“海洋工程基础”课程教学方法改革探究

程勇 刘珍

[摘 要] “海洋工程基礎”是海洋工程与技术专业一门重要的专业课，也是学生毕业后从事港口、海洋及海岸工程方面工作的理论基础，其核心内容为海洋环境中工程技术的应用，因此传统的课程教学方法难以适应现代海事专业人才的需求。该文从专业课程体系构建、丰富教学模式和理论与实践相结合三个方面对海洋工程基础教学方法改革进行了初步的探讨，以期待改善海洋工程基础的教学模式。

[关键词] 海洋工程与技术专业;教学方法;海洋工程与基础;模型试验

[作者简介] 程 勇（1986—），男，安徽宣城人，博士，江苏科技大学船舶与海洋工程学院副教授，主要从事波浪与海上建筑物的流固耦合作用研究;刘 珍（1982—），女，山东阳谷人，博士，江苏科技大学船舶与海洋工程学院讲师，主要从事海上结构物水动力性能分析研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）17-0182-02    [收稿日期] 2019-11-13

随着海洋资源的开发和海洋空间的利用逐渐深入，社会对具有现代海洋工程基础知识的应用型高级人才需求出现了前所未有的高潮。然而一段时间以来，由于受到科学技术和科学设备系统等方面的限制，人类对海洋资源的勘探脚步一直相对缓慢，海洋类学科大约在20世纪60年代和70年代初才出现于一些大学内，相对于其他学科的快速发展，海洋工程与技术教育是一个很新的领域。“海洋工程基础”是海洋工程与技术专业学生一门重要的专业基础课程，包括对海洋环境载荷、海洋结构物设计思想、海岸结构物设计原理、材料与腐蚀、海洋结构物水动力性能以及海洋仪器与模型试验等知识进行总结，本文结合海洋工程基础的授课内容和授课方式，对其课程教学方法改革进行了初步探索。

一、结合海洋工程涉及内容广度，重新构建专业课程体系

1.正确认识海洋工程基础。尽管目前海洋工程专业课程中对海洋平台设计思想和结构特点受力进行了大量介绍，但由于大学里的相当一部分老师只是对其中的某些内容熟悉，没有从海岸到近海再到深海的全面认识，以及没有相关企业工作的实际经历，导致教师自身教学能力的相对落后，也影响了学生对海洋工程基础的学习热情。另外，海洋工程基础涉及到许多海上结构物，而授课过程中的结构模型相对单一，导致多数同学只能从老师PPT或电脑网页上查找一些海洋工程结构物，缺乏深入的了解和实际的上手操作机会。因此有必要在课堂教学过程中正确引导学生对海洋工程基础的认识。在海洋工程基础绪论教学中，有必要对海洋工程涉及的应用领域进行详细的介绍，重点阐述海岸、近岸及水下系统设计到海洋结构物、数值模拟及实验测试的重要作用。深刻剖析海洋工程的发展过程，现阶段发展方式和未来的探索方向。从海洋环境中的实际工程应用出发，论述海洋结构和设备设计的严谨性和科学性，以及所对应力学性能的特殊性。

2.科学安排专业课程体系。海洋工程基础是一种涉及多学科内容的一门交叉学科课程，海洋工程与技术专业学生不仅要掌握相关流体力学知识，还需具备与结构动力学、机械工程及环境地质知识，才能有效地发现和解决工程中常见的技术问题、更好的理解海洋环境中海洋结构物的作业过程。这样，对于高校大学生而言，确保在开设海洋工程基础课程之前，应该完整地学习过一系列相关的专业课程，包括流体力学、机械制图、结构力学、高等数学和大学物理等。预先建立海洋工程专业基础知识和学习思路、才能增强学生在海洋工程基础课程学习过程中的主观能动性。

3.深入结合课程教材。目前，市面上海洋工程基础相关书籍出版年限较老，未能及时体现我国或者世界现阶段海洋结构物的发展水平，且教材中的内容设计较广，而在有限课程时间内全部授完难度较大，不利于海洋工程基础的教学。在实际的教学过程中，应结合多套海洋工程教材，并与一些知名海工公司如南通中远船务、海门招商局等合作，紧密结合我国海洋工程发展历史以及取得的丰富经验，融合企业的研究成果以及不断的发展趋势和要求，编制相关讲义，全面阐述了海岸、近海以及深海工程发展历程及相关结构物设计思想。

