摘 要随着我国高速铁路和重载铁路的快速发展，铁路相关技能型人才供不应求，传统的教学模式无法很好地结合生产、生活实际，学生的技能掌握不到位。如何帮助学生提升自身素质和职业能力，以满足用人单位的需求，是摆在我们面前必须解决的问题，为此改革教学模式、教学手段、学生评价就显得尤为重要。为了让学生上岗后尽快适应工作岗位，本文将针对利用仿真技术模拟现场运营进行分析，从专业角度让学生进入一个近似真实的铁路牵引变电所，增强学生岗位适应能力及職业技能要求。

【关键词】仿真技术 高职教育 教学改革

1 前言

职业教育的一个显著特征是教育教学的实践性。用人单位对学生上岗后的岗位能力要求不断提高，然而以铁路行业为代表的许多领域的实训设备是大型且相当昂贵的，实训场地、实训设备的规模、数量均受实际情况的限制，所以传统的实训、培训方法已经不能满足要求。如何突出实践动手能力、专业能力、职业素质能力是目前职业教育发展的方向。对此，仿真系统可实现对铁路牵引变电所一、二次设备的模拟，生动形象地反映设备状态及其动作过程，学生通过仿真模型操作训练，进行设备的倒闸操作、巡视等，有效培养学生的岗位适应能力。

2 现状分析

作为高职院校的铁道供电技术类专业，其人才培养的目标是培养出面向电气化铁路运营管理企业、施工企业、地方供变电企业，从事供用电设备运营、维护、检修、施工等生产一线岗位工作以及基层的生产组织和管理工作，由于工种较多，因此在教学过程中需要学生掌握很多技能。但是，实验实训设备毕竟有限且昂贵，这就需要我们探索新的教学方法。

在传统的教学模式中，理论课与实验课是分离的，这就导致技能训练得不到及时的理论指导，而理论课也无法很好地结合生产、生活实际，这样导致了学生的技能掌握不到位。随着教学改革的发展，出现了“项目教学”、“教、学、做”一体化等新型的教学模式，但在这些新的教学模式下采用的技能训练通常有两种：第一种是仅限于实验箱提供的几个固定实验，学生只需按图接好线、按实验指导书输入程序就可完成实验，学生动手机会少，不能真正地参与到学习活动中；第二种是通过制作一些实际的实验电路板或实物，然后在上面进行安装、试验和调试，大大提高了学生的动手能力，但是实际操作时要受到设备数量、品种等方面的限制，而且耗时大，占用课时太多，耗材的消耗量也很大，成本高。

针对上述教学模式存在的不足，仿真技术为教学提供了一个理想的手段，目前在国内外已经逐步得以应用。它利用计算机软件模拟近似真实的岗位环境，易与其他先进的教学方法相结合，因此在铁道供电技术类课程的教学中，将仿真技术与其他教学方法相结合有助于提高课程教学效果，而且成本低、效率高，使学生可以不受场地与设备的限制，掌握更多的技能，在铁道供电技术类课程的教学中具有重要的意义。

3 仿真技术在教学中的应用

以我院电气化铁道供电专业为例，根据铁路变电所值班员岗位能力要求，结合《变电所安全工作规范》，按照“铁路现场人才需求调研→确定就业岗位→职业岗位典型工作过程分析→制定及划分学习领域→设计学习场境→构建课程”流程，教学过程大体分为以下几个步骤：

3.1 项目任务的确定

变电所值班员是现场供电段技能型人才之一，供电段又是铁路系统的重要业务部门之一，所以变电所值班员的工作能力关乎着铁路及沿线的电能能否正常供输，为了更好的帮助学生提升自身素质和职业能力，以满足用人单位的需求，制定以岗位的实际工作任务入手，以解决工作中的实际问题为出发点，将牵引变电所助理值班员工作分解细化，培养学生的理解能力和接受能力。

3.2 模拟现场进行分组

根据现场站段的工作模式，为铁路供电专业的教学模式改革探索出一条“教”和“学”相结合的教学新思路，依托《牵引变电所运行与维护》课程，结合电气化铁路牵引变电所值班员职业能力要求，教师制定有计划、有目的、难度适宜的实践项目，并对学生进行分组。把全班分成几个小组，但每组有一定的人数限制，每组的组员水平应当分布均匀，分组确定以后，选出该组的组长，由组长分配组员应扮演的角色承担具体任务，并发放项目任务书，如图1所示。充分利用具有真实工作场景的仿真实训室及仿真系统，教师以此为依据，考察学生在整个操作过程中的表现，以及整个小组的配合、协调情况。如图2所示。

