“海洋工程基礎”課程教學方法改革探究

程勇 劉珍

[摘 要] “海洋工程基礎”是海洋工程與技術專業一門重要的專業課，也是學生畢業后從事港口、海洋及海岸工程方面工作的理論基礎，其核心內容為海洋環境中工程技術的應用，因此傳統的課程教學方法難以適應現代海事專業人才的需求。該文從專業課程體系構建、豐富教學模式和理論與實踐相結合三個方面對海洋工程基礎教學方法改革進行了初步的探討，以期待改善海洋工程基礎的教學模式。

[關鍵詞] 海洋工程與技術專業;教學方法;海洋工程與基礎;模型試驗

[作者簡介] 程 勇（1986—），男，安徽宣城人，博士，江蘇科技大學船舶與海洋工程學院副教授，主要從事波浪與海上建筑物的流固耦合作用研究;劉 珍（1982—），女，山東陽谷人，博士，江蘇科技大學船舶與海洋工程學院講師，主要從事海上結構物水動力性能分析研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）17-0182-02 ? ?[收稿日期] 2019-11-13

隨著海洋資源的開發和海洋空間的利用逐漸深入，社會對具有現代海洋工程基礎知識的應用型高級人才需求出現了前所未有的高潮。然而一段時間以來，由于受到科學技術和科學設備系統等方面的限制，人類對海洋資源的勘探腳步一直相對緩慢，海洋類學科大約在20世紀60年代和70年代初才出現于一些大學內，相對于其他學科的快速發展，海洋工程與技術教育是一個很新的領域。“海洋工程基礎”是海洋工程與技術專業學生一門重要的專業基礎課程，包括對海洋環境載荷、海洋結構物設計思想、海岸結構物設計原理、材料與腐蝕、海洋結構物水動力性能以及海洋儀器與模型試驗等知識進行總結，本文結合海洋工程基礎的授課內容和授課方式，對其課程教學方法改革進行了初步探索。

一、結合海洋工程涉及內容廣度，重新構建專業課程體系

1.正確認識海洋工程基礎。盡管目前海洋工程專業課程中對海洋平臺設計思想和結構特點受力進行了大量介紹，但由于大學里的相當一部分老師只是對其中的某些內容熟悉，沒有從海岸到近海再到深海的全面認識，以及沒有相關企業工作的實際經歷，導致教師自身教學能力的相對落后，也影響了學生對海洋工程基礎的學習熱情。另外，海洋工程基礎涉及到許多海上結構物，而授課過程中的結構模型相對單一，導致多數同學只能從老師PPT或電腦網頁上查找一些海洋工程結構物，缺乏深入的了解和實際的上手操作機會。因此有必要在課堂教學過程中正確引導學生對海洋工程基礎的認識。在海洋工程基礎緒論教學中，有必要對海洋工程涉及的應用領域進行詳細的介紹，重點闡述海岸、近岸及水下系統設計到海洋結構物、數值模擬及實驗測試的重要作用。深刻剖析海洋工程的發展過程，現階段發展方式和未來的探索方向。從海洋環境中的實際工程應用出發，論述海洋結構和設備設計的嚴謹性和科學性，以及所對應力學性能的特殊性。

2.科學安排專業課程體系。海洋工程基礎是一種涉及多學科內容的一門交叉學科課程，海洋工程與技術專業學生不僅要掌握相關流體力學知識，還需具備與結構動力學、機械工程及環境地質知識，才能有效地發現和解決工程中常見的技術問題、更好的理解海洋環境中海洋結構物的作業過程。這樣，對于高校大學生而言，確保在開設海洋工程基礎課程之前，應該完整地學習過一系列相關的專業課程，包括流體力學、機械制圖、結構力學、高等數學和大學物理等。預先建立海洋工程專業基礎知識和學習思路、才能增強學生在海洋工程基礎課程學習過程中的主觀能動性。

3.深入結合課程教材。目前，市面上海洋工程基礎相關書籍出版年限較老，未能及時體現我國或者世界現階段海洋結構物的發展水平，且教材中的內容設計較廣，而在有限課程時間內全部授完難度較大，不利于海洋工程基礎的教學。在實際的教學過程中，應結合多套海洋工程教材，并與一些知名海工公司如南通中遠船務、海門招商局等合作，緊密結合我國海洋工程發展歷史以及取得的豐富經驗，融合企業的研究成果以及不斷的發展趨勢和要求，編制相關講義，全面闡述了海岸、近海以及深海工程發展歷程及相關結構物設計思想。

