虚拟仿真实验教学中心以信息化为手段,实现了油气勘探开发整个工业流程的虚拟仿真,使得不可视、不可及的作业流程、工具结构可视化,使得不可控、不可重复的场景重复再现化,使得高风险、高污染的作业安全环保化,使得高成本、高消耗的工程作业经济化,有力地推动了专业实验教学的改革,成为现有实验教学示范中心的有力补充,极大地提高了学生实践和创新能力。

(1)补充和完善了现有实验中心实验体系。依托现有石油与天然气国家实验教学示范中心,本着“虚实结合、能实不虚”的原则,以培养和提高学生工程实践和创新能力为宗旨,着重对油气勘探开发工程中不可视(地下、设备内部等)、不可逆(地质构造等)、高风险(井控、压裂等)、高污染(酸化、储运等)、高成本(钻机操作、固井操作等)的工艺环节进行了仿真和虚拟,使得“实际”无法完成的实验(实训)操作可以在“虚拟”环境中开展,极大的补充和完善了现有实验中心实验体系。

(2)解决了校外实习难、校内难实习的难题。根据油气勘探开发相关专业培养方案,学院每年需完成20多万(人时)实验教学,学生多、资源少矛盾突出,同时高风险、高污染、高成本的现场作业既不允许学生现场实习,也无法通过物理手段实现校内实习。为此,开设了类型齐全的四模块共126个虚拟仿真实验实训项目,服务全校各个学院20多个石油相关专业,年均教学量约5.7万人时,满足了不同专业不同层次教学需要,解决了学生校外实习难、校内难实习的难题,圆满完成了学校实验实训任务。

(3)提升了专业课程学习效果。借助中心引进和自主开发的大量虚拟认知资源,通过“基础认知”层次项目,充分利用视频、动画、图片等多媒体的特点,使得不可视、不可及、抽象的工艺流程、设备内部结构、原理等实现具体化、生动化的再现,提高学生基础理论学习效果;通过“虚拟实验”层次项目,在虚拟环境中进行真实实验无法开展的实验项目,提高学生理论知识运用于工程实践的能力,进一步提升学生专业课程学习效果。

(4)强化了学生工程实践能力。借助中心引进和自主开发的大量虚拟仿真实训设备和软件,通过“仿真实训”层次项目,虚实结合,使得不可控、高风险、高成本的现场作业可重复化,通过反复模拟实训操作,极大地强化了学生现场实践和协同操作能力。

(5)激发了学生科技创新能力。积极引导学生参加教师科研和科技创新课题,借助中心“创新实践”层次资源,自主设计虚拟仿真实验项目,解决工程技术难题,实现了“理论与实践、室内与室外、教学与科研、校内与校外、仿真与实际”相结合,激发了学生创新意识和能力。近五年来,共指导学生科技创新项目200余项,指导的各类参赛团队在全国大学生数学建模大赛、挑战杯创新大赛、石油工程设计大赛、地质技能大赛等竞赛中获得省部级以上奖励82项,发表论文和授权专利近20项。例如,我校自主培养的大学生刘洪伟(目前为我校石油工程专业研究生),在校期间利用虚拟仿真实验教学中心不断研究和创新,先后获批国家专利7项,其中“3D抛光机”发明专利受邀参加中央电视台科教频道“我爱发明”栏目,引起广泛关注。

(6)提高了远程教育培养质量。利用网络和虚拟实验教学平台,借助于各种虚拟仿真实验资源,面向全国各大油田企业和地方成人教育学员,开展网络自主学习和远程网上虚拟实验,使学员足不出户即可完成相关专业课程理论学习和专业实验,每年有近1万人通过学习受益,资源得到广泛共享。

(7)扩大了职业技能培训规模。在完成在校学生实验实训教学的同时,还利用相关虚拟仿真实训设备和软件,对在校学生和油田职工开展钻井操作、采油操作、井控操作等职业技能培训,提高了培训效果,获得企业认可,培训规模逐年扩大,年培训人数近2000人。

 


 


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