基于海洋裝備技術的創(chuàng)新實驗教學模式探究

何 平， 黃方平， 童森林， 劉 榮

(1． 浙江大學寧波理工學院 機電與能源工程學院， 浙江 寧波 315100；2． 杭州電子科技大學 機械工程學院， 杭州 310018)

基于海洋裝備技術的創(chuàng)新實驗教學模式探究

何 平1， 黃方平1， 童森林1， 劉 榮2

(1． 浙江大學寧波理工學院 機電與能源工程學院， 浙江 寧波 315100；2． 杭州電子科技大學 機械工程學院， 杭州 310018)

創(chuàng)新實驗教學模式是推動高校實驗教學改革的指導方向，能促進學生實踐能力和綜合能力的培養(yǎng)，以適應社會發(fā)展的需要。以海洋裝備技術為基礎的創(chuàng)新實驗教學模式順應我國對海洋裝備技術人才的培養(yǎng)方向，結合智能制造和海洋經濟發(fā)展需求，重點從教研互動及智能實驗教學模式、海洋裝備多功能實驗教學模式和共建校企合作的學生創(chuàng)新實驗平臺等幾方面探討了創(chuàng)新實驗教學實施內容。通過基于海洋裝備技術的創(chuàng)新實驗教學模式的開展，提升了實驗教學技術水平，提高了學生實驗教學參與度和認知度，培養(yǎng)了學生在實踐中將理論知識、操作技能與社會需求三者有機結合的學習實踐能力，也為后續(xù)創(chuàng)新實驗教學的更新和發(fā)展提供了參考。

海洋裝備技術； 創(chuàng)新實驗教學； 人才培養(yǎng)； 實踐能力

0 引 言

實驗教學作為高等教育的重要組成部分，對于培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力起到十分關鍵的作用[1]。隨著社會經濟和先進制造技術的發(fā)展，我國對海洋機電裝備工程技術人才的需求越來越迫切，因此，探究海洋裝備技術創(chuàng)新實驗教學模式，能促進學生在新形勢下創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，適應社會對人才需求的方向。本文通過探索基于海洋裝備技術的創(chuàng)新實驗教學模式的構建內容及達到的預期成果，以創(chuàng)新實驗教學方式，使實驗教學更有目的性和綜合性。

1 探究海洋裝備技術創(chuàng)新實驗教學的意義

隨著我國信息技術和制造業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，新一輪科技革命和產業(yè)變革正在形成。如何讓大學生實踐和掌握最新科技動態(tài)，接軌企業(yè)發(fā)展方向，成為社會及學校關注的焦點。由于長期以來，高校實驗教學還是以傳統(tǒng)教學模式為主，而傳統(tǒng)的實驗教學模式單一，實驗設備普遍落后，導致高校實驗教學與社會需求嚴重脫節(jié)，不利于學生綜合素質能力的培養(yǎng)，無法滿足現(xiàn)代社會對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[2-5]。

基于海洋裝備技術的創(chuàng)新實驗教學模式緊密結合互聯(lián)網+中國制造2025[6]，借勢海洋經濟發(fā)展，重點以海洋裝備為特色建設新的實驗教學模式和提升實驗教學水平，培育適應區(qū)域經濟發(fā)展的高水平應用創(chuàng)新人才。

2 海洋裝備技術創(chuàng)新實驗教學實施內容

2.1構建教研互動及智能實驗的教學新模式

構建教研結合及智能實驗的教學新模式，全面培養(yǎng)學生的工程意識、創(chuàng)新思維和實踐能力，促進學生進行創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)[7]。通過省市級重點學科、新興特色專業(yè)建設以及產學研互動，使實驗教學內容和條件得到進一步改善，實驗教學的能力和水平得到進一步提高，以更好地適應創(chuàng)新型國家和區(qū)域經濟對人才培養(yǎng)的需求。

為了加強學生的工程意識、實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，構建了如圖1所示的創(chuàng)新實驗教學模式。此模式是在原有實驗教學體系基礎上，緊密結合互聯(lián)網+中國制造2025，更新建設內容，創(chuàng)新培養(yǎng)模式，同時整合新建若干特色示范性實驗教學窗口。

