基于ilab-x實(shí)驗(yàn)空間的水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)探究

摘要：針對2020年春教育部提倡的“停課不停學(xué)”政策，提出了基于ilab-x實(shí)驗(yàn)空間的水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式。該模式解除了傳統(tǒng)教學(xué)時(shí)間和空間上的束縛，能滿足特殊時(shí)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。此外，ilab-x實(shí)驗(yàn)空間支持生成線上操作報(bào)告和實(shí)驗(yàn)臺賬，為教師提供了可靠的實(shí)驗(yàn)課基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。-

關(guān)鍵詞：ilab-x空間實(shí)驗(yàn) 仿真實(shí)驗(yàn) 混合式教學(xué)

前言

2020年春教育部發(fā)布在線教學(xué)工作要求，各高校迅速制定線上教學(xué)方案，積極組織教師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的培訓(xùn)。借助這些平臺，理論課教學(xué)活動順利開展起來。而大學(xué)實(shí)驗(yàn)課程受實(shí)驗(yàn)場地的影響舉步維艱，水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)是我校“電氣工程及其自動化”專業(yè)的專業(yè)拓展課程，本課程為學(xué)生提供了一個(gè)與實(shí)際水電站相似的虛擬環(huán)境，通過設(shè)置實(shí)際的操作任務(wù)系統(tǒng)性的提升學(xué)生的運(yùn)行實(shí)操能力。

1 水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)線下教學(xué)模式

1.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件條件

水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)室硬件條件完善，現(xiàn)有2臺服務(wù)器（一主一備），4臺教練員站，30臺培訓(xùn)站，服務(wù)器和大屏幕投影組成開放式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，模擬水電站中央控制室。此外，本實(shí)驗(yàn)平臺以四川龍灘水電站為原型，模擬了實(shí)際水電站生產(chǎn)過程，包括廠房和壩區(qū)所有設(shè)備，以及上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)地開關(guān)控制柜等。實(shí)驗(yàn)平臺采用多機(jī)多模形式，不同流程互不干擾，同一流程模擬全廠9臺機(jī)組運(yùn)行情況。

1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

水電站仿真實(shí)驗(yàn)共24學(xué)時(shí)，內(nèi)容主要有水電站仿真系統(tǒng)介紹（電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視）、開關(guān)倒閘操作培訓(xùn)、水電機(jī)組開停機(jī)及功率調(diào)節(jié)、水電站電氣故障及繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)等。

1.3考核方式

本課程成績由課堂考勤及課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)較為成熟，但是存在以下缺點(diǎn)：

1）? 大量占用教學(xué)時(shí)間。學(xué)院借助i電氣進(jìn)行掃碼考勤，但由于i電氣沒有辦法記錄隨堂實(shí)驗(yàn)操作情況，仍需教師抽查學(xué)生學(xué)習(xí)情況。實(shí)驗(yàn)操作考試亦是如此，需要進(jìn)行分組考核，全班30位學(xué)生通常需要占用4個(gè)教學(xué)學(xué)時(shí)。

2）? 實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改困難。由于多個(gè)學(xué)生共用一個(gè)流程，學(xué)生操作前系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)各不相同，這就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)操作過程各不相同，以致出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告多樣性問題，為教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告帶來一定難度。

3）? 實(shí)驗(yàn)過程評價(jià)難。由于實(shí)驗(yàn)人數(shù)眾多，無法形成個(gè)人操作記錄表，只能通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行考查。

2 基于iLab實(shí)驗(yàn)空間的混合式教學(xué)模式

2.1iLab實(shí)驗(yàn)空間

國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺iLab——“實(shí)驗(yàn)空間”向法學(xué)、建筑、歷史、物理、電氣等多類學(xué)科開放，實(shí)驗(yàn)用戶覆蓋面廣，并逐漸智能化。

iLab實(shí)驗(yàn)空間線上實(shí)驗(yàn)有如下特點(diǎn)：

1）? 不受時(shí)間約束。學(xué)生可以在線上實(shí)驗(yàn)開放時(shí)間內(nèi)選擇合適的時(shí)間段，登錄iLab實(shí)驗(yàn)空間網(wǎng)站，選擇對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，不受時(shí)間限制。

2）? 不受空間約束。iLab實(shí)驗(yàn)空間線上實(shí)驗(yàn)不再要求學(xué)生到指定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作，在硬件條件（網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)）允許的情況下，學(xué)生可以在任何地方完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3）? 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理。學(xué)生通過分配的固有賬號進(jìn)入iLab實(shí)驗(yàn)空間完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，iLab空間實(shí)驗(yàn)可以自動記錄登錄時(shí)間和保存相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并形成相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表供任課教師查閱。

2.2 基于iLab實(shí)驗(yàn)空間的水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式

iLab空間實(shí)驗(yàn)雖然不受時(shí)間、空間約束，但基礎(chǔ)知識講解仍采用“面對面”教學(xué)方式加強(qiáng)師生互動（疫情期間利用直播教學(xué)平臺代替），形成基于iLab實(shí)驗(yàn)空間的水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式。其中電氣設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)倒閘操作、機(jī)組開停機(jī)及功率調(diào)整、故障重演及繼電保護(hù)等實(shí)驗(yàn)操作采用線上教學(xué)模式，全年級學(xué)生按教學(xué)班級分組進(jìn)行線上實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后形成個(gè)人線上報(bào)告。

2.3?? 基于iLab實(shí)驗(yàn)空間的水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制

基于iLab實(shí)驗(yàn)空間的水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)考核包括線上報(bào)告和實(shí)驗(yàn)考核兩部分。線上報(bào)告占總成績的50%，實(shí)驗(yàn)考核成績占50%，iLab實(shí)驗(yàn)空間擁有配套的實(shí)驗(yàn)考核題庫，學(xué)生通過iLab空間實(shí)驗(yàn)選取考題并完成自主測試，測試完成后生成線上報(bào)告，任課教師可以通過iLab實(shí)驗(yàn)空間批量下載學(xué)生線上報(bào)告進(jìn)行批改給出考核成績。

3 結(jié)語

基于iLab實(shí)驗(yàn)空間的水電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)時(shí)間和空間上的束縛，將實(shí)驗(yàn)操作帶出實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以自主安排時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。此外，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后會自動生成線上報(bào)告和操作臺賬，教師由此掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程，并給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)成績，該數(shù)據(jù)全面客觀，比傳統(tǒng)課堂教學(xué)成績更具說服力。

參考文獻(xiàn)

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

作者簡介：李鑫燕（1989—），女，碩士，講師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行與控制。