科研引領多學科融合式的《海洋探測技術與信息處理》課程改革

陳升　秦華偉

摘? 要：加強實踐環節教學是當今高校的根本要求，是培養創新創業人才的需要。本文根據杭州電子科技大學的海洋與船港機械裝備技術專業的特色，結合國家海洋強國政策，考慮21世紀海洋類人才資源極其缺乏的現狀，分析了當前傳統教學模式存在的問題，探討了目前該專業學生在海上實踐能力培養方面的不足，探索在科研引領下多學科融合式地對《海洋探測技術與信息處理》課程進行改革。

關鍵詞：科研引領、多學科融合式、課程改革;

一、引言

目前全世界范圍內的海洋開發方興未艾，各國之間的競爭日趨劇烈，這種競爭既是一種綜合國力的體現，也是海洋相關技術人才數量與質量的競爭。海洋開發是我國的戰略性新興產業，在海洋強國戰略指引下，我國的海洋事業及其相關的科學技術得到迅速發展。大力發展海洋高新技術，推動海洋科技向創新引領型轉變，是踐行社會主義核心價值觀的必然要求，是實現中華民族偉大復興、建設海洋強國的重要路徑，更是高校學子的社會責任[1]。與之相適應的高等教育改革，應緊跟時代需求，采取切實有效的措施，達到人才培養目標。

我校的海洋與船港機械裝備技術專業，是機械工程學科一級碩士學位點下自主設置的二級學科方向，覆蓋了深海裝備技術、流體力學理論及技術、船港裝備技術三個培養方向，擁有“船港機械裝備與技術”浙江省重點實驗室。該專業自成立以來，堅持以培養適應地方經濟建設和行業創新發展為導向，具備高度社會責任感、良好職業道德和創業精神、科學嚴謹和求真務實的學習態度和工作作風，培養掌握本領域堅實的理論基礎和寬廣的專業知識、具有在機械行業領域某一方向獨立擔負工程設計、實施、研究、開發和管理等工作的高層次應用研究型專門工程技術人才，取得了顯著成效。此外，為了貫徹杭州電子科技大學教學研究型大學的教學理念與實施創新型人才的培養目標，滿足日益提高的教學要求，海洋與船港機械裝備技術專業以培養具備機械、電子、自動化、海洋科學、船舶工程等多學科交叉知識的專門人才為主線，把學生創新精神與實踐能力的培養貫穿于整個教學過程。

二、傳統的教學模式

經過多年的培養和探索，目前在基礎理論教育和實踐能力培養兩方面均得到了較好的發展。針對“深海裝備技術（水下機器人技術和深海環境探測裝備技術）”培養方向，開設了《海洋探測技術與信息處理》、《機器人系統技術》、《微機電系統技術》、《計算流體力學》、《機電系統動力學與工程實踐》、《工程流體力學及工程實踐》等核心理論課程。在實踐教學環節，目前主要有兩種形式：學生參與指導教師的校內科研活動、校外的認識實習。然而，由于海洋與船港機械裝備技術專業的涉海性，實踐教學所占比重較小[2-3]，學生在校期間很少有社會實踐機會，尤其是海上實踐的機會，沒有真正意義上的生產實習，畢業生欠缺實際動手能力，不能夠在實際工作中較快地勝任本職工作。

因此，通過《海洋探測技術與信息處理》課程的改革，嘗試在科研引領下開展多學科融合式的授課模式，提升理論課程中的實踐教學，以期完善該專業的實踐教學培養體系，豐富學生對海洋探測的理解與認識，全面提升學生的專業能力。

三、科研引領多學科融合式的課程改革

科研引領多學科融合式的《海洋探測技術與信息處理》課程改革，其研究內容主要包括以下幾個方面：

（1）以國家需求和社會需求為導向，積極調整和優化海洋與船港機械裝備技術專業的培養方案，完善科學的實踐教學培養方案;

