楊聞?dòng)? 劉春嶸

[摘 要]在全面振興本科教育的背景下，為提高港航專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生培養(yǎng)，文章提出了基于小尺度港工模型的工程訓(xùn)練模式教學(xué)探究，分析了該模式提出的主要原因，并介紹了工程訓(xùn)練的主要模式，以不同種類的港工模型制作為基礎(chǔ)，串聯(lián)主要專業(yè)核心課程的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和自主學(xué)習(xí)能力，并以港工模型反哺教學(xué)，形成覆蓋面廣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的良性教學(xué)循環(huán)。

[關(guān)鍵詞]港工模型;工程訓(xùn)練;教學(xué)探究

[基金項(xiàng)目]2019.06-2020.06廈門理工學(xué)院教研教改項(xiàng)目“基于小尺度港工模型的工程訓(xùn)練模式教學(xué)探究”（JG2019023）

[作者簡(jiǎn)介]楊聞?dòng)睿?986—），男（滿族），遼寧北鎮(zhèn)人，博士，廈門理工學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院副教授，主要從事港口航道與海岸工程研究;劉春嶸（1972—），男，云南昆明人，博士，廈門理工學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院教授，主要從事水動(dòng)力學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）32-0200-02[收稿日期] 2020-03-15

一、引言

為貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述和全國教育大會(huì)的重要舉措，教育部下發(fā)《關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》，從嚴(yán)格教育教學(xué)管理、深化教育教學(xué)制度改革、引導(dǎo)教師潛心育人、加強(qiáng)組織保障四個(gè)方面提出了22條具體舉措，旨在全面振興本科教育，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，達(dá)到讓學(xué)生忙起來、教師強(qiáng)起來、管理嚴(yán)起來、效果實(shí)起來的綜合效果。

在此背景下，各大高校積極推進(jìn)本科生導(dǎo)師制[1]，工程教育專業(yè)認(rèn)證[2]，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目[3]等優(yōu)秀的教學(xué)制度，同時(shí)很多創(chuàng)新的教學(xué)方法也不斷提出，例如，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法[4]、研究型教學(xué)[5]、虛擬仿真教學(xué)[6]、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)[7]等等。通過不斷創(chuàng)新的教學(xué)制度和教學(xué)方法讓學(xué)生有更多的途徑獲取專業(yè)知識(shí)和能力，以達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，加強(qiáng)學(xué)生與教師之間的有效溝通與互動(dòng)、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力、培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)等目的。創(chuàng)新的教學(xué)方法往往取決于教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式的有機(jī)結(jié)合，并合理巧妙的進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，如何有效地聯(lián)系起教師與學(xué)生的教與學(xué)的關(guān)系，如何讓課堂教學(xué)和學(xué)生的課外學(xué)習(xí)有機(jī)統(tǒng)一地結(jié)合起來，仍然是需要深入思考的重要問題。

二、小尺度港工模型工程訓(xùn)練模式的提出

港口航道與海岸工程專業(yè)為我校2014年開設(shè)的本科專業(yè)，其培養(yǎng)目標(biāo)為學(xué)習(xí)和掌握工科專業(yè)的數(shù)學(xué)力學(xué)基礎(chǔ)理論、土木及水利工程大類的基本知識(shí)、港口航道及海岸工程方面的專業(yè)知識(shí)、工程測(cè)繪和計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用等基本技能，具備工程分析設(shè)計(jì)及組織管理能力，能在港口、航道、海岸工程以及相近的水利工程、土木工程等設(shè)計(jì)、管理、施工部門從事勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)管理等工作。

開設(shè)專業(yè)以來，通過對(duì)于教學(xué)實(shí)施過程的總結(jié)和反思發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在入學(xué)初期對(duì)于所學(xué)專業(yè)本身的認(rèn)識(shí)往往非常有限，將會(huì)對(duì)其后續(xù)的學(xué)習(xí)計(jì)劃、學(xué)習(xí)熱情有一定的影響。除入學(xué)教育外，學(xué)生對(duì)專業(yè)的初步認(rèn)識(shí)一般從專業(yè)導(dǎo)論課程開始，之后通過認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，實(shí)地到運(yùn)營的港口或施工中的港口進(jìn)行參觀，形成對(duì)專業(yè)的直觀感性認(rèn)識(shí)。在此過程中發(fā)現(xiàn)若干問題，例如，專業(yè)導(dǎo)論課程一般通過文字、圖片、實(shí)例、視頻等方式展示本專業(yè)內(nèi)容，使學(xué)生有一定的感性認(rèn)識(shí)，但略偏于理論，學(xué)生認(rèn)知有限，或興趣熱情不足。通過認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)進(jìn)行實(shí)地參觀，雖能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，但存在實(shí)習(xí)基地的選擇問題，對(duì)于建設(shè)中的港口工程，隨時(shí)間推移其建設(shè)過程不同，因此學(xué)生僅能看到施工當(dāng)前的部分，對(duì)于已施工完成的部分和將要施工部分，無法通過參觀得到感性認(rèn)識(shí)。在進(jìn)入專業(yè)課程教學(xué)中，核心課程的教學(xué)直接關(guān)系到學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)施，畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中涉及的港口平面布置、裝卸工藝、港口結(jié)構(gòu)選型等核心內(nèi)容，在畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)過程中，一些學(xué)生表現(xiàn)出基本概念和理論不清楚的問題，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的推進(jìn)造成了一定的影響。目前，我校并未開設(shè)專門的港航工程模型實(shí)驗(yàn)課程[8]，因此，現(xiàn)提出基于小尺度港工模型的工程訓(xùn)練模式教學(xué)探究。

