【编者按】全国教育大会对建设教育强国作出了一系列新部署，其中，教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。近年来，学校深入贯彻落实国家教育数字化战略行动，大力加强智慧教育平台建设、数字化教学资源建设、“人工智能+”课程设计，不断满足师生个性化需求，赋能创新人才培养，成为创新教育教学的有效途径。记者走访了学校部分数智赋能实践的创新实验室，分享经验，介绍做法，展示效果。

立足数字时代教育发展新形势新任务，为培养适应时代需要的拔尖创新人才，学校秉持“工学并举”育人理念，强调理论与实践并重，强化数智赋能，以数字化教学环境和教学手段，持续推进教育教学新变革，打造育人新场域。

“3Ｉ一体” 打造实践育人新平台

走进船舶导航与控制国家级实验教学示范中心，长长的L形，3000多平方米的空间，全被打造成创新实践教学区。“我们将多个教学实验室进行了整合，一室多用，统筹管理，错段共用”实验中心主任许德新说，这样不仅可以提高设备的利用率，还可以节省空间，为学生提供更多的创新实验及创新实践的场地。

国际大学生夏令营科创活动

实验中心面向全校学生开放，帮助有科创兴趣、科创基础的学生提升创新实践能力。“培养学生的创新能力，动手实践越早越好。”对于学生的实践能力培养，许德新有自己的全盘规划。“创新空间面向全体学生开放，任何专业的大一新生都能来这里参与动手实践，我们会安排学生科技社团的高年级的本科生进行指导，教他们使用软硬件开发工具，以及创新实践的各类工具和设备。”

19届全国大学生智能汽车竞赛参赛队员

这里每年加入的大一新生能达到数百人。“十一”期间，每天从早到晚都有人在创新实验室参加培训。大一第一学期结束时，通过各项考核的同学可以加入创新工作室，成为科创竞赛团队的正式成员。“这些坚持到最后的同学对科创有着浓厚的兴趣，是国家级大学生创新项目的主力，高年级时也会参与到科研项目中去。”全国大学生智能汽车竞赛的获奖选手都是从这里成长起来的，科研团队里的年轻骨干很多也从这里走出。“近3年学校创新标兵最优者——陈赓奖学金获评学生全部来自中心的创新工作室，我们希望依托国家级实验教学示范中心，打造智慧、智能、智创、智造、智业五智一体的‘工程智谷’，服务更多学生。”许德新说。

我校项目入选“5G+智慧教育”应用试点全国典型项目

许德新会有这样的设想，是因为学校提供了足够的智慧环境。学校全面升级智慧校园基础设施，建成“5G校园专网”、“一校多地”5G云联网和基于多场景的智慧教学全光一体化业务专网等。基于校园5G全覆盖的基础环境，实验验证了智能学院船舶先进控制实验室的跨区域跨校域的5G+互动、跨区域的5G+西门子“智能工厂”等多个实践教学场景。

同时，学校首批加入教育部-华为“智能基座”产教融合协同育人基地，为共建课程提供云地双引擎算力支撑，为密集型计算实验课程和学生科技创新活动提供有力支持。

学校全景教学空间

学校还打造了包括研讨式教室、沉浸式教室、全景教室在内的395间智慧教室与“教育资源云”的智慧教学环境平台，实现了智慧教室全覆盖，以数字化教学环境和教学手段带来教育教学新变革。

本科生院副院长刘海波说：“学校按集成化（Integrated）、智能化（Intelligent）、国际化（International）的思路整合实践教学场域，打造了‘3I一体’实践育人新平台。”

数字赋能 拓展优质教学资源

前教育部副部长、高教学会副会长林惠菁一行在高博会上亲自体验虚拟装配

今年4月在福州举办的第61届中国高等教育博览会上，以海洋蓝为主色调的哈工程展区前人头攒动。14件具有鲜明海洋特色的科教产教融合育人成果实物展品，吸引了前来参展的高校专家、行业领域的企业领导等。

其中，柴油机虚拟教学设备VR吸引了很多观众前来体验。戴上VR设备后，便置身于一间宽阔的实验室中，实验室中央摆放着一台柴油机，体验者可以拿起桌上的工具和零件，对柴油机进行拆装。

柴油机虚拟教学设备VR系统

“我们利用先进的虚拟现实技术，以1:1的比例建造了一个虚拟实验室，这里展示的柴油机也是以我们现实实验室的设备等比例再造的。”研发这套系统的团队负责人、动力学院教授张新玉介绍说，通过这套系统，学生可以沉浸式探索柴油机的内部结构和工作原理，还可以进行模拟拆装和故障排除操作，有效提升其实践能力和问题解决能力，真实再现了拆装操作过程。

虚拟设备可以降低设备成本。“我们之前教学中使用的柴油机，基本上几年课下来就报废了，都被拆得七零八落。”虚拟设备却可以无限制地使用，不会损耗，同时也能完成很多实物教学无法实现的操作。“比如想将柴油机的内部燃烧过程展示给学生，就必须破坏设备的完整性，在上面打孔开窗，不仅成本高，也有风险。”在虚拟实验室中，团队通过仿真计算将内燃机内部的燃烧过程仿真出来，学生可以实时观测，看得更清楚，对原理也了解得更透彻。

