试论中等院校电气实训教学中虚拟实验室的应用

王雪梅 焦作市技师学院

实训教学在中等职业院校课程教学中具有十分重要的作用，在电气工程等专业的教学中，为了提高实训教学的安全性与有效性，采用虚拟实验室进行实训教学是十分有必要的，在电气工程课程实训教学中具有不可替代的作用，能够直接影响着学生的后续学习兴趣。

一、中等院校电气实训教学存在问题

学生通过虚拟实验室进行实践操作，能够发现自己在实验过程中存在的问题，然后通过交流讨论，直到解决问题，而电气工程实训本身是比较抽象与复杂的，学生只是通过一次简单的实训是不能掌握实践操作技能的，只有利用虚拟实验室让学生进行反复的练习与操作，不断的巩固学习过的知识，才能有效提高学生的电气工程实训操作技能。但是，在实际教学过程中，中等学校的电气实训教学还存在诸多问题。

1.现有的实训器材不能满足学生的实训学习需求。由于电气类专业实训设备价格昂贵，一些中等院校由于经费的限制，难以购买大规模装备与设施，而且电气实训的耗材消耗巨大，学校也缺乏相应耗材资源，这就严重制约电气专业实训教学的开展，在实训教学过程中，本该开展实践操作技能的训练的内容，由教师采用理论讲授的形式进行，或者由教师带领学生参观实训设备，讲解实训设备的使用，而学生在参观的过程中，只是听教师的讲解，缺乏实践操作的机会，从而也影响着中等院校电气工程专业学生职业技能的提升。

2.现有的教学资源不能满足电气实训教学的要求。由于电气工程专业的发展十分迅速，新的电气设备不断的出现，而中等院校不能及时购买新的实训设备，现有的传统实训设备升级潜力有限，与市场上一些新的电气设备不相匹配，这就导致中等院校电气实训课程不能满足实训教学改革的需求，有些学校虽然开展电气实训教学，但也只是在一些老、旧设备上进行实训，获得的实践操作能力明显的不能适应市场的要求，缺乏对新设备的操作能力，这在很大程度上影响学生专业实践技能的提升，降低了学生的社会适应能力，也进一步会影响中等院校电气工程专业的发展。

3.电气实训的安全性问题也影响着学生的实践技能的提升。由于很多电气设备要求在高压电的环境中进行工作，使得电气实训有一定危险性，在实训的过程中，如果存在操作不慎，就会损坏电气实训设备、设施，或者出现人身安全事故，而且中等院校现有的传统实训设备难以提供完善的安全保护功能与措施，也不具备有效的保护措施，使得教师的学生在实训时因为安全问题而放不开手脚，进行大规模的实践实训操作，也不能全方位的对学生进行实践实训，这就使得中等院校电气工程的专业实训效果大打折扣，进而也会影响学生专业实践技能的提升。

4.传统电气实训设备局限性较大。导致中等院校的实训教学方法不能满足学生全面学习的要求，而且学校现有的设备也难以开发新的实训类型与新的实训教学方法，也影响着中等院校电气实训教学的改革，现有的虚拟化实训机械设备的人机界面不友好，操作比较困难，互动性比较差，不能充分发挥学生的能动性和创造力，这在很大程度上导致中等院校电气工程专业培养的学生质量不高，不能满足市场上对应用型、技能型专业人才的需求。

二、虚拟实验室在中等院校电气实训教学中的应用

虚拟实验室主要是采用虚拟现实技术来建立电气设备实训操作过程，充分的运用计算机技术建设虚拟实训环境，为学生提供可操作的虚拟实训仪器，将真实的电气实训环境采用计算机虚拟技术模拟出来，使得学生在实训操作的过程中，能够完善沉浸于虚拟实验室创建的实训操作环境中，提升学生的实践技能。

1.模拟电气实训的实践操作。虚拟实验室在中等院校的电气实训中应用，能够为学生提供接近真实的实训环境，使得学生能够沉浸在虚拟的环境中进行实训操作，学生可以利用虚拟的设备，完成整个实训过程，譬如电气设备内部构成、通电后才能的变化等都能利用虚拟设备展示出来，并在每一个操作环节能够详细的说明操作技巧、需要注意的问题等，使得学生在实训的过程中，不能能够提高自己的技能，还能了解每一个实训环节需要注意的问题。

2.用虚拟实验室能够节约宝贵的实训经费和课时。利用虚拟实验室对学生进行实训操作，不仅有利于中等院校进行实践实训教学的改革，创新实训教学方法，在市场上出现新的电气设备时，只需要开发出新的虚拟化设备实训操作系统，就可以实现对新设备的实训操作，更新中等院校实训操作的内容，丰富学校实践实训的教学资源，这样不能能够提高中等院校实训设备的更新效率，还能够减少学校实训耗材的损耗，在提高学生实训技能的同时，还能够增强中等院校实训的效率，在达到实践实训目的的同时，还能够节省教师的时间与学校的经费。

3.虚拟实验室进行实训教学安全性高。采用虚拟实验室进行电气实训操作，在为学生提供接近真实的操作环境的同时，还能够有效的避免学生在真实实训操作中可能遇到的各种危险，不仅能够减少电气设备的损坏，还能避免人身安全事故的发生，采用大规模的虚拟化沉浸式的实训操作，使得学生在真正的实训过程中获得更多的感性知识，操作电气实训的操作技能，学生可以大胆的操作一些危险性比较高的实训，如高压操作与实训、对人体容易造成伤害的实训等，同时也能够防止学生操作不当而造成的设备损坏等情况，进而能够彻底消除学生因为害怕而不敢操作的情况。

结束语：虚拟实验室在中等院校电气实训中应用，提高了电气实训操作的效率，能够为学生提供接近真实的实践操作环境，不仅能够提高学生的实践操作能力，还有利于中等院校进行实训教学改革，创新电气实训的教学方法。