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你是否有過在千余畝的超大實驗室里做實驗的經歷？你是否有過將千余畝大小的實驗室盡收于臂掌間的體驗？上海電力大學“綠色校園能量轉換、收集與EMS管理系統虛擬仿真實驗”足以令你眼前一亮。

該實驗室依托國家發改委、能源局批準的全國首批、上海首個在網運行的該校“新能源微電網示范項目”，以千畝校園超大實驗室為藍本，堅持“以虛仿實，以實為基”的原則，采用“基礎-綜合-探究”層層遞進的內容設計方案，通過三維建模完整復現了這個校園能量系統。

借助該虛擬仿真實驗室，可開展教學和科研實驗。目前該軟件已獲批2020年上海市級虛擬仿真實驗類“一流課程”建設。

依托千畝 “超大實驗室”，開展“虛實結合”的多學科交叉實驗項目

該虛擬軟件的開發和應用緊密結合學校能源電力學科特色，尤其突出應用物理學光伏方向學科特色和應用物理復合型人才的培養需求，注重發揮產學研結合的優勢，以期為上海自貿區臨港新片區智慧新能源產業鏈輸送更多的復合型物理人才。

該軟件有效打破了專業壁壘，能同時開展涉及物理、能源電力、信息化等交叉學科的綜合性探究性實驗項目，提供在真實場景中無法實現的極限類實驗，強化數據互聯、全網感知的EMS系統的優化設計，提高學生的創新能力和挑戰自我的學習興趣，培養學生融會貫通專業課程、應用相關知識解決實際問題的能力。

學生可在虛擬場景中開展風電、光電能量轉化基礎性實驗，開展空氣能收集和儲能的綜合性實驗，體驗EMS管理系統優化的探究性實驗全過程；快速掌握智慧能源知識、校園能量系統的優化設計與運行調節、聆聽中國光伏獎獲得者的能源知識課堂、碳匯知識課堂等，參與手腦并用的沉浸式研究型學習。

構建“物理＋能源”特色的“一流”實驗教學體系

該實驗軟件結合電力行業特色及物理學科特點，構建了“物理＋能源”特色的創新教學體系，建立了現代物理技術與能源工程應用相結合的物理學實驗平臺，創新了實驗教學方法，確立了能力取向的實驗教學評價理念，注重考核學生的知識應用能力、解決復雜問題的能力以及實際動手能力。

在實驗教學過程中，主要采用“情景式”“探究式”和“案例式”等多種教學方法相融合的手段，大力推進現代信息技術與教學深度融合，積極引導學生進行探究式與個性化學習。

虛擬仿真系統教學以實際數據為基礎，與動態模擬數據進行對比，保證了模型的有效性與正確性，以及評價系統的準確性。學生實驗評分能被上傳至網站及實驗空間，老師可據此了解學生對知識的掌握情況。此外，平臺還建立了完善的反饋機制，自動生成實驗報告及實驗成績，同時給出建設性意見，為學生后續學習提供參考。

構建“能源 科普”的實踐教育平臺

據該項目負責人介紹，該虛擬仿真實驗平臺也可作為中小學生的第二課堂載體，幫助他們了解新能源的發電方式、電的產生和傳輸等電力知識。向學生展示風機內部結構的三維場景還能指導學生自己動手實踐組裝風機。體驗感豐富的新能源科普實踐教育，能有效幫助中小學生進一步了解我國新能源發展的前景，進而增強對國家能源戰略、“雙碳”戰略的認識，培養社會使命感。

構建“能源微課堂”知識充電站

該校數理學院在綠色節能創新和光伏軟硬件開發領域，人才輩出，開設了我國首個光伏物理方向的本科專業，建成了能源電力特色的應用物理學科。涌現了像楊金煥，趙春江等一批光伏行業專家。

在本“能源微課堂模塊”中，可以隨時隨地聆聽中國光伏榮譽獎獲得者楊金煥教授的講座，拓展自己的知識層面，即時為自己充電。同時學生還可以進行風電發電概況、風力發電原理、光伏發展史、太陽能發電技術、碳會計應用案例和碳會計六個方面的拓展知識的學習。

目前該實驗軟件的瀏覽量已達到4.9萬 ，使用量為1.4萬 。使用過軟件的楊瀟博同學說，實驗設計很有趣，能讓實驗者更生動的學習到理論知識，而其中的學校建筑3D建模，感覺特別真實親切。陸琛迪同學則表示，軟件的實驗設計很有意思，視頻講解配合文字與原理圖，外加虛擬仿真可以實現反復操作，太實用了。

據悉，今后該軟件將進一步對標“雙碳”戰略，借助于虛擬仿真技術，打造基于“新能源發電-輸配電-用電-儲能”全產業鏈仿真實驗教學體系，實現產教融合，全面提升學生的新能源知識水平，不斷為能源電力行業輸送高水平復合型人才。

在實際操作層面，該軟件將重點面向實際工程問題，不斷開發虛擬仿真實驗項目。同時還將進一步聚焦國家能源戰略發展需求的前沿科技成果，拓展其廣度和深度，并與虛擬仿真實驗教學緊密結合，實行多學科融合交叉，不斷提升學生的專業素養，拓寬其科學視野和知識層面。（通訊員：上海電力大學樊麗達）