早在1999年，张新玉就开始探索使用智能化手段辅助教学，将教材中发动机构造的平面图制成三维立体图。“发动机构造很复杂，对于初学的学生来说，平面图很难看懂，但是三维图就很清晰明了，可以极大地提高学习效率。” 张新玉团队开发的教学课件和网站曾获国家级教学课件大赛一等奖，不仅用于支撑内燃机结构课程教学，同时也为柴油机企业设备仿真和员工培训提供支撑，为产教融合助力。

张新玉团队开发的哈尔滨工程大学《内燃机教学网》（上线于2005年）

智能化教学手段随着技术发展与时俱进。张新玉的课件从三维立体图到人机互动再到虚拟仿真，始终走在数字化教学的前列。“我们从2005年就开设了网站，上面全是团队自制的素材，学生可以利用上面的交互式资源进行自学，也可以在上面自行装配。”这极大提高了学生自主学习能力。这一教学网站十分受学生青睐，不光校内学生关注，很多校外甚至国外的学生也慕名而来，网站点击率在知名搜索引擎上排名前列。

“为学生提供数字化的学习资源、多样化的学习途径和智能化的学习方式，可以有效地辅助课堂教学。”张新玉认为采取这些数字化教学资源与手段，体现的正是“以学生为中心”的教学理念。

强化产教融合，通过自制仪器提升实验教学品质和效果，支持学生完成具有更高挑战度的技术密集型自主设计实验，学校产出了一批高技术实验设备，如同样在高博会上精彩亮相的主动吸波式二维水池、海洋动力定位平台、光纤陀螺转台、水下机器人作业仿真系统等。学校连续3届获得全国高等学校自制实验教学仪器大赛国家一等奖。

虚实结合 从科研走向实践课堂

实践教师在课前设置好虚拟船型和海况

“戴上虚拟头盔，我一下子就来到了码头，眼前出现一艘庞然大船，登船梯就在眼前！”船舶学院船舶与海洋工程专业的学生兴奋地说：“在老师的指导下，我用手柄一步步登上船舶甲板，学习各种设备和标志，又进入驾驶舱，过一下当船长的瘾！”

这是《船海虚拟现实与仿真》的上课情景。这门自2022年开设的实践课程，应用VR、AI和数字技术，建立数字化“造船厂”和“样船”博物馆，通过虚拟仿真软件打造实践教学“云课堂”，让学生在实验室就能置身“船厂”“邮轮”，解决了人才培养中对专业学习无参照实物的问题，帮助学生全面掌握目前我国绿色造船、智能造船水平和方法，提升学生对船海工程的兴趣。

“如今虚拟仿真技术在很多船厂都有应用，用虚拟设备来辅助船舶设计和制造，进行智能化升级转型。”这正是实践课程负责人、船舶学院教师刘旸的科研方向。她将科研项目中设计研发的虚拟仿真软件应用到教学中，使用虚实交互设备和数字技术，开发构建了一个包含船舶制造工艺流程、虚拟登船漫游、船舶舱室三维虚拟设计的元宇宙船舶设计与制造学习、交互、展示系统。

《船海虚拟现实与仿真》包括船舶智能制造厂虚拟仿真实验、虚拟船舶交互仿真实验、船舶舱室布置设计虚拟仿真实验、船舶操纵驾控仿真实验等多个实验项目。

学生应用软件制作方案，使用虚拟头盔进行验证

“学生在课前自学软件，我们会进行线下答疑，同时也会以一些科研项目作为案例给学生讲解，并布置作业让学生实践。”软件是刘旸团队为科研项目设计研发的，例如做舱室三维设计实验时，刘旸就让学生学习三维设计软件和典型舱室的三维布置设计案例，并完成舱室的三维布置设计方案，之后在实验室应用AR实验台、虚拟头盔和手柄进行验证和评估。

在这门实践课上，同学们获得了虚拟仿真基础概念知识、开发软件的方法以及解决实际问题的能力。“很多同学因为这门实践课对虚拟仿真技术产生兴趣，报考相关方向的研究生。”刘旸说。课程软件曾获得国家多媒体课件大赛一、二等奖各1项，省级虚拟仿真实验一流课程一项，支持学生参加大科、设计比赛获奖10余项。

《船海虚拟现实与仿真》线下讲解场景

学校鼓励教师将高水平科研成果转换成优质教育教学资源，强化科教融合，将人工智能、虚拟现实、数字孪生、云计算等数字智能前沿技术深度融入专业课程和实践环节，牵引传统专业实践教学转型升级，以虚拟仿真等先进科技手段，帮助学生更直观地理解抽象概念和复杂知识，提升实践教学效率和教学质量。海洋平台安装等4项虚拟仿真实验获国家级一流课程，全国首批运行28门智慧课程，支持教师在全国高校教师教学创新大赛中获奖10项，其中新工科赛道和基础课赛道获奖总数均为全国第一。