時間和空間上的束縛，將實驗操作帶出實驗室，學生可以自主安排時間完成實驗內容。此外，學生完成實驗內容后會自動生成線上報告和操作臺賬，教師由此掌握學生實驗過程，并給出相應的實驗成績，該數據全面客觀，比傳統課堂教學成績更具說服力。

參考文獻

[1] 洪培培，王紅利，陳洪偉，等. 淺談新形勢下高等實驗教學中的問題與對策[J].教育教學論壇，2016（9）：141-142.

作者簡介：李鑫燕（1989—），女，碩士，講師，研究方向為電力系統運行與控制。