电气专业VR虚拟仿真实践平台建设分析

范存艳

摘 要：电力行業对于我国社会经济水平的提高有着积极的促进作用，在新时代的背景下，电力企业对就业人才的综合素质能力有着越来越高的要求，不仅要求其掌握扎实的理论知识，同时还要有较强的实践能力。电力设备的占地面积较大且价格较为高昂，在操作的过程中还存在一定的危险性，因此各大开设自动化专业的高校都很难建立系统完善的电力实践平台，进而导致学生的综合素质能力无法得到有效提高。VR技术的出现能有效解决上述问题，高校在发展过程中积极利用VR技术，可以在虚拟环境中让学生对发电、变电、输电的各个实验环节进行操作，通过这样的方式既能让学生高效的掌握理论知识，同时还能提高学生的实践动手能力，这对于学生日后的成长发展有着积极的促进作用。

关键词：电气专业；VR虚拟技术；仿真实践平台；结构分析

1 电气专业VR虚拟仿真实践平台教学体系建设分析

在对VR虚拟仿真实践平台的教学体系进行建设的过程中，应该从多个方面入手，要将多媒体技术的优势充分发挥出来，首先可以利用手机二维码等比较常见且操作性较高的设备来让学生对相关的电力设备基础知识进行了解，让学生通过课前预习的方式对电力系统的组成概念以及相关操作规范进行简单的学习，这样能够为后续开展高效的学习奠定良好的基础。

其次，在开展教学工作时，教师需要利用虚拟技术和LED多媒体技术，让学生置身于虚拟环境中，教师可以为学生讲解设备的原理，并且采用演示的方式来对电气设备进行拆分，通过这样的方式让学生对电气设备的组成有全面的认知。

在完成教学演示工作之后，可以让学生利用VR技术开展沉浸式体验学习。学生可以以教师的共享视角来对电力系统的配电、输电、变电等进行了解。VR技术的优势在于能够营造一个十分真实的虚拟场景[1]，在沉浸式的教学过程中，学生可以更加清晰地看到电力设备操作的各个环节及过程，这能够为学生后续亲自进行操作奠定良好的基础。

最后，学生可以利用PC，VR头盔和手柄来进行实践操作。在最后的操作环节，学生可以完全独立地进行操作，因为是虚拟环境，不具备危险性，学生在操作的过程中相关软件会对学生的整体操作过程进行打分。学生可以根据评判打分情况来进行多次反复的实践操作，这种方式能够有效提高学生的实践能力。

2 电气专业VR虚拟仿真实践平台软件体系建设分析

在对电气专业VR虚拟仿真实践平台软件体系进行建设的过程中，首先需要根据教学的实际需求对相关网站进行建设，网站的主要内容包括：实验教学项目的相关信息、实验教学视频、实验课件资料以及实验教学服务团队等等。网站的建立还需要提供一些信息展示功能，管理人员需要定期对实验项目的信息进行维护和管理[2]。在网站上展示实验图片、实验简介、实验原理以及相关实验要求。通过这样的方式能够保证整个网站建立的完善性。

在对软件体系进行建设的过程中，必须要保证软件系统有相应的功能，首先最基础的一项功能是要提供网络环境宽带提醒服务，该功能的主要作用是当实验的网络宽带小于实验所需的最小宽带时，需要对用户提出相应的提醒[3]。其次还要具备提供实验时长统计的功能，用户在使用的过程中，可以对整个实验的实际操作时长进行统计。除了要对实验时长进行统计以外，还要有数据统计功能，对访问平台用户的情况以及资源的使用情况进行准确的统计，并且要将统计结果进行汇总分析，这样才能进一步对系统进行优化与完善。最后一个功能则是要有相应的效果评价功能，用户在完成实验以后，可以对整个实验操作过程进行评价，评价包括星级评价和点赞功能，通过这样的方式更有利于对平台的相关功能和资源进行整合和优化，从而提供更好的实验操作体验感。

3 电气专业VR虚拟仿真实践平台的功能分析

电气专业VR虚拟仿真实践平台需要具备实验教学管理功能，能够对虚拟实验的资源信息进行有效的维护和管理[4]，同时还要对学生的整个实验操作过程进行批改，对成绩进行管理，相应的实验数据报告进行导出时还要具备查看导出功能。

教师在开展教学工作的过程中，可以根据实验教学大纲的实际内容对系统预加的课程进行引用，在引用完成以后，可以在“我的实验库”中对实验资源进行查看修改和删除。然后根据学生的实际学习情况，将相应的实验课程安排给学生，提前设置好开始和截止的时间，对于实验成绩的权重进行科学有效的设计，保证报告成绩和实验成绩有科学的比例。教师可以根据学生的实际操作情况对学生的整个实验报告进行评比和打分，所建设的实践平台需要能够同时支持虚拟实验、链接实验和演示实验等多种不同的实验。为了能够提高学生的实践实验质量，该平台在建设的过程中必须要含有实验前理论学习功能，让学生通过练习和自测的方式对相应的实验理论进行掌握和学习。学生完成一项实验操作以后，需要完成相应的实验报告，而平台则需要提供相应的报告管理功能，允许学生可以在线提交实验报告。教师可以在线对学生的报告进行批改，让学生以导出报告的方式来查看自己的整个实验操作情况。平台的数据统计功能是对学生的课程成绩以及实践操作成绩进行统计和分析，可以通过搜索的方式查询单个学生的成绩。同时还能对学生成绩进行统计图的汇总，在线分析学生的实际学习情况。为了能够更好地帮助学生进行学习，平台还需要设置实时答疑功能，让学生和老师能够在线进行沟通和交流。为了提高答疑效率，教师可以在前期将相应的问题和答案录入到题库中，学生可以通过搜索关键字的方式对问题的答案进行查询。

4 结语

综上所述，对于电气专业的学生来说，想要参与到真实的实践操作中显得较为困难，因为电气设备具有一定的危险性，同时许多院校也不具备购进专业电气设备的能力，为了更好地提高学生的实践操作能力，要对VR虚拟仿真实践平台进行建设，最大程度地节省院校的投入成本，达到高效教学的目的。学生在操作的过程中动手实践能力能够得到极大的提高，更有利于推进院校向现代化的教育方向转变。在VR虚拟仿真实践平台的帮助之下，学生的专业能力能够得到极大提高，助力学生日后更好的投入工作。

[參考文献]

[1]王颖杰，刘海媛.虚拟仿真软件在电气专业教学中的应用与实践[J].科教导刊，2020（33）：37-38.

[2]胡海林，汪涛.虚拟仿真实验助力电气工程与自动化专业本科教学[J].中国多媒体与网络教学学报，2020（10）：7-9.

[3]尚丽莎，贾亚娟.论虚拟仿真技术在电气类专业教学中的重要性[J].中外企业家，2020（15）：204.

[4]冷雪敏，高阳，许傲然，等.电气专业VR虚拟仿真实践平台建设探索[J].教育教学论坛，2020（19）：313-315.

（编辑 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