《海洋平臺》創(chuàng)新實踐課程教學(xué)體會及探索

勾瑩　鄭艷娜　陳昌平

摘要：對于研究型大學(xué)工科專業(yè)的學(xué)生，創(chuàng)新能力和實踐能力尤為重要，本文針對大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部開設(shè)的《海洋平臺》創(chuàng)新實踐課程，結(jié)合筆者的教學(xué)體會，對課程的目標(biāo)與特點、教學(xué)內(nèi)容選擇、教學(xué)步驟設(shè)計及考核方式等各個教學(xué)環(huán)節(jié)進行探討。創(chuàng)新實踐課使學(xué)生各方面的能力得到了提高，滿足了社會對復(fù)合性應(yīng)用型人才的需要，同時也對授課的專業(yè)教師提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實踐；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)步驟；考核方式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0152-02

加強工程實踐與創(chuàng)新能力人才的培養(yǎng)是知識經(jīng)濟社會的需要。我國要實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，就要求高等學(xué)校的工科教育必須加強對人才的工程實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這已經(jīng)成為工科大學(xué)培養(yǎng)人才的首要目的。

一、創(chuàng)新實踐課程目標(biāo)與特點

近年來，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)已經(jīng)成為各大學(xué)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)，但是如何將單一的知識型人才培養(yǎng)成具有創(chuàng)新性的復(fù)合型人才則是一個難題。大量教學(xué)實踐表明：學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神并不是依賴授課老師“教會”的，而是學(xué)習(xí)者通過自己思考“學(xué)會”的，更是依靠學(xué)習(xí)者在親身實踐中“體會”的。大連理工大學(xué)開設(shè)的海洋工程創(chuàng)新實踐課就提供了這樣一個平臺。創(chuàng)新實踐課在本科生教學(xué)大綱之外，目的不在于給學(xué)生灌輸更多的深奧的理論知識，而在于激發(fā)學(xué)生對海洋工程未知領(lǐng)域的好奇心，開闊視野，利用已經(jīng)具備的相關(guān)知識為基礎(chǔ)，有目的地自主學(xué)習(xí)研究，解決課程中引出的實際工程問題，充分鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。同時，我校建設(shè)工程學(xué)部在讀的研究生人數(shù)已經(jīng)超過本科生，因此，創(chuàng)新實踐課程雖然是針對本科生開設(shè)的，而同時也兼顧了未來的研究生培養(yǎng)，在大學(xué)階段就對本科生從事科學(xué)研究的興趣開始培養(yǎng)，使他們具備初步的科學(xué)研究技能，具有良好的科研習(xí)慣，對待科學(xué)研究及工程問題具有一定的分析問題及解決問題的能力。創(chuàng)新實踐課程就扮演了由本科生向研究生過渡的橋梁這一重要角色。但是由于本科生對專業(yè)知識的欠缺，實際的工程項目中涉及的科研問題內(nèi)容往往較為繁雜，任務(wù)也較為艱巨，一旦在教學(xué)內(nèi)容難度的選擇、教學(xué)方法的設(shè)計等方面處理不合適，就有可能得到相反的結(jié)果，不僅不能對學(xué)生起到促進其主觀能動性的作用，還會對學(xué)生從事科研的興趣和信心造成沉重打擊，得不償失。這就要求任課教師對課程進行精心的準(zhǔn)備和設(shè)計。

