電氣專業VR虛擬仿真實踐平臺建設分析

范存艷

摘 要：電力行業對于我國社會經濟水平的提高有著積極的促進作用，在新時代的背景下，電力企業對就業人才的綜合素質能力有著越來越高的要求，不僅要求其掌握扎實的理論知識，同時還要有較強的實踐能力。電力設備的占地面積較大且價格較為高昂，在操作的過程中還存在一定的危險性，因此各大開設自動化專業的高校都很難建立系統完善的電力實踐平臺，進而導致學生的綜合素質能力無法得到有效提高。VR技術的出現能有效解決上述問題，高校在發展過程中積極利用VR技術，可以在虛擬環境中讓學生對發電、變電、輸電的各個實驗環節進行操作，通過這樣的方式既能讓學生高效的掌握理論知識，同時還能提高學生的實踐動手能力，這對于學生日后的成長發展有著積極的促進作用。

關鍵詞：電氣專業；VR虛擬技術；仿真實踐平臺；結構分析

1 電氣專業VR虛擬仿真實踐平臺教學體系建設分析

在對VR虛擬仿真實踐平臺的教學體系進行建設的過程中，應該從多個方面入手，要將多媒體技術的優勢充分發揮出來，首先可以利用手機二維碼等比較常見且操作性較高的設備來讓學生對相關的電力設備基礎知識進行了解，讓學生通過課前預習的方式對電力系統的組成概念以及相關操作規范進行簡單的學習，這樣能夠為后續開展高效的學習奠定良好的基礎。

其次，在開展教學工作時，教師需要利用虛擬技術和LED多媒體技術，讓學生置身于虛擬環境中，教師可以為學生講解設備的原理，并且采用演示的方式來對電氣設備進行拆分，通過這樣的方式讓學生對電氣設備的組成有全面的認知。

在完成教學演示工作之后，可以讓學生利用VR技術開展沉浸式體驗學習。學生可以以教師的共享視角來對電力系統的配電、輸電、變電等進行了解。VR技術的優勢在于能夠營造一個十分真實的虛擬場景[1]，在沉浸式的教學過程中，學生可以更加清晰地看到電力設備操作的各個環節及過程，這能夠為學生后續親自進行操作奠定良好的基礎。

最后，學生可以利用PC，VR頭盔和手柄來進行實踐操作。在最后的操作環節，學生可以完全獨立地進行操作，因為是虛擬環境，不具備危險性，學生在操作的過程中相關軟件會對學生的整體操作過程進行打分。學生可以根據評判打分情況來進行多次反復的實踐操作，這種方式能夠有效提高學生的實踐能力。

2 電氣專業VR虛擬仿真實踐平臺軟件體系建設分析

在對電氣專業VR虛擬仿真實踐平臺軟件體系進行建設的過程中，首先需要根據教學的實際需求對相關網站進行建設，網站的主要內容包括：實驗教學項目的相關信息、實驗教學視頻、實驗課件資料以及實驗教學服務團隊等等。網站的建立還需要提供一些信息展示功能，管理人員需要定期對實驗項目的信息進行維護和管理[2]。在網站上展示實驗圖片、實驗簡介、實驗原理以及相關實驗要求。通過這樣的方式能夠保證整個網站建立的完善性。

在對軟件體系進行建設的過程中，必須要保證軟件系統有相應的功能，首先最基礎的一項功能是要提供網絡環境寬帶提醒服務，該功能的主要作用是當實驗的網絡寬帶小于實驗所需的最小寬帶時，需要對用戶提出相應的提醒[3]。其次還要具備提供實驗時長統計的功能，用戶在使用的過程中，可以對整個實驗的實際操作時長進行統計。除了要對實驗時長進行統計以外，還要有數據統計功能，對訪問平臺用戶的情況以及資源的使用情況進行準確的統計，并且要將統計結果進行匯總分析，這樣才能進一步對系統進行優化與完善。最后一個功能則是要有相應的效果評價功能，用戶在完成實驗以后，可以對整個實驗操作過程進行評價，評價包括星級評價和點贊功能，通過這樣的方式更有利于對平臺的相關功能和資源進行整合和優化，從而提供更好的實驗操作體驗感。

