基于虚拟仿真技术的高职电力技术专业群实训体系重构探究

赵树宗

摘要：电力作为我国支柱产业之一，在新时代背景下，对“双高”人才的需求量与日俱增，而构建基于虚拟仿真技术的高职电力技术专业群实训体系能够更好地满足当前的人才培养要求。虚拟仿真技术在电力技术专业群及实训体系的应用过程中，应精准对接电力产业核心岗位集群，注重真实工作场景的实际需求和应用，面向行业需求并以行业需求为导向，将虚拟仿真技术融入到基础实训、专业实训以及综合实训三个层次，整合校企实训教学资源，建立“三场合一”实践教学基地，提升教学质量，重视教师队伍持续建设，并全面评估体系优缺点。

关键词：虚拟仿真技术；电力技术；专业群；实训体系；重构

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1008-3561（2024）07-0017-04

电力技术专业群在能源行业中占据着举足轻重的地位，对确保能源供应和推动经济发展起着不可忽视的作用。随着科技的飞速发展，虚拟仿真技术已经逐渐成为实训教育的重要手段，它不仅能显著提高实训的效率和质量，而且能降低真实设备操作过程中可能遇到的风险以及实训成本。因此，应借助虚拟仿真技术，对现有的高职电力技术专业群实训体系进行重构和完善，以增强学生的创新能力和职业素养。

一、虚拟仿真技术与电子技术专业群概述

1.虚拟仿真技术概述

虚拟仿真技术是指为研究解决某一实际决策问题，先建立该问题的同态模型，并对模型进行动态运行试验，按其运行结果进行评价和优选的决策技术。其通过结合计算机软件和硬件技术，可以将虚拟环境变得栩栩如生。用户可以在这个虚拟环境中与事物或现象进行交互式操作，就像在真实世界中一样。这种技术的应用范围非常广泛，并在不同领域都取得了卓越的成果[1]。在电力技术教育领域，虚拟仿真技术无疑开启了一个全新的学习篇章。这种教育方式，不仅打破了传统教育模式的时间与空间限制，更通过提供一个独特的学习平台，使广大学子能够随时随地进行深入学习。虚拟仿真技术可以将复杂的电力设备、工作原理以及操作流程等抽象概念转化为直观的视觉体验，使学生们能够更加轻松地理解和掌握这些知识。对于教师而言，虚拟仿真技术也是一个极好的教学工具。它可以模拟出各种实际操作的场景，使教师能够在虚拟环境中教授学生正确的操作方法。这样不仅降低了真实操作中可能出现的安全风险，也使教学更加直观、生动。另外，在电力技术教育中，实验和实训是非常重要的一部分。然而，受设备限制，很多实验和实训项目无法经常进行。这时，虚拟仿真技术的优势就显而易见了。通过模拟实验和实训环境，学生们可以在进行实际操作之前就对整个流程有深入的了解，这样在实际操作时就可以更加得心应手，减少操作失误的可能性。

2.电力技术专业群概述

电力技术专业群是一个以电力为纽带，集合了多个专业和学科的交叉性学术群体，主要涵盖发电、输电、配电和用电等电力系统的各个环节，涉及能源、电力、信息、自动化、环保等多个领域的知识和技术[2]。这个专业群是由多个学科交叉形成的，包括能源工程、电力工程、信息工程、自动化工程、环境工程等。而在这个专业群中，学生可以学习到电力系统及其自动化、电力电子技术、智能电网、新能源技术等多个方面的知识和技能。通过电力技术专业群的学习和实践，学生可以掌握电力系统及其自动化、电力电子技术、智能电网、新能源技术等多个方面的知识和技能，成为电力行业的高级专门人才。这些高级专门人才可以在电力行业从事各种工作，如发电厂运行、输配电线路设计、电力系统调度、电力市场运营等，也可以在能源、信息、自动化和环保等领域中发挥重要作用。