二、教學(xué)內(nèi)容選擇

大連理工大學(xué)緊緊圍繞以社會需求為導(dǎo)向的辦學(xué)思想，積極構(gòu)建研究型大學(xué)本科培養(yǎng)新體系，設(shè)立了一系列理論與實踐相結(jié)合的課程，分析選課學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)體系可見學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)還停留在重復(fù)和模仿簡單的、成熟的實踐結(jié)果上，專業(yè)基礎(chǔ)課程也剛剛接觸，因此在選擇教學(xué)內(nèi)容時既不能過多地涉及專業(yè)知識，又不能過于簡單。如果課程中拋出的專業(yè)名詞和術(shù)語過多，會使學(xué)生把精力集中到對專業(yè)詞匯的理解上而忽視了提高能力的目標(biāo)，若授課內(nèi)容過于簡單，學(xué)生會覺得毫無挑戰(zhàn)，一個人便可完成，則達(dá)不到團隊合作的效果。結(jié)合教師的工程經(jīng)驗和專業(yè)特點，選擇開設(shè)了《海洋平臺》這一課程，主要介紹深海油氣資源開發(fā)過程中的海洋平臺結(jié)構(gòu)，即基于學(xué)生們所學(xué)到的基礎(chǔ)知識，又是學(xué)生們所學(xué)學(xué)科之外的新知識，是運用這些基礎(chǔ)知識的很好工程實例。首先對學(xué)生進行普及國內(nèi)外應(yīng)用的各類海洋平臺，并通過典型的海洋平臺建造、設(shè)計和投入使用過程的視頻介紹，使學(xué)生對平時看似高深莫測的海洋平臺的結(jié)構(gòu)特點和適用環(huán)境有一個直觀的認(rèn)識，初步產(chǎn)生興趣之后提出課程任務(wù)，例如設(shè)計一種比較簡單的張力腿平臺，使其能夠在已有海域的風(fēng)浪作用下保證一定的安全作業(yè)時間。要完成這個任務(wù)，需要學(xué)生運用張力腿平臺結(jié)構(gòu)特點及已有的力學(xué)平衡知識，對平臺進行受力分析，對平臺尺寸進行設(shè)計，并通過在實驗室進行物理模型試驗來檢驗設(shè)計的平臺是否合理可行。當(dāng)然，一個完整的海洋平臺設(shè)計涉及很多方面，是一個及其復(fù)雜的過程，這里只提煉出最基本的結(jié)構(gòu)選型問題，通過理論分析和實驗驗證，讓學(xué)生了解其水動力特性。授課內(nèi)容及任務(wù)的設(shè)置，一方面擴寬了學(xué)生的視野和知識面，另一方面也使學(xué)生體會到運用所掌握的力學(xué)理論知識便可以設(shè)計海洋平臺這樣高技術(shù)含量的實際工程，感受到知識的力量，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情。通過設(shè)計任務(wù)，讓學(xué)生進行大膽設(shè)計，可以充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造力，而后期的模型制作及實驗則培養(yǎng)了他們的動手實踐的能力。對于設(shè)計中遇到的具體的問題，學(xué)生一方面可以在設(shè)計過程中運用已有的知識，查閱資料自行解決，另一方面可以和老師、同學(xué)進行討論，通過溝通和團隊協(xié)作來解決。學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)和設(shè)計過程中，了解實際生產(chǎn)過程所需面對的各種具體問題，并且在克服實際困難的過程中，體驗“嘗試—失敗—再嘗試—再失敗”直到最終成功的整個過程，并在嘗試過程中體驗從事科研工作的樂趣，逐漸增強從事科研工作的信心，而且最終制作模型能夠接受實驗室模擬波浪的沖擊，在很大程度上提升了學(xué)生學(xué)習(xí)課程后的成就感。課程的任務(wù)要求學(xué)生完成張力腿平臺的設(shè)計、選材、模型制作和最終試驗驗證過程，時間要求在8周（32學(xué)時）之內(nèi)完成，課程通過以小組為單位來進行，從而培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神。

