“雙高計劃”背景下高職 “港口工程綜合實訓系統”建設

溫秀媛?何洋?史廉博

摘要：高職“港口工程綜合實訓系統”建設，是在“雙高計劃”的大背景下，專業群建設項目的推動下，信息化教學手段初步探索的產物。該系統包含施工組織設計實訓系統、監理規劃實訓系統和工程概預算實訓系統。每個子系統又包含港口工程5大典型工程案例：重力式碼頭、高樁梁板碼頭、板樁碼頭、防波堤、航道整治。系統包含案例學習、案例實訓、成果提交、考核評價4大功能。通過PC端在線實訓，探索實訓教學新手段、改善實訓過程管理，實現實訓內容數據化、智能化，實訓過程可追溯、可參考，實訓效果可統計、可搜集的目標。

關鍵詞：港口工程；施工組織設計；工程監理規劃；工程概預算

一、前言

2019年，廣東水利電力職業技術學院“水利水電建筑工程”專業群入選教育部“雙高計劃”中國特色高水平專業群建設項目[1]?！爸魏优c航道工程技術”作為廣東水利電力職業技術學院水利部優質水利建設專業，也是本次“水利水電建筑工程”專業群的專業之一。利用智慧化、信息化手段開展實訓教學是專業群建設的重要任務，開發建設專業的實訓系統勢在必行[2]。

二、“港口工程”實訓教學資源現狀分析

2023年，教育部辦公廳發布《關于加快推進現代職業教育體系建設改革重點任務的通知》，文中指出：“職業教育虛擬仿真實訓基地要有效運用虛擬現實、數字孿生等新一代信息技術，開發資源、升級設備、構建課程、組建團隊，革新傳統實訓模式，有效服務專業實訓和社會培訓等”[3]。治河與航道工程技術專業作為“雙高計劃——水利水電建筑工程”專業群的專業之一，建設適合本專業學生培養方案和培養目標的在線實訓系統是建設任務的重要部分。

（一）“港口工程”實訓教學的特點和問題

高職院校非常注重學生的動手能力培養，因為實踐和實際操作是職業教育的核心?！爸魏优c航道工程技術”專業培養方案中，對學生動手能力的培養提出了多方面的實訓要求。其中，核心課程“畢業綜合實踐項目”中，實訓環節的主要內容是完成“施工組織設計文件”的編制；核心課程“水利工程施工監理”中，實訓環節的主要內容是完成“施工監理規劃文件”的編制；核心課程“水運工程概預算”中，實訓環節的主要內容是完成“工程概預算文件”的編制[4]。

（二）“施工組織設計”實訓的特點

“畢業綜合實踐項目”開設在整個教學計劃的第五學期，主要任務是完成一份完整的“施工組織設計”文件。原則上學生應該已經具備一定的理論基礎，掌握了施工組織設計的作用、組成內容、編制依據等知識，學生能夠理解施工進度計劃和施工現場平面布置圖的作用與意義、內容，并能夠手工繪制進度計劃和施工現場平面布置圖，合理安排施工組織，協調人員安排，最終提交單位工程施工組織設計文件[5]。

（三）“施工監理規劃”實訓的特點

“水利工程施工監理”課程，課時64學時，采用理論+實踐的教學模式。培養目標是通過該課程的學習，使學生了解工程監理的全過程，掌握監理的主要工作內容“五控二管一協調”?！笆┕けO理規劃”文件的編制是課程實訓的主要內容，通過實訓促使學生將所學知識融會貫通，使學生掌握有關施工項目質量控制的基本理論和基本方法，使學生取得質檢員、監理員、施工員應用能力[6]。

（四）“工程概預算”實訓的特點

“水運工程概預算”課程，課時64學時，采用理論+實踐的教學模式。課程的培養目標是通過該課程的學習，使學生熟悉水運相關法規、水運工程概預算編制規定、水運工程定額等，能夠進行工程量計量和開展水運工程概預算文件編制?！肮こ谈蓬A算”文件的編制是課程主要的實訓內容，通過實訓使學生學會運用《水運工程定額》《水運工程工程量清單計價規范》等行業規范，開展單位工程概預算文件編制，在實踐中深化所學知識，掌握工程造價組價的過程，使學生取得造價員、招投標員的基本應用能力。

