淺析高壓斷路器多媒體教學軟件的開發與應用論文

論文關鍵詞:多媒體;斷路器;仿真教學

論文摘要:根據高壓斷路器多媒體教學軟件的設計方向和設計理念，從主界面、二級界面(包括實訓樓、圖書館、仿真樓)、三級界面設計了整體功能模塊，該培訓系統具有多元化的表現形式、動態化的培訓模式、智能化的培訓管理。實踐證明，高壓斷路器多媒體教學軟件結構合理，界面美觀，形式直觀生動，操作方便，能夠對學員實現高效培訓，爲變電檢修專業仿真教學提供了多元化教學手段。

目前，電力系統變電檢修專業技能培訓模式主要依靠教師、黑板加課本的形式，教學培訓環節中缺少生動、直觀的多媒體輔助教學軟件，學員不能儘快掌握實際操作技能，影響了培訓效果。對此，開發了斷路器系列多媒體教學軟件，並在教學培訓中應用，收到了良好效果。

高壓斷路器多媒體教學軟件系統是結合網絡技術、多媒體技術、虛擬仿真技術、智能評價理論等，將先進的技術和教育理念引人生產培訓中，實現豐富的表現形式與交互特性的培訓系統。該教學軟件的開發是在研究國外技術特點的基礎上，結合國內變電站典型高壓斷路器設備的產品分佈和特點，選出了5個生產廠家的10個典型型號產品設計了開發方案。軟件功能包括斷路器原理、基礎知識、檢修、調試、試驗、維護、崗位培訓測試等模塊，將斷路器知識點進行動態分類，以文字、圖片、聲音、視頻、二維、三維動畫、虛擬現實等形式表現，形成精細、完整的教學流程，實現理論講解、整體和內部結構講解、實際操作錄像、交互式學習、虛擬化試驗、在線考覈等培訓功能。該教學軟件能使學員能正確熟練地全面掌握高壓斷路器的基礎知識、技術數據、結構、動作原理、標準化檢修、異常缺陷處理、故障處理等相關技能，可以對培訓素材和課程等內容進行修訂和更新，極大地提供了崗位技能培訓的效率和效果。

1、設計方向和設計理念

1.1設計方向

該培訓系統根據國家電網公司發佈的《國家電網公司企業標準一國家電網公司生產技能人員職業能力培訓規範》、《高壓斷路器檢修導則》崗位培訓要求和受訓人員實際技術水平需要，參考中國電力出版社近年出版的'斷路器專業圖書資料，選擇了遼寧省電力有限公司所屬14個供電公司現場廣泛採用的10種型號的斷路器及組合電器(電力系統66一500kV電壓等級現場運行的設備型號爲L}’lOB一252、LW25一252、HPL一245、ZF11一252、ZFW9一252、LW9一66、ZF6一110、ZF7一126、ZF10一126/T,ZF12一72.5)，結合製造廠家的資料，對遼寧省變電檢修專業培訓現狀進行充分調研後，制訂了用於變電檢修專業斷路器部分的多媒體教學軟件開發方案。

