電力綜合虛擬仿真實訓基地建設的探索與實踐

摘要：現行的高等職業教育，其目標是培養社會和企業所需的高素質技能人才，而實現學校與企業對接，實踐則是其中不可或缺的環節。吉林水利電力職業學院，在現有實踐教學條件的基礎上，依托省級示范校建設專項資金，通過校企合作模式，擴展實訓室功能，加強電力實訓基地內涵建設，建成涵蓋輸電、變電、配電、火力發電、水力發電及熱電聯產為一體的，集合學生實訓、對外服務等功能的，虛擬與實際工作環境相結合的電力實訓基地，發揮其示范、引領與輻射的作用，最大可能的為電力行業培養優秀人才。本文結合工作實際，對高職院校建設綜合性電力虛擬仿真實訓基地展開探索與實踐，探索出切實可行的實訓基地的建設方案。

關鍵詞：高職院校;電力專業;虛擬仿真;實踐教學

隨著我國高等職業教育改革的進一步深入，培養社會和企業所需的高素質技能人才已經成為現行的高等職業教育的目標，而實行校企深度融合，實施符合行業企業新發展需求的實踐教學則是實現這一目標的重要環節。

吉林水利電力職業學院為2019年度吉林省現代職業教育改革發展示范校，在各類專業中，發電廠及電力系統專業被定為省省級財政支持重點建設專業。在相關的實踐教學中，通過校企合作模式，重點建設電力綜合虛擬仿真實訓基地。通過基地建設的探索、研究與實踐，實訓基地表現出了其應有的效應，在一系列示范和引領的作用下，實訓基地所發揮出的作用也受到了社會和行業的廣泛認可。

一、電力綜合虛擬仿真實訓基地建設的目標

由于電力系統運行的標準化，其嚴格遵守生產流程。因此，在具體的實踐環節中，學生所遇到的最大問題是動手操作的實踐機會很少，在整個實踐環節中，處于旁觀者的狀態，其效果也極為不理想。而通過仿真實訓，學生可以反復模擬電力系統各生產環節的運行、維護、檢修操作及事故演練，這樣的過程使學生全程參與，其實踐水平得到了較大的提升。

吉林水利電力職業學院電力專業借助示范校建設機遇，通過校企深度合作，共同探究電力虛擬仿真實訓基地的建設方法，較好的破解實踐教學中“高投入、高耗材、高危險、難實施、難觀摩、難再現”的難題，本質上提高實踐教學效果，達到與經濟社會發展及行業企業用人需求相符的專業人才培養目標。同時，實訓教學更具有針對性，學生的專業技能與職業素養得到培養，使得畢業生的素質與就業崗位的要求更加貼近。

二、電力綜合虛擬仿真實訓基地建設的原則

（一）同步性與經典性相結合的原則

在電力系統中，所涉及的設備和標準是多種多樣的，為了讓學生更好、更快地適應畢業后崗位的具體要求，讓學生能夠更快地適應工作強度，在進行仿真實訓時，要遵循同步性與經典性相結合的原則。即選取與企業同步的設備、系統和技術作為仿真對象。

（二）虛擬與真實相結合的原則

虛擬仿真是通過計算機進行畫面仿真，從而進行虛擬的電力生產情景模擬，所有的流程是通過畫面所進行，這種操作方式缺乏真實生產環境氛圍，不少學生在實訓環節有“游戲”心理，違背操作規程隨意操作，其實訓效果有欠真實。因此在建設虛擬仿真實訓設備的同時，利用企業退役設備建設實體實踐教學場地，虛擬操作結果可通過真實設備驗證，使得教學情境與實際生產現場“零距離”貼近，使學生在安全的前提下，其水平也得到了較大的提升。

