2016年07月15日 星期五
“虚实”之间收获多
——桂林理工大学打造国家级虚拟仿真实验教学中心的实践与探索

    □ 叶 昊

    2016年初,桂林理工大学新申报的“化学工程与工艺虚拟仿真实验教学中心”获批为国家级虚拟仿真实验教学中心,这是继该校2015年“环境污染防治与生态保护虚拟仿真实验教学中心”晋升“国家队”后学校实验教学平台建设的又一次突破。

    近年来,桂林理工大学以共享优质实验教学资源为核心,以建设信息化实验教学资源为重点,着力推进人才培养模式转变、全面提升教育教学质量,取得了较好的成效。

    掌上信息提前“播报”教学内容

    构建以“教、学、研、做”合一的课内外一体、开放互动的“口袋中的实验室”实践教学模式。学生通过扫描二维码,不仅可访问校内各教学资源,了解业界最新动态,还能便捷及时地了解实验仪器设备的使用范围、途径、注意事项以及设备保养等相关知识。如学生在实验室认识实验过程中,通过氧化沟的实体模拟构筑物上的二维码扫描,可以现场学习氧化沟的3D模拟构造介绍,并可以通过文字和图片形式了解水下推进器、曝气头和回流管等主要部件的作用、水流流向和基本原理等。另外,通过中心网络平台可以开展网上实验学习、交流,并实现实验项目、仪器使用以及课程预约,为预习、复习和交流提供便利条件。

    虚功实做构建“逼真”实验环境

    依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术等手段,构建“逼真”实验环境。化学工程与工艺虚拟仿真实验教学中心通过创建“虚实结合,虚中有实,实中有虚”的企业生产过程情景,解决学生难以到化工企业进行实际操作、直观掌握实践技能的难点问题,增强实验教学模式的新颖性和有效性。环境污染防治与生态保护虚拟仿真实验教学中心采用的多媒体+实物的虚拟实训方法则可让学生直观了解即将进入的实习环境,在经典工艺的结构认识、构筑物的动手调试、污水厂的主控指标测试等环节开展预热性实习。如在“污水净化厂A/A/O工艺虚拟仿真实验室”,学生可模拟工厂生产现场,配备对讲机、防毒面具、安全绳和工作服进行工艺生产线的巡查,将数据实时反馈中控室同组学生,在中控室可实时监控污水净化工艺的主要调控指标,对一些主要污染指标进行净化模拟,开展工艺现场的运行条件模拟调节。全程保证实训过程无污染且行为可逆,允许学生进行“犯错—改正—优化”的调试实训过程教学,创设情景式教学,大大提升实习实训教学效果。

    科研为先导推进创新人才培养

    学校通过教师科研、工程实际的融入,引导学生独立完成实验设计—探索研究—成果总结的全过程,培养他们的科研思维、研究兴趣和创新能力。譬如环境污染防治与生态保护虚拟仿真实验教学中心将承担的国家重大科技水专项课题、863计划项目等科研成果植入教学内容,开发形成一系列虚实结合的创新实验项目,让学生能够基于虚拟实验平台自主完成研究性实验项目,实现了“教、学、研、做”一体化教学。化学工程与工艺虚拟仿真实验教学中心,则通过将其科研成果的消化与再创造,设计并开设了142个创新创业实验项目,以“实体+虚拟”的方式,增强实践教学的科学性、趣味性,形成了科研成果指导、反哺教学的良好模式。

    实验平台共建共享让教学成果辐射更强

    在环境污染防治与生态保护虚拟仿真实验教学中心,可实现现场资源共享以及网络远程共享,每年接受湖区内外30多所兄弟院校师生1000余人来访和交换学习,还与广西环境保护厅等单位联合开展企事业单位环保宣传教育工作,培训人员近2000人次/年。中心拥有的虚拟互动教学实验室、美国PerkinElmer共建实验室等教学平台面向5个本科专业,年受益学生超过3000人。化学工程与工艺虚拟仿真实验教学中心通过为广西及华南地区化工类企业进行职工培训和职工技能考核,为相关专业本科生、研究生及企业测试人员提供培训,承担各级职业院校化工类技能大赛等,为提升教师工程实践能力和教学水平、提升学生创新创业能力提供了良好的平台支撑。

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