《海洋平臺》創新實踐課程教學體會及探索

勾瑩　鄭艷娜　陳昌平

摘要：對于研究型大學工科專業的學生，創新能力和實踐能力尤為重要，本文針對大連理工大學建設工程學部開設的《海洋平臺》創新實踐課程，結合筆者的教學體會，對課程的目標與特點、教學內容選擇、教學步驟設計及考核方式等各個教學環節進行探討。創新實踐課使學生各方面的能力得到了提高，滿足了社會對復合性應用型人才的需要，同時也對授課的專業教師提出了更高的要求。

關鍵詞：創新實踐；教學內容；教學步驟；考核方式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0152-02

加強工程實踐與創新能力人才的培養是知識經濟社會的需要。我國要實現工業現代化，就要求高等學校的工科教育必須加強對人才的工程實踐能力與創新能力的培養，這已經成為工科大學培養人才的首要目的。

一、創新實踐課程目標與特點

近年來，創新型人才的培養已經成為各大學人才培養的主要目標，但是如何將單一的知識型人才培養成具有創新性的復合型人才則是一個難題。大量教學實踐表明：學生的創新意識、創新能力和創新精神并不是依賴授課老師“教會”的，而是學習者通過自己思考“學會”的，更是依靠學習者在親身實踐中“體會”的。大連理工大學開設的海洋工程創新實踐課就提供了這樣一個平臺。創新實踐課在本科生教學大綱之外，目的不在于給學生灌輸更多的深奧的理論知識，而在于激發學生對海洋工程未知領域的好奇心，開闊視野，利用已經具備的相關知識為基礎，有目的地自主學習研究，解決課程中引出的實際工程問題，充分鍛煉培養學生的創新性思維。同時，我校建設工程學部在讀的研究生人數已經超過本科生，因此，創新實踐課程雖然是針對本科生開設的，而同時也兼顧了未來的研究生培養，在大學階段就對本科生從事科學研究的興趣開始培養，使他們具備初步的科學研究技能，具有良好的科研習慣，對待科學研究及工程問題具有一定的分析問題及解決問題的能力。創新實踐課程就扮演了由本科生向研究生過渡的橋梁這一重要角色。但是由于本科生對專業知識的欠缺，實際的工程項目中涉及的科研問題內容往往較為繁雜，任務也較為艱巨，一旦在教學內容難度的選擇、教學方法的設計等方面處理不合適，就有可能得到相反的結果，不僅不能對學生起到促進其主觀能動性的作用，還會對學生從事科研的興趣和信心造成沉重打擊，得不償失。這就要求任課教師對課程進行精心的準備和設計。

二、教學內容選擇

大連理工大學緊緊圍繞以社會需求為導向的辦學思想，積極構建研究型大學本科培養新體系，設立了一系列理論與實踐相結合的課程，分析選課學生已有的知識結構體系可見學生的實踐環節還停留在重復和模仿簡單的、成熟的實踐結果上，專業基礎課程也剛剛接觸，因此在選擇教學內容時既不能過多地涉及專業知識，又不能過于簡單。如果課程中拋出的專業名詞和術語過多，會使學生把精力集中到對專業詞匯的理解上而忽視了提高能力的目標，若授課內容過于簡單，學生會覺得毫無挑戰，一個人便可完成，則達不到團隊合作的效果。結合教師的工程經驗和專業特點，選擇開設了《海洋平臺》這一課程，主要介紹深海油氣資源開發過程中的海洋平臺結構，即基于學生們所學到的基礎知識，又是學生們所學學科之外的新知識，是運用這些基礎知識的很好工程實例。首先對學生進行普及國內外應用的各類海洋平臺，并通過典型的海洋平臺建造、設計和投入使用過程的視頻介紹，使學生對平時看似高深莫測的海洋平臺的結構特點和適用環境有一個直觀的認識，初步產生興趣之后提出課程任務，例如設計一種比較簡單的張力腿平臺，使其能夠在已有海域的風浪作用下保證一定的安全作業時間。要完成這個任務，需要學生運用張力腿平臺結構特點及已有的力學平衡知識，對平臺進行受力分析，對平臺尺寸進行設計，并通過在實驗室進行物理模型試驗來檢驗設計的平臺是否合理可行。當然，一個完整的海洋平臺設計涉及很多方面，是一個及其復雜的過程，這里只提煉出最基本的結構選型問題，通過理論分析和實驗驗證，讓學生了解其水動力特性。授課內容及任務的設置，一方面擴寬了學生的視野和知識面，另一方面也使學生體會到運用所掌握的力學理論知識便可以設計海洋平臺這樣高技術含量的實際工程，感受到知識的力量，激發學習的熱情。通過設計任務，讓學生進行大膽設計，可以充分發揮他們的創造力，而后期的模型制作及實驗則培養了他們的動手實踐的能力。對于設計中遇到的具體的問題，學生一方面可以在設計過程中運用已有的知識，查閱資料自行解決，另一方面可以和老師、同學進行討論，通過溝通和團隊協作來解決。學生能夠在學習和設計過程中，了解實際生產過程所需面對的各種具體問題，并且在克服實際困難的過程中，體驗“嘗試—失敗—再嘗試—再失敗”直到最終成功的整個過程，并在嘗試過程中體驗從事科研工作的樂趣，逐漸增強從事科研工作的信心，而且最終制作模型能夠接受實驗室模擬波浪的沖擊，在很大程度上提升了學生學習課程后的成就感。課程的任務要求學生完成張力腿平臺的設計、選材、模型制作和最終試驗驗證過程，時間要求在8周（32學時）之內完成，課程通過以小組為單位來進行，從而培養學生的團隊合作精神。