（三）遵循職業前提和情景模擬相結合的原則

在高職教育中，職業素養的培育和情景模擬為其教育的最大特征。培養學生的職業技術能力，是仿真實訓教學的核心，對學生所要面對的工作實際情況中的任務等進行的情境設置。因此，仿真實訓教學應以真實工作為模板，對實訓內容進行重新整合，讓教學設計更加合理，把工作情境真實的還原到實訓中，讓學生真正的進行崗位模擬。再現實際工作崗位中的應有情況，職業素養性和情景模擬性更加的真實。

（四）遵循校園內實訓教學和企業職工培訓一體的原則

仿真實訓教學項目，其最基礎的前提是要在校內的實踐硬件的允許的條件下進行，同時又能夠肩負企業職工的技能培訓，這是校企合作開展的重要前提。在整個實踐過程中，學習并熟悉企業文化是實踐的第一步，同時使學習的任務在工化中完成、讓工作任務基于項目所產生，將企業原有的制度、管理的方法進一步滲透到實訓教學的過程中，在現有條件下，最大可能的實現企業的工作規范和操作規程組織實施實訓教學。

三、電力綜合虛擬仿真實訓基地建設的舉措

（一）實踐教學設備建設

吉林水利電力職業學院原有電站仿真實訓室含當時高配置教師機1臺，高配置學生機55臺，安裝大風科技300MW煤粉爐火電機組虛擬仿真軟件一套及機房管理軟件。本院以示范校建設為契機，以省級財政資金及企業資助為保障，通過實踐教學與實訓課程建設途徑，大規模開展實踐教學設備的建設與升級，建設了虛擬與實際工作場合結合的電力虛擬仿真實訓基地。

為增大電力專業虛擬仿真實踐教學的覆蓋范圍，本院購置了像新力220kV變電站3D漫游虛擬仿真實訓軟件、大風科技700MW水斗式水電機組仿真實訓軟件，并對原有300MW煤粉爐火電機組虛擬仿真軟件進行擴容升級，增加實訓工位，拓展系統容量，使得實訓基地在原有火力發電仿真教學的基礎上，增加了變電站仿真教學與水電站仿真教學，實現了發電系統與輸變電系統相結合、3D畫面漫游仿真與工況數字仿真相結合、獨立工況運行與分組工況運行相結合。示范校建設期間，本院成為吉林省“1+X”證書“垃圾焚燒發電運行與維護”職業技能等級證書試點牽頭單位，北京伯努力仿真技術有限公司與本院進行合作，與本院聯合開發了30MW垃圾焚燒電廠虛擬仿真軟件、300MW亞臨界煤電機組虛擬仿真軟件、600MW超臨界煤電機組虛擬仿真軟件，新增環保電廠仿真教學功能，實現了多容量多參數多熱力系統火電機組仿真教學，實現了實踐與技能相結合的目標。

示范校建設期間，本院與吉林省地方水電集團公司開展校企深度合作，地方水電集團與本院共建電力實習實訓基地。地方水電集團將退役電力設備贈與本院作為教學實訓設備，包括成套水力發電設備、輸變電設備及電力控制設備，并為本院提供實訓場地的設計方案、基礎材料及施工建設。

建成的電力綜合實訓場地占地6000平方米，分為66kV升壓站實訓區、輸電線路實訓區、爬桿實訓區及設備展示區。66kV升壓站實訓區為吉林省高職院校中唯一的66kV升壓站實體設備實訓區，建成雙單元、雙進線間隔、單母線橋升壓站一個，每個單元分別配置進線鐵塔一座。輸電線路實訓區建成10kV、0.4kV雙回路共桿輸電線路一條，檔距30米，亙長120米，設置變臺2座，終端桿2個，直線桿1個，轉角桿一個。爬桿實訓區規劃建成爬桿實訓工位16個，其中8根12米桿，8根2.5米桿。水輪機組、高低壓配電柜等其余設備組成設備展示區。

