基于工程教育認(rèn)證的海岸動(dòng)力學(xué)教學(xué)改革研究

曹飛飛　梁丙臣　史宏達(dá)　潘新穎

【摘要】為提高海岸動(dòng)力學(xué)課程的教學(xué)效果，文章基于工程教育認(rèn)證的要求及目標(biāo)，圍繞課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討，以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，明確了教學(xué)目標(biāo)，并提出了教學(xué)改革策略，優(yōu)化教學(xué)體系，利用參考資料及課程網(wǎng)站，采用傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)、工程案例教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)手段，多樣化考核方式，并完善持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，以提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新性，培養(yǎng)綜合性工程人才。

【關(guān)鍵詞】海岸動(dòng)力學(xué)? 工程教育認(rèn)證? 教學(xué)方法? 持續(xù)改進(jìn)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）19-0255-02

工程教育是我國(guó)高等教育的重要組成部分，在高等教育體系中“三分天下有其一”。針對(duì)工程教育開(kāi)展的中國(guó)工程教育認(rèn)證工作由中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)組織開(kāi)展，其目標(biāo)是：構(gòu)建中國(guó)工程教育的質(zhì)量監(jiān)控體系，推進(jìn)中國(guó)工程教育改革，進(jìn)一步提高工程教育質(zhì)量;建立與工程師制度相銜接的工程教育認(rèn)證體系，促進(jìn)工程教育與企業(yè)界的聯(lián)系，增強(qiáng)工程教育人才培養(yǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性;促進(jìn)中國(guó)工程教育的國(guó)際互認(rèn)，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。[1]工程教育專業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)，其核心是確認(rèn)工科專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)。

為促進(jìn)工程專業(yè)發(fā)展，提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)與能力，加快工程教育國(guó)際化進(jìn)度，中國(guó)海洋大學(xué)響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，于2017年開(kāi)展并順利通過(guò)了港口航道與海岸工程專業(yè)認(rèn)證。海岸動(dòng)力學(xué)作為港航專業(yè)的核心課程，是學(xué)生實(shí)現(xiàn)畢業(yè)要求，達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的重要保障。

一、課程介紹

海岸動(dòng)力學(xué)是海岸工程和海岸帶資源綜合開(kāi)發(fā)利用的理論基礎(chǔ)，對(duì)于利用與開(kāi)發(fā)海岸帶、保護(hù)海岸工程至關(guān)重要，更是海港建設(shè)的關(guān)鍵。海岸動(dòng)力學(xué)主要任務(wù)包括：研究自然動(dòng)力因素（主要是波浪、波生流、潮流）對(duì)于海岸及海岸建筑物的作用;掌握海岸泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律;了解海岸變形（沖刷和淤積以及海岸地貌的形成和演變）規(guī)律。[2]

二、課程目標(biāo)

學(xué)生將通過(guò)學(xué)習(xí)該課程，了解海岸動(dòng)力環(huán)境的基礎(chǔ)知識(shí);掌握微幅波理論、有限振幅波理論以及各種波浪理論的適用范圍;掌握波浪短期統(tǒng)計(jì)特性和波浪譜概念，掌握波浪傳播變形、輻射應(yīng)力以及波生流物理產(chǎn)生機(jī)理;掌握推移質(zhì)輸沙率、懸移質(zhì)輸沙率、波流共同作用下的輸沙率;了解海灘上的泥沙運(yùn)動(dòng)與岸線變形并掌握海灘平衡剖面概念;了解淤泥質(zhì)海岸上港口及航道回淤量的估算方法和岸灘演變、海岸防護(hù);使學(xué)生在港口規(guī)劃布置及海岸工程的環(huán)境影響等方面有一定的基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)習(xí)專業(yè)課程以及今后從事科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。

