浅析虚拟仿真技术在高职光伏新能源专业实训教学中的应用

摘 要：随着信息技术的飞速发展，教育也在发生着深刻的变化，以网络为基础的各种知识学习逐渐成为世界教学发展的一种趋势，虚拟仿真实践教学将现代信息化技术的集成性和交互性融为一体，有效地解决了在空间和时间上的局限性，提供灵活多变的仿真实训场景和开放式实训教学环境，在提高实训教学质量和实践资源共享等方面发挥着重要作用，具有传统实训教学无法比拟的优越性。

关键词：虚拟;仿真;实训

如何利用虚拟仿真教学资源体系服务于专业课程教学、综合性实践訓练和创新设计能力训练形成线上线下的开改性、共享性实践教学还不完善，需要在教学中不断改革和实践，推动虚拟仿真教学在课程教学、生产性实践和创新能力发展三个层次的教学改革和实践。

乐山职业技术学院是最早致力于光伏新能源人才培养的院校，光伏十年始终相伴行业坚持为行业培养技术技能型人才，在2012年就建有虚实结合的多晶硅虚拟仿真工厂，成为全国最早利用虚拟仿真技术手段建设光伏生产性实训基地的院校。在教育部三年创新行动建设规划中，学院依托在光伏新能源专业领域建立起的虚实结合校内实训中心的基础和优势，于2017年1月成功获批四川首批虚拟仿真实训中心项目，高质量完成了项目建设任务形成了“服务产业链、校企共建、虚实结合”的光伏新能源虚拟模式。

1.运用虚拟仿真中心设计光伏专业实训教学

专业教师团队深入企业生产现场，收集企业职业场景与技术资料，完善从项目场景的搭建、素材建模、操作流程到作业指导、安全规范、生产工艺数据，针对不同专业课程实训项目进行了组合和配置。增开了与实际生产高度相符的教学实训项目。

1.1 PREC高效晶硅太阳电池生产工艺

根据电池的生产工艺流程来模拟光伏电池的生产过程，系统中提前预制好每个工艺流程的物料，参数设置，设备活动视觉效果，运行系统后可选择相应的工艺流程，每个工艺流程中3D模型的仪表可提供各种工艺条件参数的设置和输入，实现各工序的工艺仿真

1.2 光伏电站生产运管和发电监控

通过OTO运维模式，实现光伏电站发电系统线上设备运行状态监视、发电数据分析、故障报警分析、巡检计划制定、设备远程操作与调节、电站综合效率分析评估等功能，线下故障排除、巡视检查、电站质量检测等实训仿真项目;

1.3 分布式电站设计

以10kv分布式电站为设计场景，应用3D技术结合拖拽式设计操作模式，结合PVsystem 设计软件，完成分布式电站的3D设计，设计模型中主要包含的设备有组件、逆变器、汇流箱、箱变、开关柜、光伏专用直流线缆、交流线缆;主要完成光伏电站系统设备构成的逻辑摆放以及线缆的选取与接线方式等功能;

1.4晶硅光伏组件检测

光伏组件的检测实训项目由于检测设备投入大、管理环境要求高且带有破坏性局限，针对光伏产品检测实训项目通过虚拟技术手段来满足学生实训教学。运用VR技术构建虚拟的国家光伏检测中心实训室，对接IEC61325检测认证标准，利用3D技术制作转换成可实时互动体验的交互式仿真实训软件，让参与者与虚拟对象的实时互动成为可能，可完成组件检测实训项目18个，从而实现学习者随时随地的操作实训内容，提高实训效率。

2.通过虚拟仿真实训平台构建科学的教学考核、评价体系

利用虚拟仿真实训平台教学模式和考核模式，构建了由教学考核、过程性考核、理论考核及综合实践考核等组成的较科学完善的考核评价体系，教师可根据各专业课程的内容和特点，选择不同的考核方式，充分突出了职业教育“学做一体”、“学训结合”的教学理念。

2.1教学考核由过程性学习（10%）、理论考核（40%）和综合实践考核（40%）三部分组成。

2.2 过程性考核由出勤（10%）、学习态度（20%）、课前素材资源的学习（30%）、课后仿真实训平台的练习（40%）组成。

2.3 理论考核由过程性考核（20%）和终结性考核（80%）组成。所有仿真实训平台设置有考核模式，考试模式有理论自测题目，可由系统进行自动评分，形成过程性考核。终结性考核指期末的理论考试成绩。

2.4 综合实践考核由过程性考核（50%）和终结性考核（50%）组成。所有仿真实训平台考试模式中每个实训项目都有自动考核评分功能，可由系统根据操作步骤和实训结果自动评分，形成过程性考核成绩。终结性考核指期末的综合项目实操考试成绩。

3.光伏专业虚拟仿真实践教学成效

虚拟仿真实践教学将设备结构、产品结构、工艺原理、生产流程“颗粒化”，以虚拟动画、AR的形式展现，学生可通过信息化平台扫二维码学习，培养了学生的课程学习能力。

虚拟仿真实践教学对接了真实生产过程，将职业素养、创新能力、质量至上的工匠精神融合在仿真实践中，设计了“设备认知、工艺认知、工量器具选用、项目实训操作、实训成果评价”的“五步法”实践能力训练法，可完成企业参观、正常生产作业操作、工艺控制、故障消除、应急事故处理、质量检测等实践技能训练。培养了学生的岗位综合实践能力。

光伏新能源开放式的虚拟仿真实训教学课堂实现了实训教学能时时学、处处学，提高了学生的学习兴趣，大大增加了实训开课率。

4.结语

[1]虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用是必然的发展方向，而且其所占比重越来越大，同时发挥着越来越重要的作用。[2]虚拟仿真系统其设计、开发与应用都应该以学生为本，为学生学习和教师教学服务，虚拟仿真教学的设计实施者，应结合生产实际，不断更新知识体系，一切教学都应以提高学习效果为出发点和归宿点，使学生花最少的时间和精力获得最好的学习效果。

参考文献：

[1] 余建军. 虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用[J]. 科学技术创新， 2017， 000（035）：86-87.

[2] 杨中兴. 虚拟仿真实训系统在实训教学中的应用研究[J]. 辽宁高职学报， 2018， v.20;No.179（02）：45-48.

作者简介：

杨莉频，女，四川省乐山市人，讲师，大学本科，研究方向：计算机科学与技术

（乐山职业技术学院  614000）