基于国际比较的综合性海事大学轮机工程专业改革探究

邢 辉,王宝军,b

(大连海事大学 a.轮机工程学院 b.教育部轮机工程专业虚拟教研室,辽宁 大连 116026)

一、引言

传统的轮机工程专业旨在培养具有机械原理和轮机系统等方面知识,能在海洋运输各企事业单位从事轮机操纵、维修和船舶监造工作,并基本具有同类船舶操作级轮机员任职资格的各级技术人才[1-2]。现阶段,国际海事组织《海员培训、发证和值班标准国际公约》(简称STCW公约)是国内航海院校(含普通本科院校、高等职业学校和中等职业学校)轮机工程相关专业开展人才培养的基本遵循,人才培养规格不高、同质化倾向严重是主要问题。随着海洋强国建设的推进,以及以低碳航运、智能航运为代表的新一轮科技革命和产业变革的到来,单纯的面向海事行业培养操作管理人才,已经不能适应国家战略和经济社会发展需求;与此同时,高等教育发展也强烈呼唤新工科建设与转型。在此背景之下,综合性海事大学推动轮机工程专业人才培养面向船舶动力装置的研发、设计、制造、运行和维护全生命周期,既是国家战略和行业发展的迫切需求,也是其自身改革发展、争创一流的内在要求。以大连海事大学为代表的综合性海事大学,其轮机工程专业招生体量较为庞大、培养目标相对单一,当前专业分流、转型、拓展、升级的需求更为迫切。

一般而言,专业改革涉及的内容比较广泛,包括人才培养目标、专业培养方案、毕业要求、课程体系、人才培养模式、实验实践教学、创新创业教育等多个方面。但根据工程教育认证标准,专业应有符合学校定位、适应经济社会发展需要的培养目标,培养目标的达成应由明确、可衡量的毕业要求支撑,而课程体系应支撑毕业要求的达成。也就是说,人才培养目标是专业设置的基本依据,而课程体系是专业建设的基本载体[3]。因此,本文关于轮机工程专业的改革发展,主要关注专业培养目标的设定和调整、专业课程体系的更新和重构两个方面。此外,本文采用的研究方法是环境扫描和标杆比较,通过与国际高水平大学轮机工程相关专业人才培养目标和课程体系的比较,重新审视我国综合性海事大学轮机工程专业方向和课程体系的设置,探寻潜在的改革路径。

二、轮机工程专业的国际比较

1.比较对象的选择

本文首先基于国际海事大学联合会(International Association of Maritime Universities, IAMU)72个海事领域的大学(Universities)、专科院校(Academies)或学院(Faculties)成员开展环境扫描[4],以期得到一些有价值的启示。IAMU成员院校分别来自全球39个国家,均具有或曾经具有船员教育和培训的资质和经历,但其办学规模和层次存在较大的差异。粗略统计,这些海事院校可分为单科性海事学院、综合性海事大学和综合性/研究型大学下属的海事院系三种类型,数量分别约占1/3。单科性海事学院主要开展航海类人才的教育与培训,学校开设的专业以航海技术和轮机工程为主,科研不是主要职能,其典型代表如美国商船学院(United States Merchant Marine Academy);综合性海事大学面向海事全产业链开展人才培养,除了开设航海技术、轮机工程两类专业外,往往同时还设有航运、物流、港口、法律、经济管理等海事领域的相关专业,教育、培训、研究职能兼具,其典型代表如大连海事大学;综合性/研究型大学下属的海事院系往往以一个独立的院系或校区开展航海类人才培养或海事研究,或仅开展海事领域的研究工作,前者如德克萨斯A&M大学加尔维斯顿海事学院(Texas A&M Maritime Academy at Galveston)、塔斯马尼亚大学(University of Tasmania)澳大利亚海事学院等,后者如查尔姆斯理工大学(Chalmers University of Technology)机械与海事科学系。就轮机工程专业的人才培养目标定位和课程体系的国际比较而言,应尽可能向国际高水平同类型知名大学看齐,同时考虑英语语境信息对比的便利性,这里分别选取美国、澳大利亚、英国3所院校的轮机工程专业,对其专业培养目标及课程体系进行深入分析。限于篇幅,本文仅限于专业培养目标、教学科目、所属模块的宏观对比,没有对具体科目的教学任务、内容、范围、教学安排和活动方式进行比较。

