培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才背景下《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程教學(xué)模式研究

鄒麗 裴玉國(guó) 孫哲 孫鐵志

【摘要】我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，高層次應(yīng)用型人才的培養(yǎng)尤其重要。近十年來，國(guó)家高度重視培養(yǎng)高層次應(yīng)用人才的新型教育模式，越來越多的高等院校擴(kuò)大對(duì)高層次應(yīng)用人才培養(yǎng)力度，目前，教育模式向應(yīng)用型教育轉(zhuǎn)變已成為主要趨勢(shì)。隨著高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)模不斷增大及其質(zhì)量的提高，應(yīng)用型教育的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值已經(jīng)進(jìn)一步顯現(xiàn)，但是高端應(yīng)用型人才的培養(yǎng)還沒有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，仍然存在課程與實(shí)際工程問題不能有效結(jié)合的問題。《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程是船舶與海洋工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課程之一，是海洋工程裝備及高技術(shù)船舶設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料。本文以《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程為例，分析探究培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才教學(xué)模式的改革方向，旨在為我國(guó)的高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改進(jìn)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】高層次 ?應(yīng)用型人才 ?海洋工程環(huán)境學(xué) ?教學(xué)模式

【基金項(xiàng)目】本論文由大連理工大學(xué)教學(xué)改革基金項(xiàng)目（YB2019093）資助完成。

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）45-0084-02

一、引言

隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈的不斷升級(jí)以及中國(guó)制造2025國(guó)際戰(zhàn)略的實(shí)施，海洋工程環(huán)境探索、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶作為新興領(lǐng)域越來越受到重視。新型裝備的研發(fā)核心競(jìng)爭(zhēng)力是人才，特別是高層次應(yīng)用型人才，本科院校是高層次應(yīng)用型人才的搖籃。在國(guó)家高度重視應(yīng)用型人才培養(yǎng)的背景下，為了更好地適應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此對(duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)的人才培養(yǎng)模式提出了新的要求。船舶與海洋工程專業(yè)是培養(yǎng)從事船舶、水下運(yùn)載器及各類海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)、研究、生產(chǎn)制造、檢驗(yàn)及海洋開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的高級(jí)工程技術(shù)人才的學(xué)科。《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程作為船舶與海洋工程專業(yè)重要的一門專業(yè)課程，需要緊靠國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求，探索以培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才為目標(biāo)的《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程教學(xué)模式，為國(guó)家培養(yǎng)更多優(yōu)秀的具有專業(yè)水準(zhǔn)、專業(yè)訓(xùn)練和創(chuàng)造才能的高層次應(yīng)用型人才。

二、高層次應(yīng)用型人才背景下《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程的新要求

新世紀(jì)以來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程明顯加快，社會(huì)對(duì)高等教育人才的需求大量增加，尤其是迫切需要高層次的應(yīng)用型人才，這就要求高等院校要培養(yǎng)一批既有一定的理論功底，又能將理論與實(shí)際相結(jié)合的高層次應(yīng)用型人才。完善學(xué)歷教育與培訓(xùn)并重的現(xiàn)代職業(yè)教育體系，暢通技術(shù)技能型人才成長(zhǎng)渠道。發(fā)展以職業(yè)需求為導(dǎo)向、以培養(yǎng)實(shí)踐能力為重點(diǎn)、以產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合為途徑的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式，加強(qiáng)專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)。推動(dòng)具備條件的普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，鼓勵(lì)有條件的普通高校開辦應(yīng)用技術(shù)類型專業(yè)或課程。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，要強(qiáng)調(diào)將理論運(yùn)用于實(shí)際應(yīng)用的能力，讓學(xué)生動(dòng)手操作接觸實(shí)際案例，從而擁有解決實(shí)際問題的能力，使得應(yīng)用型教育與行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展聯(lián)系更為緊密。

黨在十八大報(bào)告提出了建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)，報(bào)告提出：要提高海洋資源開發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)決維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益，建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)。黨在十九大再次強(qiáng)調(diào)了建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的重要性，十九大報(bào)告指出：“要堅(jiān)持陸海統(tǒng)籌，加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó);要以‘一帶一路建設(shè)為重點(diǎn)，形成陸海內(nèi)外聯(lián)動(dòng)、東西雙向互濟(jì)的開放格局”，深化了海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)的原則、重點(diǎn)和方向。

隨著國(guó)家“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略持續(xù)推進(jìn)，對(duì)海洋工程裝備需求不斷增加，特別是高性能水下機(jī)器人，海底開采裝備，破冰船，深海浮式鉆井平臺(tái)，高附加值及高性能船舶等，這些先進(jìn)的新型海洋裝備都要以海洋工程環(huán)境為依托進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)制造。這就要求在開展《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程教學(xué)中，要針對(duì)實(shí)際工程問題，更好地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力與解決實(shí)際問題的能力，引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。

