關(guān)于高校太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的思考

何帆　徐思群　王麗

摘 要 以虛擬仿真形式開展實(shí)訓(xùn)活動已成為高校實(shí)踐教學(xué)的重要手段。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)涉及的生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)設(shè)備昂貴，通過虛擬仿真可以有效降低實(shí)訓(xùn)成本和風(fēng)險(xiǎn)，拓展實(shí)踐領(lǐng)域，對于相關(guān)高校而言，光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)具有重要意義。該文主要對高校太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)提出建設(shè)思路，對基本原則進(jìn)行了總結(jié)，對主要目標(biāo)進(jìn)行了探討，旨在為高校太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 太陽能光伏 虛擬仿真 實(shí)訓(xùn)中心

中圖分類號：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1建設(shè)背景

實(shí)訓(xùn)活動是高校教育的重要內(nèi)容，是深化和檢驗(yàn)學(xué)校課堂教學(xué)效果的有效途徑，是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國高度重視高校在實(shí)踐教學(xué)方面的建設(shè)，進(jìn)行了一系列實(shí)踐教學(xué)方面的嘗試和推進(jìn)。

2015年6月，《教育部辦公廳關(guān)于開展2015年國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》中提到，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容，是學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在高校實(shí)踐教學(xué)中引入虛擬仿真實(shí)訓(xùn)，構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果已成為高校實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的發(fā)展趨勢。

在能源危機(jī)、環(huán)境問題大背景下，近年來我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，成為具有國際競爭能力的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。光伏產(chǎn)業(yè)涉及上游硅料、硅片生產(chǎn)，中游太陽電池、光伏組件制備，以及下游光伏系統(tǒng)應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)，其中晶體硅制備、太陽電池生產(chǎn)等多個(gè)環(huán)節(jié)都屬于技術(shù)密集性行業(yè)，生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)設(shè)備昂貴，開設(shè)光伏類專業(yè)的普通高校很難開有效開展相關(guān)實(shí)訓(xùn)活動。而通過虛擬仿真可以有效降低實(shí)訓(xùn)成本和風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)“對接產(chǎn)業(yè)鏈，基于生產(chǎn)現(xiàn)場、虛實(shí)結(jié)合”，提高教學(xué)能力，拓展實(shí)踐領(lǐng)域，豐富教學(xué)內(nèi)容，開展綠色實(shí)訓(xùn)活動。

2高校太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)思路

高校太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)應(yīng)本著“虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、虛實(shí)相融、以虛補(bǔ)實(shí)”的建設(shè)思路，以培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為出發(fā)點(diǎn)，依托VR虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫、 3D顯示和網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，建設(shè)成為具有擴(kuò)展性、兼容性和前瞻性的太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心，旨在為光伏新能源類專業(yè)學(xué)生提供涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、工廠化對象背景、情景化真實(shí)操作、廣泛性教學(xué)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺，實(shí)現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)場與生產(chǎn)現(xiàn)場、教學(xué)內(nèi)容與工作內(nèi)容、學(xué)校教育與社會需求的緊密結(jié)合，打造集教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新、交流于一體的多功能虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心。

同時(shí)，根據(jù)我國對虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)中心建設(shè)工作要求，太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)過程中還應(yīng)明確“先進(jìn)、融合、開放、共享” 的建設(shè)思路?！跋冗M(jìn)”指太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)理念先進(jìn)、硬件設(shè)備先進(jìn)、軟件技術(shù)先進(jìn)、教學(xué)方式先進(jìn)、管理模式先進(jìn)、考核方式先進(jìn)；“融合”是指太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)應(yīng)將學(xué)生現(xiàn)有學(xué)習(xí)基礎(chǔ)能力、工程綜合實(shí)訓(xùn)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力融合，將課程級虛擬仿真教學(xué)資源、工程級虛擬仿真實(shí)訓(xùn)操作和創(chuàng)新設(shè)計(jì)類虛擬仿真教學(xué)資源融合；“開放”是指太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心實(shí)行虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)資源的開放式管理，建成后實(shí)現(xiàn)社會、企業(yè)、學(xué)校、師生員工共同獲益；“共享”是指太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建成后對外開放，服務(wù)社會，輻射周邊中小企業(yè)、院校，實(shí)現(xiàn)資源、信息、建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和成果區(qū)域共享。

3高校太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)原則

太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)需堅(jiān)持“開放性、先進(jìn)性、易用性、可靠性、可擴(kuò)展性、易維護(hù)性、可管理性”的設(shè)計(jì)原則。

3.1開放性

太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心應(yīng)具有良好的開放性和兼容性。采用面向服務(wù)的公共管理平臺，通過統(tǒng)一信息門戶、統(tǒng)一權(quán)限管理和公共數(shù)據(jù)交換，整合、集成各類應(yīng)用系統(tǒng)和各種信息資源，實(shí)現(xiàn)資源和平臺的開放共享。

3.2先進(jìn)性

太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的整體建設(shè)采用先進(jìn)的理念和思想、成熟的技術(shù)與設(shè)計(jì)方法，符合當(dāng)前潮流與未來發(fā)展趨勢，以便跟上信息技術(shù)的發(fā)展，具有較強(qiáng)的生命力，具有長期使用價(jià)值。

3.3易用性

太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的核心目的就是“易用”，須堅(jiān)持易用的設(shè)計(jì)原則，緊緊圍繞學(xué)校的實(shí)際需求，在滿足學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合建設(shè)要求的前提下，以盡可能少的投入，取得盡可能大的效益。

3.4可靠性

太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心必須具有高可靠性、高容錯(cuò)性和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，保證持續(xù)運(yùn)行時(shí)間長、無故障時(shí)間長，確保局部出錯(cuò)不影響整體、確保快速響應(yīng)。

3.5可擴(kuò)展性

太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心必須具有良好的可擴(kuò)展性。對于虛擬仿真管理模式的變化、管理體系的調(diào)整、業(yè)務(wù)流程的改變等，能夠通過規(guī)則引擎簡便配置即可快速適應(yīng)變化，滿足學(xué)校的需求。

3.6易維護(hù)性

太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的用戶包括實(shí)訓(xùn)教師教輔人員、 學(xué)生和社會人員，必須堅(jiān)持易維護(hù)的設(shè)計(jì)原則，確保結(jié)構(gòu)清晰、界面友好、操作簡單、維護(hù)方便。

3.7 可管理性

太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心具有高度可管理性，使得中心管理員和運(yùn)行維

護(hù)人員的管理簡便快捷，降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

4 高校太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)目標(biāo)

4.1 建立完善的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心平臺

以太陽能光伏虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心管理流程和基本事務(wù)管理為核心，以規(guī)范實(shí)訓(xùn)中心管理信息化為準(zhǔn)則，在深入分析、研究實(shí)訓(xùn)中心管理規(guī)律、實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)及其相關(guān)軟件的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)訓(xùn)中心全面開放運(yùn)行體系，設(shè)計(jì)、搭建開放式實(shí)訓(xùn)中心綜合管理平臺。平臺依托校園網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建管理模式，充分利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室資源，實(shí)現(xiàn)集實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約、實(shí)驗(yàn)室門禁考勤、網(wǎng)絡(luò)電源控制、視頻監(jiān)控、耗材資產(chǎn)管理、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)、互動交流通知、大型儀器共享、信息門戶管理等功能于一體的實(shí)訓(xùn)中心綜合管理系統(tǒng)。endprint