1.2設計理念

a.界面的主基調要時尚，表現出強烈的視覺。

b.適當加人動感元素，避免長時間觀看產生疲勞。

c.按鈕及菜單設計要精美，符合大多數人的審美觀點。

d.界面佈局及文字圖形排版靈活多樣，可借鑑電子出版物的設計風格。

e.建議分辨率設置爲1024x768，以顯示更多的內容。

2、整體功能模塊

2.1主界面

構建1個校園的場景，以4棟樓代表軟件的4個模塊，分別是實訓樓、仿真樓、圖書館和考試中心。軟件主界面操作如圖1所示。

2.2二級界面

2.2.1實訓樓

構建1個大廳，放置6個斷路器，中間是1個展示臺，背後是大屏幕。實訓樓界面操作如圖2所示。

a.當點擊6個斷路器時，會在中間展示臺上旋轉展示相應的斷路器。

b.點擊斷路器時，出現相應的小菜單，顯示“本體結構”、“安裝、調試與試驗”、“運行與維護”、“標準化檢修”和“危險點分析”按鈕。

c.點擊“本體結構”按鈕時，展示臺上的斷路器活豐富。

變換爲可點擊各部位的斷路器，以不同顏色區分各部位。

d.當點擊各部位時，在大屏幕上顯示各部位的放大圖及簡介文字。

e.點擊“安裝、調試與試驗”、“運行與維護”、“標準化檢修”和“危險點分析”按鈕時，跳轉到三級界面，顯示具體的內容。

f.當三級界面全部瀏覽完畢，可返回到二級界面，選擇其它型號斷路器繼續學習。

2.2.2圖書館

構建1個圖書館的場景，以書架上的書本爲按鈕，分別是“基本知識”、“基本技能”、“安全常識”、“小詞典”和“相關鏈接”。圖書館界面操作如圖3所示。

2.2.3仿真樓

構建1個仿真實驗室的場景，走廊兩邊各設置3個門，分別代表6個斷路器的實驗室。 點擊門可進人一個斷路器的仿真實驗室，以三維模型展示斷路器。在斷路器上放置2個按鈕，分別是“動作原理”和“電氣控制線路”，點擊可進人三級界面。仿真樓界面操作如圖4所示。

2.2.4考試中心

構建1個考場的場景，在大屏幕中滾動顯示考試說明並伴有配音;設置1個進入考試的按鈕，點擊後可鏈接到題庫，進行考試。

2.3三級界面

三級界面能以大小尺寸頁面的方式疊加在二級界面上，內容爲文字、動畫、視頻相結合，排版靈。

3、培訓系統特性及應用

3.1多元化的表現形式

該培訓系統充分利用多種多媒體技術使知識的表達更有效與直接，實現培訓內容專業化、電子課件網絡化、培訓方式遊戲化、表現形式場景化。培訓系統以文字、圖片、音頻、視頻、虛擬現實、互動腳本等形式爲基礎，將知識體系模塊化、層次化;以相關圖片、動畫、實時交互場景爲課件元素，實現理論知識講解、交互式培訓、三維虛擬化操作等，提供不同的學習與操作體驗，提高受訓人員的自覺性和興趣，能使用戶從視覺上、聽覺上對知識有深刻的理解。

3.2動態化的培訓模式

該培訓系統的教學可以按照課程內容的要求統一進行課程安排與學習，也可以根據學員個性、崗位級別、學習情況、課程的難易層次等信息進行智能動態化的課程安排、課件組接的個性化學習模式，靈活應對各類培訓需求。同時，在培訓過程實時獲取每個學員的即時學習情況，根據系統的動態分析和調整，使學員有效地完成學習。

該培訓系統能提供對應的網絡試題類考試、仿真操作測試等多元化測試手段，滿足培訓練習和考覈需要，使受訓人員便捷的通過網絡培訓系統進行自主學習、練習、測試與考覈，逐步提高工作理論知識與工作技能。

3.3智能化的培訓管理

在培訓內容管理上，培訓系統對高壓斷路器相關知識點能生成動態拓撲關係圖，確立每個知識節點的相互關係，使培訓內容合理的分類和進一步細化，實現知識結構條理化的管理。

該培訓系統具有完善的交互和反饋機制。培訓全過程的各類數據監控和統計，通過培訓系統的智能化篩選和更新，實現培訓素材內容、課程等信息的不斷自主自動化升級和完善;平臺內各類培訓元素和方法均集成多元化的網絡交互功能，培訓過程中所有參與人員可以自由溝通，並可以對培訓素材和課程等內容進行共同修訂和更新，使培訓平臺能夠長期積累教學中的經驗和成果。

4、結論

高壓斷路器多媒體教學軟件自研發成功以來，已應用並培訓了近千名學員，取得了良好的學習效果，將解決關於電力系統變電檢修專業仿真教學培訓難題，完善了培訓領域多元化教學平臺的建設，對斷路器專業的現場使用及維護檢修具有很強的指導作用。