新生涉海類高校背景下的土木工程專業(yè)課程教學(xué)改革思考
——以江蘇海洋大學(xué)為例

◇江蘇海洋大學(xué)土木與港海工程學(xué)院 黃蘊晗 王佩佩 蔡小寧 蔣德穩(wěn)

新生涉海類高校的非海洋類專業(yè)存在學(xué)科設(shè)置和專業(yè)發(fā)展與涉海類高校培養(yǎng)定位不匹配的現(xiàn)象，因此非海洋類專業(yè)亟需調(diào)整自身的培養(yǎng)方案與課程設(shè)置。本文以江蘇海洋大學(xué)的土木工程專業(yè)為例，分別從教學(xué)內(nèi)容、實驗室建設(shè)和教學(xué)團隊三方面分析了非海洋專業(yè)開展海洋特色教育中的掣肘因素，建議在教學(xué)內(nèi)容上精選和更新涉海類教學(xué)內(nèi)容、在實驗室建設(shè)上加強與涉海類企事業(yè)單位的合作、在教學(xué)團隊的建設(shè)上加盟有豐富涉海經(jīng)驗的校內(nèi)外教師，豐富學(xué)生的在課堂上的涉海特色教育，為土木學(xué)子就業(yè)從事海洋土木類的工作崗位奠定扎實的理論和實踐基礎(chǔ)。

黨的十八大以來，我國高度重視海洋在地方經(jīng)濟發(fā)展中的推動作用，促進區(qū)域海洋建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展是達成海洋強國的主要推手。海洋建設(shè)包括注重海洋資源的養(yǎng)護與海洋環(huán)境的協(xié)同治理，海洋開發(fā)的主要對象包括海洋生物資源、海水資源、深海礦產(chǎn)資源、海洋可再生能源和海域空間資源，區(qū)域海洋建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展離不開現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)體系的構(gòu)建與科技創(chuàng)新的引領(lǐng)作用?！笆奈濉逼陂g，各省份加速發(fā)展海洋新型產(chǎn)業(yè)，打造千億海洋產(chǎn)業(yè)集群，優(yōu)化海洋開發(fā)空間布局，同時高質(zhì)量構(gòu)建現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)體系，高效推進海洋工程建設(shè)。

港口、島礁、海上平臺等海洋工程建設(shè)是促進區(qū)域海洋建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展的先決條件[1]。港口一般位于開敞式海岸邊或天然掩護不足的海灣內(nèi)，港口建設(shè)一般包括碼頭、防波堤、和水工建筑物，需要考慮建設(shè)中的強度和沉陷方面的要求，還需采取針對海水環(huán)境的防沖防腐等措施。島礁建筑的建造環(huán)境惡劣，回填地基沉降量巨大，環(huán)境氣候高濕高熱，早晚溫差大，島礁建筑物對于服役耐久性的要求更高。海上平臺一般指高出海面的桁架構(gòu)筑水面平臺，海上平臺可以進行能源開發(fā)、海水利用、和旅游開發(fā)等功能，由于遠離海岸，海上平臺需要有抵御風(fēng)暴和波浪襲擊的能力?？梢?，與陸地環(huán)境不同，海洋環(huán)境是一種極其嚴酷復(fù)雜的環(huán)境，海水除了會對海洋工程建筑產(chǎn)生往復(fù)沖擊和極端沖擊，海水中的強腐蝕介質(zhì)還會加速海洋工程建筑的腐蝕。

涉海類高校具有較為明晰的高校培養(yǎng)定位，海洋類創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是涉海類高校的主體任務(wù)，涉海類高校肩負著發(fā)展新時代海洋事業(yè)的重大歷史使命。與海洋工程建設(shè)發(fā)展對海洋類創(chuàng)新人才的需求相比，海洋技能人才仍然比較稀缺，涉海類高校對海洋高技能人才、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)任重而道遠。

