基于虛擬仿真技術的高職電力技術專業群實訓體系重構探究

趙樹宗

摘要：電力作為我國支柱產業之一，在新時代背景下，對“雙高”人才的需求量與日俱增，而構建基于虛擬仿真技術的高職電力技術專業群實訓體系能夠更好地滿足當前的人才培養要求。虛擬仿真技術在電力技術專業群及實訓體系的應用過程中，應精準對接電力產業核心崗位集群，注重真實工作場景的實際需求和應用，面向行業需求并以行業需求為導向，將虛擬仿真技術融入到基礎實訓、專業實訓以及綜合實訓三個層次，整合校企實訓教學資源，建立“三場合一”實踐教學基地，提升教學質量，重視教師隊伍持續建設，并全面評估體系優缺點。

關鍵詞：虛擬仿真技術；電力技術；專業群；實訓體系；重構

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2024）07-0017-04

電力技術專業群在能源行業中占據著舉足輕重的地位，對確保能源供應和推動經濟發展起著不可忽視的作用。隨著科技的飛速發展，虛擬仿真技術已經逐漸成為實訓教育的重要手段，它不僅能顯著提高實訓的效率和質量，而且能降低真實設備操作過程中可能遇到的風險以及實訓成本。因此，應借助虛擬仿真技術，對現有的高職電力技術專業群實訓體系進行重構和完善，以增強學生的創新能力和職業素養。

一、虛擬仿真技術與電子技術專業群概述

1.虛擬仿真技術概述

虛擬仿真技術是指為研究解決某一實際決策問題，先建立該問題的同態模型，并對模型進行動態運行試驗，按其運行結果進行評價和優選的決策技術。其通過結合計算機軟件和硬件技術，可以將虛擬環境變得栩栩如生。用戶可以在這個虛擬環境中與事物或現象進行交互式操作，就像在真實世界中一樣。這種技術的應用范圍非常廣泛，并在不同領域都取得了卓越的成果[1]。在電力技術教育領域，虛擬仿真技術無疑開啟了一個全新的學習篇章。這種教育方式，不僅打破了傳統教育模式的時間與空間限制，更通過提供一個獨特的學習平臺，使廣大學子能夠隨時隨地進行深入學習。虛擬仿真技術可以將復雜的電力設備、工作原理以及操作流程等抽象概念轉化為直觀的視覺體驗，使學生們能夠更加輕松地理解和掌握這些知識。對于教師而言，虛擬仿真技術也是一個極好的教學工具。它可以模擬出各種實際操作的場景，使教師能夠在虛擬環境中教授學生正確的操作方法。這樣不僅降低了真實操作中可能出現的安全風險，也使教學更加直觀、生動。另外，在電力技術教育中，實驗和實訓是非常重要的一部分。然而，受設備限制，很多實驗和實訓項目無法經常進行。這時，虛擬仿真技術的優勢就顯而易見了。通過模擬實驗和實訓環境，學生們可以在進行實際操作之前就對整個流程有深入的了解，這樣在實際操作時就可以更加得心應手，減少操作失誤的可能性。

2.電力技術專業群概述

電力技術專業群是一個以電力為紐帶，集合了多個專業和學科的交叉性學術群體，主要涵蓋發電、輸電、配電和用電等電力系統的各個環節，涉及能源、電力、信息、自動化、環保等多個領域的知識和技術[2]。這個專業群是由多個學科交叉形成的，包括能源工程、電力工程、信息工程、自動化工程、環境工程等。而在這個專業群中，學生可以學習到電力系統及其自動化、電力電子技術、智能電網、新能源技術等多個方面的知識和技能。通過電力技術專業群的學習和實踐，學生可以掌握電力系統及其自動化、電力電子技術、智能電網、新能源技術等多個方面的知識和技能，成為電力行業的高級專門人才。這些高級專門人才可以在電力行業從事各種工作，如發電廠運行、輸配電線路設計、電力系統調度、電力市場運營等，也可以在能源、信息、自動化和環保等領域中發揮重要作用。

二、重構思路：對接電力產業核心崗位集群

在重構電力技術專業群的實訓體系時，高校必須以真實工作場景的實際需求和應用為導向，精準對接電力產業核心崗位集群[3]。這不僅需要高校密切關注電力行業的最新動態，及時更新實訓內容，還需要緊跟電力產業的發展潮流，確保培養的人才能夠適應未來電力工程領域不斷提高的技術要求。此外，高校還應當注重實訓項目的整體規劃，構建科學合理的實訓課程體系，使學生能夠在實踐中掌握專業知識和技能，提高實際操作能力。通過這種方式，學生不僅能夠更加深入地了解電力技術的相關知識，還能夠增強自身的職業素養和綜合能力，為未來的職業發展做好準備。

