基于海洋装备技术的创新实验教学模式探究

何 平， 黄方平， 童森林， 刘 荣

(1． 浙江大学宁波理工学院 机电与能源工程学院， 浙江 宁波 315100；2． 杭州电子科技大学 机械工程学院， 杭州 310018)

基于海洋装备技术的创新实验教学模式探究

何 平1， 黄方平1， 童森林1， 刘 荣2

(1． 浙江大学宁波理工学院 机电与能源工程学院， 浙江 宁波 315100；2． 杭州电子科技大学 机械工程学院， 杭州 310018)

创新实验教学模式是推动高校实验教学改革的指导方向，能促进学生实践能力和综合能力的培养，以适应社会发展的需要。以海洋装备技术为基础的创新实验教学模式顺应我国对海洋装备技术人才的培养方向，结合智能制造和海洋经济发展需求，重点从教研互动及智能实验教学模式、海洋装备多功能实验教学模式和共建校企合作的学生创新实验平台等几方面探讨了创新实验教学实施内容。通过基于海洋装备技术的创新实验教学模式的开展，提升了实验教学技术水平，提高了学生实验教学参与度和认知度，培养了学生在实践中将理论知识、操作技能与社会需求三者有机结合的学习实践能力，也为后续创新实验教学的更新和发展提供了参考。

海洋装备技术； 创新实验教学； 人才培养； 实践能力

0 引 言

实验教学作为高等教育的重要组成部分，对于培养学生的实践动手能力和创新能力起到十分关键的作用[1]。随着社会经济和先进制造技术的发展，我国对海洋机电装备工程技术人才的需求越来越迫切，因此，探究海洋装备技术创新实验教学模式，能促进学生在新形势下创新思维的培养，适应社会对人才需求的方向。本文通过探索基于海洋装备技术的创新实验教学模式的构建内容及达到的预期成果，以创新实验教学方式，使实验教学更有目的性和综合性。

1 探究海洋装备技术创新实验教学的意义

随着我国信息技术和制造业持续快速发展，新一轮科技革命和产业变革正在形成。如何让大学生实践和掌握最新科技动态，接轨企业发展方向，成为社会及学校关注的焦点。由于长期以来，高校实验教学还是以传统教学模式为主，而传统的实验教学模式单一，实验设备普遍落后，导致高校实验教学与社会需求严重脱节，不利于学生综合素质能力的培养，无法满足现代社会对创新人才的培养[2-5]。

基于海洋装备技术的创新实验教学模式紧密结合互联网+中国制造2025[6]，借势海洋经济发展，重点以海洋装备为特色建设新的实验教学模式和提升实验教学水平，培育适应区域经济发展的高水平应用创新人才。

2 海洋装备技术创新实验教学实施内容

2.1构建教研互动及智能实验的教学新模式

构建教研结合及智能实验的教学新模式，全面培养学生的工程意识、创新思维和实践能力，促进学生进行创新和创业[7]。通过省市级重点学科、新兴特色专业建设以及产学研互动，使实验教学内容和条件得到进一步改善，实验教学的能力和水平得到进一步提高，以更好地适应创新型国家和区域经济对人才培养的需求。

为了加强学生的工程意识、实践能力和创新精神的培养，构建了如图1所示的创新实验教学模式。此模式是在原有实验教学体系基础上，紧密结合互联网+中国制造2025，更新建设内容，创新培养模式，同时整合新建若干特色示范性实验教学窗口。

教研互动平台从创新人才培养要求出发，围绕机械类专业核心课程群建设，构建了从课程实践、专业实践、科研实践和产业实践的实践课程体系，建立涵盖整个大学实验教学的课程模式。在低年级阶段开展基础实验教学，使学生熟悉机械设计制造、金工实训和三维建模等创新设计基础实验；在高年级阶段引入学生综合实验和创新大赛，将科研项目向综合实验转化。在上述实施过程中，学生能很好地结合专业知识和实践能力开展综合实验的设计与研究，形成教研互动平台，不断在实践中增设面向产品开发、学科交叉的综合创新性实验项目，培养学生的实践创新能力。

