电力综合虚拟仿真实训基地建设的探索与实践

摘要：现行的高等职业教育，其目标是培养社会和企业所需的高素质技能人才，而实现学校与企业对接，实践则是其中不可或缺的环节。吉林水利电力职业学院，在现有实践教学条件的基础上，依托省级示范校建设专项资金，通过校企合作模式，扩展实训室功能，加强电力实训基地内涵建设，建成涵盖输电、变电、配电、火力发电、水力发电及热电联产为一体的，集合学生实训、对外服务等功能的，虚拟与实际工作环境相结合的电力实训基地，发挥其示范、引领与辐射的作用，最大可能的为电力行业培养优秀人才。本文结合工作实际，对高职院校建设综合性电力虚拟仿真实训基地展开探索与实践，探索出切实可行的实训基地的建设方案。

关键词：高职院校;电力专业;虚拟仿真;实践教学

随着我国高等职业教育改革的进一步深入，培养社会和企业所需的高素质技能人才已经成为现行的高等职业教育的目标，而实行校企深度融合，实施符合行业企业新发展需求的实践教学则是实现这一目标的重要环节。

吉林水利电力职业学院为2019年度吉林省现代职业教育改革发展示范校，在各类专业中，发电厂及电力系统专业被定为省省级财政支持重点建设专业。在相关的实践教学中，通过校企合作模式，重点建设电力综合虚拟仿真实训基地。通过基地建设的探索、研究与实践，实训基地表现出了其应有的效应，在一系列示范和引领的作用下，实训基地所发挥出的作用也受到了社会和行业的广泛认可。

一、电力综合虚拟仿真实训基地建设的目标

由于电力系统运行的标准化，其严格遵守生产流程。因此，在具体的实践环节中，学生所遇到的最大问题是动手操作的实践机会很少，在整个实践环节中，处于旁观者的状态，其效果也极为不理想。而通过仿真实训，学生可以反复模拟电力系统各生产环节的运行、维护、检修操作及事故演练，这样的过程使学生全程参与，其实践水平得到了较大的提升。

吉林水利电力职业学院电力专业借助示范校建设机遇，通过校企深度合作，共同探究电力虚拟仿真实训基地的建设方法，较好的破解实践教学中“高投入、高耗材、高危险、难实施、难观摩、难再现”的难题，本质上提高实践教学效果，达到与经济社会发展及行业企业用人需求相符的专业人才培养目标。同时，实训教学更具有针对性，学生的专业技能与职业素养得到培养，使得毕业生的素质与就业岗位的要求更加贴近。

二、电力综合虚拟仿真实训基地建设的原则

（一）同步性与经典性相结合的原则

在电力系统中，所涉及的设备和标准是多种多样的，为了让学生更好、更快地适应毕业后岗位的具体要求，让学生能够更快地适应工作强度，在进行仿真实训时，要遵循同步性与经典性相结合的原则。即选取与企业同步的设备、系统和技术作为仿真对象。

（二）虚拟与真实相结合的原则

虚拟仿真是通过计算机进行画面仿真，从而进行虚拟的电力生产情景模拟，所有的流程是通过画面所进行，这种操作方式缺乏真实生产环境氛围，不少学生在实训环节有“游戏”心理，违背操作规程随意操作，其实训效果有欠真实。因此在建设虚拟仿真实训设备的同时，利用企业退役设备建设实体实践教学场地，虚拟操作结果可通过真实设备验证，使得教学情境与实际生产现场“零距离”贴近，使学生在安全的前提下，其水平也得到了较大的提升。

（三）遵循职业前提和情景模拟相结合的原则

在高职教育中，职业素养的培育和情景模拟为其教育的最大特征。培养学生的职业技术能力，是仿真实训教学的核心，对学生所要面对的工作实际情况中的任务等进行的情境设置。因此，仿真实训教学应以真实工作为模板，对实训内容进行重新整合，让教学设计更加合理，把工作情境真实的还原到实训中，让学生真正的进行岗位模拟。再现实际工作岗位中的应有情况，职业素养性和情景模拟性更加的真实。

（四）遵循校园内实训教学和企业职工培训一体的原则

仿真实训教学项目，其最基础的前提是要在校内的实践硬件的允许的条件下进行，同时又能够肩负企业职工的技能培训，这是校企合作开展的重要前提。在整個实践过程中，学习并熟悉企业文化是实践的第一步，同时使学习的任务在工化中完成、让工作任务基于项目所产生，将企业原有的制度、管理的方法进一步渗透到实训教学的过程中，在现有条件下，最大可能的实现企业的工作规范和操作规程组织实施实训教学。

