基于《電工技術》課程實訓輔助系統的建設

孫寧　張勇　錢琨

【摘要】電工實訓課程處于面向實戰化教學的探索期和建設期，如何切實分析“教”與“戰”之間聯系，讓學員能夠快速掌握電工基本技能，一直是電工實訓教學的研究重點。

【關鍵詞】實訓；輔助教學；系統建設

一、系統建設依據

在現有實訓課程教學模式中，因一個實訓室只有一名教員，實訓時間較為緊湊等因素，對學員實訓過程中出現的問題往往不能及時指導，導致問題有所積累。隨著電工實驗室的進一步開放，為學員提供了一個到實驗室進行自主操作學習的機會，也為“科技四小”的制作提供了很好的操作場地。在學員自主學習、科研學術研究的過程中，針對實驗中存在的故障、檢測、維修等問題，以及“科技四小”項目制作遇到困難、未學過的知識結構，教員很難到達及時的、一對一的針對性輔導。由于這些問題的存在，建立一套行之有效的實訓輔助系統則顯的非常重要。本系統的主要目的：

（一）建立實訓操作項目的視頻演示庫

由教員演示正確的實訓操作的內容并進行錄制，該庫的建立，將為電類課程教學、機電類課程教學、科研提供非常有益的素材，對于相關專業系的裝備維修教學也有一定的參考作用。

（二）完善實訓操作項目的故障檢測維修庫

教員搜集在實訓課堂教學中容易出現的故障、結合學員在動手操作中出現的問題，對錯誤的實訓操作、電路故障的檢測及維修、儀表的錯誤使用等，通過視頻和動畫的方進行素材的歸納整理，便于學員自己對錯誤實訓進行及時的糾正。

（三）建設電工實訓的虛擬實驗庫

仿真軟件輔助教學的應用，能夠使抽象的問題形象化，枯燥無味的知識生動化。在學生有興趣、又掌握相應知識的前提下，也可引導學員做一些復雜的綜合性設計題目，發揮學員的創造力，培養學員的創新能力。

（四）增強教員的創新意識和科研能力

我教研室主要承擔電工技術、電工電子技術、電工電子技能實訓以及電工四門課程的授課任務，本項目須將教研室所授課程中各實訓操作模塊內容整合，對于提高教員的計算機編程能力、學科內容整合能力有很大的幫助。

二、研究方案及可行性分析

（一）研究內容及預期目標

基于《電工技術》課程實訓輔助系統主要可以分為四個模塊：實訓操作模塊、故障檢測模塊、虛擬模塊、科研學術模塊，并實現以下功能：

1、實訓操作模塊。運用錄像機、計算機輔助軟件錄制《電工技術》的五個實訓內容，包含：簡單電路的連接及測量、基爾霍夫定律的驗證、提高日光燈電路的功率因數、三相交流電路的連接及測量、三相異步電動機控制電路的搭建。

2、故障檢測模塊。利用視頻和動畫設計《電工技術》實訓內容的故障點，并講解電路和儀器設備故障檢測的方法，以及動手維修的方法。學員通過搜索網站中相應故障現象，自己動手排除故障進行維修。

3、虛擬模塊。仿真軟件提供了強大的圖形支持、豐富的元器件庫、齊全的虛擬儀器儀表，且不存在燒毀器件的問題，有助于學生大膽進行分析、設計、驗證，在這樣的循環過程中自然而然的培養了學員研究問題和解決問題的能力。

4、科研學術模塊。通過“電工科技愛心日”、“科技四小”等一些面向范圍廣、時效性強的學員科技活動，讓電工開放實驗室，將電工實驗室形成集發明創造、制作、開發及科普服務為一體的地方。

（二）擬采取的研究方案和技術路線

1、素材的收集。組織收集電工實訓操作的過程比較常見的電路故障、實訓臺故障點、儀表使用錯誤、電路錯誤鏈接的現象、儀器儀表的檢測方式等各種素材，為視頻的制作打好基礎。

2、視頻的制作。使用電子相冊制作軟件《數碼大師》、KK錄像機等視頻錄制軟件，錄制所學實訓項目、常見操作故障的現象，并在視頻中添加詳細的文字說明、注釋，旁白等。

3、虛擬實驗的制作。通過仿真軟件設計已選定的知識點，并進行數據的設計及制作，最終驗證成功并制作成視頻應用于理論和實訓教學中。

4、編程的制作。選擇合適的編程軟件等編程，學員通過實驗名稱、實驗現象等方式可以搜索出相對應的實訓內容。

（三）需解決的關鍵問題和技術難點

1、所有素材的搜集、整理及分類歸納；

2、視頻制作軟件、虛擬軟件、編程軟件的學習已經應用。

（四）項目的特色與創新之處

1、實訓視頻將復雜的實訓操作內容簡單化、直觀化、趣味化；節省了學員對故障檢測維修的時間，同時，所建立的視頻化的內容為教學、科研、裝備維修提供了便利。

2、輔助系統直接將實訓操作器件、電路實體化，比傳統的電路制作更加便捷、快速、省材，且對電路連接者不會造成觸電的損害，為改進裝備保障模式提供了新思路。

（五）成果形式及考核目標

1、三個視頻錄像：基爾霍夫定律的驗證、三相交流電路的連接及測量、三相異步電動機控制電路的搭建。

2、三個虛擬實訓的實驗演示：基爾霍夫定律的驗證、三相交流電路的連接及測量、三相異步電動機控制電路的搭建。

3、五個實訓操作步驟及注意事項：簡單直流電路的連接和測量、基爾霍夫定律的驗證、提高日光燈電路的功率因數、三相交流電路的連接及測量、三相異步電動機控制電路的搭建。

基于《電工技術》課程實訓輔助系統，是一種通過視頻、動畫和網站等多種形式相結合，將在實訓課程中實訓項目、故障存在問題以及檢測維修的方法進行歸納整理，便于學員通過輔助系統進行學習。隨著學員研究的深入，提高《電工技術》課程實訓在實戰化軍事領域的應用，為專業課程的學習和今后的工作打下良好的基礎。