在此基礎上，電力技術專業群的實訓體系需要進行全面改革和創新，應注重學生實踐能力的培養，并充分發揮虛擬仿真技術的優勢。在教學組織方面，高校應結合電力行業企業的實際需求，引入先進的實踐教學方法，提升學生的實踐技能水平。同時，評價體系也應以實踐能力為重點，鼓勵學生積極參與實踐活動，提高其專業素養。此外，高校應積極與電力行業企業合作，共同推進電力技術專業群的建設和發展，實現產教融合的深度推進。

在電力技術專業群的核心崗位引領下，高校應制訂具有明確目標的實訓計劃，確保實訓內容能夠幫助學生掌握實際工作中的基本技能。為了達到更好的教學效果，高校應合理利用虛擬仿真技術，將電力技術專業群的核心知識進行有機整合，形成系統、全面的實訓課程。這不僅可以讓學生更好地掌握電力技術專業群的基本知識和技能，而且能培養學生的實踐能力和團隊協作精神，為他們日后的職業發展打下堅實的基礎。此外，高校應注重培養學生的團隊協作和溝通能力，以應對電力產業中復雜多變的現實工作場景。為此，高校應設計出多樣化的實訓項目，讓學生在團隊中相互協作，共同解決問題，從而培養學生的溝通能力和團隊協作精神。

三、重構實踐：落實“兩面向、三層次”實訓體系

1.兩面向

高校在電力技術專業群的實訓體系重構實踐中，應借助虛擬仿真技術，搭建“兩面向、三層次”的總體框架。其中，“兩面向”是指國家戰略和產業發展需求的緊密結合，為未來和行業的需要培養具備創新意識和可持續發展能力的優秀人才。一方面，為了適應未來發展的需要，實訓課程需要密切關注電力行業的發展趨勢，鼓勵學生主動思考、勇于創新，提高學生獨立思考和解決問題的能力，培養學生的創新意識和可持續發展能力。通過這種方式，學生不僅能夠更好地適應不斷變化的市場需求，還能夠在未來的職業生涯中不斷進步，成為電力行業的中堅力量。另一方面，實訓體系還需要以行業需求為導向，結合多種人才培養模式，如產教融合、工學結合等，增強學生的實際操作能力和崗位適應能力。具體來說，高校可以與企業合作，共同制定人才培養方案，體現教學內容與實際工作的匹配性，并讓學生在學習期間更好地了解自己的興趣和特長，為他們今后的職業道路做好準備[4]。

2.三層次

“三層次”是將實訓體系劃分為基礎實訓、專業實訓和綜合實訓三個層次，從基礎到綜合、從簡單到復雜、從局部到全局，實訓內容逐步升級，提高學生的實踐能力和綜合素質。

首先，基礎實訓層次是高等教育中至關重要的一環，它主要關注的是學生對專業基礎知識、基本技能和基本素質的掌握。在基礎實訓層次的教學過程中，教師可利用各種虛擬仿真技術，如模擬軟件、硬件實驗平臺等，來模擬真實的工作環境，幫助學生理解和掌握專業知識。這種教學方式具有很高的互動性和趣味性，能夠激發學生的學習興趣，使學生可以在實驗環節中驗證所學的理論知識，加深對專業知識的理解，并幫助學生熟悉各種實際情況，提高他們應對復雜問題的能力。在這個過程中，學生不僅建立了扎實的知識基礎，而且鍛煉了實踐能力。

其次，專業實訓在高等教育中扮演著重要的角色。這種實踐教學手段以培養核心專業技能為目標，將理論知識與實際應用緊密相連，為學生未來的職業生涯打下堅實的基礎。在電力行業中，專業實訓涵蓋了許多方面，包括電力系統規劃、電力設備安裝與維護、電力市場運營等。教師可以利用虛擬仿真技術模擬電力系統的設計和規劃過程，讓學生綜合考慮各種因素，如電力需求、能源來源、系統穩定性等，制定出最優的電力系統方案。這一過程能讓學生更好地理解電力系統規劃的復雜性和必要性，并培養他們在面對實際工程問題時的分析和解決問題的能力。電力設備安裝與維護的實踐學習則注重讓學生掌握電力設備的安裝、調試、維護和故障排除等技能。通過虛擬仿真技術，學生可以在模擬的真實環境中進行操作，更好地理解電力設備的工作原理，并熟悉和掌握各種維護工具和設備的使用方法。通過虛擬仿真技術實踐教學，學生可以更好地理解和掌握電力行業的專業知識和技能，提高就業競爭力，成為高素質專業人才。