图1 基于海洋装备技术的创新实验发展模式

智能化实验教学平台是以TRIZ理论为基础的创新思维及创新过程仿真综合实验，以Pro/E和Solidworks为基础的三维虚拟设计及装配仿真平台、数字化加工模拟实验系统、机电液综合性能仿真实验系统、海洋平台仿真实验系统等[8-10]。

2.2探索海洋装备多功能实验教学模式

我校机械工程学科经过长期建设，已形成了一条以海洋装备为特色的科研路线，承担了海洋网箱养殖、潮流能发电等海洋装备方向的多种科研项目。为了培养学生的创新能力、实践能力，将建立海洋装备多功能实验中心，通过整合科研资源、教学资源、虚拟仿真资源等，重新组合原有实验内容，更新基础实验教学、专业基础实验教学、专业实验教学与实训、实习实践项目等，增加更多面向产品研发(如海洋网箱养殖)、学科交叉(机电与海洋工程结合)的综合性、设计性实验。目前，可以引入的实验项目包括潮流能捕获浆叶设计综合实验，造波、造流综合实验和沉降网箱设计综合实验等[11-14]。

探索海洋装备多功能实验教学模式，通过教研互动平台，根据学生所学基础课程及专业课程，将其调整为适合学生的综合性实验。学生实验场景如图2所示，学生可以组成兴趣小组，通过老师上课引导了解整个实验平台的架构以及实验方法，并结合参观学习、观察、思考、操作等线下方式积累实践经验，还可以通过线上小组内，小组间相互讨论，在数据库查询往年实验成果等了解更多关于实验信息及相关知识，同时开设讨论、答疑等板块，让学生在整个实验过程中得到相关专家和实验指导教师的解答。

图2 学生实验场景

海洋装备多功能实验教学包括创新设计实验，三维建模与分析实验，加工实验，测试平台系统设计实验，测试平台结构设计实验及综合性能测试评估实验等。如图3所示，通过创新设计实验，学生可实践应用流体力学、海洋工程装备技术等相关知识，强化基础课程应用能力；通过三维建模与分析实验，利用虚拟仿真资源，学生可积累曲面建模和实践数值模拟方法应用经验；加工实验结合金工实训，熟悉各种加工设备的使用，完成设计实物的制作，也就掌握了工业上CAD-CAE-CAM的系统设计制造方法；测试平台系统设计实验需要用到工业以太网、电路等相关知识，能拓展学生对机械-电气学科交叉应用知识；通过测试平台结构设计实验，可以锻炼学生的机械设计等相关专业知识；通过综合性能测试评价实验可让学生对科学研究体系有较完整的了解。以海洋装备为特色的实验教学模式，能全面地培养学生的基础能力、综合能力和创新能力。

图3 海洋装备多功能实验教学模式

2.3共建校企合作的学生创新实验平台

紧密结合海洋经济发展战略和海洋工程装备技术，按照行业需求，搭建校企共研共建的合作平台[15-16]。如图4所示，校企共建平台积极开拓海洋装备领域先进制造企业作为合作企业推动学生实习基地建设，借助企业先进的实验设备和实验技术，使学生了解现行企业发展模式及运行机制，亲身参与企业的研发生产，在实践中提升学生的实践动手能力和社会适应能力。

图4 校企共建实验教学模式

3 海洋装备技术创新实验教学达到的效果

通过基于海洋装备技术的创新实验教学模式的开展，推动实验教学技术的改革，提升实验教学的总体技术水平，使学生实践先进的实验教学模式和先进的企业管理模式，了解海洋装备技术领域的最新发展动态，提高实验教学质量。