二、豐富案例教學、真實模擬海洋環境中結構物作業工況

1.案例選擇。案例選擇是為了實現特定的教學內容、達到應有的教學目的。案例選擇時盡量做到統籌兼顧，好的案例既能完整地反映工程背景和工程問題，緊密結合課堂教學內容，又能啟發學生對問題的思考、爭論和進一步探索，使得學生在案例教學過程中能夠更加深刻地理解相應的專業理論知識、提高實踐能力。對于海洋工程基礎課程，筆者分別講述海洋環境的載荷特點包括地質條件、風浪流傳播特性、冰載荷生成機理等，海洋結構物設計思想，海洋結構物水動力性能，海洋結構物材料選擇和腐蝕特點以及海洋儀器標定和模型實驗測試，組織學生在實驗室中實際操作海洋結構物的作業性能，更深入理解海洋環境特點和海洋結構物工作原理。

2.鼓勵獨立思考，重視雙向交流。傳統的課堂教學過程大多都是老師講解，學生聽和記筆記，教師只負責告訴學生如何做和解決問題，忽略了課堂教學內容在實踐的指導作用，一定程度上損害了學生的創造性和思維能力。在海洋工程基礎的案例教學過程中，對于海洋結構物的設計往往沒有唯一標準答案，應鼓勵學生創造思考，而這些思考應以之前所學的理論知識為基礎進行探索。同時引導學生由對海洋工程基礎知識的實際運用，關注學生們的實時反饋，增加學生的主觀操作性。

3.總結歸納。在運用理論知識對案例進行討論和求解后，教師應對整個求解方式和過程進行總結，幫助學生理清思路，強化重點，并根據學生的課上和課后答疑情況，對案例中蘊含的重點和難點知識進行再次深入闡述，也讓學習熱情高的學生主動參與進來，使得教學效果得到進一步提升。

三、加強實踐操作，建立實訓基地

當前大多數相關專業高校均缺乏現代海洋工程教材，需積極組織與開展相關教師及知名海洋工程企業編寫以工程為背景、以功能為目標的海洋工程環境測試和結構物水動力性能模型試驗教材外，還應有針對性的為企業培養人才，注重人才的實用性和高效性。開展以“海洋工程基礎性試驗、海工企業實習和海洋結構物設計”三要素為主的實踐教學模塊。第一子模塊的課程為海洋環境條件的認識實習、海洋結構物制圖、海洋結構物總體設計、海洋結構物結構設計，該部分課程將安排到南通中遠船務、海門招商局和滬東中華造船等海工企業進行學習，主要幫助學生了解、認識、描述海洋環境的載荷特點和海洋結構物的結構特征;第二模塊課程為海洋設備與系統、船體結構靜力學及流體力學，主要要求學生掌握海洋平臺裝備的概念和體系、結構濕表面流體載荷計算以及結構靜動力響應分析方法;第三模塊為海洋工程基礎生產實習和畢業設計，這部分內容已被安排到具有專門的海洋工程培訓機構的南通中遠船務和海門招商局重工，主要幫助學生掌握與實踐海洋工程領域及其應用。建立層次分明、循序漸進的實驗教學模塊。第一子模塊任務為保住學生了解海洋工程基礎教學的意義以及其在專業人才培養計劃中的地位，了解物理模型試驗的因此分析及π定理;第二個子模塊幫助學生掌握海洋環境模擬和海洋結構物性能測試實驗方法，進一步加深學生對海洋工程的認識，并從實驗中觀察一些奇特現象，以補充課堂上理論;第三個子模塊幫助學生掌握試驗中測試方法和數據處理是否正確的依據，進一步掌握海洋環境載荷測試和傳播規律確定，完成整個海洋工程的實驗方案設計。建立包括認識實習和生產實習的實習模塊。其中認識實習的時間大約為10天，由基礎課老師和專業課老師、校內教師和校外聘請指導教師相結合，采用講座、錄像與現場參觀等方式給學生指導;生產實習時間大約為15天，主要由校外企業老師帶學生進行實地現場觀摩海洋結構物的設計、生產和建造，并指導學生完成相關海洋結構物結構設計和強度計算任務。

參考文獻

[1]馬小劍，劉珍，嵇春艷，李良碧.基于“卓越工程師教育培養方案”的海洋工程與技術專業教師隊伍建設與企業實訓平臺構建[J].教育教學論壇，2015，（48）：19-20.

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

Abstract：Elements of ocean engineering is an important specialized courses in major of ship and ocean engineering and the knowledge accumulation for the port，marine and coastal engineering after students' graduation.Its core content is the application of engineering technology in Marine environment，so the traditional teaching method is difficult to adapt to the demands of modern maritime professionals.Based on the construction of course systems，enrichment of case and scenes teaching and combination of theory and practice，this paper describes the teaching method reform of elements courses of ocean engineering，and looking forward to enhance the teaching effects of this specialized course.

Key words：ocean engineering technology; teaching method; elements of ocean engineering; model test