3.3 创建仿真系统

近几年，我院电气化铁道供电专业仿真实训室从无到有，建设了模拟变电所实训室，配置了综合自动化系统。开发了变电所倒闸操作实训、二次故障排查分析及处理、保护装置整定值的调试等实训项目，针对地铁供电专业岗位技能需求，新建了模拟地铁变电所实训室，配置了SCADA系统。不断加强电气化铁道供电专业的仿真实训室的建设，为教师的教学提供了软、硬件条件。如图3所示，在牵引变电所实训室中，可实现学生模拟扮演牵引变电所值班员和助理值班员的角色，主要以培训变电所岗位模拟操作为主，系统安装在控制台内的计算机上，共有20台，模拟了变电所的工作环境，可配合流程主接线演示版使用，不仅可以演示变电所的倒闸流程，还可以真实的模拟现场工作人员进行手动、远动操作，并能反馈信息到后台计算机进行记录。学生可通过各种布局反复练习，更直观地理解岗位实际任务，提高对变电所运行的综合操作、演练等能力。

3.4 过程实施

根据课程目标和课程内容，依照专业课程体系和实践教学体系，在传统实验实训中，受设备、场地等硬件的限制，许多项目及功能都无法操练及演示。仿真技术的发展就解决了传统实训中的所有缺点，结合本仿真系统实训的特点，参照企业工作岗位工作流程和标准，结合现场工况， 学生实训操作为载体，让学生扮演车间助理值班人员，先认识并熟悉主接线图（图4）及图上的设备，再填写项目任务书要领，正确无误后，教师讲解并示范操作，最后学生在模拟软件上操作。装置设备间可单独演示分闸和合闸，学生可以根据模拟主接线图演练，如图5所示。

操作—接触器动作—隔离开关动作—灯光显示（红或绿灯）

控制—模拟完成电气功能—变电所—主接线模拟屏灯光显示

要求：后台必须与主接线屏设备动作同步。

此项目的效果与现场站段基本一致，让学生更直观置于现场各种复杂、突发情况环境当中去，真实感非常强，增加学生对实训的兴趣，也提高了学生自身的应变与处理各种突发情况的能力。倒闸作业是源自企业现场的实际项目课题，根据学生即将参加变电所值班员技能鉴定考试和上岗实习，倒闸作业是技能鉴定考核项目之一，让学生掌握理论知识的同时，加强学生的实际操作能力，为技能鉴定做准备，为学生以后的工作打下一定的基础。

3.5 项目检查环节

学生扮演车间助理值班人员，填写项目检查单，在模拟软件上操作，检查学生操作是否正确、是否完成，锻炼学生的判断力。教师在此过程中解答疑问指导帮助学生修改错误和修正项目，并记录各组各生项目实施过程情况。

3.6 考核评价部分

采用综合过程与结果，师生共评的多元化考核形式。以在线测评、仿真模拟报告、项目检查单为评价要素，师生共评，生生互评，更客观、更全面、更公平。同时学生优势互补，达到评价与学习并举的效果。

教师统计评价结果及教学反馈意见，把学生的掌握程度与教学目标相比较，根据差异，进行课后拓展、及时调整教学设计。

3.7 仿真实训课程体系

依据本院实训室的相应管理办法和规章细则，如何完整的安排仿真实训课程需要制定一整套完善的体系，包括制定仿真实训教学计划、本课程标准、仿真实训指导书、实训项目考核办法等，师资队伍聘请现场站段技术人员以及学院具有一定经验的“双师型”教师为主体进行教学，保证仿真教学能在实训教学当中起到一定的作用。

3.8 教学总结

仿真模拟的应用，与现场实际贴近，仿真技术改变了过去以教师为主，采用了以学生为主体，教师为主导的教学模式，充分发挥学生的主体性，教师的主导性，情景教学激发学生的学习兴趣，教学方法的交叉使用，使学生“动”起来，及时评价，学生有学习的紧迫感。

4 结束语

职业教育重视教育教学过程中的实践性，提高学生实践动手能力、专业能力、职业素质能力是目前重要的发展方向。仿真技术为此提供了一个理想的手段，将仿真技术与其他教学方法相结合，在铁道供电技术类课程的教学中具有重要的意義。

参考文献

[1]吴旭光，杨惠珍，王新民.计算机仿真技术[M].化学工业出版社，2008（09）.

[2]成明华.仿真技术在铁路电力系统中的应用[J].上海铁道科技，2007（03）.

[3]方彦.基于工作过程的牵引变电所运营与维护教程[M].西南交通大学出版社，2013（02）.

作者简介

周小红，女，现为四川管理职业学院讲师。

郑丹，女，现为四川管理职业学院助理讲师。

颜伟，男，现为四川管理职业学院实验师。

龙雄，男，（项目负责人），现为四川管理职业学院讲师。

刘玉宝，男，现为四川管理职业学院实验师。

作者单位

四川管理职业学院 四川省成都市 611732