1 新生涉海類高校背景

新生涉海類高校不同于老牌的涉海類高校，除了海洋科學(xué)與工程類的院系，其它院系往往存在學(xué)科設(shè)置和專業(yè)發(fā)展與高校培養(yǎng)定位不匹配的現(xiàn)象[2]。與老牌的涉海類高校相同，水產(chǎn)科學(xué)和海洋工程是江蘇海洋大學(xué)的特色學(xué)科，水產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋科學(xué)是江蘇海洋大學(xué)的重點學(xué)科，但是老牌的涉海類高校其它院系在海洋方向上的學(xué)科設(shè)置和專業(yè)發(fā)展都已較為平衡，新生涉海類高校中的其它院系需要依據(jù)學(xué)校海洋類創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標，及時調(diào)整自身的培養(yǎng)方案與課程設(shè)置，避免學(xué)院與專業(yè)在涉海類高校中被邊緣化。

新生涉海類高校的其它院系還存在與當?shù)睾Ｑ箢惼髽I(yè)缺乏合作的問題。海洋科學(xué)與工程類的院系已與當?shù)厣婧ｎ惖钠髽I(yè)建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，共同培養(yǎng)了大量的海洋工程和水產(chǎn)科學(xué)的專精人才。但是其它院系和涉海相關(guān)的企業(yè)合作并不緊密，海洋創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和區(qū)域海洋經(jīng)濟的聯(lián)動機制不夠健全，培養(yǎng)出的人才缺乏海洋方向上的專業(yè)知識和特色，相較于涉海類的企業(yè)、事業(yè)單位、和政府部門的人才需求存在脫節(jié)現(xiàn)象，不適應(yīng)新生涉海類高校海洋創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標和要求。

新生涉海類高校的非海洋專業(yè)還存在教師師資隊伍和教學(xué)內(nèi)容與海洋特色不兼容的情況[3]。江蘇海洋大學(xué)在更名前只是一所以工程科學(xué)見長的高校，非海洋專業(yè)的教學(xué)組織和實施并不會以海洋特色為中心開展，教師的教學(xué)過程更是缺乏融入涉海知識的特色[4]。由于學(xué)校更名時間尚短，教學(xué)轉(zhuǎn)型較為急促，大多數(shù)教師在課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上依然停留在本專業(yè)傳統(tǒng)特色方面，這導(dǎo)致了非海洋專業(yè)的學(xué)生對海洋特色學(xué)科融合的認知較淺，也不利于非海洋專業(yè)學(xué)生在海洋相關(guān)工作單位的實踐能力的培養(yǎng)。

2 土木工程課程特點

土木工程專業(yè)在江蘇海洋大學(xué)的傳統(tǒng)工科特色優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，一直保持高質(zhì)量的人才培養(yǎng)，系統(tǒng)培養(yǎng)了學(xué)生在土木工程建設(shè)技術(shù)和管理理論方面的專業(yè)知識，向土木建筑行業(yè)的施工、設(shè)計、監(jiān)理、管理等領(lǐng)域輸送了大量實踐能力強、基礎(chǔ)知識扎實的專業(yè)人才。土木工程專業(yè)經(jīng)過多年的積累，已形成了如下特色和優(yōu)勢。

（1）培養(yǎng)人才具有扎實的土木工程專業(yè)知識和工程實踐能力，能在土木工程設(shè)計、施工和管理中的某一領(lǐng)域勝任核心工作崗位，并對土木工程前言技術(shù)具有一定的專業(yè)洞察力。

（2）合作企業(yè)多樣化，包括施工企業(yè)、設(shè)計院所、港口集團、電力公司等多家企業(yè)，專業(yè)教學(xué)團隊與企業(yè)、行業(yè)部門開展實訓(xùn)實習(xí)和教學(xué)項目合作，構(gòu)建產(chǎn)教融合育人平臺。

（3）教學(xué)人才包括混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、巖土力學(xué)、建筑材料、工程制圖、施工技術(shù)與管理等方向，已形成了一只教學(xué)能力強，凝聚力強的教學(xué)團隊，為土木建筑行業(yè)培養(yǎng)了大量優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用型人才。