（五）“港口工程綜合實訓”存在的問題

在校生的實訓環節往往受限于資源、環境、學習自主性以及輔導難度等條件，實訓的效果不佳。

實踐環境限制：在實施專業實訓時，學生需要參與實際的施工項目或模擬項目。然而，學校一般難以提供符合實踐要求的充足實踐環境。這可能導致學生無法真實地體驗和應用實訓的各個方面，限制了他們的學習效果和實踐能力的培養。

實踐資源不足：專業實訓需要相應的實踐資源支持，包括施工項目數據、工程圖紙、施工計劃等。然而，獲取和準備這些資源可能存在困難，特別是對一些學校來說，資源有限，無法滿足實訓的需求。

學習主動性差：學生喜歡玩手機，學習較情緒化，對感興趣的知識積極性較高，對內容枯燥的知識學習效率較低，課外師生信息溝通不及時，缺少互動，在課前、課后輔導上存在缺失[7]。

實訓指導和輔導：專業實訓涉及復雜的專業知識和技術，學生可能需要指導和輔導老師的支持。然而，指導和輔導資源可能受限，不能滿足個體學生的需求，導致學習困難和挫敗感。

三、“港口工程綜合實訓系統”開發的優勢

（一）先進性

“港口工程綜合實訓系統”采用B/S架構，基于開源技術構建。采用模塊化設計方式，遵循分層的設計原理，結合最新的互聯網架構和開發技術而研發。在滿足現有功能的前提下，系統設計具有前瞻性，在今后較長時間內保持一定技術先進性。

（二）豐富教學資源

實訓系統可以集成多媒體教學資源，包括文字、圖片、音頻、視頻等形式的教學材料，提供各種虛擬的工程案例和項目背景，涵蓋港口工程典型的5大建筑物類型：重力式碼頭、高樁梁板碼頭、板樁碼頭、防波堤、航道整治建筑物。這些虛擬的工程案例和項目背景，可以為學生提供真實的學習體驗，激發學習興趣和積極性。

（三）對“證”模塊化教學

系統對應崗位需求開展模塊化教學。對應監理員開展“工程監理規劃”實訓教學；對應施工員開展“施工組織設計”實訓教學；對應造價員開展“工程概預算”實訓教學，實現對“證”教學。每個實訓任務針對實際工作過程中的典型工作任務，以不同結構形式的真實工程為載體，實現 “教、 學、 做” 一體化， 使學生具備適應真實崗位工作的相應能力，為學生參加技能大賽、實習就業打下堅實的基礎[8]。

（四）數據分析和反饋

實訓系統可以收集學生的實踐數據，并通過數據分析和反饋機制提供個性化的教學評估和建議。教師可以根據反饋的實踐數據，及時發現學生的學習問題和需求，進行針對性地指導和輔導。

（五）靈活調整和互動

實訓系統可以根據教學需要進行靈活調整和定制，學生既可以獨立學習，又可以分組合作，實現“量身定做”的實訓。學生通過PC端在線實訓、提交作業；教師可以隨時隨地下達實訓要求、時間節點、管理和查看學生提交的階段成果、反饋和指導學生實訓全過程、收集和匯總最終成果、考核和打分實訓成績。

四、“港口工程綜合實訓系統”建設思路

通過“港口工程綜合實訓系統”的建設，創新“施工組織設計文件”“施工監理規劃文件”“工程概預算文件”的編制實訓手段，豐富工程案例資源、提升學生的專業能力、提高實踐教學的成效；為學生參加頂崗實習，乃至就業等提供專業幫助，培養更貼合崗位需求、新時代行業產業發展的專業學生。

五、“港口工程綜合實訓系統”體系構建

（一）體系架構設計

“港口工程綜合實訓系統”在體系架構上，為了能夠適應未來技術的發展與規劃，以高開放、高擴展、高性能為核心準則，完全基于開源技術構建。系統采用Java主流技術架構，多層B/S應用結構體系，表示層、業務層、數據訪問層分開。采用微服務設計模式進行架構設計，結合低代碼開發服務模式設計，以支持未來的大規模應用。在架構設計上，整體技術架構見圖1。

（二）系統性能設計

“港口工程綜合實訓系統”的性能設計考慮多層級用戶，包括學生，教師，系統管理員等，設計不同的操作界面和功能權限，強調系統易用性。在系統可靠性方面，采取全面的安全防護措施，具有防病毒感染、防黑客攻擊措施，同時在防雷擊、過載、斷電和人為破壞等方面進行加強。對接入系統的設備和用戶，進行嚴格的接入認證，以保證接入的安全性。系統對教學資料、課程數據等關鍵數據采取備份、冗余措施，有較強的容錯和系統恢復能力，確保長期正常運行。