教研互動平臺從創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求出發(fā)，圍繞機械類專業(yè)核心課程群建設，構建了從課程實踐、專業(yè)實踐、科研實踐和產業(yè)實踐的實踐課程體系，建立涵蓋整個大學實驗教學的課程模式。在低年級階段開展基礎實驗教學，使學生熟悉機械設計制造、金工實訓和三維建模等創(chuàng)新設計基礎實驗；在高年級階段引入學生綜合實驗和創(chuàng)新大賽，將科研項目向綜合實驗轉化。在上述實施過程中，學生能很好地結合專業(yè)知識和實踐能力開展綜合實驗的設計與研究，形成教研互動平臺，不斷在實踐中增設面向產品開發(fā)、學科交叉的綜合創(chuàng)新性實驗項目，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。

圖1 基于海洋裝備技術的創(chuàng)新實驗發(fā)展模式

智能化實驗教學平臺是以TRIZ理論為基礎的創(chuàng)新思維及創(chuàng)新過程仿真綜合實驗，以Pro/E和Solidworks為基礎的三維虛擬設計及裝配仿真平臺、數(shù)字化加工模擬實驗系統(tǒng)、機電液綜合性能仿真實驗系統(tǒng)、海洋平臺仿真實驗系統(tǒng)等[8-10]。

2.2探索海洋裝備多功能實驗教學模式

我校機械工程學科經過長期建設，已形成了一條以海洋裝備為特色的科研路線，承擔了海洋網箱養(yǎng)殖、潮流能發(fā)電等海洋裝備方向的多種科研項目。為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、實踐能力，將建立海洋裝備多功能實驗中心，通過整合科研資源、教學資源、虛擬仿真資源等，重新組合原有實驗內容，更新基礎實驗教學、專業(yè)基礎實驗教學、專業(yè)實驗教學與實訓、實習實踐項目等，增加更多面向產品研發(fā)(如海洋網箱養(yǎng)殖)、學科交叉(機電與海洋工程結合)的綜合性、設計性實驗。目前，可以引入的實驗項目包括潮流能捕獲漿葉設計綜合實驗，造波、造流綜合實驗和沉降網箱設計綜合實驗等[11-14]。

探索海洋裝備多功能實驗教學模式，通過教研互動平臺，根據學生所學基礎課程及專業(yè)課程，將其調整為適合學生的綜合性實驗。學生實驗場景如圖2所示，學生可以組成興趣小組，通過老師上課引導了解整個實驗平臺的架構以及實驗方法，并結合參觀學習、觀察、思考、操作等線下方式積累實踐經驗，還可以通過線上小組內，小組間相互討論，在數(shù)據庫查詢往年實驗成果等了解更多關于實驗信息及相關知識，同時開設討論、答疑等板塊，讓學生在整個實驗過程中得到相關專家和實驗指導教師的解答。

圖2 學生實驗場景

海洋裝備多功能實驗教學包括創(chuàng)新設計實驗，三維建模與分析實驗，加工實驗，測試平臺系統(tǒng)設計實驗，測試平臺結構設計實驗及綜合性能測試評估實驗等。如圖3所示，通過創(chuàng)新設計實驗，學生可實踐應用流體力學、海洋工程裝備技術等相關知識，強化基礎課程應用能力；通過三維建模與分析實驗，利用虛擬仿真資源，學生可積累曲面建模和實踐數(shù)值模擬方法應用經驗；加工實驗結合金工實訓，熟悉各種加工設備的使用，完成設計實物的制作，也就掌握了工業(yè)上CAD-CAE-CAM的系統(tǒng)設計制造方法；測試平臺系統(tǒng)設計實驗需要用到工業(yè)以太網、電路等相關知識，能拓展學生對機械-電氣學科交叉應用知識；通過測試平臺結構設計實驗，可以鍛煉學生的機械設計等相關專業(yè)知識；通過綜合性能測試評價實驗可讓學生對科學研究體系有較完整的了解。以海洋裝備為特色的實驗教學模式，能全面地培養(yǎng)學生的基礎能力、綜合能力和創(chuàng)新能力。

