经过多年的发展建设,凝练和构建了“三注重”(培养目标注重素质,实验内容注重综合,创新教育注重个性)、“三结合”(教学与科研相结合,虚拟与现实相结合,课内与课外相结合)的“3+3”式实验教学理念。形成了“虚拟仿真与现实设备互动,科研支撑与校企合作联动”的实验教学特色。
1.科研支撑与校企合作联动
积极发挥科研优势,充分利用承担重大科研任务条件以及与船舶动力领域知名企业、院所间的深度合作,不断更新虚拟仿真实验教学平台的技术水平和教学手段,形成中心发展与科研支撑、校企合作联动机制。
例如,中心的柴油机性能虚拟仿真系统是在2010年获得国家技术发明二等奖的“柴油机综合电控系统”仿真模型基础上改进而来。先进的科研设施和创新研究成果应用于教学,有助于开拓视野,提升知识结构,培养综合设计和创新能力,极大地提高了虚拟仿真实验教学平台的技术水平。另外,近年来,学校与中国船舶工业集团、沪东重机、广西玉柴机械、中船动力设备有限公司等单位成立了研发中心、联合技术开发实验室、大学生科技创新中心等。企业设立船舶动力基础研究基金或大学生科技创新基金,为虚拟仿真实验教学资源的开发提供了有效的经费支持,同时,船舶动力技术虚拟仿真实验教学中心的建设也为企业技术培训和技术开发提供了研发平台。
2.在虚拟环境下开展自主实验教学模式
在虚拟的环境下,学生完成现实设备无法实现的实验项目,并结合虚仿软件开展自主实验,提高了学生实验设计水平和创新能力。
在教学实践中,我们采取“课外仿真、课内真实”,“先仿真、后实验”等作法,充分发挥了虚仿不受时空和地点限制的特点,探索出适于学生自主学习的教学模式。自主实验模式可以提高学生主动学习获取知识的能力,体现了对学生开创精神和创新能力培养的高度重视,同时便于分流教育的实施,也有利于科技精英型人才的培养,为研究性、探究性学习打下良好基础。实现以教为主到以学为主的观念转变,学生成为学习的主体,教师成为学习的帮促者、引导者和合作者。
例如,中心开设的专业基础实验中的测试实验、热工实验及专业方向实验中的内燃机结构虚拟拆装实验等课程,已经在中心提供的网络虚拟环境中,实验室实现了自主实验的教学模式。
3.开发了系列具有自主知识产权的虚仿系统
依托科研项目转换和实验实际需求,中心开发了系列具有自主知识产权的虚仿系统,学生可在电脑终端实现远程实验,并对国内同行业高校开放。
中心开展虚拟资源建设较早。1999年以本科生毕业设计的方式,开始内燃机结构虚拟拆装系统的建设;2005年在课题组老师的指导下成立PDS(动维仿真设计)工作室,先后开发完成了多项动力系统虚拟仿真成果,应用在理论及实验教学中。经过多年的建设和发展,当前中心具有包括内燃机、燃机和锅炉系统等(内燃机性能虚仿实验系统、联合动力半物理仿真平台、船舶蒸汽动力全虚拟仿真系统)多项具有自主知识产权的虚仿系统,应用到实验教学中。
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