科研引领多学科融合式的《海洋探测技术与信息处理》课程改革

陈升　秦华伟

摘  要：加强实践环节教学是当今高校的根本要求，是培养创新创业人才的需要。本文根据杭州电子科技大学的海洋与船港机械装备技术专业的特色，结合国家海洋强国政策，考虑21世纪海洋类人才资源极其缺乏的现状，分析了当前传统教学模式存在的问题，探讨了目前该专业学生在海上实践能力培养方面的不足，探索在科研引领下多学科融合式地对《海洋探测技术与信息处理》課程进行改革。

关键词：科研引领、多学科融合式、课程改革;

一、引言

目前全世界范围内的海洋开发方兴未艾，各国之间的竞争日趋剧烈，这种竞争既是一种综合国力的体现，也是海洋相关技术人才数量与质量的竞争。海洋开发是我国的战略性新兴产业，在海洋强国战略指引下，我国的海洋事业及其相关的科学技术得到迅速发展。大力发展海洋高新技术，推动海洋科技向创新引领型转变，是践行社会主义核心价值观的必然要求，是实现中华民族伟大复兴、建设海洋强国的重要路径，更是高校学子的社会责任[1]。与之相适应的高等教育改革，应紧跟时代需求，采取切实有效的措施，达到人才培养目标。

我校的海洋与船港机械装备技术专业，是机械工程学科一级硕士学位点下自主设置的二级学科方向，覆盖了深海装备技术、流体力学理论及技术、船港装备技术三个培养方向，拥有“船港机械装备与技术”浙江省重点实验室。该专业自成立以来，坚持以培养适应地方经济建设和行业创新发展为导向，具备高度社会责任感、良好职业道德和创业精神、科学严谨和求真务实的学习态度和工作作风，培养掌握本领域坚实的理论基础和宽广的专业知识、具有在机械行业领域某一方向独立担负工程设计、实施、研究、开发和管理等工作的高层次应用研究型专门工程技术人才，取得了显著成效。此外，为了贯彻杭州电子科技大学教学研究型大学的教学理念与实施创新型人才的培养目标，满足日益提高的教学要求，海洋与船港机械装备技术专业以培养具备机械、电子、自动化、海洋科学、船舶工程等多学科交叉知识的专门人才为主线，把学生创新精神与实践能力的培养贯穿于整个教学过程。

二、传统的教学模式

经过多年的培养和探索，目前在基础理论教育和实践能力培养两方面均得到了较好的发展。针对“深海装备技术（水下机器人技术和深海环境探测装备技术）”培养方向，开设了《海洋探测技术与信息处理》、《机器人系统技术》、《微机电系统技术》、《计算流体力学》、《机电系统动力学与工程实践》、《工程流体力学及工程实践》等核心理论课程。在实践教学环节，目前主要有两种形式：学生参与指导教师的校内科研活动、校外的认识实习。然而，由于海洋与船港机械装备技术专业的涉海性，实践教学所占比重较小[2-3]，学生在校期间很少有社会实践机会，尤其是海上实践的机会，没有真正意义上的生产实习，毕业生欠缺实际动手能力，不能够在实际工作中较快地胜任本职工作。

因此，通过《海洋探测技术与信息处理》课程的改革，尝试在科研引领下开展多学科融合式的授课模式，提升理论课程中的实践教学，以期完善该专业的实践教学培养体系，丰富学生对海洋探测的理解与认识，全面提升学生的专业能力。

三、科研引领多学科融合式的课程改革

科研引领多学科融合式的《海洋探测技术与信息处理》课程改革，其研究内容主要包括以下几个方面：

（1）以国家需求和社会需求为导向，积极调整和优化海洋与船港机械装备技术专业的培养方案，完善科学的实践教学培养方案;