三、高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)教育模式在《海洋工程環(huán)境學(xué)》的應(yīng)用

我國(guó)高層次應(yīng)用型教育的發(fā)展還不夠成熟，在國(guó)家政策大力支持下，各大高校積極探索，取得了可喜的成果，但是在應(yīng)用型人才培養(yǎng)的過程中，還存在著各種各樣未曾解決的問題，課程內(nèi)容體系與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)還存在許多問題，如何保障在教授學(xué)生知識(shí)的過程中不打折扣的同時(shí)，又能讓學(xué)生把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中，解決實(shí)際問題，是高層次應(yīng)用教育的難點(diǎn)和重點(diǎn)。筆者將從課程內(nèi)容、課堂教學(xué)方法等方面，分析《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程在高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的教學(xué)模式革新方法。

1.將科研項(xiàng)目引入課程內(nèi)容

《海洋工程環(huán)境學(xué)》是海洋工程的新興分支，它主要是研究與海洋工程有關(guān)的環(huán)境現(xiàn)象，確定海洋建筑物自然條件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其主要研究?jī)?nèi)容為海洋工程物理環(huán)境，如風(fēng)、浪、潮汐、海流、風(fēng)暴潮、冰、溫度、海嘯、內(nèi)波等;海洋工程地質(zhì)地貌環(huán)境，如泥沙輸移、海岸演變、地震、水下塌落與滑坡等;海洋工程化學(xué)環(huán)境，如水成分;海洋工程生物環(huán)境，如海洋生物等。大連理工大學(xué)船舶工程學(xué)院的老師們?cè)谥v授本門課程時(shí)，重點(diǎn)講述的內(nèi)容為海洋工程物理環(huán)境和地質(zhì)地貌環(huán)境。多年來學(xué)院在船舶與海洋工程水動(dòng)力研究領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，承擔(dān)了許多國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目，授課教師可結(jié)合學(xué)院及自身科研工作，將研究的實(shí)際科研項(xiàng)目引入課堂內(nèi)容。

例如，在授課時(shí)結(jié)合近十年的科研項(xiàng)目深入研究，以島礁環(huán)境為載體，討論分析了波浪折射、繞射、反射、干涉、淺水變形、破碎等波浪演化現(xiàn)象;風(fēng)生浪（如臺(tái)風(fēng)浪）、波-波非線性作用、波生流、海底摩擦阻力等復(fù)雜海洋工程環(huán)境問題，由淺到深，將多種海洋工程環(huán)境問題整合到一個(gè)體系中，在講授知識(shí)的同時(shí)，又將課堂知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)際問題中。通過提高學(xué)生的興趣，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力。有關(guān)海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)建造規(guī)范明確規(guī)定了極端事件的概率，如百年一遇波浪，為了從現(xiàn)有實(shí)測(cè)資料中推算出今后若干年可能出現(xiàn)的極值，目前應(yīng)用較為廣泛的方法為極限波浪推算方法，將此方法引入本課程，讓學(xué)生了解學(xué)術(shù)領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)的廣泛認(rèn)可的科研成果，在實(shí)際工程中的應(yīng)用。引入數(shù)值模擬技術(shù)，一方面能將理論知識(shí)中的偏微分方程等大量抽象的問題形象化，使得專業(yè)中的相關(guān)基礎(chǔ)理論能夠得以應(yīng)用，另一方面能夠解決實(shí)驗(yàn)室的限制，從而使學(xué)生能夠?qū)?fù)雜的海洋環(huán)境產(chǎn)生更為全面、直觀且深刻的認(rèn)識(shí)與掌握。形成立足于工程實(shí)踐，培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才為目標(biāo)的特色課程體系。

為更好地實(shí)現(xiàn)展示效果，提升學(xué)生了解學(xué)習(xí)的興趣，科研成果多以視頻化的方式呈現(xiàn)，在授課的同時(shí)使學(xué)生感受到科研的魅力。制作相關(guān)科研成果的教學(xué)演示課件，在原有的基本教學(xué)內(nèi)容上，又?jǐn)U展增加了與課程相關(guān)的科研成果，包括更本質(zhì)的基礎(chǔ)理論和更前沿的工程應(yīng)用，展示了如南海島礁波浪演化實(shí)驗(yàn)、內(nèi)孤立波與結(jié)構(gòu)物相互作用、高端半潛式深水平臺(tái)受波浪載荷運(yùn)動(dòng)響應(yīng)等內(nèi)容。