三、电力综合虚拟仿真实训基地建设的举措

（一）实践教学设备建设

吉林水利电力职业学院原有电站仿真实训室含当时高配置教师机1台，高配置学生机55台，安装大风科技300MW煤粉炉火电机组虚拟仿真软件一套及机房管理软件。本院以示范校建设为契机，以省级财政资金及企业资助为保障，通过实践教学与实训课程建设途径，大规模开展实践教学设备的建设与升级，建设了虚拟与实际工作场合结合的电力虚拟仿真实训基地。

为增大电力专业虚拟仿真实践教学的覆盖范围，本院购置了像新力220kV变电站3D漫游虚拟仿真实训软件、大风科技700MW水斗式水电机组仿真实训软件，并对原有300MW煤粉炉火电机组虚拟仿真软件进行扩容升级，增加实训工位，拓展系统容量，使得实训基地在原有火力发电仿真教学的基础上，增加了变电站仿真教学与水电站仿真教学，实现了发电系统与输变电系统相结合、3D画面漫游仿真与工况数字仿真相结合、独立工况运行与分组工况运行相结合。示范校建设期间，本院成为吉林省“1+X”证书“垃圾焚烧发电运行与维护”职业技能等级证书试点牵头单位，北京伯努力仿真技术有限公司与本院进行合作，与本院联合开发了30MW垃圾焚烧电厂虚拟仿真软件、300MW亚临界煤电机组虚拟仿真软件、600MW超临界煤电机组虚拟仿真软件，新增环保电厂仿真教学功能，实现了多容量多参数多热力系统火电机组仿真教学，实现了实践与技能相结合的目标。

示范校建设期间，本院与吉林省地方水电集团公司开展校企深度合作，地方水电集团与本院共建电力实习实训基地。地方水电集团将退役电力设备赠与本院作为教学实训设备，包括成套水力发电设备、输变电设备及电力控制设备，并为本院提供实训场地的设计方案、基础材料及施工建设。

建成的电力综合实训场地占地6000平方米，分为66kV升压站实训区、输电线路实训区、爬杆实训区及设备展示区。66kV升压站实训区为吉林省高职院校中唯一的66kV升压站实体设备实训区，建成双单元、双进线间隔、单母线桥升压站一个，每个单元分别配置进线铁塔一座。输电线路实训区建成10kV、0.4kV双回路共杆输电线路一条，档距30米，亘长120米，设置变台2座，终端杆2个，直线杆1个，转角杆一个。爬杆实训区规划建成爬杆实训工位16个，其中8根12米杆，8根2.5米杆。水轮机组、高低压配电柜等其余设备组成设备展示区。

（二）实践教学体系建设

通过与合作企业有效的多方式的调研，学院最终确立了电力综合虚拟仿真实训基地实践教学体系的建设方向，即以变电站、火力发电、水力发电、环保电厂为主要仿真对象;以3D画面漫游、数字工况模拟运行，并结合实物操作为主要实践方式，以变电站、火电厂、水电站、环保电厂的运行、检修、维护及工程建设人员为主要培养目标。

把现代电力企业职业资格标准融入实践教学体系中，形成以实际工作中的过程为导向的教学理论，并运用到实践教学中，突出核心能力培养，建立以能力为主线、以工作过程为导向、以“1+X”证书教学模式为实施途径，以专业核心技能培养为目标的工学结合实践教学体系。

从典型工作任务要求出发进行教学内容建设，教学内容与职业岗位能力相贴近、与职业资格证书相符、与生产实际相通、与行业标准相当，以实际电力行业企业运行、检修、工程建设的工作过程为主线，进行项目驱动实践教学模式。实际过程中，根据电力企业的典型工作内容制订实训项目，教学过程中由指导教师下达具体可执行的任务，学生分组后进行角色扮演与角色轮换，根据不同的角色职责，参与制订工作计划、研究问题解决办法、提出安全防护措施、进行具体工作及对最后结果进行评价，同时学院与企业共同制度评价体系并完成对学生的评价。企业根据实际工作过程中的安全生产、文明生产、操作步骤及参数监控对学生进行具体考核，并在考核过程中把具体化问题及时反馈给专业教师。专业教师对照企业标准和要求及时修正教学内容，改进教学方法策略，以达到岗位所需的要求。

（三）教学资源建设

依据实训基地的教学目标，实时掌握电力企业方面的需求和社会动向，针对仿真教学中的重点与难点，本院与合作企业共同制作信息化教学资源，并结合国家精品在线学习平台、超星课程资源，组成电力仿真信息化教学资源库。

