《海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)》課程模式改革探究

程勇　劉珍

摘要：為提高江蘇科技大學(xué)海洋工程與技術(shù)專業(yè)的教育教學(xué)水平，更好地為大型船廠、船級社及海洋重工企業(yè)輸送綜合應(yīng)用型技術(shù)人才，結(jié)合《海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)》教學(xué)模式中存在的問題，本文將從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法和教學(xué)實踐三個方面開展《海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)》課程改革與實踐，期望提高本課程的教學(xué)水平，為今后從事海上平臺作業(yè)的學(xué)生們做好基礎(chǔ)知識的鋪墊和專業(yè)技能的積累。

關(guān)鍵詞：海洋工程與技術(shù)專業(yè)；教學(xué)實踐；海洋工程裝備與系統(tǒng)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0083-02

隨著海洋開發(fā)的逐漸深入，社會對具有海洋工程方面專業(yè)知識的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才需求出現(xiàn)了前所未有的高潮。我國各相關(guān)高校也展開了激烈的競爭，不斷提高對“海洋工程”專業(yè)方向的重視程度，紛紛增強(qiáng)海洋工程專業(yè)的建設(shè)力度。隨著“海洋工程與技術(shù)”新專業(yè)的申報成功和招生，培養(yǎng)該方向的高質(zhì)量應(yīng)用型和創(chuàng)新型卓越人才無疑是我校海洋工程校品牌專業(yè)最終的目標(biāo)。傳統(tǒng)人才培養(yǎng)大多注重掌握專業(yè)理論知識，而較少考慮學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，造成學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)社會較為被動。這與社會的發(fā)展已經(jīng)不相適應(yīng)，且與高等教育的本質(zhì)要求不相吻合。海洋工程與技術(shù)專業(yè)卓越工程師人才培養(yǎng)的特點就是要求學(xué)生既要具有一定的專業(yè)理論知識，又要有較強(qiáng)的動手實踐能力。僅僅注重專業(yè)理論知識的教育難以培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。從我國目前普遍的海洋工程學(xué)科教學(xué)形勢來看，目前正從一個傳統(tǒng)的被動接受學(xué)習(xí)模式向主動實踐、興趣型過渡，新的海洋工程教育還處于經(jīng)驗積累和新方法的探索階段，以探究式學(xué)習(xí)為本位，尊重每一個學(xué)生的現(xiàn)實生活，針對工科類學(xué)生的特點和未來的就業(yè)崗位，將理論課程與基層實踐融合，在教學(xué)計劃中合理地安排教學(xué)和工程技術(shù)實踐兩方面的課程，著眼培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識和現(xiàn)場施工的實踐能力。海洋工程專業(yè)應(yīng)以工程需求為基本出發(fā)點，進(jìn)一步明確細(xì)化培養(yǎng)方案，探索教學(xué)過程的開放性，參照海洋工程設(shè)計領(lǐng)域和職業(yè)崗位的要求，并緊密結(jié)合海洋工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，采用創(chuàng)新的培養(yǎng)模式，建設(shè)共享型教學(xué)資源庫，形成從招生、人才培養(yǎng)到就業(yè)一體化成熟的教育思路。

由于目前海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)更新和發(fā)展非?？?，目前國內(nèi)還沒有一個系統(tǒng)的海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)課程相關(guān)的教材，傳統(tǒng)的授課內(nèi)容主要包括：海洋平臺種類，海洋平臺環(huán)境載荷以及海洋平臺應(yīng)用的材料以及平臺的強(qiáng)度分析等知識模塊。根據(jù)目前專業(yè)課程改革的要求，江蘇科技大學(xué)海洋工程與技術(shù)專業(yè)教師以強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出重點的原則，對于海洋平臺相關(guān)的設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的描述。課程主要內(nèi)容包括海洋平臺的種類及結(jié)構(gòu)，并對海洋鉆井、完井采油中涉及到的裝備系統(tǒng)進(jìn)行了全面的論述，包括鉆井系統(tǒng)與設(shè)備簡介；泥漿循環(huán)系統(tǒng)和設(shè)備；油氣水處理系統(tǒng)和設(shè)備；自升系統(tǒng)和設(shè)備；動力定位系統(tǒng)和設(shè)備以及水下油氣生產(chǎn)系統(tǒng)。我校給學(xué)生安排的課時量為36學(xué)時，其中包括了理論學(xué)習(xí)和實踐探索。那么如何在有限的課時內(nèi)較好的完成教學(xué)任務(wù)就成為老師們必須重視的問題。本課程將結(jié)合作者四年的教學(xué)經(jīng)驗，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)防范和教學(xué)實踐三個方面淺談《海洋工程設(shè)備與系統(tǒng)》的教學(xué)改革與實踐問題。