（三）系統功能設計

港口工程綜合實訓系統包括三個子系統，分別是施工組織設計實訓系統、監理規劃實訓系統和工程概預算實訓系統。每個系統都有相應類型的豐富案例，可以進行相應類型課程學習和實訓，實訓子系統選擇界面見圖2。三個子系統除了案例類型不同外，在學習方式上是一致的，即都采取先學習案例課程，掌握施工組織設計、監理規劃、工程概預算的編寫方式，之后開展案例實訓。學生根據教師制定的學習計劃完成課程學習，然后按照實訓案例的章節要求，結合配套資料，獨立完成并提交章節實訓作業，再由教師進行評定。系統會根據所有章節得分，按照章節權重自動算出學生最終實訓成績。

系統的主要功能模塊包括角色管理、資料中心和課程一覽，見圖3。

1.角色管理

本系統的角色主要包括管理員、教師、學生。管理員可以新增學生角色和教師角色，也能對學生和教師信息進行修改；教師可以新增學生角色，不能新增教師角色，也不能對學生和教師信息進行修改；學生沒有角色管理的權限。角色管理模塊的功能包括角色批量導入、角色啟用/停用、角色新增、角色信息編輯、角色刪除等。角色信息添加方式靈活，既可以批量導入，也可以單獨添加。

2.資料中心

資料中心用于上傳和編輯案例資料，資料包括編輯好的施工組織設計、監理規劃和概預算文檔，以及項目基本情況介紹和相關圖紙。上傳資料采用PDF文件，系統支持PDF的在線預覽。資料中心模塊的功能包括新增案例、查看案例、編輯案例、刪除案例，只有系統管理員可以執行相關操作。在資料中心編輯案例時，采用分章節編輯的模式，即對案例文檔按照章節進行分割，對每章節的目的和實訓要求進行說明。

3.課程一覽

課程一覽用于教師開設和進行課程，可以設定課程內容、選用案例、參課學生，設定章節學習計劃，實時跟蹤學生學習情況，對作業進行批改和反饋，最終結課生成實訓成績及相關統計數據。課程一覽模塊包含未開始課程、進行中課程、已完成課程3個子模塊。

未開始課程模塊展示新創建還未開課的課程信息，可以再次編輯和刪除，完成開課前的所有準備工作，如設定課程基本信息、選擇參課學生等。模塊功能主要包括新增課程、查詢課程、開課、編輯課程、刪除課程。

進行中課程模塊展示已開課但還未結課的課程信息，功能包括設置章節計劃、評分、結課。開課后，教師需設定章節權重，以及每個學生的章節學習限時和實訓作業提交限時；學生按學習計劃和實訓要求在規定時間內完成學習，并提交實訓作業；教師對學生作業進行批改打分并反饋修改意見。當完成所有章節的批改后，系統會根據最初設定的章節權重，自動計算出學生最終實訓得分。

已完成課程模塊展示已經結課的實訓課程信息，可以查看課程的詳細信息及成績統計分析，可以作為實訓效果分析和課程內容持續改進的重要依據。

六、結語

綜上所述，“港口工程綜合實訓系統”使學生可以在線學習港口水工建筑物理論知識和施工案例，打破時間和空間限制，隨時隨地進行實訓學習。相較于傳統實驗室實訓方式，更加便捷，成本更低，適合推廣使用。系統支持教師設置學習計劃，限定章節學習和實訓作業提交時間，并及時反饋完善建議，可以有效督促學生進行實訓課程的學習，解決部分學生學習自覺性上存在的問題。系統的數據統計和分析功能，可以幫助老師更好地分析學生對實習課程的掌握情況，及時發現問題并進行針對性輔導。同時，可以對課程內容及形式進行持續完善，打造精品課程。

參考文獻

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[4]孫曉奇.基于工程實踐能力培養的物聯網嵌入式系統實訓課程探究[J].數碼設計，2021（04）：175-176.

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[8]沈秋池.基于福建的高職港口工程技術專業教學標準和課程標準的研究[J].福建建材，2014（10）：106-108.

基金項目：1.中國特色高水平高職學校和專業建設計劃——水利水電建筑工程專業群實踐教學基地項目（項目編號：GZ05）；2.國家職業教育示范性虛擬仿真實訓基地培育項目——水利水電工程虛擬仿真教學中心（2021）

作者單位：溫秀媛，廣東水利電力職業技術學院；何洋、史廉博，中交第二航務工程勘察設計院有限公司

責任編輯：張津平