互聯網背景下港航專業課程設計教學改革探索

潘新穎 梁丙臣 史宏達 曹飛飛

廣闊的海洋約占地球表面面積的71%，是一個既富饒又未得到充分開放的寶庫，蘊藏著豐富的能源和資源。面對人口不斷增加、陸地資源日益枯竭、環境不斷惡化這幾個主要問題，人類把解決問題的希望寄托于海洋。進入21世紀以來，世界各國把開發海洋、發展海洋經濟和海洋產業作為國家發展的戰略目標。海岸帶是陸地與海洋互相連接、互相作用的過渡帶，也是自然系統中水圈、大氣圈、巖石圈和生物圈相互接觸最緊密，相互作用最活躍、最頻繁的區域。同時，海岸帶資源豐富，風景怡人，交通條件便利，是人們生產和生活的重要場所，世界上60%以上的人口和2/3 以上的大城市都集中在海岸帶。我國擁有長達18000 千米的大陸海岸線和近300 萬平方千米的海洋國土及許多島嶼，在約占國土面積15%的沿海地區擁有全國40%的人口和70%的大城市，并集中了55%的國民收入。因此，我國需要大量相關海岸工程開發、建設、管理的技術人才，港口航道與海岸工程專業（以下簡稱港航專業）人才培養十分重要。

港航專業是典型的工科專業，對學生的實踐動手能力要求較高。實踐能力培養是該專業人才培養的核心環節之一，而課程設計教學是港航專業實踐能力培養的重要環節。因此，如何提高港航專業課程設計教學水平，對于提高港航專業人才培養質量是十分重要和非常值得探討的。

一、港航專業課程設計教學中存在的問題

（一）課程設計相對獨立，知識貫通性較差

港航專業的課程設計主要包括鋼筋混凝土結構、港口水工建筑物、航道工程學和水運工程施工等課程設計。這些課程設計通常都有它們各自相應的理論課程：鋼筋混凝土結構、港口水工建筑物、航道工程學和水運工程施工。這些課程設計的授課教師通常是根據其理論課程授課內容確定課程設計題目，指導學生進行課程設計。

授課教師的著眼點往往立足于課程本身，對本課程上下游課程的關注度并不高，而實際上本行業的工程設計是對各方面知識的綜合運用。這樣就導致各課程設計的題目要求和知識內容相對獨立，相互之間聯系不夠，整個專業設計知識的貫通性和系統性比較差[1]。

（二）在傳統教學模式下師生交流受限

課程設計的傳統教學模式是授課教師將課程設計題目和任務書布置給學生，學生在要求的時間內（一周或兩周）集中或分散完成課程設計。期間教師定期與學生見面，指導和解答學生設計過程中遇到的問題，了解、掌握學生課程設計完成情況。由于教師本身的工作安排和教學場地的使用安排，這種方式使教師和學生的交流、答疑受到時間和空間的限制，學生只能在固定的時間里見到教師，教師也只能在固定的時間里了解學生的設計情況、指導學生。學生在課程設計的過程中遇到問題不能馬上向教師提問，而要等到固定的時間點才能得到教師的指導，這樣就會產生學生遺忘問題、不當解決或耽誤設計進度的情況，對課程設計的高質量完成十分不利[2]。

（三）教師指導課程設計與行業實際脫節

課程設計的授課教師往往是港航專業理論課的任課教師，他們并不是從事專業設計的工程師，因此在指導過程中可能會出現設計題目選擇、設計中技術問題處理與行業實際情況不一致的情況。授課教師作為高校教師，通常具有扎實的專業理論知識，從事專業前沿的科學研究，但他們并不經常進行工程設計工作，缺少本行業實際工程設計的經歷和經驗。授課教師的設計選題往往是根據理論課程相關內容確定，缺乏實際工程資料，與工程實際存在差異。同時在指導過程中，授課教師通常依據教科書、行業規范和以往經驗解決設計技術問題，很難與行業設計現行做法相一致，學生得到的指導與行業實際設計情況存在脫節現象。