2.美国商船学院

美国本科层次的海事院校共7所[5],其中美国商船学院是唯一归属美国联邦政府的国立海运学院。美国商船学院共开设有5个专业,其中与轮机工程相关的专业有3个[6]:轮机工程,主要面向船舶轮机操作,总学分要求163学分(陆上143学分,海上20学分);轮机工程系统,主要面向轮机系统设计,总学分要求174.5学分(陆上154.5学分,海上20学分);轮机工程与造船厂管理,主要面向造船厂或其他工程设施的管理,总学分要求177学分(陆上155学分,海上22学分)。三个专业的学生完成相关课程和考试后均可以获得轮机员适任证书,其中轮机工程系统、轮机工程与造船厂管理两个专业均通过了美国工程与技术认证委员会(Accreditation Board for Engineering and Technology, ABET)的工程教育专业认证。美国商船学院轮机工程相关专业的课程体系如图1所示。作为对比,其轮机工程专业早前版本的课程体系也一并列入图1中。美国商船学院主要面向美国航运业和海上国防培养高素质航海类领军人才,除包含STCW合格证课程外,另外还安排了18个月的海上实践环节,多门专业课程均是在该环节完成的,这主要得益于其自有教学实习船,且学生规模相对较小。新版的课程体系在专业教育方面改动不大,但在数学、工程科学、人文与社会科学、综合项目课程等方面的通识教育有明显的加强,而明显替换或删掉的课程包括英语、体育活动等。

3.澳大利亚海事学院

澳大利亚海事学院为塔斯马尼亚大学下属一个专门培养海事技术和管理人才的学院,以其高质量的海事教育和研究而享有较高的国际声誉。澳大利亚海事学院开展4个领域的专业教育:海事工程与流体动力学、全球物流与海事管理、远洋船员、沿岸船员与职业教育培训[7]。与轮机工程相关的专业教育包括轮机工程和海事工程两个专业,学制均为4年,具体的课程体系如图2所示。轮机工程专业以培养船舶高级轮机管理人员为目标,遵循STCW公约相关要求,在校2.5年需完成300学分的核心学术课程、短期STCW培训课程以及实践课程,另外还需完成每次9个月、共2次的海上实习,最终授予应用科学学士学位。海事工程专业主要服务于船舶建造、海洋工程和近岸工程,具体开设有造船、海洋工程、轮机与近岸工程3个专业方向,需完成300学分核心学术课程、75学分专业方向课程以及25学分选修课程,累计400学分(32门课程,每门课程均为12.5学分),最终可授予海事工程学士学位。就课程体系的构成而言,数学和自然科学、人文与社会科学两个领域的课程开设较少;对于面向陆地及近岸工程领域的海事工程专业而言,实践课设置相对薄弱。

图1 美国商船学院轮机工程相关专业课程体系的对比

4.英国思克莱德大学

英国思克莱德大学(University of Strathclyde)为非IAMU成员院校,但其工学院所属的造船、海洋与轮机工程系是世界领先的船舶技术中心,据上海软科2022世界一流学科排名,其船舶与海洋工程排名欧洲第1、全球第3[8],因此本文亦将其作为标杆比较对象之一。该系设有造船与轮机工程、造船与海洋工程、造船与高性能船舶3个课程方向,学士学位学制4年,课程体系如图3所示。3个课程方向均需要修读28门课程(仅1门选修课),每学年7～8门课程,前两年课程设置相同,仅在大三和大四两个学年共有4门专业课程和1门项目课程存在差异。3个课程方向均通过了英国皇家造船工程师学会(Royal Institution of Naval Architects, RINA)和轮机工程、科学与技术学会(Institute of Marine Engineering, Science &Technology, IMarEST)的工程教育专业认证。课程体系的设计一方面淡化了学科的概念,而非常强调成果导向。例如,其数学与自然科学、工程科学模块开设的课程较少,且非孤立的数学、力学教育,物理、电工电子、计算机、自动控制等工程基础课程,更多的是直接融入专业课程,较好体现了课程开设的指导思想是成果导向而非学科导向。另一方面,非常强调工程技术教育,而并没有像美国、中国的工程教育比较倡导同时加强人文与社会科学教育,“专业发展与海运业务”“国际航运与商务”两门课程的主要内容涵盖经济、管理、法律以及可迁移的职业技能等学习成果。该校轮机工程专业没有面向航运业的船员培养,主要面向船舶工程、近岸工程和小型船艇行业培养船舶设计、建造、研发方面的工程技术人才,且轮机工程与船舶建造、海洋工程体现了较强的综合性,不存在专业划分过窄的问题;但该专业的课程体系对人文与社会科学教育的强调略显不足。