通过这一整套综合实验可以培养学生在实践中逐步将学到的理论知识、操作技能与社会需求实现自然过渡，同时鼓励学生自由合理地搭配实验小组进行课程实验，竞赛，鼓励学生互相帮助、取长补短，培养学生团结协作的精神，使他们在实践和思想修养上获得双丰收。

通过前期的示范性实验教学效果分析，提高了学生主动参与海洋装备技术实验教学的兴趣，学生成为了实验教学的主体，利用专业课程的知识，出色地完成了实验内容。如图5所示，通过对大三机械专业125名学生实验情况调查发现，在实验教学目的、教学方法、教学质量、教学创新和实验参与度等各个方面，学生对基于海洋装备技术的创新实验教学模式认可度和参与度远远高于传统实验。

图5 学生实验认可度和参与度调查

4 结 语

创新实验教学模式是高等教育应用型人才培养的发展方向，本文以海洋装备技术为实验教学技术支撑，探索基于海洋装备技术的创新实验实施方法，结合海洋经济发展规划、学校海洋装备科研项目实验设备和企业海洋装备资源，构建智能实验、海洋装备多功能实验和共建校企合作实验平台，锻炼学生解决问题能力和创新意识，培养学生的综合能力和创新能力，适应社会发展需要。

[1] 施开良，姚天扬，俞庆森.创新型人才培养规律和模式的探讨[J].实验室研究与探索,2004,23(3):1-3.

[2] 刘银萍，彭 端，蒋力立. 创新实验教学与传统实验教学的比较[J].广东工业大学学报(社会科学版),2010，10(5):27-30.

[3] 潘 清，王 磊，张 伟，等.创新实验教学探索[J].实验室技术与管理,2010，27(8):24-26.

[4] 刘长宏，李晓辉，李 刚，等. 大学生创新创业训练计划项目的实践与探索[J].实验室研究与探索,2014，33(5):163-166.

[5] 陈 婷，周有平. 改革实验教学,提高高校学生综合实践能力[J].佛山科学技术学院学报(自然科学版),2000，18(1):48-51.

[6] 史铭之.“中国制造2025”视域下地方本科院校的转型与坚守[J].职业技术教育,2015,36(25)：13-17.

[7] 杜利楠. 我国海洋工程装备制造业的发展潜力研究[D].大连：大连海事大学,2012.

[8] 白瑞峰，韩洪洪，于赫洋，等. 智能制造虚拟实验系统设计与集成[J].实验技术与管理,2016,33(6):129-131.

[9] 陈小军，张 璟.虚拟化技术及其在制造业信息化中的应用综述[J]．计算机工程与应用,2010，46(23):25-30.

[10] 郭桂苹，南岳松.虚拟实验教学研究现状及问题分析[J].实验室科学，2013，16( 5): 175-178．

[11] 黄方平，陈洪波，张 利，等.潮流能捕获桨叶综合实验测试系统[J].实验室研究与探索,2016，35(5):63-66.

[12] 马延德.海洋工程装备[M].北京：清华大学出版社，2013.

[13] 施红辉. 美国约翰·霍普金斯大学的流体力学及流体机械实验班技术综述[J].流体机械,2011，39(5):40-46.

[14] 林 躜，张 利，张惠娣，等. 水平轴潮流能桨叶水动力性能实验系统设计[J].实验技术与管理,2016，33(3):96-100.

[15] 周永生，陈 群，何明阳，等. 校企联合实验室的共建实践及功能探索[J].实验技术与管理,2013，30(10):208-215.

[16] 黄其秀，吴建清，刘粤惠，等.校企共建实验室 提高实验教学质量[J].实验室研究与探索,2008，27(10): 143-144.

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

浙江省高等教育教学改革项目(jg2015216)

何 平(1985-) ，男，浙江台州人，硕士，助理工程师，研究方向：实验室管理及创新实验教学技术。Tel.:15257894178; E-mail:heping@nit.net.cn