二、重构思路：对接电力产业核心岗位集群

在重构电力技术专业群的实训体系时，高校必须以真实工作场景的实际需求和应用为导向，精准对接电力产业核心岗位集群[3]。这不仅需要高校密切关注电力行业的最新动态，及时更新实训内容，还需要紧跟电力产业的发展潮流，确保培养的人才能够适应未来电力工程领域不断提高的技术要求。此外，高校还应当注重实训项目的整体规划，构建科学合理的实训课程体系，使学生能够在实践中掌握专业知识和技能，提高实际操作能力。通过这种方式，学生不仅能够更加深入地了解电力技术的相关知识，还能够增强自身的职业素养和综合能力，为未来的职业发展做好准备。

在此基础上，电力技术专业群的实训体系需要进行全面改革和创新，应注重学生实践能力的培养，并充分发挥虚拟仿真技术的优势。在教学组织方面，高校应结合电力行业企业的实际需求，引入先进的实践教学方法，提升学生的实践技能水平。同时，评价体系也应以实践能力为重点，鼓励学生积极参与实践活动，提高其专业素养。此外，高校应积极与电力行业企业合作，共同推进电力技术专业群的建设和发展，实现产教融合的深度推进。

在电力技术专业群的核心岗位引领下，高校应制订具有明确目标的实训计划，确保实训内容能够帮助学生掌握实际工作中的基本技能。为了达到更好的教学效果，高校应合理利用虚拟仿真技术，将电力技术专业群的核心知识进行有机整合，形成系统、全面的实训课程。这不仅可以让学生更好地掌握电力技术专业群的基本知识和技能，而且能培養学生的实践能力和团队协作精神，为他们日后的职业发展打下坚实的基础。此外，高校应注重培养学生的团队协作和沟通能力，以应对电力产业中复杂多变的现实工作场景。为此，高校应设计出多样化的实训项目，让学生在团队中相互协作，共同解决问题，从而培养学生的沟通能力和团队协作精神。

三、重构实践：落实“两面向、三层次”实训体系

1.两面向

高校在电力技术专业群的实训体系重构实践中，应借助虚拟仿真技术，搭建“两面向、三层次”的总体框架。其中，“两面向”是指国家战略和产业发展需求的紧密结合，为未来和行业的需要培养具备创新意识和可持续发展能力的优秀人才。一方面，为了适应未来发展的需要，实训课程需要密切关注电力行业的发展趋势，鼓励学生主动思考、勇于创新，提高学生独立思考和解决问题的能力，培养学生的创新意识和可持续发展能力。通过这种方式，学生不仅能够更好地适应不断变化的市场需求，还能够在未来的职业生涯中不断进步，成为电力行业的中坚力量。另一方面，实训体系还需要以行业需求为导向，结合多种人才培养模式，如产教融合、工学结合等，增强学生的实际操作能力和岗位适应能力。具体来说，高校可以与企业合作，共同制定人才培养方案，体现教学内容与实际工作的匹配性，并让学生在学习期间更好地了解自己的兴趣和特长，为他们今后的职业道路做好准备[4]。

2.三层次

“三层次”是将实训体系划分为基础实训、专业实训和综合实训三个层次，从基础到综合、从简单到复杂、从局部到全局，实训内容逐步升级，提高学生的实践能力和综合素质。

首先，基础实训层次是高等教育中至关重要的一环，它主要关注的是学生对专业基础知识、基本技能和基本素质的掌握。在基础实训层次的教学过程中，教师可利用各种虚拟仿真技术，如模拟软件、硬件实验平台等，来模拟真实的工作环境，帮助学生理解和掌握专业知识。这种教学方式具有很高的互动性和趣味性，能够激发学生的学习兴趣，使学生可以在实验环节中验证所学的理论知识，加深对专业知识的理解，并帮助学生熟悉各种实际情况，提高他们应对复杂问题的能力。在这个过程中，学生不仅建立了扎实的知识基础，而且锻炼了实践能力。