图3 英国思克莱德大学轮机工程相关专业课程体系的对比

三、国内综合性海事大学轮机工程专业的现状分析与对比

1.基本情况

国内综合性海事大学轮机工程专业主要定位于面向海上运输培养航海类人才,但由于内外部环境的变化,人才培养定位也尝试分类进行,这里以大连海事大学作为案例研究。当前,该校轮机工程专业分为轮机工程(海上)、轮机工程(陆上)两个专业方向,学制4年,分别通过本科提前批和本科普通批招生,轮机工程(海上)专业方向又进一步细分为实验班、英语强化班、普通班、校企合作班等4类班型,拟对应4种类型的专业培养定位,并分别采用不同的课程体系。课程体系均采用4维矩阵化的结构形式,课程类别分为理论课、实践课、讲座与研讨课;课程性质分为必修课、限选课和任选课;课程层级分为公共基础及通识教育课、专业基础课、专业方向课;课程内容分为人文与艺术、国家与社会、科学与技术、创新与创业等。

2.课程体系的对比分析

轮机工程专业各方向及班型的课程设置及学分要求如表1所示。通过对其课程体系的分析以及与国外典型高校轮机工程专业课程体系的比较,该校轮机工程专业课程体系的特征表现在如下方面:

(1)课程体系比较庞大,课程结构也相对复杂,但总体设计颇具创造性。数学与自然科学、人文与社会科学、工程与应用科学、思政、体育、写作、外语等通识教育和专业教育有比较均衡全面的配置,完全覆盖了对学生德智体美劳全面发展的培养要求。此外,工程实践类课程也有较大的学分占比,讲座与研讨课的设置也丰富和拓展了人才培养的模式和路径。

(2)受专业体量较大(约18个自然班)的影响,学生培养按班型适当进行了分流。轮机工程(海上)不同的班型,必修课差异不大,专业基础类及专业方向类限选课开设较多,且设置有多个模块化的方向课程,既面向就业市场需求,也较好地满足了学生个性化的成长需求,具有一定的灵活性。轮机工程(陆上)与轮机工程(海上)的课程体系相比,主要的差异在于专业必修课和专业限选课的设置。

(3)总学分要求、总课程门数显著偏多。因为有STCW证书培训的需求,专业教育负担重、课程门数设置多,类似的美国商船学院的课程门数也达到79门。但如果以面向陆地及近岸行业培养轮机工程人才,参照英国、澳大利亚等学校的轮机工程专业,其学士学位要求的课程门数仅为22～32门。因此,人才培养的目标面向还是应适当明确,相应的课程体系要适当调整。如果总是海上、陆上都想兼顾,缺乏专和精,则难以培养出创新拔尖人才。

(4)轮机工程(陆上)与轮机工程(海上)两个专业方向及各班型之间课程体系差异不大,人才培养的均质化倾向比较严重。根据专业课及限选课模块组合情况,整个轮机工程专业的培养目标定位大致分为船机修造、船舶轮机管理、船舶动力装置设计、船舶电气与自动化四个模块;而实验班的目标定位尤其模糊,到底要培养什么样的人并不清晰,且课程体系不足以支撑其创新、拔尖、学术领军性人才或行业领导者的目标定位。

(5)课程门数比较多,条块分割得比较细碎。一方面各课程内容易于出现冗余和重复,另一方面也难以确保各课程之间紧密、连贯的衔接,最终可能不利于系统全面、分层递进、连续贯通地掌握某一个领域的知识和技能。