（二）實踐教學體系建設

通過與合作企業有效的多方式的調研，學院最終確立了電力綜合虛擬仿真實訓基地實踐教學體系的建設方向，即以變電站、火力發電、水力發電、環保電廠為主要仿真對象;以3D畫面漫游、數字工況模擬運行，并結合實物操作為主要實踐方式，以變電站、火電廠、水電站、環保電廠的運行、檢修、維護及工程建設人員為主要培養目標。

把現代電力企業職業資格標準融入實踐教學體系中，形成以實際工作中的過程為導向的教學理論，并運用到實踐教學中，突出核心能力培養，建立以能力為主線、以工作過程為導向、以“1+X”證書教學模式為實施途徑，以專業核心技能培養為目標的工學結合實踐教學體系。

從典型工作任務要求出發進行教學內容建設，教學內容與職業崗位能力相貼近、與職業資格證書相符、與生產實際相通、與行業標準相當，以實際電力行業企業運行、檢修、工程建設的工作過程為主線，進行項目驅動實踐教學模式。實際過程中，根據電力企業的典型工作內容制訂實訓項目，教學過程中由指導教師下達具體可執行的任務，學生分組后進行角色扮演與角色輪換，根據不同的角色職責，參與制訂工作計劃、研究問題解決辦法、提出安全防護措施、進行具體工作及對最后結果進行評價，同時學院與企業共同制度評價體系并完成對學生的評價。企業根據實際工作過程中的安全生產、文明生產、操作步驟及參數監控對學生進行具體考核，并在考核過程中把具體化問題及時反饋給專業教師。專業教師對照企業標準和要求及時修正教學內容，改進教學方法策略，以達到崗位所需的要求。

（三）教學資源建設

依據實訓基地的教學目標，實時掌握電力企業方面的需求和社會動向，針對仿真教學中的重點與難點，本院與合作企業共同制作信息化教學資源，并結合國家精品在線學習平臺、超星課程資源，組成電力仿真信息化教學資源庫。

依據實訓基地所開展的項目，本院與北京大風科技公司、北京伯努利公司聯合開發仿真題庫系統及在線考評系統，仿真題庫分為理論題庫與實操題庫，理論題庫主要引入專業核心課程重點內容和電力設備運行的基礎知識，實操題庫主要引入電力生產環節的典型操作與常見事故，即可進行實操考核又可進行理論測試，學生在考評任務完成后可實現實時評價。引入企業生產標準，與國網吉林省超高壓公司聯合建設課程《高壓輸電線路運維》，將吉林省地方水電集團公司的生產標準引入課程體系建設，將企業的運行規程、安全規程的資料融入實踐教學資源建設，將企業的職工技能競賽評分標準融入實踐教學評價體系建設，并與其共同編寫《變電站倒閘操作》、《水電機組運行》等實訓項目實訓指導書。

（四）實踐教學師資隊伍建設

以“外引內培、提高質量、營造環境、科學管理”的師資隊伍建設方針，采用努力引進、積極培養等方法，建設了一支理念先進、素質過硬、專兼結合的實踐教學師資隊伍。

本院加大對師資的培訓力度，一是派出骨干教師赴專業建設水平較高的合作院校調研與學習，不斷學習職業教育理念，提升教學水平，增強專業與教學建設能力;二是與合作企業建立師資互派的合作機制，聘請企業人才對校內的授課教師進行指導和培訓，提升教師的實踐能力;三是制定可操作的師資鍛煉計劃，在不影響學校教學的前提下，讓教師以一定規律進行分組到電力企業進行學習，以便了解和掌握行業新技術，提高教師的實踐能力。在地方水電集團與我院共建電力實訓場地的過程中，我院電力專業教師全程參與施工設計、設備選型、設備調運、土建基礎施工與電力設備安裝調試，通過教師的廣泛參與性，使教師的實踐教學能力得到了大幅度的提升。