基于小尺度港工模型的工程訓(xùn)練模式教學(xué)探究的基本思路如下：充分發(fā)動(dòng)和組織學(xué)生進(jìn)行分組訓(xùn)練，通過廣泛查閱資料，以本專業(yè)核心課程為基礎(chǔ)，由學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作小尺度港工模型，制作完成的港工模型可以用于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，如新生入學(xué)展示，專業(yè)導(dǎo)論及專業(yè)課程的教學(xué)過程中。通過小尺度港工模型的制作，一方面，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，另一方面，可以加深學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)認(rèn)知。并將模型應(yīng)用于后續(xù)課程的教學(xué)中，為后續(xù)工程教育專業(yè)認(rèn)證增加展示材料。

三、港工模型訓(xùn)練模式的具體思考

港口水工建筑物、港口規(guī)劃與布置、港口裝卸工藝、水運(yùn)工程施工這幾門港航專業(yè)的核心專業(yè)課程構(gòu)成港工模型工程訓(xùn)練的主要內(nèi)容，能夠制作的港工模型可分為以下類別：水工建筑物模型、港口平面布置模型、港口機(jī)械模型及水力演示類模型。

水工建筑物類模型取材于港口水工建筑物中的重力式沉箱和方塊碼頭、高樁碼頭、防波堤、浮式碼頭等結(jié)構(gòu)形式，模型制作過程中，把碼頭、防波堤等具體結(jié)構(gòu)形式與相應(yīng)的結(jié)構(gòu)施工內(nèi)容相結(jié)合，在模型中體現(xiàn)結(jié)構(gòu)名稱和施工順序。以重力式矩形沉箱碼頭模型的設(shè)計(jì)制作為例，重力式矩形沉箱碼頭主體結(jié)構(gòu)包括沉箱墻身、胸墻、面層、附屬設(shè)施等等，其施工主要流程為：基床開挖、拋石、夯實(shí)、整平，沉箱安放，沉箱內(nèi)填料及后方回填，上部結(jié)構(gòu)施工，面層施工，附屬設(shè)施施工。結(jié)合兩部分內(nèi)容，則重力式矩形沉箱碼頭模型可展示基床、沉箱墻身、沉箱內(nèi)填料、后方回填、胸墻、面層、附屬設(shè)施等部分，并可附上簡(jiǎn)明介紹。設(shè)計(jì)巧妙的結(jié)構(gòu)模型應(yīng)能夠具有拆卸和組裝的功能，進(jìn)而在組裝過程中可充分展示施工過程。港口平面布置模型展示港口水域、陸域、碼頭前沿、防波堤、船舶模型等。除展示港口組成以外，設(shè)計(jì)精良的模型亦可在模型水域部分引入真實(shí)水體，并可控制水位上升下降以模擬潮汐現(xiàn)象，設(shè)置簡(jiǎn)易造波裝置以模擬波浪在近岸的傳播;在模型陸域部分可體現(xiàn)不同貨重的裝卸工藝。港口機(jī)械模型包括集裝箱裝卸橋、門式起重機(jī)等，該部分模型可單獨(dú)展示，或配合港口平面布置模型使用。水力演示類模型包括微型演示波浪水槽、循環(huán)水槽等，由于僅作為演示用，水槽尺寸可設(shè)計(jì)很小，甚至方便帶進(jìn)教室進(jìn)行演示。微型演示波浪水槽可采用亞克力水槽搭配以往復(fù)式搖擺電動(dòng)機(jī)構(gòu)建立的簡(jiǎn)易搖擺式造波機(jī)，或者以曲柄連桿電動(dòng)機(jī)構(gòu)建立的楔形塊造波機(jī)。

四、能力培養(yǎng)

從港口航道與海岸工程專業(yè)學(xué)習(xí)的知識(shí)體系來說，港工模型的工程訓(xùn)練模式可以串聯(lián)起大部分的專業(yè)核心課程，包括工程制圖、CAD制圖、專業(yè)導(dǎo)論、港口水工建筑物、港口規(guī)劃與布置、水運(yùn)工程施工、港口裝卸工藝等課程。在模型制作的工程訓(xùn)練模式中可以培養(yǎng)學(xué)生的如下能力：

制圖能力：學(xué)生依據(jù)所查資料，自己繪圖，設(shè)計(jì)確定模型的結(jié)構(gòu)，確定模型尺寸，從而培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的工程繪圖能力。

自主學(xué)習(xí)能力：查閱資料是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的必要能力，鍛煉學(xué)生凝練關(guān)鍵詞及對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納、整理、分析的能力。

溝通表達(dá)能力：港工模型的工程訓(xùn)練宜采用小組的形式進(jìn)行，為每個(gè)小組設(shè)計(jì)不同的任務(wù)，并考慮小組之間任務(wù)的聯(lián)系，例如將一個(gè)大而復(fù)雜的港工模型進(jìn)行分解布置給不同小組，這樣不僅小組內(nèi)的同學(xué)能夠溝通討論，小組和小組之間也可以溝通協(xié)作，從而鍛煉其溝通、協(xié)作及表達(dá)的能力。

五、結(jié)論

基于小尺度港工模型的工程訓(xùn)練模式探索旨在通過港工模型制作提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣動(dòng)力，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)學(xué)生與教師的互動(dòng)，通過學(xué)生自己參與解決實(shí)際問題，所制作的港工模型又可反哺應(yīng)用于教學(xué)當(dāng)中，并通過不斷補(bǔ)充、豐富和發(fā)展港工模型的種類和內(nèi)容，覆蓋專業(yè)中不同年級(jí)的同學(xué)，形成良好的教學(xué)循環(huán)，以增進(jìn)教學(xué)和專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量，達(dá)到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的。

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