3 電氣專業VR虛擬仿真實踐平臺的功能分析

電氣專業VR虛擬仿真實踐平臺需要具備實驗教學管理功能，能夠對虛擬實驗的資源信息進行有效的維護和管理[4]，同時還要對學生的整個實驗操作過程進行批改，對成績進行管理，相應的實驗數據報告進行導出時還要具備查看導出功能。

教師在開展教學工作的過程中，可以根據實驗教學大綱的實際內容對系統預加的課程進行引用，在引用完成以后，可以在“我的實驗庫”中對實驗資源進行查看修改和刪除。然后根據學生的實際學習情況，將相應的實驗課程安排給學生，提前設置好開始和截止的時間，對于實驗成績的權重進行科學有效的設計，保證報告成績和實驗成績有科學的比例。教師可以根據學生的實際操作情況對學生的整個實驗報告進行評比和打分，所建設的實踐平臺需要能夠同時支持虛擬實驗、鏈接實驗和演示實驗等多種不同的實驗。為了能夠提高學生的實踐實驗質量，該平臺在建設的過程中必須要含有實驗前理論學習功能，讓學生通過練習和自測的方式對相應的實驗理論進行掌握和學習。學生完成一項實驗操作以后，需要完成相應的實驗報告，而平臺則需要提供相應的報告管理功能，允許學生可以在線提交實驗報告。教師可以在線對學生的報告進行批改，讓學生以導出報告的方式來查看自己的整個實驗操作情況。平臺的數據統計功能是對學生的課程成績以及實踐操作成績進行統計和分析，可以通過搜索的方式查詢單個學生的成績。同時還能對學生成績進行統計圖的匯總，在線分析學生的實際學習情況。為了能夠更好地幫助學生進行學習，平臺還需要設置實時答疑功能，讓學生和老師能夠在線進行溝通和交流。為了提高答疑效率，教師可以在前期將相應的問題和答案錄入到題庫中，學生可以通過搜索關鍵字的方式對問題的答案進行查詢。

4 結語

綜上所述，對于電氣專業的學生來說，想要參與到真實的實踐操作中顯得較為困難，因為電氣設備具有一定的危險性，同時許多院校也不具備購進專業電氣設備的能力，為了更好地提高學生的實踐操作能力，要對VR虛擬仿真實踐平臺進行建設，最大程度地節省院校的投入成本，達到高效教學的目的。學生在操作的過程中動手實踐能力能夠得到極大的提高，更有利于推進院校向現代化的教育方向轉變。在VR虛擬仿真實踐平臺的幫助之下，學生的專業能力能夠得到極大提高，助力學生日后更好的投入工作。

[參考文獻]

[1]王穎杰，劉海媛.虛擬仿真軟件在電氣專業教學中的應用與實踐[J].科教導刊，2020（33）：37-38.

[2]胡海林，汪濤.虛擬仿真實驗助力電氣工程與自動化專業本科教學[J].中國多媒體與網絡教學學報，2020（10）：7-9.

[3]尚麗莎，賈亞娟.論虛擬仿真技術在電氣類專業教學中的重要性[J].中外企業家，2020（15）：204.

[4]冷雪敏，高陽，許傲然，等.電氣專業VR虛擬仿真實踐平臺建設探索[J].教育教學論壇，2020（19）：313-315.

（編輯 何 琳）

Analysis of construction of virtual simulation practice platform VR electrical specialty

Fan Cunyan

（Shenyang Xinsong Virtual Reality Industry Technology Research Institute， Shenyang 110000， China）

Abstract：With the continuous development of the times， China’s social economy in rapid progress， all walks of life have been 10 points of rapid development， the power industry has a positive role in promoting the improvement of China’s social and economic level， in the context of the new era， power enterprises have higher and higher requirements for the comprehensive quality and ability of employment talents， not only require talents to master solid theoretical knowledge technology， but also have a strong practical ability， because the power equipment covers a large area and the price is relatively high， there are still some dangers in the process of operation， so it is very difficult to establish a system in colleges and universities which set up automation major. Because of the lack of perfect power practice platform， the comprehensive quality and ability of students can not be improved effectively improve. But the emergence of VR technology， can effectively solve the above problems， colleges and universities in the development process of active use of VR technology， can let students in the virtual environment of power generation， transformation and transmission of various experimental links to operate， through this way of skills， let students effectively master the theoretical knowledge， but also can improve students’ practical ability. This has a positive role in promoting the growth and development of students in the future.

Key words：electrical specialty； VR virtual technology； simulation practice platform； construction analysis