2.注重以工程為依托的交叉學(xué)科的培養(yǎng)

跨學(xué)科交叉研究已成為世界科技發(fā)展的主流方向，成為取得重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)生引領(lǐng)性、原創(chuàng)性、顛覆性重大成果的重要途徑之一，也是提升創(chuàng)新能力、培養(yǎng)高端拔尖人才的重要方式。結(jié)合已做過的科研項(xiàng)目，比如高端深水半潛平臺(tái)海洋環(huán)境預(yù)報(bào)等，以實(shí)際工程問題為引導(dǎo)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，提高學(xué)生的積極性，還可以使學(xué)生鞏固所學(xué)專業(yè)知識(shí)，做到課堂與工程實(shí)踐相結(jié)合、學(xué)科與學(xué)科相交叉，對(duì)提升創(chuàng)新能力、培養(yǎng)高端人才具有重要意義。同時(shí)，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，建設(shè)與本課程、本專業(yè)相關(guān)的多學(xué)科融合的專業(yè)資料庫，如《流體力學(xué)》、《隨機(jī)波浪及其工程應(yīng)用》、《Environmental Ocean？鄄ography》、《Oceanography》、《Essentials of Oceanography》、《Wind turbines》等，供學(xué)生查閱學(xué)習(xí)，以此向?qū)W生推薦了一些與本課程相關(guān)的多個(gè)專業(yè)參考書目、國(guó)內(nèi)外期刊，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，加深了解本專業(yè)的國(guó)際前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，解決科研項(xiàng)目成果的多學(xué)科化及其與教學(xué)內(nèi)容的統(tǒng)一化的關(guān)鍵問題。

3.自然現(xiàn)象與理論結(jié)合教學(xué)

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，許多新問題亟待解決，但是研發(fā)新產(chǎn)品需要很強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。高層次應(yīng)用型教育模式就是要培養(yǎng)具有創(chuàng)新性思維和解決實(shí)際工程問題的應(yīng)用型人才?！逗Ｑ蠊こ汰h(huán)境學(xué)》課程所涉及到的知識(shí)都是基于自然現(xiàn)象分析總結(jié)而得到的，這個(gè)過程飽含著數(shù)代人的創(chuàng)新積累。因此，以自然現(xiàn)象為導(dǎo)向，回歸知識(shí)的本源，引發(fā)學(xué)生的興趣和思考，將繁瑣的公式生動(dòng)形象化。通過這種方式，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力，符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展階段對(duì)人才的新要求。

4.增設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)與開放性試驗(yàn)

大連理工大學(xué)現(xiàn)行的船舶與海洋工程專業(yè)培養(yǎng)方案中，《海洋工程環(huán)境學(xué)》安排在第四學(xué)期，課程共32學(xué)時(shí)，采用多媒體授課的方式，沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)。學(xué)生只是在課上通過灌輸式的方式接受知識(shí)，容易導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課程的積極性和主動(dòng)性不夠。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的加入會(huì)使學(xué)生對(duì)課程理論有一個(gè)更為直觀的印象，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為以后的工作打下基礎(chǔ)。

大連理工大學(xué)船模拖曳水池，內(nèi)波水槽及海洋環(huán)境水槽等試驗(yàn)條件可以作為本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地，這是對(duì)《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程的強(qiáng)力支撐。在實(shí)驗(yàn)室中可以通過設(shè)計(jì)特定的試驗(yàn)工況再現(xiàn)波、浪、流及內(nèi)波等多種海洋環(huán)境現(xiàn)象，相應(yīng)的課程教學(xué)內(nèi)容可以轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。對(duì)于課程的考核方式，采用兩種方式，一是運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容，對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和相關(guān)計(jì)算;二是增設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自主選擇課程相關(guān)問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加深對(duì)《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程知識(shí)的理解，提升學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。

四、總結(jié)

《海洋工程環(huán)境》是船舶與海洋工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過本文高層次應(yīng)用型人才需求的分析和提出的一些教改措施，能使學(xué)生將課堂知識(shí)與實(shí)際問題有機(jī)的結(jié)合。通過科研項(xiàng)目的引入，自然現(xiàn)象的啟發(fā)式教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)課程的增設(shè)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，而且學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力也得到了提高，符合高層次應(yīng)用型教育人才培養(yǎng)模式的要求。隨著大連理工大學(xué)《海洋工程環(huán)境學(xué)》課程教學(xué)模式的革新，將以社會(huì)人才需求為導(dǎo)向，形成立足于工程實(shí)踐，培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才為目標(biāo)的特色課程體系。

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