二、丰富案例教学、真实模拟海洋环境中结构物作业工况

1.案例选择。案例选择是为了实现特定的教学内容、达到应有的教学目的。案例选择时尽量做到统筹兼顾，好的案例既能完整地反映工程背景和工程问题，紧密结合课堂教学内容，又能启发学生对问题的思考、争论和进一步探索，使得学生在案例教学过程中能够更加深刻地理解相应的专业理论知识、提高实践能力。对于海洋工程基础课程，笔者分别讲述海洋环境的载荷特点包括地质条件、风浪流传播特性、冰载荷生成机理等，海洋结构物设计思想，海洋结构物水动力性能，海洋结构物材料选择和腐蚀特点以及海洋仪器标定和模型实验测试，组织学生在实验室中实际操作海洋结构物的作业性能，更深入理解海洋环境特点和海洋结构物工作原理。

2.鼓励独立思考，重视双向交流。传统的课堂教学过程大多都是老师讲解，学生听和记笔记，教师只负责告诉学生如何做和解决问题，忽略了课堂教学内容在实践的指导作用，一定程度上损害了学生的创造性和思维能力。在海洋工程基础的案例教学过程中，对于海洋结构物的设计往往没有唯一标准答案，应鼓励学生创造思考，而这些思考应以之前所学的理论知识为基础进行探索。同时引导学生由对海洋工程基础知识的实际运用，关注学生们的实时反馈，增加学生的主观操作性。

3.总结归纳。在运用理论知识对案例进行讨论和求解后，教师应对整个求解方式和过程进行总结，帮助学生理清思路，强化重点，并根据学生的课上和课后答疑情况，对案例中蕴含的重点和难点知识进行再次深入阐述，也让学习热情高的学生主动参与进来，使得教学效果得到进一步提升。

三、加强实践操作，建立实训基地

当前大多数相关专业高校均缺乏现代海洋工程教材，需积极组织与开展相关教师及知名海洋工程企业编写以工程为背景、以功能为目标的海洋工程环境测试和结构物水动力性能模型试验教材外，还应有针对性的为企业培养人才，注重人才的实用性和高效性。开展以“海洋工程基础性试验、海工企业实习和海洋结构物设计”三要素为主的实践教学模块。第一子模块的课程为海洋环境条件的认识实习、海洋结构物制图、海洋结构物总体设计、海洋结构物结构设计，该部分课程将安排到南通中远船务、海门招商局和沪东中华造船等海工企业进行学习，主要帮助学生了解、认识、描述海洋环境的载荷特点和海洋结构物的结构特征;第二模块课程为海洋设备与系统、船体结构静力学及流体力学，主要要求学生掌握海洋平台装备的概念和体系、结构湿表面流体载荷计算以及结构静动力响应分析方法;第三模块为海洋工程基础生产实习和毕业设计，这部分内容已被安排到具有专门的海洋工程培训机构的南通中远船务和海门招商局重工，主要帮助学生掌握与实践海洋工程领域及其应用。建立层次分明、循序渐进的实验教学模块。第一子模块任务为保住学生了解海洋工程基础教学的意义以及其在专业人才培养计划中的地位，了解物理模型试验的因此分析及π定理;第二个子模块帮助学生掌握海洋环境模拟和海洋结构物性能测试实验方法，进一步加深学生对海洋工程的认识，并从实验中观察一些奇特现象，以补充课堂上理论;第三个子模块帮助学生掌握试验中测试方法和数据处理是否正确的依据，进一步掌握海洋环境载荷测试和传播规律确定，完成整个海洋工程的实验方案设计。建立包括认识实习和生产实习的实习模块。其中认识实习的时间大约为10天，由基础课老师和专业课老师、校内教师和校外聘请指导教师相结合，采用讲座、录像与现场参观等方式给学生指导;生产实习时间大约为15天，主要由校外企业老师带学生进行实地现场观摩海洋结构物的设计、生产和建造，并指导学生完成相关海洋结构物结构设计和强度计算任务。

参考文献

[1]马小剑，刘珍，嵇春艳，李良碧.基于“卓越工程师教育培养方案”的海洋工程与技术专业教师队伍建设与企业实训平台构建[J].教育教学论坛，2015，（48）：19-20.

[2]刘珍，嵇春艳，李良碧.基于“卓越工程师教育培养方案”的教材改革研究[J].中国电力教育，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