一、教學(xué)內(nèi)容

《海洋平臺裝備與系統(tǒng)》是海洋工程專業(yè)主干課程，課程的主要任務(wù)是，強(qiáng)化學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，加強(qiáng)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)實踐教學(xué)動態(tài)體系的建立，使學(xué)生具備較強(qiáng)專業(yè)知識、動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)和滿足現(xiàn)代海洋工程應(yīng)用型和創(chuàng)新型卓越人才培養(yǎng)的需求。所以這門課程的一個重要的理論基礎(chǔ)就是海洋平臺主要設(shè)備：動力定位系統(tǒng)和設(shè)備、自升系統(tǒng)和設(shè)備、油氣處理系統(tǒng)和設(shè)備的工作原理和方式，這部分內(nèi)容占用40%的課時量，是本課程的難點，通常的海洋平臺種類介紹和海洋環(huán)境介紹與海洋工程其他專業(yè)有多數(shù)重復(fù)，可簡單回顧和介紹一下，約占20%課時量，物理模型試驗和廠區(qū)實踐觀摩是本課程的一個重點，可與上面的理論介紹聯(lián)系起來，約占30%的課時量，剩余10%的課時量將留給學(xué)生和老師之間的互動，以及一些共同問題的探究。其中，主要設(shè)備介紹中動力定位系統(tǒng)和設(shè)備可適當(dāng)增加，這里難點是對錨泊定位的分類：懸鏈線、張緊式、半張緊式以及復(fù)合系泊方式，計算包括懸鏈線理論計算、分段外推法計算以及有限元、有限差分和集中質(zhì)量動力計算的介紹。這些分類和計算都是目前工程和研究中常采用的方法，但課時有限，結(jié)合大學(xué)生的前期基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備以及企業(yè)的需求，筆者選取了懸鏈?zhǔn)胶蛷埦o式錨鏈的簡單解析計算以及數(shù)值軟件使用來介紹，將提高學(xué)生對所學(xué)專業(yè)的綜合應(yīng)用能力，同時也加強(qiáng)了學(xué)生對海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)工作方式的理解。

二、教學(xué)方法

每一個專業(yè)由于學(xué)科的特殊性孕育培養(yǎng)出來的學(xué)生特點也不一樣，海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)著眼培養(yǎng)學(xué)生具有基礎(chǔ)的理論知識、自主設(shè)計和制作海工模型、獨立進(jìn)行模型試驗、勇于實踐的全方位人才。在這種教學(xué)模式中，老師的耐心指導(dǎo)是基礎(chǔ)，學(xué)生從一定的情境出發(fā)，以研究的方式來學(xué)習(xí)新知識，學(xué)會理論和實際雙方法解決已有問題。因此，針對海洋工程專業(yè)學(xué)生的思想特點，在教學(xué)方法中需采用以下手段。

1.提問和小組討論相結(jié)合方式提高學(xué)生的參與性。將全班分成若干小組，針對某一問題開展不同的解決方式，有利于學(xué)生間的交流、學(xué)生和老師之間的互動。

2.物理模型試驗驗證海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)工作原理。設(shè)計和制作海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)可以幫助學(xué)生們進(jìn)一步深化理解老師課堂所將的內(nèi)容，更直觀地掌握把握實體模型的空間構(gòu)造，進(jìn)一步在試驗室進(jìn)行試驗訓(xùn)練學(xué)生對造波機(jī)、浪高儀等設(shè)備的造作能力，幫助學(xué)生驗證一些有價值的工作理論，并從實驗中觀察一些奇特現(xiàn)象，以補(bǔ)充理論的不足。

3.采用理論教學(xué)和軟件使用相結(jié)合。針對簡單規(guī)則的結(jié)構(gòu)，老師們運(yùn)用學(xué)生們已經(jīng)掌握的理論知識建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，讓學(xué)生學(xué)會用Fortran和Matlab編程軟件編寫相關(guān)程序求解實際問題；針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)物，現(xiàn)代多數(shù)企業(yè)運(yùn)用AQWA和SEASAM等軟件進(jìn)行計算，老師們可教會學(xué)生們這些軟件的使用過程，布置一個課程作業(yè)留給學(xué)生可下完成，通過實例完成提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

三、教學(xué)實踐

如何讓學(xué)生從自己的知識角度來理解和觀察海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)的工作過程，加深對設(shè)備與系統(tǒng)工作原理的理解，激發(fā)對海洋工程學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣？這就需要課程體系的設(shè)計注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，采取理論與實踐相結(jié)合、自主與互動交融的授課方式。課堂上，除了授課基礎(chǔ)內(nèi)容之外，還應(yīng)準(zhǔn)備一些行業(yè)資訊視頻，企業(yè)工作視頻，在上課的過程中依據(jù)相關(guān)內(nèi)容給學(xué)生們加以展示，這樣一方面普及行業(yè)內(nèi)的目前發(fā)展?fàn)顩r，另一方面增加學(xué)生對專業(yè)知識的理解能力。另外，可與校企合作，帶領(lǐng)學(xué)生們?nèi)テ髽I(yè)實習(xí)，提高學(xué)生們的實際操作技能，更進(jìn)一步地了解企業(yè)文化和超大生產(chǎn)線。其中建立包括認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)的實習(xí)模塊。其中認(rèn)識實習(xí)的時間大約為10天，由基礎(chǔ)課老師和專業(yè)課老師、校內(nèi)教師和校外聘請指導(dǎo)教師相結(jié)合，采用講座、錄像與現(xiàn)場參觀等方式給學(xué)生指導(dǎo)；生產(chǎn)實習(xí)時間大約為半個月，主要由校外企業(yè)老師帶學(xué)生進(jìn)行實地現(xiàn)場觀摩整個海洋平臺設(shè)備與系統(tǒng)的制作、安裝和作業(yè)等過程，并指導(dǎo)學(xué)生完成相關(guān)海洋平臺設(shè)計任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬小劍，劉珍，嵇春艷，李良碧.基于“卓越工程師教育培養(yǎng)方案”的海洋工程與技術(shù)專業(yè)教師隊伍建設(shè)與企業(yè)實訓(xùn)平臺構(gòu)建[J].教育教學(xué)論壇，2015，（48）：19-20.

[2]劉珍，嵇春艷，李良碧.基于“卓越工程師教育培養(yǎng)方案”的教材改革研究[J].中國電力教育，2013，（266）：129-130.