依据实训基地所开展的项目，本院与北京大风科技公司、北京伯努利公司联合开发仿真题库系统及在线考评系统，仿真题库分为理论题库与实操题库，理论题库主要引入专业核心课程重点内容和电力设备运行的基础知识，实操题库主要引入电力生产环节的典型操作与常见事故，即可进行实操考核又可进行理论测试，学生在考评任务完成后可实现实时评价。引入企业生产标准，与国网吉林省超高压公司联合建设课程《高压输电线路运维》，将吉林省地方水电集团公司的生产标准引入课程体系建设，将企业的运行规程、安全规程的资料融入实践教学资源建设，将企业的职工技能竞赛评分标准融入实践教学评价体系建设，并与其共同编写《变电站倒闸操作》、《水电机组运行》等实训项目实训指导书。

（四）实践教学师资队伍建设

以“外引内培、提高质量、营造环境、科学管理”的师资队伍建设方针，采用努力引进、积极培养等方法，建设了一支理念先进、素质过硬、专兼结合的实践教学师资队伍。

本院加大对师资的培训力度，一是派出骨干教师赴专业建设水平较高的合作院校调研与学习，不断学习职业教育理念，提升教学水平，增强专业与教学建设能力;二是與合作企业建立师资互派的合作机制，聘请企业人才对校内的授课教师进行指导和培训，提升教师的实践能力;三是制定可操作的师资锻炼计划，在不影响学校教学的前提下，让教师以一定规律进行分组到电力企业进行学习，以便了解和掌握行业新技术，提高教师的实践能力。在地方水电集团与我院共建电力实训场地的过程中，我院电力专业教师全程参与施工设计、设备选型、设备调运、土建基础施工与电力设备安装调试，通过教师的广泛参与性，使教师的实践教学能力得到了大幅度的提升。

同时制定青年教师培养计划，要求青年教师到企业挂职锻炼、参加企业培训，同时实行双导师培训机制，其最大的益处是可以让青年教师和资历较长的教师、企业技术人员形成师徒关系，以便使青年教师快速适应现代化教学。

通过校企共建的方式，与合作企业制定人才交流计划，从合作企业遴选出专业能力水平过硬且有可胜任教学工作的技术人员作为学院的兼职教师，建立稳定的企业兼职教师人才库，参与本院虚拟仿真教学体系的建设、实践教学材料的编写、实践教学环节实施等工作。

（五）社会服务能力建设

依据合作企业岗位技能要求，校企共建培训中心，共同开发有效可行的培训教学模式，使电力实训基地人才聚集与教学资源先进的优势得到充分发挥，进行电力员工职业技能培训，最大限度挖掘实训基地潜能，实现资源共享，充分发挥辐射、示范与引领作用。吉林省地方水电集团将实训基地作为员工的培训中心，举行职工培训、技能比武等项目。利用高职扩招契机，地方水电集团公司下发文件，鼓励在职员工攻读全日制大专学历。以集中授课上门教学的方式开展理论与实践培训，以“1+X”证书教学模式服务企业扩招生技能鉴定工作，满足企业员工技能鉴定的需求。

四、电力综合虚拟仿真实训基地建设的展望

经过示范校期间的建设，本院电力虚拟仿真实训基地已初具规模，安装虚拟仿真软件共计6个，教学辅助软件合计5个，在此基础上，构建能够真正实施推进的实践教学体系，可满足校内实训，企业培训、技能鉴定等教学要求，成为吉林省内唯一一个拥有变电站、火电厂、水电站、环保电厂虚拟仿真实践教学能力并可在校内“虚实结合”的电力虚拟仿真实训基地，不断提高专业教学质量，强化学生的技能水平，工作素养得到提升，“1+X”证书考评通过率达预期要求，其教学效果得到了社会和企业的一致好评，实训基地的教学成果也得到了合作企业的广泛认可。

未来本院电力虚拟仿真实训基地将借助省级“双高校”建设，继续改造升级，符合我省电力行业发展的新要求。在教学项目上新增智能电网、太阳能、风电等虚拟仿真实训项目，在技术上引入虚拟现实、人工智能等手段。创新校企合作机制，最大可能地使企业与学院共同建设能够让学生使用的实训基地，不断富实训基地的教学资源。

深化教育教学改革，优化“核心技术一体”实训课程体系，继续推行专业课的项目化改造，为实训基地营造更贴近企业的职业化实训场所。升级信息化管理手段，实现校内校外信息实时传输和设备在线管理，使实训资源最大可能地得到充分利用。按照吉林“一主六双”高质量发展战略，使实训基地的社会服务能力得到进一步提升。

作者单位：杨壮    吉林水利电力职业学院

参  考  文  献

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