基于海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探究

何 平， 黃方平， 童森林， 劉 榮

(1． 浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院 機(jī)電與能源工程學(xué)院， 浙江 寧波 315100；2． 杭州電子科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 杭州 310018)

基于海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探究

何 平1， 黃方平1， 童森林1， 劉 榮2

(1． 浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院 機(jī)電與能源工程學(xué)院， 浙江 寧波 315100；2． 杭州電子科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 杭州 310018)

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是推動(dòng)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的指導(dǎo)方向，能促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力和綜合能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。以海洋裝備技術(shù)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式順應(yīng)我國對(duì)海洋裝備技術(shù)人才的培養(yǎng)方向，結(jié)合智能制造和海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，重點(diǎn)從教研互動(dòng)及智能實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、海洋裝備多功能實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和共建校企合作的學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等幾方面探討了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施內(nèi)容。通過基于海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的開展，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)水平，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)參與度和認(rèn)知度，培養(yǎng)了學(xué)生在實(shí)踐中將理論知識(shí)、操作技能與社會(huì)需求三者有機(jī)結(jié)合的學(xué)習(xí)實(shí)踐能力，也為后續(xù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的更新和發(fā)展提供了參考。

海洋裝備技術(shù)； 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 人才培養(yǎng)； 實(shí)踐能力

0 引 言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高等教育的重要組成部分，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力起到十分關(guān)鍵的作用[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，我國對(duì)海洋機(jī)電裝備工程技術(shù)人才的需求越來越迫切，因此，探究海洋裝備技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，能促進(jìn)學(xué)生在新形勢(shì)下創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才需求的方向。本文通過探索基于海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建內(nèi)容及達(dá)到的預(yù)期成果，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有目的性和綜合性。

1 探究海洋裝備技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

隨著我國信息技術(shù)和制造業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在形成。如何讓大學(xué)生實(shí)踐和掌握最新科技動(dòng)態(tài)，接軌企業(yè)發(fā)展方向，成為社會(huì)及學(xué)校關(guān)注的焦點(diǎn)。由于長(zhǎng)期以來，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一，實(shí)驗(yàn)設(shè)備普遍落后，導(dǎo)致高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與社會(huì)需求嚴(yán)重脫節(jié)，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)，無法滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[2-5]。

基于海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式緊密結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+中國制造2025[6]，借勢(shì)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，重點(diǎn)以海洋裝備為特色建設(shè)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，培育適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高水平應(yīng)用創(chuàng)新人才。

2 海洋裝備技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施內(nèi)容

2.1構(gòu)建教研互動(dòng)及智能實(shí)驗(yàn)的教學(xué)新模式

構(gòu)建教研結(jié)合及智能實(shí)驗(yàn)的教學(xué)新模式，全面培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)[7]。通過省市級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、新興特色專業(yè)建設(shè)以及產(chǎn)學(xué)研互動(dòng)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和條件得到進(jìn)一步改善，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的能力和水平得到進(jìn)一步提高，以更好地適應(yīng)創(chuàng)新型國家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求。

為了加強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，構(gòu)建了如圖1所示的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。此模式是在原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+中國制造2025，更新建設(shè)內(nèi)容，創(chuàng)新培養(yǎng)模式，同時(shí)整合新建若干特色示范性實(shí)驗(yàn)教學(xué)窗口。

教研互動(dòng)平臺(tái)從創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求出發(fā)，圍繞機(jī)械類專業(yè)核心課程群建設(shè)，構(gòu)建了從課程實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、科研實(shí)踐和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的實(shí)踐課程體系，建立涵蓋整個(gè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程模式。在低年級(jí)階段開展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)制造、金工實(shí)訓(xùn)和三維建模等創(chuàng)新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；在高年級(jí)階段引入學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新大賽，將科研項(xiàng)目向綜合實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化。在上述實(shí)施過程中，學(xué)生能很好地結(jié)合專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力開展綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與研究，形成教研互動(dòng)平臺(tái)，不斷在實(shí)踐中增設(shè)面向產(chǎn)品開發(fā)、學(xué)科交叉的綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

圖1 基于海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)發(fā)展模式

智能化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是以TRIZ理論為基礎(chǔ)的創(chuàng)新思維及創(chuàng)新過程仿真綜合實(shí)驗(yàn)，以Pro/E和Solidworks為基礎(chǔ)的三維虛擬設(shè)計(jì)及裝配仿真平臺(tái)、數(shù)字化加工模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、機(jī)電液綜合性能仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、海洋平臺(tái)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等[8-10]。

2.2探索海洋裝備多功能實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

我校機(jī)械工程學(xué)科經(jīng)過長(zhǎng)期建設(shè)，已形成了一條以海洋裝備為特色的科研路線，承擔(dān)了海洋網(wǎng)箱養(yǎng)殖、潮流能發(fā)電等海洋裝備方向的多種科研項(xiàng)目。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力，將建立海洋裝備多功能實(shí)驗(yàn)中心，通過整合科研資源、教學(xué)資源、虛擬仿真資源等，重新組合原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更新基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)實(shí)踐項(xiàng)目等，增加更多面向產(chǎn)品研發(fā)(如海洋網(wǎng)箱養(yǎng)殖)、學(xué)科交叉(機(jī)電與海洋工程結(jié)合)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。目前，可以引入的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括潮流能捕獲漿葉設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)，造波、造流綜合實(shí)驗(yàn)和沉降網(wǎng)箱設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)等[11-14]。