二、港航專業課程設計教學改革的必要性

（一）新形勢下對人才實踐能力要求越來越高

隨著中國經濟的快速發展和中國產業轉型升級的調整，具有較強實踐能力及創新意識的工程應用型技術人才已成為當前行業與企業人才需求的重點對象。實踐教學由于其直觀性、實踐性、科研性、綜合性等特點，決定了實踐教學在提高學生綜合素質和培養學生創新能力方面是其他教學環節替代不了的，課程設計正是實踐教學的重要組成部分。由于應用型人才側重知識應用與技術創新，需要直面工程實際和社會實際問題，而傳統的人才培養模式以理論教育為主線，并不真正接觸工程實際，導致學生工程實踐教育和實踐能力的培養很難落到實處[3]。因此，對課程設計的教學改革十分必要[4]，這是提高港航專業人才實踐能力培養質量、滿足新形勢下國家人才需求的重要保障。

（二）網絡背景下對課程設計教學改革提出需求

近幾年，信息技術不斷發展，對各行各業的內在運行邏輯產生了深遠的影響。聚焦教育領域，互聯網對高等教育的影響也日益顯現，慕課、翻轉課堂等各種基于網絡的教學形式紛紛涌現，高校教學在教學場景、師生關系和教學過程等方面也將發生巨大變化。互聯網，特別是移動互聯網的發展和廣泛應用，為教學創新提供了新的技術手段，在改變人們認知方式和學習方式的同時，也引發了教學模式的深刻變革[5]。互聯網倡導的是一種共享精神，互聯網技術應用到教育領域的最大優勢就在于能夠將分散在不同空間、不同時間的優質教學資源整合到一起，實現教育資源的全面共享。與傳統教學不同，網絡教學創新具有開放性、即時性和社群性特點，打破了大學教育地域、時間、交流群體的封閉性和固定性，有助于增進師生之間的互動，更好地體現“教學相長，因材施教”的教學本質[6]。在互聯網背景下，課程設計同樣需要與時俱進，積極進行教學改革，整合教學資源，提高課程設計教學質量。

（三）新工科建設要求對課程設計教學進行改革

2017年2月18日，綜合性高校工程教育發展戰略研討會在復旦大學召開，在此次會議上，“新工科”一詞被正式提出，并引起了高等教育領域的高度關注。世界范圍內新一輪科技革命和產業變革的加速進行和我國加快轉變經濟發展模式形成歷史性交匯，我國經濟發展進入新常態，這些對工程學科的發展和工程科技人才的培養提出了更新更高的要求。新工科建設是我國高等工程教育對未來發展的嶄新思維方式和深度思考，是對科技革命和產業革命的積極回應，是深化高等工程教育改革的必然路徑。新工科建設要求工科專業具備培養高水平、國際化、適應產業需求、素質全面的高級人才的能力，強調學科交叉融合、面向未來和突出創新的特征。港航專業作為新工科建設的重要陣地，需要進行全面教學改革和提升，課程設計作為綜合實踐教學環節，是非常重要的教學改革部分。

三、港航專業課程設計教學改革策略

（一）完善港航專業課程設計相關知識體系

港航專業各個課程設計的知識內容是相互關聯的，從工程水文、海岸動力環境、河流動力環境資料的確定，到港口、航道、水工結構的平面布置和結構選型，再到鋼筋混凝土構件的設計，再進一步到港口水工建筑物、航道工程、水運工程施工的設計，整個知識體系脈絡清晰、有機結合。基于互聯網的共享特征，將港航專業課程設計所涉及的各方面知識整理匯總并形成體系，進行系統整合。同時，納入各部分設計知識對應的行業現行規范，形成包含專業知識體系和行業設計規范的課程設計網上資料庫。學生可以通過互聯網隨時隨地登入課程設計網上資料庫，并在其中查閱相關專業知識和行業規范。通過課程設計網上資料庫，整個專業設計知識的連貫性和系統性大大加強，學生可以便捷地掌握整個專業設計的知識體系，學習各方面相關設計規范。

