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摘要:電氣工程類專業是我國高等教育體系中一個至關重要的組成部分,具有設備種類多、規模龐大、接線復雜、電流大、電壓高等諸多特點。虛擬仿真技術可以給學生的學習提供一個安全健康的環境,還能優化電氣工程教學效果。
關鍵詞:虛擬仿真技術;電氣工程類專業;應用
0引言
在電氣工程類專業中運用虛擬仿真技術,不僅可以讓學生全面詳細了解電力工程的運行以及相關的專業知識,同時還能保證師生的安全[1]。筆者結合自身的工作經驗,就虛擬仿真技術在電氣工程類專業中的應用談一談自己的看法。
1虛擬仿真技術在電氣工程類專業中應用的重要意義
1.1實現資源的有效共享
虛擬仿真技術是一項基于互聯網基礎上的信息技術,在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術,可以為學生在任何地點和任何時間進行實驗提供相應的條件。與此同時,在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術,還可以開放優秀的實驗教學資源,給社區、企業以及兄弟院校等提供教學服務,從而實現資源的有效共享。
1.2實現不可逆以及不可及過程
電氣工程類專業的實驗教學面臨著強電的威脅,很多實驗必須要在極端或者高危的環境下才能完成,操作過程也是不可及或者不可逆的,對學生相關技能的訓練需要高消耗和高成本,不僅危險而且能夠被學生掌握和吸收的知識和技能少之又少。但是如果在電氣類專業教學中運用虛擬仿真技術,就可以有效改觀這一局面,虛擬仿真技術可以為電氣工程類專業教學提供經濟、安全、可靠的實驗手段,既能消除強電威脅,又能促進學生把握和吸收相關專業知識。譬如,在高電壓虛擬仿真實驗當中,學生可以近距離觀察高壓放電的情景,還可以反復觀看[2]。
1.3教學環節更加靈活
在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術,學生可以按照自己的學習能力和學習需求靈活選擇實驗內容。同時,學生還可以隨著學習進度的變化回顧以前的學習內容,或者跨越教學層次進行提升。在這種虛擬化的教學情境之中,學生真正掌握了學習的自主權,不僅得到更多創新實踐和接觸專業實驗的機會,學習興趣和學習積極性也得到有效的提升。教學環節更具有靈活性,學生可以充分展現自己的才華。
2虛擬仿真技術在電氣工程類專業中應用策略
2.1轉變傳統教學思想,建立科學的教學目標
電氣工程類專業教師還要在此基礎上建立科學的教學目標,科學合理的教學目標能夠讓教學取得事半功倍的效果[3]。由于學生在興趣愛好、學習進度以及專業方向上等各個方面存在一定的差異,所以在學習過程中就需要不同的學習和實驗平臺,同時,這些平臺之間必須要有較強的聯系。尤其當教學資源出現學科交叉的時候,老師要按照系統構建、綜合設計、理論應用三個層次構建虛擬實驗教學平臺,將虛擬仿真技術的優勢充分發揮出來。例如,電氣工程類專業老師可以從基礎課程實驗、綜合實驗和生產練習這三個方面制定實驗教學綜合培養計劃?;A課程實驗主要包括專業的課程實驗和工程設計基礎訓練;綜合實驗主要包括課程設計和工程設計綜合訓練;生產實習主要有畢業設計和創新設計訓練。
2.2構建互通互融教學理念,完善課程教學體系
在電氣工程類專業中運用虛擬仿真技術,可以給老師的教學以及學生的學習提供安全的環境和可靠的保障。其課程教學體系可以細分為專業基礎課程實驗、工程設計基礎以及專業課程實驗。其中,專業基礎課程實驗還可以細分為專業基礎實驗和專業綜合實驗,專業課程實驗可以細分為綜合實驗和課程設計。老師需要根據教學目的和教學要求設計教學平臺的教學資源,在資源當中有效貫穿課程內容。同時,要以培養學生應用能力為目標建立教學層次,利用橫向連接的方式將不同平臺的教學資源有效結合起來。在注重因材施教、專業培養的同時要保證教學平臺之間互通互融,同時還要保證教學層次之間呈現出一個相互補充的狀態。在當前的教育形勢下,電氣工程類專業的老師要敢于打破學科專業的界限,建立一體化的教學理念,在此基礎上實現資源的有效共享和創新型人才的培養。
2.3以教學環節為導向,創建合理的實驗教學平臺
第一,創新與實踐訓練平臺。針對電氣工程類專業的教學特色,利用虛擬仿真技術結合“新型傳感器”、“工業自動化”、“機器人”、“航空航天”、“智能電網”等專業領域的先進技術建立虛擬化的仿真系統,從而加強學生對有關學科先進成果以及專業知識的理解。第二,專業綜合實驗教學平臺。該實驗平臺主要包括工程設計綜合訓練、綜合實驗、課程設計等集中的教學環節。利用虛擬仿真技術構建專業綜合實驗教學平臺,一切的不可能都會變成可能。虛擬仿真技術可以給學生創建一個近似真實的虛擬環境,從而實現對學生實踐技能的訓練,也能有效實現生產現場和實驗室的無縫對接。第三,基礎實驗教學平臺。創建該平臺主要是為了進行基礎知識教學,通過仿真技術對一些技術原理以及基礎科學進行驗證,讓學生能夠全面掌握基礎知識和相關技能。除此之外,虛擬仿真技術能夠打破時間和空間的限制,學生可以隨時隨地開展實驗,從而培養學生解決問題的能力和獨立思考的能力。
3結論
在電氣工程類專業中應用虛擬仿真技術,可以實現資源的有效共享,讓教學環節變得更加靈活,同時還能讓一些不可能的實驗轉化為可能實現的實驗。電氣工程類專業教師要重視虛擬仿真技術,首先要轉變傳統教學思想,建立科學的教學目標,其次要構建互通互融教學理念,完善課程教學體系,最后要以教學環節為導向,創建合理的實驗教學平臺,將虛擬仿真技術的價值和功能最大限度發揮出來。
參考文獻
[1]黃文力,苗滿香.電氣工程及其自動化專業課程體系的改革[J].鄭州航空工業管理學院學報(社會科學版).2011(04):32-33.
[2]程思寧,耿強,姜文波,占永寧.虛擬仿真技術在電類實驗教學中的應用與實踐[J].實驗技術與管理.2013(07):54-55.
作者:周麗榮 單位:吉林化工學院