最后，綜合實訓是一種高度綜合性的實踐教學環節，其主要目標是提高學生的實踐能力和綜合素質。通過利用虛擬仿真技術，綜合實訓可以為學生提供一個高度仿真的環境，使學生可以在類似于真實的環境中進行實踐操作，從而更好地理解和掌握專業知識。在這個仿真的環境中，學生可以親身體驗到實際工作中可能遇到的各種問題，并學習如何解決這些問題。這種實訓方式突破了傳統單一的實驗或實習模式，更注重學生全面發展，通過工程項目的實施、實際生產的模擬甚至包括團隊協作等多元化的實踐形式，培養其獨立解決問題和創新的能力。

四、重構保障：強化基礎設施與教師隊伍建設

首先，為了提高實踐教學的效果和質量，高校需要采取一系列措施來整合校企實訓教學資源。其中，建立“實習現場就是培訓現場、培訓現場就是生產現場”的“三場合一”實踐教學基地是重要的一環。這種實踐教學基地能夠支撐學生實訓教學、企業員工培訓、1+X證書培訓考核以及高端技能人才培養，具有非常重要的作用[5]。同時，在建設實踐教學基地時，需要融入企業實訓基地管理理念，建立專業群基地建設管理機制，以實現企業與專業群內資源共享。在實訓文化建設方面，要營造濃郁的電力技術文化氛圍。具體來說，可以通過張貼電力行業名人名言、設置電力行業歷史墻、建立電力行業文化展示區等方式來營造電力文化氛圍。這些措施不僅可以讓學生更好地了解電力行業文化，還可以增強他們對電力行業的歸屬感和自豪感，使其更好地投入到實踐學習中。

其次，高校要構建一套完整的虛擬仿真平臺系統，該平臺系統應包括硬件和軟件兩大部分。從硬件方面來說，一套高性能的計算機系統和各種傳感器等設備是虛擬仿真技術的基石。這是因為虛擬仿真技術對計算能力和實時反應要求極高，只有足夠先進的硬件設備才能提供穩定、流暢的虛擬仿真環境。例如，為了模擬復雜的電力技術環境，可能需要使用具備多核心、多線程的高性能計算機，以便在處理大量數據時保證運算的準確性和速度。此外，各種傳感器如攝像頭、紅外線傳感器、力傳感器等也需要被集成到硬件系統中，以便獲取更真實、更豐富的模擬反饋，支持虛擬仿真技術的實現。從軟件方面來說，開發各種電力技術仿真實訓軟件是構建虛擬仿真平臺的核心任務。這些軟件需要能模擬各種電力技術的實際操作環境，還要能滿足不同課程的不同需求。這意味著軟件的設計和開發必須具有極高的靈活性和可擴展性，以便能根據不同的課程需求進行定制和擴展。此外，仿真實訓軟件還需要擁有強大的交互功能，讓學生能夠進行互動，以增強學習的沉浸感和趣味性。

最后，為了確保教學質量的穩步提升，高校必須重視教師隊伍的建設，尤其要提升他們在虛擬仿真技術應用方面的能力。高校可以通過提供專業培訓課程，讓教師全面了解和掌握虛擬仿真技術，從而更好地將其融入日常教學中，為學生提供更加生動、形象的教學體驗。此外，建立教師交流平臺是十分必要的，有利于教師互相學習、分享經驗，從而持續提升他們在虛擬仿真技術應用方面的能力。同時，高校應鼓勵教師參與虛擬仿真技術的實踐，使教師在實際操作中不斷積累經驗，提升應用能力。對于在虛擬仿真技術應用方面有突出貢獻的教師，高校應給予適當的獎勵，以激勵更多教師積極投入這項工作。