（二）精選實際工程資料作為課程設計內容

加強與行業設計院所進行產學研合作，多渠道搜集本行業實際工程設計資料，包括海港、河港、護岸、防波堤、船閘、航道、船塢等各種水運工程和水工結構設計資料。由各課程設計授課教師根據課程大綱要求甄選合適的實際工程項目作為各課程設計題目，按實際工程情況制定設計任務書，課程設計中的環境條件、設計要求等均與實際工程一致。如此確定的課程設計教學內容不僅符合課程教學大綱要求，還與行業發展現狀緊密聯系。學生將通過課程設計接觸到行業實際的設計工作，直接面對本行業的真實工作狀態，解決實際工程設計問題，與專業的實際設計工作無縫銜接，學生的工程設計能力可以得到很好的訓練和培養，實踐能力也會得到提高和加強。

（三）聘請設計院專家參與課程設計指導

在課程設計指導方面，除了授課教師之外，還可聘請行業設計院優秀的一線設計工程師作為專家參與課程設計指導，與授課教師共同指導學生的課程設計。并且通過互聯網，授課教師和設計院專家能實現線上實時與學生交流，對學生課程設計的指導不再受時間和空間的限制，學生遇到問題可以隨時在網上向授課教師和設計院專家提問，授課教師和設計院專家也可以隨時隨地在網上回答問題、與學生交流。

設計院專家具有豐富的工程設計經驗，能夠全面把握本專業設計現狀，掌握行業設計技術。由他們參與設計過程中與學生的交流和指導，能夠彌補授課教師與行業設計現狀不完全同步的不足，使學生得到更好的專業設計訓練。這對于提升學生專業認知水平、提高學生工程設計實踐能力和解決實際工程問題能力都是有極大幫助的。

（四）建立港航專業課程設計網上教學平臺

在互聯網背景下，對港航專業課程設計教學模式進行全面改革。基于網絡教育教學平臺或其他網絡工具，構建由授課教師、設計院專家和學生共同參與的港航專業課程設計網上教學平臺。該平臺包括由港航專業課程設計綜合知識體系和相關行業設計規范構成的課程設計網上資料庫模塊，授課教師根據實際工程資料制定的設計任務書模塊，授課教師、設計院專家和學生共同參與的網上交流、指導、答疑模塊，以及學生提交設計成果、教師評價打分模塊。

本專業的整個課程設計教學過程均可以在此平臺上完成。學生通過課程設計網上教學平臺獲取設計任務資料和要求，并能夠在該平臺上便捷地查閱、學習專業設計相關知識和行業相關規范。授課教師、設計院專家和學生可以在平臺上在線實時交流，不受時間和空間的限制，學生實時提問，教師和設計院專家實時指導、答疑。學生在設計過程中遇到的問題可以得到及時并與行業現狀相一致的解答，學習效果大大提升，工程設計實踐能力得到很好的培養和訓練。授課教師也可以在網上教學平臺查看、評閱學生課程設計成果，提高工作效率和教學質量。

綜上所述，針對港航專業課程設計傳統教學模式存在的一系列問題，在高素質人才需求不斷提高、互聯網快速發展、新工科建設力度不斷加大的新形勢下，港航專業課程設計教學改革勢在必行。基于網絡教學平臺或其他網絡工具，構建由授課教師、設計院專家和學生共同參與的港航專業課程設計網上教學平臺，是課程設計教學改革的有益探索。通過應用該平臺進行課程設計，使學生對于課程設計的學習、訓練和教師的指導、答疑都更加便捷、高效，同時還有設計院專家的參與，大大地提高了港航專業人才設計實踐能力的培養質量，為該專業的新工科建設增磚添瓦。