“十三五”期间，我国一直在推进智慧海洋工程的建设，深入实施了以海洋生态系统为基础的综合管理，加强海上执法机构建设。因此发展深海探测、海底资源开发利用、提高港口智能化水平都将是“十三五”乃至“十四五”期间的重大工程项目。海洋与船港机械装备技术专业是我院的特色专业，结合区域内海洋经济发展和海洋科研环境的实际情况，以提升学生对水下机器人技术和深海环境探测装备技术的理解和应用为主要目的，通过近几年教学工作的探索和经验积累，邀请企业及研究所相关专业人员根据现实需求对课程设置及专业设置提出合理化的建议，进一步调整和优化专业培养方案，提高理论教学和实践教学环节，增强海洋探测技术、海洋信息处理、以及海底资源开发等理论课程教学，增加实践教学在学生培养方案中的比重，完善海洋与船港机械装备技术专业，尤其是以“深海装备技术”为研究方向的实践教学培养方案。

（2）结合科研工作，开展多学科融合的课程教学研究，加强海洋探测技术与信息处理相关的理论教学;

目前，《海洋探测技术与信息处理》课程，在预修机械类和电类基础课程的情况下，主要围绕两大部分讲授：基础技术部分和专题技术部分。

基础技术部分，可围绕海洋防腐蚀、密封与耐压设计、检测与传感器、数据处理方法等四方面展开，实现机械制造及其自动化、电子技术、海洋技术、传感器检测、海洋信息处理等多学科的有机交叉融合，丰富该专业学生的基础理论水平。

专题技术部分，针对海洋探测技术和海洋探测信息处理的主要特征及学生的兴趣点，结合现有的大洋热液探测课题与传感器研制开发的经验，分别从11个专题着手：海洋机电装备技术概述、水下机器人、海底作业系统、水下超高谱成像技术、多传感器数据融合及其在海洋监测上的应用、海底沉积物及热液取样技术、海洋环境探测技术、海洋环境探测数据的类型和内容、海洋探测数据质量控制与方法、海洋探测数据的处理、海洋探测数据专题图的制作技术及应用，进一步改革课堂的教学模式，重视学生科研能力的培养，激发学生的学习兴趣，增强学生科技意识。

（3）加强校内实习基地建设，并增强校企多方位合作模式建设;

在有限的时间内要求学生对海上的作业模式、探测传感器及调查装备等相关内容有一个全面和详细的了解，形成比较完整和系统的认识往往很困难。如果把短时间的集中海上实践变为贯穿整个专业培养计划中的实践学习，根据课程需要，设置一系列循序渐进的实践教学活动，这样既能加深和巩固理论知识的学习，又能培养工程实践能力。因而建立完善的校内实习基地对提高实践教学水平起到非常重要的作用。同时，争取与地方单位联合共建实验室，一方面可以帮助地方单位大规模海上作业时解决人员不足问题，节省财力、人力资源;另一方面，学生在实践中得到了锻炼，实验室也得到了建设与发展的机会。

四、结语

通过科研引领多学科融合式的课程改革，能让学生在《海洋探测技术与信息处理》课程中体会到理论所学与科研实际的结合，了解科研的全过程，充分发挥学生的主观能动性，开阔学生视野，提升学生的学习兴趣，启发学生创新思维。

同时，要求课程改革能在实践中不断探索、不断完善，让科研创新精神在研究生教育中发挥更大的作用，培养出高素质创新人才。

参考文献

[1]  杨启. 船舶与海洋工程创新人才培养体系构建和研究性教学改革初探[C]// 2011船舶与海洋工程人才发展论坛. 2011

[2]  谷家扬. “海洋工程基础”课程教学改革初探[J]. 科教文汇旬刊，2017（1）：70-71

[3]  任莉，张文孝. 海洋工程与船舶装备系列课程的教学改革探讨[J]. 科教导刊，2016（23）

基金项目：杭州电子科技大学2020年校级高等教育教学改革研究项目（YBJG202033）

作者简介：陈升，女，汉族，浙江武义人，杭州电子科技大学机械工程学院，讲师，博士研究生，研究方向：海洋工程与技术;通讯作者：陈升。