浅析高压断路器多媒体教学软件的开发与应用论文

论文关键词:多媒体;断路器;仿真教学

论文摘要:根据高压断路器多媒体教学软件的设计方向和设计理念，从主界面、二级界面(包括实训楼、图书馆、仿真楼)、三级界面设计了整体功能模块，该培训系统具有多元化的表现形式、动态化的培训模式、智能化的培训管理。实践证明，高压断路器多媒体教学软件结构合理，界面美观，形式直观生动，操作方便，能够对学员实现高效培训，为变电检修专业仿真教学提供了多元化教学手段。

目前，电力系统变电检修专业技能培训模式主要依靠教师、黑板加课本的形式，教学培训环节中缺少生动、直观的多媒体辅助教学软件，学员不能尽快掌握实际操作技能，影响了培训效果。对此，开发了断路器系列多媒体教学软件，并在教学培训中应用，收到了良好效果。

高压断路器多媒体教学软件系统是结合网络技术、多媒体技术、虚拟仿真技术、智能评价理论等，将先进的技术和教育理念引人生产培训中，实现丰富的表现形式与交互特性的培训系统。该教学软件的开发是在研究国外技术特点的基础上，结合国内变电站典型高压断路器设备的产品分布和特点，选出了5个生产厂家的10个典型型号产品设计了开发方案。软件功能包括断路器原理、基础知识、检修、调试、试验、维护、岗位培训测试等模块，将断路器知识点进行动态分类，以文字、图片、声音、视频、二维、三维动画、虚拟现实等形式表现，形成精细、完整的教学流程，实现理论讲解、整体和内部结构讲解、实际操作录像、交互式学习、虚拟化试验、在线考核等培训功能。该教学软件能使学员能正确熟练地全面掌握高压断路器的基础知识、技术数据、结构、动作原理、标准化检修、异常缺陷处理、故障处理等相关技能，可以对培训素材和课程等内容进行修订和更新，极大地提供了岗位技能培训的效率和效果。

1、设计方向和设计理念

1.1设计方向

该培训系统根据国家电网公司发布的《国家电网公司企业标准一国家电网公司生产技能人员职业能力培训规范》、《高压断路器检修导则》岗位培训要求和受训人员实际技术水平需要，参考中国电力出版社近年出版的'断路器专业图书资料，选择了辽宁省电力有限公司所属14个供电公司现场广泛采用的10种型号的断路器及组合电器(电力系统66一500kV电压等级现场运行的设备型号为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)，结合制造厂家的资料，对辽宁省变电检修专业培训现状进行充分调研后，制订了用于变电检修专业断路器部分的多媒体教学软件开发方案。

1.2设计理念

a.界面的主基调要时尚，表现出强烈的视觉。

b.适当加人动感元素，避免长时间观看产生疲劳。

c.按钮及菜单设计要精美，符合大多数人的审美观点。

d.界面布局及文字图形排版灵活多样，可借鉴电子出版物的设计风格。

e.建议分辨率设置为1024x768，以显示更多的内容。

2、整体功能模块

2.1主界面

构建1个校园的场景，以4栋楼代表软件的4个模块，分别是实训楼、仿真楼、图书馆和考试中心。软件主界面操作如图1所示。

2.2二级界面

2.2.1实训楼

构建1个大厅，放置6个断路器，中间是1个展示台，背后是大屏幕。实训楼界面操作如图2所示。

a.当点击6个断路器时，会在中间展示台上旋转展示相应的断路器。

b.点击断路器时，出现相应的小菜单，显示“本体结构”、“安装、调试与试验”、“运行与维护”、“标准化检修”和“危险点分析”按钮。

c.点击“本体结构”按钮时，展示台上的断路器活丰富。

变换为可点击各部位的断路器，以不同颜色区分各部位。

d.当点击各部位时，在大屏幕上显示各部位的放大图及简介文字。

e.点击“安装、调试与试验”、“运行与维护”、“标准化检修”和“危险点分析”按钮时，跳转到三级界面，显示具体的内容。

f.当三级界面全部浏览完毕，可返回到二级界面，选择其它型号断路器继续学习。

2.2.2图书馆

构建1个图书馆的场景，以书架上的书本为按钮，分别是“基本知识”、“基本技能”、“安全常识”、“小词典”和“相关链接”。图书馆界面操作如图3所示。

2.2.3仿真楼

构建1个仿真实验室的场景，走廊两边各设置3个门，分别代表6个断路器的实验室。 点击门可进人一个断路器的仿真实验室，以三维模型展示断路器。在断路器上放置2个按钮，分别是“动作原理”和“电气控制线路”，点击可进人三级界面。仿真楼界面操作如图4所示。

2.2.4考试中心

构建1个考场的场景，在大屏幕中滚动显示考试说明并伴有配音;设置1个进入考试的按钮，点击后可链接到题库，进行考试。

2.3三级界面

三级界面能以大小尺寸页面的方式叠加在二级界面上，内容为文字、动画、视频相结合，排版灵。

3、培训系统特性及应用

3.1多元化的表现形式

该培训系统充分利用多种多媒体技术使知识的表达更有效与直接，实现培训内容专业化、电子课件网络化、培训方式游戏化、表现形式场景化。培训系统以文字、图片、音频、视频、虚拟现实、互动脚本等形式为基础，将知识体系模块化、层次化;以相关图片、动画、实时交互场景为课件元素，实现理论知识讲解、交互式培训、三维虚拟化操作等，提供不同的学习与操作体验，提高受训人员的自觉性和兴趣，能使用户从视觉上、听觉上对知识有深刻的理解。

3.2动态化的培训模式

该培训系统的教学可以按照课程内容的要求统一进行课程安排与学习，也可以根据学员个性、岗位级别、学习情况、课程的难易层次等信息进行智能动态化的课程安排、课件组接的个性化学习模式，灵活应对各类培训需求。同时，在培训过程实时获取每个学员的即时学习情况，根据系统的动态分析和调整，使学员有效地完成学习。

该培训系统能提供对应的网络试题类考试、仿真操作测试等多元化测试手段，满足培训练习和考核需要，使受训人员便捷的通过网络培训系统进行自主学习、练习、测试与考核，逐步提高工作理论知识与工作技能。

3.3智能化的培训管理

在培训内容管理上，培训系统对高压断路器相关知识点能生成动态拓扑关系图，确立每个知识节点的相互关系，使培训内容合理的分类和进一步细化，实现知识结构条理化的管理。

该培训系统具有完善的交互和反馈机制。培训全过程的各类数据监控和统计，通过培训系统的智能化筛选和更新，实现培训素材内容、课程等信息的不断自主自动化升级和完善;平台内各类培训元素和方法均集成多元化的网络交互功能，培训过程中所有参与人员可以自由沟通，并可以对培训素材和课程等内容进行共同修订和更新，使培训平台能够长期积累教学中的经验和成果。

4、结论

高压断路器多媒体教学软件自研发成功以来，已应用并培训了近千名学员，取得了良好的学习效果，将解决关于电力系统变电检修专业仿真教学培训难题，完善了培训领域多元化教学平台的建设，对断路器专业的现场使用及维护检修具有很强的指导作用。