表1 轮机工程专业课程设置及学分要求

3.对轮机工程专业的再思考

考察美国、澳大利亚、英国等高校的轮机工程专业,除了面向航运业培养船舶轮机管理人才外,面向船舶设计与建造、海洋与近岸工程、海事服务与管理等领域培养轮机工程人才也是普遍的选择。而考察国内哈尔滨工程大学、华中科技大学、上海交通大学等工科优势高校,均依托原有的优势专业开办了轮机工程专业方向,且主要面向船舶设计与建造、海洋与近岸工程等领域培养轮机工程人才。因此,就国内的综合性海事大学而言,其轮机工程专业如果单纯面向航运业培养轮机工程人才,考虑专业分流和学生个体诉求,设置英语强化班、校企合作班、实验班等班型无可厚非,但对于过于庞大的招生体量,还是得面向市场寻找新的出路。面向造船行业、海洋与近岸工程行业、海事服务行业培养轮机工程人才,就是现实的且国际通行的路径。此外,按班型分流的轮机工程(海上)专业,人才培养目标和服务面向始终不是很明晰,课程体系庞杂,似乎是面面俱到,但专、精、深方面有所欠缺,差异化也不明显;原有的轮机工程(陆上)与轮机工程(海上)两个专业方向始终缺少有效的协调和沟通,专业方向并不明晰,专业壁垒也始终存在。

四、国内综合性海事大学轮机工程专业的改革建议

1.专业方向重塑

借鉴国际相关院校的做法,同时结合我国市场和产业的实际需求,就轮机工程专业而言,可以进一步细分为轮机工程(海上运输)、轮机工程(海事服务与管理)、轮机工程(船舶设计与建造)、轮机工程(海洋与近岸工程)、轮机工程(清洁能源与动力)、轮机工程(智能技术与系统)等专业方向。轮机工程(海上)与轮机工程(陆上)仅仅是招生批次的差异,对于人才培养出口而言应该是融合发展的。值得一提的是,虽然现在海事主管机关采用等效认可的方式签发适任证书,但专业课程体系改革需同时兼顾STCW证书课程认证。此时,建议同步推动海事局考试、评估、发证制度改革,即针对这里所提及的所有专业方向甚至包括其他工科专业,只要持有合格证具备上船资格,完成了规定的海上培训和见习且在下船后通过评估和考试后,即可签发适任证书。

2.课程体系重构

本文基于模块化的思路对原有的课程体系进行了重构,各专业方向的核心通识教育和专业教育课程建议如图4所示。

图4 基于轮机工程专业方向重塑的课程体系重构

由图4可见,不同的专业方向,工程基础、专业基础应该是共通的,部分通识教育课程可能存在差异,但在专业方向的培养上应做到专、精、深,避免在通识教育趋势下学习成果的广泛覆盖却又浮光掠影,真正做到通专结合。第1学年课程与学校其他工科专业同步,确保在该学年结束时有一次转专业的机会;第2学年结束之后基本确定了海上运输与陆上或近岸行业就业的分流;第3学年之后选择在陆上或近岸行业就业的学生进一步分流。其中,通识教育部分主要由数学与自然科学、工程与应用科学、人文与社会科学、思政教育、体育教育、外语教育、写作与沟通等领域的课程构成[9]。部分课程根据需要可开设两个学期,这里所列举的第4学年各专业方向的课程还有必要进一步优化。在核心课程之外,学生还可进一步通过选修通识课程、辅修专业、第二学位等方式拓展自己的知识结构和能力素质,前提是给学生留出足够的时间、精力和制度空间。

3.培养计划优化

专业培养计划是课程体系设置、人才培养方案执行、教学组织管理的重要指导文件。轮机工程专业设置多个专业方向之后,需明确各专业方向的培养目标、毕业要求、课程体系以及师资队伍要求,成果导向教育理念和工程教育认证标准是重要的遵循。而课程体系与毕业要求的关联和支撑关系,应基于课程矩阵进行构建,要注意协调好通识教育与专业教育、思政课程与课程思政、必修课程与选修课程、理论课程与实践课程、陆上教学与海上教学、学校教育与行业实践、第一课堂与第二课堂等多对关系。

五、结语

近年来,国家经济社会发展进入全新的格局,高等教育也在进行全面的变革,传统专业的高速、高质量发展面临一定的困难,进入平台期。为此,面向国家战略和市场需求,面向学生全面发展和个性化发展的诉求,顺应专业发展内在规律,实现传统轮机工程专业的转型升级和创新发展就显得尤为迫切。通过对美国、英国、澳大利亚等国家的高水平学校轮机工程专业人才培养目标定位和课程体系的比较和借鉴,本文以大连海事大学轮机工程专业为例提出了专业方向重塑、课程体系重构、培养计划优化的改革路径,以期为相关专业的创新发展以及研究型世界一流海事大学建设提供参考。