圖3 海洋裝備多功能實驗教學模式

2.3共建校企合作的學生創(chuàng)新實驗平臺

緊密結合海洋經濟發(fā)展戰(zhàn)略和海洋工程裝備技術，按照行業(yè)需求，搭建校企共研共建的合作平臺[15-16]。如圖4所示，校企共建平臺積極開拓海洋裝備領域先進制造企業(yè)作為合作企業(yè)推動學生實習基地建設，借助企業(yè)先進的實驗設備和實驗技術，使學生了解現(xiàn)行企業(yè)發(fā)展模式及運行機制，親身參與企業(yè)的研發(fā)生產，在實踐中提升學生的實踐動手能力和社會適應能力。

圖4 校企共建實驗教學模式

3 海洋裝備技術創(chuàng)新實驗教學達到的效果

通過基于海洋裝備技術的創(chuàng)新實驗教學模式的開展，推動實驗教學技術的改革，提升實驗教學的總體技術水平，使學生實踐先進的實驗教學模式和先進的企業(yè)管理模式，了解海洋裝備技術領域的最新發(fā)展動態(tài)，提高實驗教學質量。

通過這一整套綜合實驗可以培養(yǎng)學生在實踐中逐步將學到的理論知識、操作技能與社會需求實現(xiàn)自然過渡，同時鼓勵學生自由合理地搭配實驗小組進行課程實驗，競賽，鼓勵學生互相幫助、取長補短，培養(yǎng)學生團結協(xié)作的精神，使他們在實踐和思想修養(yǎng)上獲得雙豐收。

通過前期的示范性實驗教學效果分析，提高了學生主動參與海洋裝備技術實驗教學的興趣，學生成為了實驗教學的主體，利用專業(yè)課程的知識，出色地完成了實驗內容。如圖5所示，通過對大三機械專業(yè)125名學生實驗情況調查發(fā)現(xiàn)，在實驗教學目的、教學方法、教學質量、教學創(chuàng)新和實驗參與度等各個方面，學生對基于海洋裝備技術的創(chuàng)新實驗教學模式認可度和參與度遠遠高于傳統(tǒng)實驗。

圖5 學生實驗認可度和參與度調查

4 結 語

創(chuàng)新實驗教學模式是高等教育應用型人才培養(yǎng)的發(fā)展方向，本文以海洋裝備技術為實驗教學技術支撐，探索基于海洋裝備技術的創(chuàng)新實驗實施方法，結合海洋經濟發(fā)展規(guī)劃、學校海洋裝備科研項目實驗設備和企業(yè)海洋裝備資源，構建智能實驗、海洋裝備多功能實驗和共建校企合作實驗平臺，鍛煉學生解決問題能力和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的綜合能力和創(chuàng)新能力，適應社會發(fā)展需要。

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TheExplorationofInnovativeExperimentalTeachingModeBasedonMarineEquipmentandTechnology

HEPing1，HUANGFangping1，TONGSenlin1，LIURong2

(1． College of Mechanical and Energy Engineering，Ningbo Institute of Technology，Zhejiang University，Ningbo 315100，Zhejiang, China； 2． School of Mechanical Engineering，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou 310018， China)

Innovative experiment teaching mode is the guidance to promote the reform of the experimental teaching in universities. It enhances the cultivation of students’ practical and comprehensive ability, meets the need of social development. Innovative experimental teaching mode based on marine equipment and technology adapts the direction of the marine equipment and technical personnel in our country. Combined with the intelligent manufacturing and marine economic development, the innovative experimental teaching is emphatically discussed with teaching interaction and intelligent experimental teaching pattern, marine equipment functional experiment teaching mode and the experimental cooperation between school and enterprise. Through developing theinnovative experimental teaching mode, experimental teaching level and students’ participation and awareness areimproved.It realizesthe natural transition among learn theoretical knowledge in practice, operation skills and social demand.These experiences can provide a reference for the innovative experimental teaching renewal and development.

marine equipment and technology; creative temperamental teaching; personnel training; practical ability

G 642.0

A

1006-7167(2017)09-0203-03

2016-10-08

浙江省高等教育教學改革項目(jg2015216)

何 平(1985-) ，男，浙江臺州人，碩士，助理工程師，研究方向：實驗室管理及創(chuàng)新實驗教學技術。Tel.:15257894178; E-mail:heping@nit.net.cn