发展历程

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      中国海洋大学海洋学实验教学中心成立于2003年,是依托于中国海洋大学最具海洋特色的海洋与大气学院建立的。海洋与大气学院具有深厚的学科基础,物理海洋学在1981年被国家确定为首批博士点之一,1988年物理海洋学被批准为国家重点学科,2007年所在的一级学科成为国家一级重点学科。物理海洋学学科综合排名一直处于全国第一,是中国海洋科学(物理海洋)人才培养的摇篮,培养了中科院胡敦欣院士等一批海洋教学、科研和管理领域的高级人才。

      中国海洋大学海洋学实验教学中心的历史可追溯到1952年全国高校院系调整时期,那一年厦门大学海洋系理化组并入山东大学的海洋研究所成立海洋系,由中国海洋科学奠基人之一,著名物理海洋学家、海洋教育家赫崇本教授任首任系主任。同时成立了海洋调查实验室和气象实验室,赫崇本教授亲自担任海洋调查实验室主任,为海洋学实验教学体系的建立打下了坚实的基础。为了加强学生的流体力学素养,1982年海洋学系又建立了流体力学实验室。1991年海洋学系被国家确定为首批15个理科人才培养基地之一,海洋学实验教学体系得到了长足发展,相继建立了海洋大气数值模拟实验室和卫星海洋学实验室,将现代化的实验方法和手段引入到本科教学之中。2003年学校整合上述5个实验室,成立了海洋学实验教学中心。中心实行校、院两级管理的主任负责制,中心主任由学校任命。中心成立后大力开展了海洋学实验教学体系的研究工作,制定了发展规划。2006年,利用学校搬迁崂山校区的契机,重新规划了实验中心的布局,新建了物理海洋与海洋学实验室,负责培养学生物理模型实验的能力,至此中心构建了现场观测、物理模型、数值模型的实验教学平台,建立了较为完善的海洋学实验教学体系。

    2009年以来,中心教师共承担了76项国家级和省部级教学研究项目,获得省级教学成果奖3项,国家级特色专业1项,省级特色专业1项,省级教学团队1项,省级精品课程1门,省级人才培养模式创新实验区1项,省级教学成果二等奖1项。在各类全国大学生竞赛中学生屡获佳绩。利用教师研发仪器、学生自主实验完成的《两种陆架陆坡地形生成内波的实验研究》获山东省优秀学士学位论文,并以第一作者身份将成果发表在地学的国际一流期刊上。

    随着信息化的发展,实验中心非常注重海洋大气数值模拟实验。中心利用985 专项购置高性能计算平台,引入国际多个全球海洋大气数值模式。中心自主开发了区域海浪模式、潮波模式、风暴潮模式等。

    2007 年中心引进计算流体力学软件,借助于流体力学实验教学,突破了物理实验条件的限制,转而研究更宽参数范围的流动,并且获得更全面的流动信息。以经典的圆柱绕流实验为例,物理实验的Re 数近似在10 的5 次方到10的6 次方之间,并且仅能测量柱面压强分布;而借助FLUENT 软件,可以研究从小RE 数粘性流动一直到Re 数在10 的6 次方以上的湍流流动,并且可同时获得速度场、压强场、涡度场、圆柱所受阻力、升力等全面信息。

    2009年1月海洋学实验教学中心被教育部、财政部正式批准为2008年度国家级实验教学示范中心建设单位(教高函[2009]5号)。

    2010 年,在理科人才基地项目的支持下,中心建设了海洋学虚拟仿真实验系统,自主设计了环流实验、潮汐实验、海浪实验、内波实验等七大类实验。通过人机交互改变实验条件,在计算机环境下直观展示各海洋参数变化的动态过程。2012 年中心利用自主开发的数值模式建立了潮波模拟和风暴潮漫滩模拟等数值模拟实验。学生通过更改参数设置,了解数值模拟的步骤,深入认识海洋动力过程。
    2012 年中心利用引进的计算流体软件开发了圆柱绕流实验、沙坡地形实验等,极大丰富了学生对复杂流动的认识。
    2013 年中心整合虚拟仿真实验资源成立了海洋学虚拟仿真实验教学中心,与企业合作开发了海洋调查虚拟仿真教学系统,基于网络虚拟现实技术构建了一系列虚拟模型,包括实验环境、ADCP/CTD 和一些必要的调查辅助设备等的操作。学生通过网络无限时进行虚拟训练。
    2014 年中心还与企业合作开发了基于三维虚拟地球模型的三维海洋信息可视化系统,为实验者加载并动态显示三维时变的海洋及遥感数据,并可进行人机交互,实现基础地理数据可视化,扫描模式可视化,格点模式可视化,全球流场可视化和卫星运行动态可视化。

    2015 年中心与企业合作建立了海洋动力模拟虚拟仿真实验系统,该系统包括流动虚拟仿真实验、海洋数模虚拟仿真实验和卫星海洋虚拟仿真实验。

    2016年1月,海洋学虚拟仿真实验教学中心被教育部办公厅批准为2015年国家级虚拟仿真实验教学中心(教高厅函〔2016〕6号)。

    经过半个多世纪的发展,中心已具备完整的实验教学体系、软硬件实验教学条件、高水平的实验教学队伍和科学的管理体制和运行机制,形成了“目标导向、理实交融”的实验教学理念,成为了特色鲜明的现代化开放式的实验教学中心。




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