雖然有江蘇海洋大學(xué)傳統(tǒng)工科優(yōu)質(zhì)平臺作為依靠，土木工程專業(yè)也在本專業(yè)領(lǐng)域深耕已久并取得了顯著的成績，但尚未借助江蘇海洋大學(xué)海洋工程與科學(xué)的優(yōu)勢，也并沒有形成“海洋土木”的專業(yè)優(yōu)勢，亟需教學(xué)與人才培養(yǎng)計劃上的進一步改革。

3 傳統(tǒng)土木工程課程教學(xué)中的相關(guān)問題

3.1 學(xué)生涉海知識儲備不足

江蘇海洋大學(xué)是一所新生的涉海類高校，背負著江蘇省海洋類專業(yè)人才培養(yǎng)的使命，但是土木專業(yè)的學(xué)生涉海知識儲備不足，還無法滿足相關(guān)涉海企業(yè)的人才需求。土木工程專業(yè)在培養(yǎng)人才的過程中，缺乏涉海類的專業(yè)實踐、專業(yè)實習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)，在教學(xué)過程中未能體現(xiàn)出海洋特色，尚未結(jié)合海洋工程建設(shè)中嚴酷的環(huán)境和后期的養(yǎng)護進行創(chuàng)新改革和課程體系建設(shè)。江蘇海洋大學(xué)土木工程專業(yè)現(xiàn)有的涉海教育是不足的，大多數(shù)課程并沒有將海洋知識融入到課程教學(xué)中，因為難以拓展學(xué)生的涉海知識，導(dǎo)致難以培養(yǎng)以“海洋土木”為培養(yǎng)目標的復(fù)合型人才。

人工牧草地：1984年之前為采用傳統(tǒng)順坡耕作模式的坡耕地，之后將坡耕地整治為人工牧草地，種植王草(PennisetumpurpureumK.Scbumacb、P.typhoideum Rich)，現(xiàn)株高120～150 cm，每年進行培土等農(nóng)事活動。

3.2 合作涉海企業(yè)數(shù)量較少

專業(yè)與合作企業(yè)的聯(lián)合代表著專業(yè)的核心特色和就業(yè)競爭力。雖然土木專業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的積累，已經(jīng)和各行業(yè)的企事業(yè)單位建立了長遠的合作關(guān)系，但是涉海類企業(yè)的數(shù)量依然偏少。這也導(dǎo)致了土木專業(yè)涉海類實訓(xùn)集體面積和實驗儀器種類都較少，缺少“海洋特色“的實踐教學(xué)和實訓(xùn)課程，無法滿足培養(yǎng)海洋特色土木學(xué)子的需求。

3.3 教師涉海特色團隊缺乏

為了滿足高質(zhì)量的教學(xué)要求，教學(xué)團隊的組建必不可少，雖然土木專業(yè)已有數(shù)支高水平的土木專業(yè)學(xué)術(shù)教育團隊，但是涉海特色團隊還尚未建立，并且內(nèi)部缺少有著豐富實踐經(jīng)驗的行業(yè)從業(yè)人員，這導(dǎo)致了無法培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)優(yōu)量的師資團隊，缺乏土木學(xué)科海洋特色專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的動力。

4 對傳統(tǒng)土木工程課程進行涉海改革的相關(guān)思考

4.1 針對海洋環(huán)境更新教學(xué)內(nèi)容

海洋環(huán)境與陸地環(huán)境不同，海洋環(huán)境的條件極為嚴苛，除了海水中的強腐蝕介質(zhì)會加速腐蝕建筑的材料，暴風(fēng)所引起的巨浪還會給海洋工程建筑的結(jié)構(gòu)造成極大的威脅。因此，土木工程專業(yè)的核心課程需要針對海洋環(huán)境的不同，做出相應(yīng)的調(diào)整。

