畢業(yè)于河北大學電子信息工程學院電子科學與技術專業(yè)的范志東，像眾多工科學子一樣，畢業(yè)后從事技術研發(fā)工作。但不同的是，短短幾年時間，范志東針對多晶硅和單晶硅太陽電池的制備工藝進行優(yōu)化和創(chuàng)新，被授權發(fā)明專利已有9項之多。
當被問及他是如何達到這樣的成績時，范志東告訴《中國科學報》記者，母校河北大學光伏技術虛擬仿真教學中心實踐平臺（以下簡稱“平臺”）帶給他很大的幫助，“虛擬仿真實驗教學更容易再現(xiàn)實驗室環(huán)境下所達不到的工程實際，使學生的實踐訓練與實際更貼近，既提高了自身的認知，同時也增強了動手能力?！?/div>
那么，范志東所提及的“虛擬仿真實驗教學”究竟是什么呢？
利用優(yōu)勢創(chuàng)建平臺
虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和計算機網(wǎng)絡，這些新技術構建起了高度逼真、信息開放、特色鮮明的虛擬仿真教學資源。而虛擬仿真實驗教學則是將虛擬仿真技術與實踐教學相結合，更有效地培養(yǎng)學生實操與創(chuàng)新能力的教學手段。
位于新能源產(chǎn)業(yè)國家高技術產(chǎn)業(yè)基地的河北大學，在2015年獲批了1光伏技術虛擬仿真實驗教學中心。該實驗中心是全國300個1虛擬仿真實驗中心中唯一一個涉及新能源且建有“光伏材料” “太陽電池制備”“光伏發(fā)電”和“專業(yè)基礎”四個虛擬仿真實驗的教學資源平臺的中心。
據(jù)電子信息工程學院副院長張欣介紹，該平臺有兩大特色：其一是利用虛擬仿真新技術再現(xiàn)了光伏技術所涉及的一些微觀機理和宏觀實操的過程；其二是涵蓋了光伏技術的完整產(chǎn)業(yè)鏈條。
在工科的很多實驗教學環(huán)節(jié)中，都存在高耗能、高危險等不易實現(xiàn)的環(huán)節(jié)?！氨热缭诠夥a(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，很多微觀的機理因危險系數(shù)高或者環(huán)境要求密閉，學生難以看到，教師只能為學生講解一些原理，因此，在以往的教學過程中實驗不好開展?！睆埿勒f。
虛擬仿真教學平臺的建設恰好解決了這一問題，利用虛擬現(xiàn)實技術以及網(wǎng)絡等建構起了虛擬仿真教學資源，為學生提供了安全、可靠、經(jīng)濟的虛擬實驗環(huán)境，“光伏技術虛擬仿真實驗教學中心通過虛擬仿真的形式把復雜的工藝過程形象逼真地演示出來，通過升級軟件把最新的工藝技術融入到虛擬仿真實驗教學中，讓學生掌握到最新的光伏技術?！庇⒗履茉从邢薰臼紫夹g官宋登元告訴記者。
除虛擬仿真技術之外，平臺還實現(xiàn)了光伏產(chǎn)業(yè)鏈條的完整化?！皬淖畛醯墓夥牧系难芯?，到太陽能電池的制備，再到太陽能電池的檢測、發(fā)電、并網(wǎng)、控制以及后期的應用，河北大學都有相關學科專業(yè)的支持，這也是平臺涉及了一個完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈條的基礎。”張欣說。
平臺內(nèi)容豐富
“新工科”是近期高等教育界關注的熱點話題之一，“新工科”人才培養(yǎng)要求學科交叉融合，學生需具備較高的綜合素質、實踐創(chuàng)新能力和國際視野。而光伏技術虛擬仿真實驗中心，通過虛擬現(xiàn)實等技術，與相關領域的企業(yè)合作，構建起的光伏技術虛擬仿真教學資源平臺，對“新工科”人才培養(yǎng)有很大的推動作用。
平臺除了提供常規(guī)的線下實驗課程教學外，學生還可以通過網(wǎng)絡，在線上預習或完成實驗相關工作?！疤摂M仿真實驗軟件都放在網(wǎng)絡服務器上，學生即使在不是上課的時間，也可以隨時隨地通過網(wǎng)絡來完成一些實驗教學環(huán)節(jié)，這也是虛擬仿真實驗的一大特點，即開放式的信息化教學?！睆埿勒f。
學生還可以通過平臺，參與項目實踐活動，結合本領域科技前沿，將科研成果和企業(yè)先進技術轉化為實驗教學?！爸行牡某Ｒ?guī)實驗課程面向所有的學生，至于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、教改項目等，屬于課外的課題和能力拓展，不由教師指定，也沒有太多的條條框框限制，只要學生有興趣、有能力就可以參與。”張欣告訴記者。
學科交叉融合也在這里得到體現(xiàn)。各級各類比賽和項目，除理工科知識外，也需要其他學科知識。比如經(jīng)濟、管理以及產(chǎn)品的設計、包裝等，因此，平臺中的工科學生會與其他專業(yè)的學生組成團隊，共同完成項目。通過這樣的方式，為復合型人才培養(yǎng)打下基礎。
為了給學生拓展國際視野打造良好的師資及環(huán)境，平臺將國外的專家“請進門”，在平臺的建設上提供好的建議和思路，也為學生提供一些課程。同時，教師也會“走出去”，前往國外的機構或大學進行深造。
實踐能力明顯增強
蔡愛玲從河北大學電子信息工程學院畢業(yè)后就職于英利集團，很快就成為公司的技術骨干，她依據(jù)35℃～37℃條件下太陽模擬儀檢測可減少誤差1%的研究結果，修訂了公司的光伏電池組件檢測技術標準。
近年來，平臺積極與英利集團、廊坊光維公司等光伏企業(yè)，通過共建實驗室及校外實習基地等形式，開展科研項目、學生實習、企業(yè)員工培訓等合作，因此，像蔡愛玲這樣的受益學生還有許多。
河北大學光伏技術虛擬仿真實驗教學中心主任、電子信息工程學院常務副院長趙杰表示，在依托中心的實訓實驗教學的同時，還要重視第一課堂和第二課堂的互補、互融。提高學生綜合素質是本科教育的重點內(nèi)容，對于工科學生，要更加注重實踐動手能力以及文理科的相互融合。
“通過平臺的教學和項目活動，企業(yè)反饋畢業(yè)生的實踐能力明顯增強?！睆埿勒f。該校學生碩果累累，在全國大學生電子設計競賽、全國大學生“挑戰(zhàn)杯”競賽等比賽中均取得優(yōu)異成績，并在2016年全國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲得河北省唯一的國家銀獎。
面對著令人欣喜的成績，張欣表示，“新工科”人才培養(yǎng)目前還沒有一個十分成熟的解決方案，大家還都在摸索階段，他們就想抓住新的機遇，借助平臺做一些這方面的研究和探索，為“新工科”人才培養(yǎng)作出貢獻。