三、教學步驟設計

根據課程性質及任務要求，將選課學生分為小組完成設計和試驗任務，每組3—4人。為了充分體現學生自主學習和動手為主的原則，教學分為三大環節：集中討論、設計制作及試驗檢驗。集中討論環節占6個學時（課程共32學時），討論內容包括：（1）課程介紹：海洋平臺的種類及特性，課程任務，教學步驟和考核方式；（2）總體設計方案匯報，以小組為單位匯報設計和試驗的目標以及作品的結構分析、尺寸設計、材料的選取等，教師對方案提出建議并解答設計中遇到的問題；（3）工作進度匯報，相當于中期檢查，一方面督促學生按時完成下發的任務，另一方面教師提出存在的不足以及需要改進的措施，及時糾正錯誤，使學生少走彎路；（4）最終成果匯報及答辯，學生依據課程任務撰寫研究報告。在集中討論環節，要求每次每組選派一名代表以PPT的形式進行匯報，輪流進行，使每位學生都有機會進行匯報發言。除集中討論之外的課時為分組設計制作環節，教師對各組進行輔導和答疑。在創新實踐課教學過程中，從設計方案的擬定、結構的受力穩定分析、模型材料的選擇及購買、實驗室設計波浪的模擬及造波試驗操作，全部由學生分組完成，充分展現了以學生的主動學習和動手實踐為主，教師的指導為輔的實踐教學模式。同時教師在準備及授課過程中，將研究型教學方式、探索研究式、啟發式教學方法相互融合，從而引導學生進行研究式、自主式學習，豐富課程教學形式，提高了實踐教學效果。由于在實際設計和試驗過程中，難免會出現各種實際問題，在解決的過程中學生將會收獲意想不到的挑戰，學生主動解決問題的能力得到培養和提高。

四、考核方式

由于創新實踐課程的特點，其考核方式不同于以往的專業課，按照學生的實踐表現和提交的作品為主要考核標準，考核內容分為三部分：方案設計及模型試驗操作占60%，PPT匯報占20%，總結報告占20%。由此，通過課程的考核方式促進學生將重心放在解決實際工程問題所需的相關理論知識研究、模型設計和試驗過程中，學生在資料收集、結構設計、模型制作、試驗操作等環節中可以充分體驗到主動學習、動手實踐、創新設計等全過程，同時還訓練了學生進行科研工作匯報、撰寫研究報告等能力，為今后工作奠定基礎。

五、結語

“建設創新型國家”的戰略方針要求大學工科教育必須加強工程實踐與創新能力人才的培養。與傳統課程相比，創新實踐課在各個環節增加了對學生的創新性和實踐能力的培養，使學生能夠進行研究式、自主式學習，能夠善于發現問題，并通過查閱資料、探討交流與同學合作解決問題，這無疑使學生各方面的能力得到了提高，滿足了社會對復合性應用型人才的需要，同時也對授課的專業教師提出了更高的要求。

參考文獻：

[1]馬小進，閔照翠，趙欣.創新實踐課程實施初探[J].河北建筑科技學院學報：社科版，2006，23（4）：110.

[2]湯云暉，王波，李耳.培養本科生創新能力的創新實踐課教學[J].中國現代教育裝備，2012，（5）：62-64.