基于“卓越工程师教育培养方案”的教材改革研究

摘要：江苏科技大学在2011年提出了“卓越工程师教育培养方案”，该培养方案以海洋工程装备设计工程师培养为目的，探索具有“工文交融”特色的工程师培养模式，即以“工程教育”为重点，建立“工程”与“管理”、“工程”与“技术”相融的课程体系。对于新增专业许多教材缺乏和部分教材出版年份久远不能适应现代工程师培养需求的问题，重点编写了海洋工程装备设计与制造的核心理论课程教材——《海洋平台设备与系统》。这次教材改革较以往的教程涉及培养目标的变化、课程政策的调整和课程结构的改革。

关键词：卓越工程师培养；教材改革；海洋工程；工文交融

作者简介：刘珍（1982-），女，山东阳谷人，江苏科技大学船舶与海洋工程学院，讲师；嵇春艳（1976-），女，山东青岛人，江苏科技大学船舶与海洋工程学院，教授。（江苏 镇江 212003）

基金项目：本文系江苏科技大学船舶与海洋工程学院2011年质量工程课题立项建设精品教材项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0129-02

“卓越工程师教育培养方案”是江苏科技大学2011年为迎接国家海洋工程装备大发展而新增的本科专业培养计划。该“培养方案”旨在培养德、智、体等诸多方面发展，基础扎实，知识面广，能适应社会发展的需要，具备现代海洋工程装备设计、研究、建造的基本技能和管理基础知识，具备计算机编程及应用能力的专业型人才。学生应不断追求新知识，具有实事求是、独立思考、勇于创造的科学精神。[1]

尽管20世纪初就开始有工程师从事海洋工程应用工作，但海洋工程学科一直到20世纪60年代末才出现在一些大学内，所以，海洋工程教育相对来说是很新的领域。探索水下环境、发展近海石油及天然气工业、海岸保护和港口的扩展推动了海洋工程的发展。1947年在美国墨西哥湾建成第一座钢结构平台，从此海洋平台经历了从固定式平台到深海spar平台的演化，而目前所能达到的开采水域也超过了3000m。海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵，与陆地结构相比，它所处的环境条件十分复杂且恶劣，承受着多种随时间和空间变化的随机荷载。海洋平台装备更新发展迅速，目前主要的发展趋势是大型化、深水化、信息化。以往的教材鲜少对深水中的海洋平台设备和系统进行阐述，无法满足学生学习海洋工程装备最新进展的需求。为此，学校重点编写了海洋工程装备设计与制造的核心理论课程的教材——《海洋平台设备与系统》。本教材的编写以满足“卓越工程师教育培养方案”专业学生的学习为目标，涉及培养目标的变化、课程政策的调整、课程结构的改革，而且增加了生产实践环节。

教师教育观念的更新、学生学习方式的转变将是本次课程改革在实施过程中的标志性体现，即“以培养学生的综合科学素质和创新精神为宗旨，紧密围绕船舶与海洋工程领域培养人才，注重建设与改革相结合、注重理论与实验相结合、注重课内教学与开放教学相结合、注重教学与工程实践相结合、注重考核与培养目标相结合”。对于大学生的素质结构应如何与课程改革结合等问题的研究似乎还缺少深入，导致素质教育实践者在认识上存在一定误区，实践中仍有失偏颇。[2]通过开展实验教学和实践活动，学校应培养学生团结协作精神，提高解决科学问题、技术问题和工程实践问题的能力，培养具有创新精神的拔尖人才。对于那些基于海洋工程基本概念和基本原理上发展起来的高科学技术和前沿领域，教材着重从基础层面上去寻找和分析它们的根，使学生认识到学习基础论的重要性。在高等教育这个环境，对当代大学生的培养目标需要做一些相对深入的分析和思考。[3]

一、培养目标的变化

教材旨在满足海洋工程专业的特色培养，以海洋工程装备设计或制造管理型工程师培养为重点，以工程执业的基本资质为导向，借鉴国外优秀工程师培养的先进经验，探索并形成具有“工文交融”特色的卓越工程师培养模式。以“工程教育”为重点，建立“工程”与“管理”、“工程”与“技术”相融通的课程体系，树立“现代工程师”的人才培养观念。专业建设目标明确，特色显著，要在海洋工程先进制造技术、先进管理技术的研究和应用、海洋工程结构力学性能、水动力学性能等方面形成显著的特色和优势。培养出具备健全人格、能力突出，具有船舶与海洋工程专业背景，具有竞争力和发展潜力的卓越工程师；要求学生具备海洋工程装备设计与制造特色，满足海洋工程领域对高层次复合型专业人才的需要。通过专业知识的学习，学生们应基础扎实、视野开阔、发展潜力大、创新意识强、工程素养突出、综合素质优秀，掌握海洋工程装备设计基础理论与海洋工程装备现场制造的专门知识和关键技术。

本科阶段采取校企联合培养的“3+1”模式，3年在学校学习，累计1年在企业实习和毕业设计。创设校内学科导师加校外工程导师的“本科双导师”制来配合完成人才培养。实施“双导师”制专业的所有学生均按专业和兴趣组成学生团队，导师为团队建立档案和能力培养计划，通过实践项目来组织实施。使学生有兴趣、有研究、有实践地学习专业领域的知识，并逐步系统地增长工程实践能力、项目管理能力和创新能力。

二、课程政策和结构的调整

在专业教育基础上，培养学生建立海洋工程的整体知识框架，了解海洋工程装备设计、制造流程，掌握其中的关键技术，形成专业知识复合，逐步形成从平台总体设计、结构设计、生产设计到海上项目运行控制、运营管理整个过程的系统性、综合性和创造性的思维品质，以及培养他们发现问题、解决问题的能力。

