核科学技术学院
 
 
 
 
 
  虚拟仿真实验课程
  实验教学资源
  实验教学效果
  实验教材
 
 
  平台功能
  信息化设备
  网络与信息安全
 
 
  合作企业概况
  合作企业的参与程度
 
 
  教学和管理队伍
  科研水平
  教研教改论文
 
 
  管理体制
  制度保障
  教师考核管理
  开放机制
  教学质量监控
  运行维护
 
 
 
 
资源共享

1 目前教学资源共享的范围和效果

(一)教学资源共享的范围

  中心的虚拟仿真实验教学资源除了面向核工程与核技术、核技术、核反应堆工程、辐射防护与环境工程、核安全工程、核物理、放射医学、核化工与核燃料工程、铀矿开采等专业的本科生外,也向核技术及应用硕士和博士研究生、辐射防护剂环境保护硕士研究生、核能与核技术工程工程硕士研究生、矿业工程硕士和博士研究生、安全工程硕士研究生等,学生人数约 3500 人。

  目前,中心的实验教学资源共享范围以校内共享为主,但也面向国内具有核类相关专业的高校开放虚拟仿真实验教学资源。对于已经实现了网络版本的虚拟仿真实验如基础物理仿真实验,学生可以通过互联网连接在全国各地登录上网进行实验。对于未实现网络版本的虚拟仿真软件和实物仿真模型,则是通过开放实验室形式实现共享。中心利用中国核动力研究设计院捐赠的 1000MW 的 2+ 代核电堆芯实物模拟体和自制的秦山 300MW 一代核电厂模型及压水堆功率调节系统演示板等向国内外来访人员提供免费开放参观。另外,利用南华大学拥有的国家环保部授权的电离辐射安全与防护培训资质为核电厂、环境保护管理部门及医院放射科人员等提供虚拟仿真实验教学。

(二)教学资源共享的效果

( 1 )解决了招生规模扩大后的学生现场实习问题。南华大学核类专业的生产实习地点主要有中国原子能科学研究院、中国核动力研究设计院、中核(北京)核仪器厂、中国辐射防护研究院、中核(西安)核仪器厂、中科院上海应用物理研究所等单位。扩招之前实习学生人数是 30~40 人 / 年,实践教学资源非常丰富;扩招之后,现在实习学生人数是 500~600 人 / 年,需要分批进行,每批实习的人数都非常多,实习时间和实习效果都显著下降,同时也给实习接待单位的正常科研生产活动造成影响。虽然虚拟仿真实验教学不能完全替代实践教学,但是在一定程度上可以极大地缓解实践教学的资源不足问题。

( 2 )大幅提高实践教学经费的使用效率,节约实习实践教学经费。通过虚拟仿真实验教学,可以部分弥补在开展学生现场实习过程中普遍存在的学生人数偏多、实习经费偏少;生产实习的深度不够、范围狭窄等问题,节约由于吃住所增加的实习经费,减轻学生负担。

( 3 )提高实验室开放程度,学生可以全天候开展实验。虚拟仿真实验教学除了对计算机和服务器资源要求较高外,相对而言对硬件设备的要求是比较低的,因此便于提高实验室的开放程度和开展全天候虚拟仿真实验教学。

( 4 )专用软件的开放与再开发提高硕士博士科研创新能力,同时形成反哺仿真中心的良性循环。仿真中心采用大量可用于基础与工程科研的行业软件,为硕士、博士提供了良好的工具平台,保证了仿真结果的精确度与可信度;为适应多尺度、多物理场仿真趋势,基于原有软件的再开发给创新提供了强大的源动力,保证了仿真中心与时俱进的强大生命力。

( 5 )校企合作开发,加强了“产学研 + 本硕博” 3+3 并行双赢模式。仿真中心依托单位具有核科学技术“本硕博”培养资格,核科学专业齐全。仿真中心面向本科生、研究生开设的课程,满足理论课结合实验课的教学需求;开发使用的行业软件,为本科生、研究生创新课题、科研项目提供了良好的研究平台;仿真中心面向行业、产业需求,以博士为主要力量,以中核武汉核电运行技术股份有限公司下设的所为战略合作伙伴,共同取得的一系列科研成果已服务于国内多个高校、院所、企业。

(三)云计算平台促进共享开放

  在基于云计算的虚拟仿真实验教学平台模式下,云端通过桌面云的方案,应用虚拟化的技术,集成分析各类虚拟仿真实验的需求,虚拟化出所需的操作系统桌面并将所需软件分发到各个桌面系统,使得每个用户在其终端上所面对的都是一套完整的计算机系统,其个人体验和使用传统电脑几乎一模一样,每个用户都可以享受“云”提供的资源,享受“按需供给”服务。用户只需要连入互联网,借助轻量级的终端,就可以随时随地使用虚拟出的桌面系统和相应软件,完成虚拟仿真实验。用户可以在平台上随意的切换不同的操作系统,完成不同的仿真实验。用户不用再受实验室开放时间、实验室地点、实验室低配的计算资源的限制。而仿真实验和仿真计算所需的计算服务器、存储服务器、安全设备,以及软件、数据和应用由云端的大型服务器集群 7*24 小时不宕机提供。

 

2 进一步实现共享的计划与安排

 (1) 2014.01-2015.06 : 建成基于实验室局域网的虚拟仿真实验课程体系

①完善已有虚拟仿真实验课程及实验项目,达到能在实验室局域网条件下满足专业实验教学要求。

②开展在建虚拟仿真实验课程建设,开发实验项目,编写教学大纲、教学课件初步达到课程开设要求。

③新建 3 个核能与核技术工程虚拟仿真实验教室,至少满足一个班 50 人左右教学需求。

 (2) 2014.07-2015.12 :建成基于校园网环境的虚拟仿真实验教学平台

①分析虚拟仿真实验教学需求,加大硬件条件投入,迁移部分虚拟仿真实验教学资源到校园网上,使中心成为一个教学平台服务节点,为在校学生提供服务。

②与中核武汉核电运行技术股份有限公司联合研发 CAP1400 、 CAP1700 等先进核工程类虚拟仿真软件,自主开发料位计、密度计、水分计、厚度计、核子秤等核技术应用类虚拟仿真软件,丰富虚拟实验课程资源。

 (3) 2015.06-2016.12 :建立基于 Internet 网环境的虚拟仿真教学平台

①初步建成基于云计算的虚拟仿真实验教学中心,实现核能工程、核技术应用类虚拟仿真软件与云平台的有机结合。

②通过 Internet 网扩大本中心的资源共享范围,提升服务层次,不仅使本校学生受益,也使国内开设有核专业的高校学生受益。