其次，专业实训在高等教育中扮演着重要的角色。这种实践教学手段以培养核心专业技能为目标，将理论知识与实际应用紧密相连，为学生未来的职业生涯打下坚实的基础。在电力行业中，专业实训涵盖了许多方面，包括电力系统规划、电力设备安装与维护、电力市场运营等。教师可以利用虚拟仿真技术模拟电力系统的设计和规划过程，让学生综合考虑各种因素，如电力需求、能源来源、系统稳定性等，制定出最优的电力系统方案。这一过程能让学生更好地理解电力系统规划的复杂性和必要性，并培养他们在面对实际工程问题时的分析和解决问题的能力。电力设备安装与维护的实践学习则注重让学生掌握电力设备的安装、调试、维护和故障排除等技能。通过虚拟仿真技术，学生可以在模拟的真实环境中进行操作，更好地理解电力设备的工作原理，并熟悉和掌握各种维护工具和设备的使用方法。通过虚拟仿真技术实践教学，学生可以更好地理解和掌握电力行业的专业知识和技能，提高就业竞争力，成为高素质专业人才。

最后，综合实训是一种高度综合性的实践教学环节，其主要目标是提高学生的实践能力和综合素质。通过利用虚拟仿真技术，综合实训可以为学生提供一个高度仿真的环境，使学生可以在类似于真实的环境中进行实践操作，从而更好地理解和掌握专业知识。在这个仿真的环境中，学生可以亲身体验到实际工作中可能遇到的各种问题，并学习如何解决这些问题。这种实训方式突破了传统单一的实验或实习模式，更注重学生全面发展，通过工程项目的实施、实际生产的模拟甚至包括团队协作等多元化的实践形式，培养其独立解决问题和创新的能力。

四、重构保障：强化基础设施与教师队伍建设

首先，为了提高实践教学的效果和质量，高校需要采取一系列措施来整合校企实训教学资源。其中，建立“实习现场就是培训现场、培训现场就是生产现场”的“三场合一”实践教学基地是重要的一环。这种实践教学基地能够支撑学生实训教学、企业员工培训、1+X证书培训考核以及高端技能人才培养，具有非常重要的作用[5]。同时，在建设实践教学基地时，需要融入企业实训基地管理理念，建立专业群基地建设管理机制，以实现企业与专业群内资源共享。在实训文化建设方面，要营造浓郁的电力技术文化氛围。具体来说，可以通过张贴电力行业名人名言、设置电力行业历史墙、建立电力行业文化展示区等方式来营造电力文化氛围。这些措施不仅可以让学生更好地了解电力行业文化，还可以增强他们对电力行业的归属感和自豪感，使其更好地投入到实践学习中。

其次，高校要构建一套完整的虚拟仿真平台系统，该平台系统应包括硬件和软件两大部分。从硬件方面来说，一套高性能的计算机系统和各种传感器等设备是虚拟仿真技术的基石。这是因为虚拟仿真技术对计算能力和实时反应要求极高，只有足够先进的硬件设备才能提供稳定、流畅的虚拟仿真环境。例如，为了模拟复杂的电力技术环境，可能需要使用具备多核心、多线程的高性能计算机，以便在处理大量数据时保证运算的准确性和速度。此外，各种传感器如摄像头、红外线传感器、力传感器等也需要被集成到硬件系統中，以便获取更真实、更丰富的模拟反馈，支持虚拟仿真技术的实现。从软件方面来说，开发各种电力技术仿真实训软件是构建虚拟仿真平台的核心任务。这些软件需要能模拟各种电力技术的实际操作环境，还要能满足不同课程的不同需求。这意味着软件的设计和开发必须具有极高的灵活性和可扩展性，以便能根据不同的课程需求进行定制和扩展。此外，仿真实训软件还需要拥有强大的交互功能，让学生能够进行互动，以增强学习的沉浸感和趣味性。