三、教學(xué)步驟設(shè)計

根據(jù)課程性質(zhì)及任務(wù)要求，將選課學(xué)生分為小組完成設(shè)計和試驗任務(wù)，每組3—4人。為了充分體現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和動手為主的原則，教學(xué)分為三大環(huán)節(jié)：集中討論、設(shè)計制作及試驗檢驗。集中討論環(huán)節(jié)占6個學(xué)時（課程共32學(xué)時），討論內(nèi)容包括：（1）課程介紹：海洋平臺的種類及特性，課程任務(wù)，教學(xué)步驟和考核方式；（2）總體設(shè)計方案匯報，以小組為單位匯報設(shè)計和試驗的目標(biāo)以及作品的結(jié)構(gòu)分析、尺寸設(shè)計、材料的選取等，教師對方案提出建議并解答設(shè)計中遇到的問題；（3）工作進度匯報，相當(dāng)于中期檢查，一方面督促學(xué)生按時完成下發(fā)的任務(wù)，另一方面教師提出存在的不足以及需要改進的措施，及時糾正錯誤，使學(xué)生少走彎路；（4）最終成果匯報及答辯，學(xué)生依據(jù)課程任務(wù)撰寫研究報告。在集中討論環(huán)節(jié)，要求每次每組選派一名代表以PPT的形式進行匯報，輪流進行，使每位學(xué)生都有機會進行匯報發(fā)言。除集中討論之外的課時為分組設(shè)計制作環(huán)節(jié)，教師對各組進行輔導(dǎo)和答疑。在創(chuàng)新實踐課教學(xué)過程中，從設(shè)計方案的擬定、結(jié)構(gòu)的受力穩(wěn)定分析、模型材料的選擇及購買、實驗室設(shè)計波浪的模擬及造波試驗操作，全部由學(xué)生分組完成，充分展現(xiàn)了以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和動手實踐為主，教師的指導(dǎo)為輔的實踐教學(xué)模式。同時教師在準(zhǔn)備及授課過程中，將研究型教學(xué)方式、探索研究式、啟發(fā)式教學(xué)方法相互融合，從而引導(dǎo)學(xué)生進行研究式、自主式學(xué)習(xí)，豐富課程教學(xué)形式，提高了實踐教學(xué)效果。由于在實際設(shè)計和試驗過程中，難免會出現(xiàn)各種實際問題，在解決的過程中學(xué)生將會收獲意想不到的挑戰(zhàn)，學(xué)生主動解決問題的能力得到培養(yǎng)和提高。

四、考核方式

由于創(chuàng)新實踐課程的特點，其考核方式不同于以往的專業(yè)課，按照學(xué)生的實踐表現(xiàn)和提交的作品為主要考核標(biāo)準(zhǔn)，考核內(nèi)容分為三部分：方案設(shè)計及模型試驗操作占60%，PPT匯報占20%，總結(jié)報告占20%。由此，通過課程的考核方式促進學(xué)生將重心放在解決實際工程問題所需的相關(guān)理論知識研究、模型設(shè)計和試驗過程中，學(xué)生在資料收集、結(jié)構(gòu)設(shè)計、模型制作、試驗操作等環(huán)節(jié)中可以充分體驗到主動學(xué)習(xí)、動手實踐、創(chuàng)新設(shè)計等全過程，同時還訓(xùn)練了學(xué)生進行科研工作匯報、撰寫研究報告等能力，為今后工作奠定基礎(chǔ)。

五、結(jié)語

“建設(shè)創(chuàng)新型國家”的戰(zhàn)略方針要求大學(xué)工科教育必須加強工程實踐與創(chuàng)新能力人才的培養(yǎng)。與傳統(tǒng)課程相比，創(chuàng)新實踐課在各個環(huán)節(jié)增加了對學(xué)生的創(chuàng)新性和實踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠進行研究式、自主式學(xué)習(xí)，能夠善于發(fā)現(xiàn)問題，并通過查閱資料、探討交流與同學(xué)合作解決問題，這無疑使學(xué)生各方面的能力得到了提高，滿足了社會對復(fù)合性應(yīng)用型人才的需要，同時也對授課的專業(yè)教師提出了更高的要求。

參考文獻(xiàn)：

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