島礁的建設(shè)和海上油氣的開采與土木工程中的土力學(xué)息息相關(guān)[5]。一般島礁是通過吹土回填的方式新建而成，而海上石油的開采非?？简炘O(shè)計人員對于海底土體特性的理解。針對吹土回填，授課內(nèi)容需要更加著重于理解土的滲透性、地基沉降、地基承載力、樁基礎(chǔ)承載力和土坡穩(wěn)定性分析等的知識，達到解決島礁建設(shè)中土體穩(wěn)定性、變形和滲流等問題的目的。針對海上油氣的開采，授課內(nèi)容需要著重介紹天然氣水合物與海底土體耦合的特性，天然氣水合物對于固體顆粒相互膠結(jié)強度的影響，在油氣開采作業(yè)中溫度和壓力的變化所導(dǎo)致的海底土體強度的變化，潛在的工程破壞災(zāi)害等。對于海上油氣開采平臺的建造，土力學(xué)課程的講授過程可以適當增加導(dǎo)管架海洋平臺建造和安裝、單樁軸向極限承載力、樁的軸向相應(yīng)、水平荷載下單樁的設(shè)計等內(nèi)容，增強土體與結(jié)構(gòu)耦合關(guān)系的知識講授。

鋼筋混凝土設(shè)計是港口建造中非常重要的一環(huán)[6]。傳統(tǒng)土木專業(yè)鋼筋混凝土課程的授課內(nèi)容重點關(guān)注的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)下的安全性和工作狀態(tài)下的適用性，對于強腐蝕海洋環(huán)境下的耐久性關(guān)注度并不是很高。海洋環(huán)境的侵蝕作用會嚴重損害鋼筋混凝土的結(jié)果，港口的鋼混工程因氯鹽損害引起的鋼筋銹蝕極為嚴重。隨著近年來我國高性能海工混凝土的發(fā)展，我國已初步形成了海工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及其防護技術(shù)、耐久性評價和施工應(yīng)用技術(shù)等技術(shù)體系。因此鋼筋混凝土課程可以酌情增添海工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的相關(guān)研究動態(tài)和工程應(yīng)用實踐相關(guān)內(nèi)容，更加系統(tǒng)性地介紹海工混凝土的技術(shù)發(fā)展、作用機理、設(shè)計理念、性能特點和工程應(yīng)用等方面的內(nèi)容。為了幫助學(xué)生更加容易理解海工混凝土的應(yīng)用，可以以東海大橋等重大工程總結(jié)海工混凝土在實踐中存在的問題與瓶頸，展望海工混凝土應(yīng)用的發(fā)展趨勢和方向。

海上平臺的離不開鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)知識，海上油氣開采平臺、海上風(fēng)機、海上牧場等海上平臺大多數(shù)都是由鋼結(jié)構(gòu)組成[7]。《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》是土木工程專業(yè)中一門十分重要的基礎(chǔ)課程，在陸地上的鋼結(jié)構(gòu)自身重量輕、施工簡易、承載力強、抗震性能好，備受行業(yè)青睞，傳統(tǒng)土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的授課內(nèi)容大多集中在介紹鋼材材質(zhì)、結(jié)構(gòu)連接和穩(wěn)定性等方面。不同于陸地環(huán)境，海洋環(huán)境的波浪荷載作用在海上平臺上是一種低頻運動的小幅荷載，授課內(nèi)容應(yīng)該著重講授循環(huán)荷載作用下的鋼結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)分析，讓學(xué)生充分了解如何對復(fù)雜的近海結(jié)構(gòu)開展詳細、完善的載荷效應(yīng)分析，在長期的波浪荷載作用下，關(guān)節(jié)點疲勞強度分析和復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的承載能力設(shè)計也至關(guān)重要。除了低頻動態(tài)響應(yīng)分析，海上平臺的自生災(zāi)害也是在設(shè)計中需要考慮的一環(huán)，相關(guān)規(guī)范中對于爆炸載荷效應(yīng)和火災(zāi)載荷效應(yīng)計算規(guī)則與方法也需要添加到教學(xué)內(nèi)容當中。隨著中國海洋工程的發(fā)展，海洋特色的鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)應(yīng)該將海洋工程、流體力學(xué)、海洋環(huán)境力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和斷裂力學(xué)等學(xué)科融合，系統(tǒng)闡述海洋特色鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理和方法，使土木工程的學(xué)生更好的將鋼結(jié)構(gòu)的知識應(yīng)用在海洋平臺設(shè)計上。