“十三五”期間，我國一直在推進智慧海洋工程的建設，深入實施了以海洋生態系統為基礎的綜合管理，加強海上執法機構建設。因此發展深海探測、海底資源開發利用、提高港口智能化水平都將是“十三五”乃至“十四五”期間的重大工程項目。海洋與船港機械裝備技術專業是我院的特色專業，結合區域內海洋經濟發展和海洋科研環境的實際情況，以提升學生對水下機器人技術和深海環境探測裝備技術的理解和應用為主要目的，通過近幾年教學工作的探索和經驗積累，邀請企業及研究所相關專業人員根據現實需求對課程設置及專業設置提出合理化的建議，進一步調整和優化專業培養方案，提高理論教學和實踐教學環節，增強海洋探測技術、海洋信息處理、以及海底資源開發等理論課程教學，增加實踐教學在學生培養方案中的比重，完善海洋與船港機械裝備技術專業，尤其是以“深海裝備技術”為研究方向的實踐教學培養方案。

（2）結合科研工作，開展多學科融合的課程教學研究，加強海洋探測技術與信息處理相關的理論教學;

目前，《海洋探測技術與信息處理》課程，在預修機械類和電類基礎課程的情況下，主要圍繞兩大部分講授：基礎技術部分和專題技術部分。

基礎技術部分，可圍繞海洋防腐蝕、密封與耐壓設計、檢測與傳感器、數據處理方法等四方面展開，實現機械制造及其自動化、電子技術、海洋技術、傳感器檢測、海洋信息處理等多學科的有機交叉融合，豐富該專業學生的基礎理論水平。

專題技術部分，針對海洋探測技術和海洋探測信息處理的主要特征及學生的興趣點，結合現有的大洋熱液探測課題與傳感器研制開發的經驗，分別從11個專題著手：海洋機電裝備技術概述、水下機器人、海底作業系統、水下超高譜成像技術、多傳感器數據融合及其在海洋監測上的應用、海底沉積物及熱液取樣技術、海洋環境探測技術、海洋環境探測數據的類型和內容、海洋探測數據質量控制與方法、海洋探測數據的處理、海洋探測數據專題圖的制作技術及應用，進一步改革課堂的教學模式，重視學生科研能力的培養，激發學生的學習興趣，增強學生科技意識。

（3）加強校內實習基地建設，并增強校企多方位合作模式建設;

在有限的時間內要求學生對海上的作業模式、探測傳感器及調查裝備等相關內容有一個全面和詳細的了解，形成比較完整和系統的認識往往很困難。如果把短時間的集中海上實踐變為貫穿整個專業培養計劃中的實踐學習，根據課程需要，設置一系列循序漸進的實踐教學活動，這樣既能加深和鞏固理論知識的學習，又能培養工程實踐能力。因而建立完善的校內實習基地對提高實踐教學水平起到非常重要的作用。同時，爭取與地方單位聯合共建實驗室，一方面可以幫助地方單位大規模海上作業時解決人員不足問題，節省財力、人力資源;另一方面，學生在實踐中得到了鍛煉，實驗室也得到了建設與發展的機會。

四、結語

通過科研引領多學科融合式的課程改革，能讓學生在《海洋探測技術與信息處理》課程中體會到理論所學與科研實際的結合，了解科研的全過程，充分發揮學生的主觀能動性，開闊學生視野，提升學生的學習興趣，啟發學生創新思維。

同時，要求課程改革能在實踐中不斷探索、不斷完善，讓科研創新精神在研究生教育中發揮更大的作用，培養出高素質創新人才。

參考文獻

[1]? 楊啟. 船舶與海洋工程創新人才培養體系構建和研究性教學改革初探[C]// 2011船舶與海洋工程人才發展論壇. 2011

[2]? 谷家揚. “海洋工程基礎”課程教學改革初探[J]. 科教文匯旬刊，2017（1）：70-71

[3]? 任莉，張文孝. 海洋工程與船舶裝備系列課程的教學改革探討[J]. 科教導刊，2016（23）

基金項目：杭州電子科技大學2020年校級高等教育教學改革研究項目（YBJG202033）

作者簡介：陳升，女，漢族，浙江武義人，杭州電子科技大學機械工程學院，講師，博士研究生，研究方向：海洋工程與技術;通訊作者：陳升。