國家級虛擬仿真實驗教學中心——上海海事大學航海實驗教學中心
改革開放30多年來,中國航運業飛速發展,已確立了世界航運大國的地位。到2020年,我國將實現“由航運大國向航運強國的轉變”。
為更好地服務上海國際航運中心建設和國家航運事業發展,上海海事大學以航海虛擬仿真實驗教學中心建設為新的著力點,努力把學校建成航海科技研發和人才培養的重要基地。
肩負光榮使命,不斷發展壯大
1995年以來,由航海技術實驗中心和輪機工程實驗中心合并組建的航海實驗教學中心,不斷發展壯大。目前建有12個專業實驗室、6個綜合性實驗室、1個水上訓練中心、1個創新基地、2艘教學實習船。
2013年,航海實驗教學中心成為“國家級實驗教學示范中心”。
大型遠洋船舶像一座浮動的水上城市,機電設備繁多,管路系統非常復雜。遠洋航行條件惡劣多變,實船訓練難以開展,且費用昂貴。依托虛擬現實、人機交互等技術,構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象,實現“航海教育不出海、船舶操縱不上船”,是航海類專業實驗教學的必然要求和發展趨勢。
在國家級航海實驗教學示范中心的基礎上,商船學院整合航運仿真技術教育部工程研究中心的研發成果,致力于建設以全任務船舶操縱模擬器、船舶交通服務系統模擬器、航海雷達模擬器、航海儀器模擬器、海上無線電通訊模擬器、電子海圖顯示與信息系統模擬器、貨物積載與系固模擬器、輪機模擬器等為主要實驗教學資源的航海虛擬仿真實驗教學中心。
航海虛擬仿真實驗教學中心總投資近2億元,占地面積1600平方米,開設了57門實驗課,承擔“航海技術”“輪機工程”“船舶電子電氣”等航海類本科專業的實驗教學、全國50%以上的海船船員適任評估考試和培訓任務。中心也是國內主要港口和航道規劃建設的主要技術服務基地。
中心綜合實力已達到同類院校國際一流,構建了全球規模最大的航海虛擬仿真教學平臺,可以進行各類大中型商船在全世界主要港口、全球主要航線、全年不同氣候條件下的航行仿真訓練、設備操作維護和應急仿真訓練,大大減少了航海教學中的設備投入、能源消耗和環境污染。
確立實驗體系,培養教學團隊
中心不斷完善實驗教學體系,加強“陸上實驗室實物訓練+模擬器訓練+實船綜合訓練”的“三位一體”實驗教學法。
中心遵循“虛實結合、相互補充、能實不虛”的原則,以提高教學能力、拓展實踐領域、豐富教學內容、降低成本和風險、開展綠色實驗教學為目標,建設了一批高水平的虛擬仿真實驗教學資源。在國際海事組織(IMO)《海員培訓、發證和值班標準國際公約》要求的13大項實驗教學中,有61%的內容是通過虛擬方式實現的,84%是通過虛實結合的方式實現的。
中心采取每年都選派青年教師到世界高水平大學和實驗室進修;選派教師擔任極地科考船“雪龍”號的駕駛員和輪機員,在為我國極地科考保駕護航的同時,積累高緯度地區和冰區航行的經驗,以提高實驗教師的綜合素質和業務水平。
凝練航海特色,形成專業優勢
作為國內最早開展航海虛擬仿真實驗教學的高等學校之一,上海海事大學在這方面形成了獨具特色的學科專業優勢。
一、實驗設備專業化程度高
中心自主研制了國際領先的大型船舶操縱模擬器和輪機模擬器。在交通運輸部和上海市以及社會各界的支持下,投資2200多萬元建成了“木蘭航運仿真中心”,投資3000萬元建設了“船舶機艙綜合實驗室”。正在建設的實驗室還有:投資3300萬元的“現代船舶通信導航與信息技術實驗中心”,投資5200萬元的“特種船模擬教學平臺”。
二、航海教育國際化程度高
中心注重教育開放和人才培養的國際化。與意大利船級社合作開設RINA班;為土耳其、緬甸等國培養博士、碩士和進修教師20多名;為丹麥哥本哈根輪機工程學院承擔100余人次的輪機模擬器訓練;每年,來自美國麻省海運學院等世界高水平海事院校的60多名國際交換生在中心學習。中心相關課程達到了航海發達國家水平。
三、學生實踐創新能力強
在中心,學生通過計算機模擬,能設計出航道寬度,判斷碼頭設置是否合理、掉頭區域是否安全等。在新型冰蓄冷、余熱回收技術等方面,已孵化出一批具有廣闊市場前景和商業價值的科技項目。
近三年來,中心支撐“大學生創新性實驗項目”37項,指導學生獲得的成果共57項,其中省部級及以上獎項8項,獲得專利12項。
四、自主研發成效顯著
中心是我國航海、輪機模擬器的主要研發基地。自主研發的代表性產品有:目前世界上規模最大的新一代360度立體視景高仿真度“工程研究型全功能航海模擬器”系統;網絡型集裝箱船舶輪機模擬器系統;獲得全軍科技進步一等獎的駕駛臺和機艙聯動的大型艦艇模擬器系統等。1992年以來,為企事業單位、國內外航海院校等,提供了100多套各種類型的航海和輪機模擬器系統。
教學科研相長,促進持續發展
近三年來,中心人員承擔實驗教學改革項目14項,完成科研項目400余項,金額12200余萬元;發表教學和科研論文300余篇;申請專利200多項,獲授權專利150多項。
在近八年由國家海事局組織的海船船員適任證書統一考試中,上海海事大學6次獲得第一名,一次性通過率超過95%,遠高于同類院校。
每年有超過3000人次的船長、輪機長等各等級高級船員,在中心接受模擬器訓練和考試培訓,考證通過率一直處于全國領先水平。
每年還有1000多人次的海事系統官員和高級引航員,在中心接受業務和技能培訓。
明確建設目標,拓展服務面向
21世紀是海洋的世紀。航運是海洋經濟的基礎,是海洋權益的重要組成部分,“強國離不開航權”。
實現“航運強國”“海洋強國”戰略,需要航海虛擬仿真實驗教學中心這樣的人才培養基地。
上海國際航運中心建設,必將促進中心的高水平發展,拓寬中心的服務面向。
立足上海、面向行業、與時俱進、不斷發展,成為國內一流的航海類專業虛擬仿真實驗教學中心,為航運及相關行業培養出更多更優秀的技能扎實、崗位適任能力強、富有創新精神的航海技術人才,目標不變,矢志不渝!