4.2 加強本科教學(xué)海洋土木實驗室的建設(shè)

針對土木工程系海洋土木實驗室建設(shè)不足的現(xiàn)狀，考慮海洋建筑所處的復(fù)雜環(huán)境，通過材料試驗、結(jié)構(gòu)試驗、土工試驗、BIM技術(shù)以及數(shù)字化手段，實現(xiàn)海洋土木實驗室的高性能和智能化建設(shè)，促進海洋土木技術(shù)在學(xué)習(xí)中的規(guī)范化、標準化。通過組建高水平的海洋土木實驗室，可以提高與涉海企業(yè)的合作深度，更高質(zhì)量地合作培養(yǎng)具有企業(yè)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力的學(xué)生，引領(lǐng)海洋土木工程建設(shè)技術(shù)的變革，帶動整體行業(yè)的良性發(fā)展，縮短江蘇海洋大學(xué)與其它傳統(tǒng)涉海類高校在學(xué)生培養(yǎng)上的差距，并有機會提供更高水平的教育環(huán)境，促進江蘇海洋大學(xué)在培養(yǎng)涉海類土木學(xué)生整體質(zhì)量的提高，進一步提升江蘇海洋大學(xué)土木畢業(yè)生在海洋土木工程設(shè)計與施工的水平，推動土木工程專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級與教學(xué)進步。

4.3 組建高水平的涉海教學(xué)團隊和教學(xué)體系

作為新生涉海類高校的土木工程專業(yè)，亟需明確以涉海特色為專業(yè)建設(shè)需求的教學(xué)目標，土木專業(yè)課程的涉海特色，培養(yǎng)適應(yīng)海洋土木工程建設(shè)發(fā)展需求的應(yīng)用型技術(shù)人才。為了達成海洋土木特色學(xué)科的建設(shè)，需要建設(shè)一只高水平的涉海特色教育團隊，可通過對外特聘有豐富經(jīng)驗的海洋土木類的教授崗位，對內(nèi)培養(yǎng)具有涉?？蒲薪?jīng)驗的年輕教師并提供進修條件，盡早組建已海洋特色為核心的高質(zhì)量教學(xué)團隊，精選和更新教學(xué)內(nèi)容，促進教材和教案在涉海內(nèi)容上的科學(xué)性、先進性和實用性，在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生在海洋土木的問題上多加探討，培養(yǎng)學(xué)生主動思考海洋土木工程建設(shè)的創(chuàng)新思維，拓寬學(xué)生的海洋科學(xué)眼界，為就業(yè)從事海洋土木類的工作崗位奠定扎實的理論和實踐基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

本文從教學(xué)內(nèi)容、實驗室建設(shè)和教學(xué)團隊三方面對新生涉海類高校的土木工程專業(yè)開展涉海內(nèi)容的教學(xué)改革，提出了以下三點建議：①教學(xué)內(nèi)容上增加對海洋土木工程建設(shè)和海洋環(huán)境的介紹，結(jié)合土木工程核心課程與海洋環(huán)境的特點，對教學(xué)內(nèi)容的著重點提出了初步的建議，增強學(xué)生知識體系中的“海洋成色”；②實驗室建設(shè)上依托江蘇海洋大學(xué)的海洋特色，加強涉海類實驗室的建設(shè)，與涉海類企事業(yè)單位建立長期合作關(guān)系，建立穩(wěn)定的教學(xué)實習(xí)基地，培養(yǎng)學(xué)生在海洋土木工程建設(shè)中的分析和創(chuàng)新能力；③教學(xué)團隊上建設(shè)高水平涉海特色教學(xué)團隊，引入海洋特色人才加入教學(xué)團隊，從課程體系建設(shè)和實踐教學(xué)體系兩方面為土木工程學(xué)科的海洋特色建設(shè)提出解決對策，為新生涉海類高校的非海洋學(xué)科專業(yè)提供轉(zhuǎn)型指導(dǎo)。