基于ilab-x实验空间的水电站运行仿真实验探究

摘要：针对2020年春教育部提倡的“停课不停学”政策，提出了基于ilab-x实验空间的水电站运行仿真实验混合式教学模式。该模式解除了传统教学时间和空间上的束缚，能满足特殊时期的实验教学需求。此外，ilab-x实验空间支持生成线上操作报告和实验台账，为教师提供了可靠的实验课基础数据。-

关键词：ilab-x空间实验 仿真实验 混合式教学

前言

2020年春教育部发布在线教学工作要求，各高校迅速制定线上教学方案，积极组织教师进行网络教学平台的培训。借助这些平台，理论课教学活动顺利开展起来。而大学实验课程受实验场地的影响举步维艰，水电站运行仿真实验是我校“电气工程及其自动化”专业的专业拓展课程，本课程为学生提供了一个与实际水电站相似的虚拟环境，通过设置实际的操作任务系统性的提升学生的运行实操能力。

1 水电站运行仿真实验线下教学模式

1.1实验教学硬件条件

水电站运行仿真实验室硬件条件完善，现有2台服务器（一主一备），4台教练员站，30台培训站，服务器和大屏幕投影组成开放式计算机系统，模拟水电站中央控制室。此外，本实验平台以四川龙滩水电站为原型，模拟了实际水电站生产过程，包括厂房和坝区所有设备，以及上位机监控系统、现地开关控制柜等。实验平台采用多机多模形式，不同流程互不干扰，同一流程模拟全厂9台机组运行情况。

1.2实验内容

水电站仿真实验共24学时，内容主要有水电站仿真系统介绍（电气设备运行状态监视）、开关倒闸操作培训、水电机组开停机及功率调节、水电站电气故障及继电保护实验等。

1.3考核方式

本课程成绩由课堂考勤及课堂表现、实验报告和实验操作考试成绩组成，各自比例分别为20%、30%和50%。线下课程成绩评定标准较为成熟，但是存在以下缺点：

1）  大量占用教学时间。学院借助i电气进行扫码考勤，但由于i电气没有办法记录随堂实验操作情况，仍需教师抽查学生学习情况。实验操作考试亦是如此，需要进行分组考核，全班30位学生通常需要占用4个教学学时。

2）  实验报告批改困难。由于多个学生共用一个流程，学生操作前系统运行状态各不相同，这就导致实验操作过程各不相同，以致出现实验报告多样性问题，为教师批改实验报告带来一定难度。

3）  实验过程评价难。由于实验人数众多，无法形成个人操作记录表，只能通过实验报告进行考查。

2 基于iLab实验空间的混合式教学模式

2.1iLab实验空间

国家虚拟仿真实验教学项目共享平台iLab——“实验空间”向法学、建筑、历史、物理、电气等多类学科开放，实验用户覆盖面广，并逐渐智能化。

iLab实验空间线上实验有如下特点：

1）  不受时间约束。学生可以在线上实验开放时间内选择合适的时间段，登录iLab实验空间网站，选择对应的实验内容进行实验操作，不受时间限制。

2）  不受空间约束。iLab实验空间线上实验不再要求学生到指定实验室进行操作，在硬件条件（网络、计算机）允许的情况下，学生可以在任何地方完成相应实验项目。

3）  实验数据管理。学生通过分配的固有账号进入iLab实验空间完成相应实验项目，iLab空间实验可以自动记录登录时间和保存相应实验数据，并形成相关数据报表供任课教师查阅。

2.2 基于iLab实验空间的水电站运行仿真实验混合式教学模式

iLab空间实验虽然不受时间、空间约束，但基础知识讲解仍采用“面对面”教学方式加强师生互动（疫情期间利用直播教学平台代替），形成基于iLab实验空间的水电站运行仿真实验混合式教学模式。其中电气设备工作状态监视、开关倒闸操作、机组开停机及功率调整、故障重演及继电保护等实验操作采用线上教学模式，全年级学生按教学班级分组进行线上实验，实验结束后形成个人线上报告。

2.3   基于iLab实验空间的水电站运行仿真实验考核机制

基于iLab实验空间的水电站运行仿真实驗考核包括线上报告和实验考核两部分。线上报告占总成绩的50%，实验考核成绩占50%，iLab实验空间拥有配套的实验考核题库，学生通过iLab空间实验选取考题并完成自主测试，测试完成后生成线上报告，任课教师可以通过iLab实验空间批量下载学生线上报告进行批改给出考核成绩。

3 结语

基于iLab实验空间的水电站运行仿真实验混合式教学模式摆脱了传统教学时间和空间上的束缚，将实验操作带出实验室，学生可以自主安排时间完成实验内容。此外，学生完成实验内容后会自动生成线上报告和操作台账，教师由此掌握学生实验过程，并给出相应的实验成绩，该数据全面客观，比传统课堂教学成绩更具说服力。

参考文献

[1] 洪培培，王红利，陈洪伟，等. 浅谈新形势下高等实验教学中的问题与对策[J].教育教学论坛，2016（9）：141-142.

作者简介：李鑫燕（1989—），女，硕士，讲师，研究方向为电力系统运行与控制。