探索海洋裝備多功能實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，通過教研互動(dòng)平臺(tái)，根據(jù)學(xué)生所學(xué)基礎(chǔ)課程及專業(yè)課程，將其調(diào)整為適合學(xué)生的綜合性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景如圖2所示，學(xué)生可以組成興趣小組，通過老師上課引導(dǎo)了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的架構(gòu)以及實(shí)驗(yàn)方法，并結(jié)合參觀學(xué)習(xí)、觀察、思考、操作等線下方式積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還可以通過線上小組內(nèi)，小組間相互討論，在數(shù)據(jù)庫查詢往年實(shí)驗(yàn)成果等了解更多關(guān)于實(shí)驗(yàn)信息及相關(guān)知識(shí)，同時(shí)開設(shè)討論、答疑等板塊，讓學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中得到相關(guān)專家和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的解答。

圖2 學(xué)生實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景

海洋裝備多功能實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，三維建模與分析實(shí)驗(yàn)，加工實(shí)驗(yàn)，測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及綜合性能測(cè)試評(píng)估實(shí)驗(yàn)等。如圖3所示，通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可實(shí)踐應(yīng)用流體力學(xué)、海洋工程裝備技術(shù)等相關(guān)知識(shí)，強(qiáng)化基礎(chǔ)課程應(yīng)用能力；通過三維建模與分析實(shí)驗(yàn)，利用虛擬仿真資源，學(xué)生可積累曲面建模和實(shí)踐數(shù)值模擬方法應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；加工實(shí)驗(yàn)結(jié)合金工實(shí)訓(xùn)，熟悉各種加工設(shè)備的使用，完成設(shè)計(jì)實(shí)物的制作，也就掌握了工業(yè)上CAD-CAE-CAM的系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造方法；測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要用到工業(yè)以太網(wǎng)、電路等相關(guān)知識(shí)，能拓展學(xué)生對(duì)機(jī)械-電氣學(xué)科交叉應(yīng)用知識(shí)；通過測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以鍛煉學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)知識(shí)；通過綜合性能測(cè)試評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生對(duì)科學(xué)研究體系有較完整的了解。以海洋裝備為特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，能全面地培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)能力、綜合能力和創(chuàng)新能力。

圖3 海洋裝備多功能實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

2.3共建校企合作的學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

緊密結(jié)合海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略和海洋工程裝備技術(shù)，按照行業(yè)需求，搭建校企共研共建的合作平臺(tái)[15-16]。如圖4所示，校企共建平臺(tái)積極開拓海洋裝備領(lǐng)域先進(jìn)制造企業(yè)作為合作企業(yè)推動(dòng)學(xué)生實(shí)習(xí)基地建設(shè)，借助企業(yè)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，使學(xué)生了解現(xiàn)行企業(yè)發(fā)展模式及運(yùn)行機(jī)制，親身參與企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)，在實(shí)踐中提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和社會(huì)適應(yīng)能力。

圖4 校企共建實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

3 海洋裝備技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到的效果

通過基于海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的開展，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)的改革，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體技術(shù)水平，使學(xué)生實(shí)踐先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和先進(jìn)的企業(yè)管理模式，了解海洋裝備技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

通過這一整套綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中逐步將學(xué)到的理論知識(shí)、操作技能與社會(huì)需求實(shí)現(xiàn)自然過渡，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自由合理地搭配實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)，競(jìng)賽，鼓勵(lì)學(xué)生互相幫助、取長(zhǎng)補(bǔ)短，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，使他們?cè)趯?shí)踐和思想修養(yǎng)上獲得雙豐收。

通過前期的示范性實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果分析，提高了學(xué)生主動(dòng)參與海洋裝備技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣，學(xué)生成為了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，利用專業(yè)課程的知識(shí)，出色地完成了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如圖5所示，通過對(duì)大三機(jī)械專業(yè)125名學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的、教學(xué)方法、教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)參與度等各個(gè)方面，學(xué)生對(duì)基于海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式認(rèn)可度和參與度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。

圖5 學(xué)生實(shí)驗(yàn)認(rèn)可度和參與度調(diào)查

4 結(jié) 語

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是高等教育應(yīng)用型人才培養(yǎng)的發(fā)展方向，本文以海洋裝備技術(shù)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)支撐，探索基于海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)施方法，結(jié)合海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、學(xué)校海洋裝備科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)設(shè)備和企業(yè)海洋裝備資源，構(gòu)建智能實(shí)驗(yàn)、海洋裝備多功能實(shí)驗(yàn)和共建校企合作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，鍛煉學(xué)生解決問題能力和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力，適應(yīng)社會(huì)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(xué)改革項(xiàng)目(jg2015216)

何 平(1985-) ，男，浙江臺(tái)州人，碩士，助理工程師，研究方向：實(shí)驗(yàn)室管理及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)。Tel.:15257894178; E-mail:heping@nit.net.cn