电工技能交互式辅助培训系统的框架设计

张 勇 杨 雪 张 珊

（陆军工程大学军械士官学校，湖北 武汉 430075）

1 电工技能交互式辅助培训系统的优势

随着Internet技术的不断发展和计算机应用技术的普及，教学辅助系统的应用已深入到各大高校。电工技能的训练对计算机辅助系统有着迫切的需求，它注重操作技能的培养，操作性和针对性强，实训科目涵盖内容广，使用计算机辅助培训系统为真实实训作热身，可使得实训效果又快又好，并有效减少实训过程中事故的发生和实训器材的耗损；其次，开发计算机辅助培训系统辅助电工技能教学，综合运用图文、音频、视频及虚拟技术等多媒体技术，可起到提升教学和培训质量，提高学员学习兴趣的效果；第三，计算机辅助培训系统可为学员提供丰富的在线学习资源，使学员在线进行交互式自主学习并掌握电工技能必备的知识、技能和故障排查手段；第四，计算机辅助培训系统还可提供考试系统供学员考试，完成教学测试需求。因此，开发电工技能辅助培训系统有着急迫的需求和重要的应用价值。

2 电工技能交互式辅助培训系统的可行性分析

电工技术、电工技能实训和电工电子技术课程属于专业基础课程，应用性广，基础性强，并且笔者所在的教研室长期从事该类课程教学和科学研究，教学积累和科研基础良好，能够较好地掌握电工课程的特点及各类专业对电工课程教学的需求，并利用信息化技术制作丰富的电工培训微课视频，着重培养学员的电路分析能力、动手实践操作能力和电路故障排查能力。此外，教研室有着多年开发测控系统上位机系统的经验，可以在制作微课视频的基础上，基于Microsoft Visual Studio软件开发出人机交互系统，实现根据学员需求自动调取所需的微课视频和动画供学员自主学习；能够基于SQL Server平台建立人员信息数据库、电工故障数据库等，并采用ADO.NET技术实现WinForm 开发程序对SQL Server数据库的远程访问，开发基于C/S模式的交互式培训系统。

3 电工技能交互式辅助培训系统的框架设计

电工技能实训课程着重操作技能的培养，实训科目涵盖内容广，非常适合和需要交互式教学，为实现这一目标，本文采用基于Microsoft Visual Studio软件开发电工技能人机交互式培训系统，根据拟开发的电工技能交互式辅助培训系统需实现的功能，将其框架设计为四个模块：电工知识培训模块、电工技能培训模块、电工知识在线考核系统模块以及人员信息管理模块，菜单栏设计为“电工知识培训”、“电工技能培训”、“电工知识考核”、“人员信息管理”和“系统”五个主菜单，如图1所示。用户可以通过系统的交互功能，自主选取合理、科学的电工知识微课视频、电工技能培训微课或电工故障排查视频进行培训，也可以抽取电工知识试卷进行考核。

图1 电工技能交互式辅助培训系统

3.1 电工知识培训模块

要想成为电工能手，掌握必备的电工基础知识，建立电路分析能力是必备的基础。电工知识培训模块正是为这一目标而作，根据学员的培训目标，将该模块又划分为直流电路模块、单相交流电路模块、三相交流电路模块、变压器模块、电动机的工作原理模块、安全用电常识模块，每个模块根据知识点设计和制作8-10个微课视频，以交互式形式呈现给用户。如当用户点击主界面上的“电工知识培训”菜单及下拉菜单，选择用户感兴趣培训的内容，如“变压器的结构与原理”，系统将自动调出对应的微课视频呈现给用户学习。

3.2 电工技能培训模块

在专业领域和实际工作中，掌握必备实用的电工相关实操技能和综合运用能力往往是解决问题的关键，“电工技能培训模块”正是为这一目标而作。根据学员的电工技能培训目标，将“电工技能培训”模块又划分为常用仪器仪表的使用模块、直流电路的分析与测量模块、单相交流电路的分析与测量模块、三相交流电路的分析与测量模块、电动机控制电路的搭建模块、电路常见故障排查模块等。每个模块根据知识点设计和制作6-8个微课视频，当用户点击主界面上的“电工技能培训”菜单及下拉菜单，选择用户感兴趣培训的内容，如“直流电路故障1排查”，系统将自动调出对应的微课视频呈现给用户学习。

3.3 电工技能考核系统模块

基于教研室多年教学编写的电工技术题库，制作电工理论考试数据库，开发电工技能考核系统，并将其集成至电工技能交互式培训系统的主界面的“电工知识考核”中，实现电工题库的信息化，供教员考核学员或者学员自我测试使用。当用户点击“电工知识考核”菜单时，系统随机从题库抽取一套试题给学员进行考试，学员交卷后系统自动为该名考试学员阅卷、记录成绩，并录入至学员成绩数据库中。管理员用户或者教员用户输入密码登录系统后，可以查看各个班级学员考试成绩、生成考试分析报告等。

3.4 人员信息管理模块

“人员信息管理”模块主要用于管理教员和学员的基本信息和登录信息；为电工技能辅助培训系统设置管理员、教员和学员三种类型的用户，学员享用电工培训功能和电工考试功能，教员除了可以享有学员的权限外，还可以对学员的考试成绩进行查询和管理，而管理员拥有最高的权限，除了享有教员和学员的全部权限外，还可以对系统的学员信息数据库、教员信息数据库、考试成绩数据库等进行管理等。

4 总结与展望

本文结合电工课程的自身特点和专业需求，设计了电工技能交互式辅助培训系统的框架设计，以其灵活、高效、直观、交互式等优势，适应了用户对电工技能培训的多元化要求。该框架不仅适用与电工、电子、计算机等专业基础课程，对其他专业课程的应用也具有参考价值。将信息技术与教育充分整合，提高教育的信息化，必将成为未来教育教学改革的潮流。