最后，为了确保教学质量的稳步提升，高校必须重视教师队伍的建设，尤其要提升他们在虚拟仿真技术应用方面的能力。高校可以通过提供专业培训课程，让教师全面了解和掌握虚拟仿真技术，从而更好地将其融入日常教学中，为学生提供更加生动、形象的教学体验。此外，建立教师交流平台是十分必要的，有利于教师互相学习、分享经验，从而持续提升他们在虚拟仿真技术应用方面的能力。同时，高校应鼓励教师参与虚拟仿真技术的实践，使教师在实际操作中不断积累经验，提升应用能力。对于在虚拟仿真技术应用方面有突出贡献的教师，高校应给予适当的奖励，以激励更多教师积极投入这项工作。

五、效果评估：分析实训体系优缺点

在建立基于虚拟仿真技术的电力技术专业群实训体系之后，高校必须对其进行全面的实践与效果评估。这有助于深入了解该实训体系在培养学生实践操作能力方面的实际效果，也有利于检验该体系是否能够提高就业率以及提高教师教学质量。除此之外，还能够发现实践过程中存在的问题，为进一步优化实训体系提供客观依据。

在实践环节，为了更好地了解该实训体系的实际效果，高校需要进行广泛组织和动员，让学生和教师积极参与。在这个过程中，高校可以采用问卷调查和访谈的方式，收集使用者的反馈与意见。这些反馈和意见应涵盖该体系的各个方面，如使用感受、操作流程、交互设计等。通过分析这些反馈和意见，高校可以深入了解使用者的使用体验。调查分析表明，学生和教师普遍认为该体系能够有效地提高实践操作能力，并且对电力技术专业知识的掌握也具有一定的推动作用。然而，从使用者的反馈中也暴露出该体系的一些问题和不足。例如操作流程和交互设计方面仍存在一些短板，需要进一步完善和优化，让操作更加便捷、高效。针对这些情况，高校应该积极开展研究和探讨，寻找更加科学合理的设计方案和操作方法。

在評估环节，高校需要对该体系的效果进行全面评估。评估不仅应涉及学生的技能掌握、就业情况，而且应涉及教师教学质量的评价。通过比对实验组与对照组的差异，发现采用该实训体系的学生展现出更高的技能水平和更好的就业前景，教师教学质量也有显著提升。然而，实训体系在实施过程中并非完美无缺，如评估标准的制定和数据统计与分析等方面还有待改进。在今后的实践中，应持续优化与完善这个实训体系，使其更好地服务于广大学生和教师，为电力技术专业的教学水平提升贡献力量。

六、结语

综上所述，虚拟仿真技术能够在很大程度上解决传统实训方式所存在的问题，从而提高实训的效果和质量。然而，值得注意的是，虚拟仿真技术并不能完全替代现场操作，因此需要进一步完善和发展这项技术，同时加强教师队伍的培训和管理，以满足不断提高的实训需求。只有通过不断的优化与创新，才能够不断改善虚拟现实技术在电力技术专业群实训体系中的应用效果，最终满足培养更多的电力技术人才的产业需求。

参考文献：

[1]刘竺云，沙赟颖，刘明源，等.基于虚拟仿真技术的药品生产技术专业群实训体系简介[J].中国医药工业杂志，2023，54（02）：293.

[2]李永桂，洪鹏，黎海凌，等.“双高计划”建设背景下虚拟仿真技术在人才培养中的创新应用———以“包装策划与设计专业群之安全包装专业实训体系建设”为例[J].中国包装，2022，42（09）：37-40.

[3]刘书阁，李爱晶，王玺，等.职业教育“变配电运维”高水平专业群建设思路研究[J].中国电力教育，2022（08）：75-76.

[4]韩磊，汪洋，谢新，等.“双高”建设背景下发电厂及电力系统高水平专业群课程体系构建研究———以武汉电力职业技术学院为例[J].武汉职业技术学院学报，2022，21（02）：58-62.

[5]张家惠.高职院校建筑工程专业群实训体系的构建与实施[J].烟台职业学院学报，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