本教程第一章综合介绍了海洋工程装备概念及体系，总结了目前为止世界上主要海洋工程产品产业链的发展历程及发展方向。世界海洋工程装备正在向大型化、深水化、多样化和信息化等趋势发展。我国在海洋工程技术方面特别是深海装备领域与世界先进国家仍存在一定差距，密切跟踪国际深海海洋工程装备技术的发展现状及趋势是我国大力发展海洋开发事业必须先期进行的工作。学生必须首先了解国内及国际海洋工程整体发展现状，才能从实际出发攻克国内各项空白的海洋工程关键技术。教材从第二章到第七章详细讲述了包括固定式海洋平台和浮式海洋平台等各种先进工程装备的组成和特点，使学生掌握海洋工程装备制造工艺和流程的基本原理、方法。最后一章以一个浮动半潜式平台为例，详细介绍了半潜式平台水动力性能试验。半潜式平台是目前世界上深水海洋环境中应用最好的一款平台，是我国海洋事业进军深海的主要发展方向，所以针对该平台的水动力性能测试专门设置了一章试验课，使同学们充分了解模型试验的目标平台、环境条件与数值计算理论，还对目前海洋工程中应用较多的SESAM软件进行了详细介绍。此试验在江苏科技大学实验室进行，学校实验室是江苏省船舶先进设计制造技术重点实验室，具有行业公共服务平台“江苏省船舶先进制造技术中心”和科技公共服务平台“江苏省船舶数字化设计制造技术中心”。实验中心拥有大型拖曳水池、风浪流综合试验池、波浪水槽等重型实验设施和目前国内外先进的海洋工程专用软件SESAM、ANSYS、CAD/CAM等软件系统，完全能够满足本章的软件教学和试验教学任務。

为了配合教材正文，在每章中还插入一定数量的专题，介绍海洋工程前沿的知识和海洋动力学的新成果的短文，同时还列出有价值的参考文献，用于开扩学生的视野，了解当代海洋动力学家的思想。针对目前学生对理论理解能力和对现象的解释能力差这一实际问题，对教材中习题作相应改革，增大了习题量和信息量。习题分A、B、C三大类，其中A类题属于理论分析题，用于提高学生的科学思维能力和自我评价能力；B类题属于基本训练，题中含有丰富的海洋动力学及海洋工程类知识，用于帮助学生掌握基本概念和基本规律；C类题属于综合性应用题，用于提高学生综合应用，让学生在知识、素质和能力等方面都得到培养。

三、生产实践环节

为了实现上述培养目标的变化，还增添了生产实践环节。江苏科技大学与国内知名海洋工程企业签订了全面战略合作协议，开展产学研联合办学，拥有多个海洋工程的实习基地，完全能够满足本科教学需要。学校先后与海军政治部、中国船舶工业集团公司、中国船舶重工集团公司、中国舰船研究院等单位建立了全面的合作关系。同时为了拓展合作领域、满足对海洋工程方向人才培养的需要，学校与国内知名海洋工程装备制造企业南通中远船务工程有限公司、江苏熔盛重工有限公司、烟台莱福士海洋工程有限公司等签订了全面的战略合作协议，多个海洋工程方向的实习基地，为海洋工程方向人才的培养提供了宝贵的资源条件。

本专业学生在企业阶段主要学习海洋工程结构物制造技术、海洋工程项目管理与控制、海洋工程技术前沿等结合企业实践的基本知识，接受企业的认知实习、生产实习及平台总体设计、企业海工项目实践及海上项目组织管理的基本能力培养，使得学生具有海洋工程领域企业实践经验，掌握海洋工程装备项目设计、建造流程中的关键技术，具备团队合作精神，特别是在海洋工程装备规划设计、海洋工程装备制造项目管理与控制工作中具有协调、管理、竞争与合作的能力。学生能够在团队中发挥积极作用，能够使用合适的管理体系，形成管理计划和预算，组织人力和资源来确保工作进度，能够胜任海洋工程装备设计及制造项目中的关键岗位，能够成为具有适应海洋工程领域发展需要的高端性的卓越工程师及精英人才。

四、教材改革的目标

通過教学和实践环节的学习，学生具有建立海洋工程装备结构的数学和物理模型的能力，得到海洋工程强度问题分析的训练；具有海洋工程装备设计形式选型和论证的能力，结合实际工程需求及海洋环境可独立完成海洋工程装备设计形式选型及论证的全过程工作；具有应用计算机信息技术及软件解决海洋工程装备设计及制造过程中实际问题的能力，包括计算、计算机辅助设计、信息管理、模拟仿真等；具有可以应用各种手段获取资料、信息，跟踪本领域最新技术发展趋势，能够收集、分析、判断及选择国内外相关技术信息的能力。

本课程教材的改革，培养本科生具有不断获取知识，紧密追踪学科与技术发展动态的能力。通过深入海洋工程装备设计及制造企业工程实践，创造性地综合运用多学科知识、技术和现代工程工具，分析海洋工程装备制造项目实际应用问题。初步具备工程应用能力，具有至少1年的工程实践经历，能综合处理工程现场问题。同学们在将来的工作中，具有较强的创新意识、创造性思维能力，并在建立海洋工程装备结构的数学和物理模型、海洋工程装备设计形式选型和论证、海洋工程装备初步设计、海洋工程装备强度分析与计算、海洋工程装备制造项目管理与控制、解决海洋工程装备设计及制造过程中实际问题等环节中得以体现。

参考文献：

[1]钟志光.论大学生的培养目标[J].娄底师专学报，1988，（1）.

[2]宋素芬.大学生素质结构与工科课程改革[J].嘉兴学院学报，

2002，（5）.

[3]唐娜.对新时期大学生培养目标的思考[J].文教资料，2008，（11）.

（责任编辑：宋秀丽）