同時制定青年教師培養計劃，要求青年教師到企業掛職鍛煉、參加企業培訓，同時實行雙導師培訓機制，其最大的益處是可以讓青年教師和資歷較長的教師、企業技術人員形成師徒關系，以便使青年教師快速適應現代化教學。

通過校企共建的方式，與合作企業制定人才交流計劃，從合作企業遴選出專業能力水平過硬且有可勝任教學工作的技術人員作為學院的兼職教師，建立穩定的企業兼職教師人才庫，參與本院虛擬仿真教學體系的建設、實踐教學材料的編寫、實踐教學環節實施等工作。

（五）社會服務能力建設

依據合作企業崗位技能要求，校企共建培訓中心，共同開發有效可行的培訓教學模式，使電力實訓基地人才聚集與教學資源先進的優勢得到充分發揮，進行電力員工職業技能培訓，最大限度挖掘實訓基地潛能，實現資源共享，充分發揮輻射、示范與引領作用。吉林省地方水電集團將實訓基地作為員工的培訓中心，舉行職工培訓、技能比武等項目。利用高職擴招契機，地方水電集團公司下發文件，鼓勵在職員工攻讀全日制大專學歷。以集中授課上門教學的方式開展理論與實踐培訓，以“1+X”證書教學模式服務企業擴招生技能鑒定工作，滿足企業員工技能鑒定的需求。

四、電力綜合虛擬仿真實訓基地建設的展望

經過示范校期間的建設，本院電力虛擬仿真實訓基地已初具規模，安裝虛擬仿真軟件共計6個，教學輔助軟件合計5個，在此基礎上，構建能夠真正實施推進的實踐教學體系，可滿足校內實訓，企業培訓、技能鑒定等教學要求，成為吉林省內唯一一個擁有變電站、火電廠、水電站、環保電廠虛擬仿真實踐教學能力并可在校內“虛實結合”的電力虛擬仿真實訓基地，不斷提高專業教學質量，強化學生的技能水平，工作素養得到提升，“1+X”證書考評通過率達預期要求，其教學效果得到了社會和企業的一致好評，實訓基地的教學成果也得到了合作企業的廣泛認可。

未來本院電力虛擬仿真實訓基地將借助省級“雙高?！苯ㄔO，繼續改造升級，符合我省電力行業發展的新要求。在教學項目上新增智能電網、太陽能、風電等虛擬仿真實訓項目，在技術上引入虛擬現實、人工智能等手段。創新校企合作機制，最大可能地使企業與學院共同建設能夠讓學生使用的實訓基地，不斷富實訓基地的教學資源。

深化教育教學改革，優化“核心技術一體”實訓課程體系，繼續推行專業課的項目化改造，為實訓基地營造更貼近企業的職業化實訓場所。升級信息化管理手段，實現校內校外信息實時傳輸和設備在線管理，使實訓資源最大可能地得到充分利用。按照吉林“一主六雙”高質量發展戰略，使實訓基地的社會服務能力得到進一步提升。

作者單位：楊壯? ? 吉林水利電力職業學院

參? 考? 文? 獻

[1] 黃小娥.廣西高職院校示范特色專業及實訓基地建設探討—以廣西水利電力職業技術學院為例[J].廣西教育，2021（02）：96-98.

[2] 黃關山.虛擬仿真實訓基地在高職教育中的應用探索“1+X”證書制度背景下高職產教融合實訓基地建設實踐[J].職教論壇，2021（09）：134-138.

[3] 張海燕，嚴芳，湛年遠.高職“虛實結合、校企對接”生產性實訓基地的建設實踐—以熱能與動力技術實訓基地為例[J].高教論壇，2012（07）：58-60.

[4] 焦紅茹，謝春梅.虛擬仿真實訓基地在高職教育中的應用探索[J].熱帶農業工程，2017（41）：77-80.

[5] 陳春海. 仿真實訓在電力技術類高職教育中的作用[J]. 科技創新導報，2012（19）：174.