五、效果評估：分析實訓體系優缺點

在建立基于虛擬仿真技術的電力技術專業群實訓體系之后，高校必須對其進行全面的實踐與效果評估。這有助于深入了解該實訓體系在培養學生實踐操作能力方面的實際效果，也有利于檢驗該體系是否能夠提高就業率以及提高教師教學質量。除此之外，還能夠發現實踐過程中存在的問題，為進一步優化實訓體系提供客觀依據。

在實踐環節，為了更好地了解該實訓體系的實際效果，高校需要進行廣泛組織和動員，讓學生和教師積極參與。在這個過程中，高校可以采用問卷調查和訪談的方式，收集使用者的反饋與意見。這些反饋和意見應涵蓋該體系的各個方面，如使用感受、操作流程、交互設計等。通過分析這些反饋和意見，高校可以深入了解使用者的使用體驗。調查分析表明，學生和教師普遍認為該體系能夠有效地提高實踐操作能力，并且對電力技術專業知識的掌握也具有一定的推動作用。然而，從使用者的反饋中也暴露出該體系的一些問題和不足。例如操作流程和交互設計方面仍存在一些短板，需要進一步完善和優化，讓操作更加便捷、高效。針對這些情況，高校應該積極開展研究和探討，尋找更加科學合理的設計方案和操作方法。

在評估環節，高校需要對該體系的效果進行全面評估。評估不僅應涉及學生的技能掌握、就業情況，而且應涉及教師教學質量的評價。通過比對實驗組與對照組的差異，發現采用該實訓體系的學生展現出更高的技能水平和更好的就業前景，教師教學質量也有顯著提升。然而，實訓體系在實施過程中并非完美無缺，如評估標準的制定和數據統計與分析等方面還有待改進。在今后的實踐中，應持續優化與完善這個實訓體系，使其更好地服務于廣大學生和教師，為電力技術專業的教學水平提升貢獻力量。

六、結語

綜上所述，虛擬仿真技術能夠在很大程度上解決傳統實訓方式所存在的問題，從而提高實訓的效果和質量。然而，值得注意的是，虛擬仿真技術并不能完全替代現場操作，因此需要進一步完善和發展這項技術，同時加強教師隊伍的培訓和管理，以滿足不斷提高的實訓需求。只有通過不斷的優化與創新，才能夠不斷改善虛擬現實技術在電力技術專業群實訓體系中的應用效果，最終滿足培養更多的電力技術人才的產業需求。

參考文獻：

[1]劉竺云，沙赟穎，劉明源，等.基于虛擬仿真技術的藥品生產技術專業群實訓體系簡介[J].中國醫藥工業雜志，2023，54（02）：293.

[2]李永桂，洪鵬，黎海凌，等.“雙高計劃”建設背景下虛擬仿真技術在人才培養中的創新應用———以“包裝策劃與設計專業群之安全包裝專業實訓體系建設”為例[J].中國包裝，2022，42（09）：37-40.

[3]劉書閣，李愛晶，王璽，等.職業教育“變配電運維”高水平專業群建設思路研究[J].中國電力教育，2022（08）：75-76.

[4]韓磊，汪洋，謝新，等.“雙高”建設背景下發電廠及電力系統高水平專業群課程體系構建研究———以武漢電力職業技術學院為例[J].武漢職業技術學院學報，2022，21（02）：58-62.

[5]張家惠.高職院校建筑工程專業群實訓體系的構建與實施[J].煙臺職業學院學報，2021，16（01）：49-54.

Exploration of the Reconstruction of the Practical Training System for Higher Vocational Electric Power Technology Majors Based on Virtual Simulation Technology

Zhao Shuzong

（Guangxi Electric Power Vocational and Technical College， Guangxi Province， Nanning 530299， China）

Abstract： As one of the pillar industries in China， the demand for "dual high" talents in the power is also increasing in the new era. Building a vocational power technology professional group training system based on virtual simulation technology can better meet the current talent training requirements. In the application process of virtual simulation technology in the professional group and training system of power technology， it is necessary to accurately connect with the core job cluster of the power industry， pay attention to the actual needs and applications of real work scenarios， face industry needs and be guided by industry needs， integrate virtual simulation technology into basic training， professional training， and comprehensive training at three levels， integrate school enterprise training teaching resources， and establish a "three occasions and one" practical teaching base， Improve teaching quality， attach importance to the continuous construction of the teaching staff， and comprehensively evaluate the advantages and disadvantages of the system.

Key words： virtualsimulation technology； powertechnology； professionalgroup；practicaltrainingsystem；reconfiguration