三、課程的教學(xué)改革

（一）優(yōu)化教學(xué)體系

海岸動(dòng)力學(xué)與多門(mén)課程有著密切聯(lián)系，在教學(xué)內(nèi)容安排上要注重前后課程的銜接，使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)具有連貫性和系統(tǒng)性。[3]修讀該課程需要具備《水力學(xué)》、《高等數(shù)學(xué)》等課程基礎(chǔ)，可借鑒《河流動(dòng)力學(xué)》中河流泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究及《工程水文學(xué)》中海洋環(huán)境動(dòng)力因素的介紹，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，又為《港口水工建筑物》、《海岸工程學(xué)》、《航道工程學(xué)》、《港口規(guī)劃布置》等課程奠定基礎(chǔ)。在海岸動(dòng)力學(xué)的課程設(shè)計(jì)中需要綜合考慮以上相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)于相似知識(shí)點(diǎn)需要有不同的側(cè)重以避免大量重復(fù)教學(xué);同時(shí)作為其他課程的先修課，則需要針對(duì)將來(lái)要學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)做好規(guī)劃，使學(xué)生能夠有足夠的知識(shí)儲(chǔ)備。此外，還需要在授課過(guò)程中提前告知學(xué)生需要進(jìn)行的準(zhǔn)備工作以達(dá)到溫故知新的效果，并闡明各課程之間的關(guān)聯(lián)性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中有明確的課程體系，利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)已學(xué)知識(shí)的用途，同時(shí)認(rèn)識(shí)到該課程在后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要性。

（二）豐富教學(xué)方法

海岸動(dòng)力學(xué)內(nèi)容涉及理論與實(shí)際工程應(yīng)用，課程教學(xué)應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，借鑒傳統(tǒng)教學(xué)方式，活用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，利用教學(xué)資源，豐富教學(xué)模式。

1.課程參考資料及網(wǎng)站資源教學(xué)

教育部“十一五”國(guó)家級(jí)教材規(guī)劃通知指出：“教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的知識(shí)載體，是進(jìn)行教學(xué)的基本工具，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證?！?按照目前的課程體系，“海岸動(dòng)力學(xué)”是港口、航道與海岸工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，幫助學(xué)生從全局上學(xué)習(xí)了解海岸動(dòng)力的各種因素，了解各個(gè)分支的關(guān)系，兼顧實(shí)用性和研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)要求，對(duì)理論和技術(shù)基礎(chǔ)的深入研究都起到了推動(dòng)作用。[4]但目前的教材理論性較強(qiáng)，對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用涉及較少，加之課程課時(shí)量有限，需要補(bǔ)充其他學(xué)習(xí)資料以輔助教學(xué)。在課程概述中，為學(xué)生列出參考書(shū)目清單，并在教學(xué)過(guò)程中，為學(xué)生提供了《流體力學(xué)》、《工程海岸學(xué)》、《中國(guó)海岸工程進(jìn)展》、《海洋工程波浪力學(xué)》、《港口與航道水文規(guī)范》、《工程環(huán)境海洋學(xué)》等相關(guān)材料，以便學(xué)生在課間傳閱。

此外，隨著MOOC等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的發(fā)展，網(wǎng)站資源日漸豐富，其中河海大學(xué)開(kāi)展建設(shè)的《海岸動(dòng)力學(xué)》國(guó)家精品課程網(wǎng)站面向公眾開(kāi)放了大量視頻、課件及講義等優(yōu)質(zhì)資源，以便學(xué)生課下學(xué)習(xí)，通過(guò)線上教學(xué)的形式對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充。

2.多媒體教學(xué)

海岸動(dòng)力學(xué)是一門(mén)理論性較強(qiáng)的課程，講解對(duì)象包括勢(shì)流理論、波浪非線性問(wèn)題、波浪增減水及沿岸流特性的數(shù)學(xué)描述，涉及微積分、數(shù)學(xué)物理方法等相關(guān)內(nèi)容，公式推導(dǎo)復(fù)雜且抽象枯燥，教師在教學(xué)過(guò)程中需不斷提高教學(xué)課件的可視化，通過(guò)PPT、視頻、動(dòng)畫(huà)、圖片等多媒體手段，將水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡、波浪在傳播過(guò)程中發(fā)生的淺水變形、繞射、折射、駐波現(xiàn)象及波浪破碎的形態(tài)等傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法表達(dá)的課程內(nèi)容生動(dòng)形象展現(xiàn)出來(lái)。多媒體技術(shù)能對(duì)語(yǔ)言難以描述的問(wèn)題進(jìn)行形象化處理， 創(chuàng)造色彩繽紛、圖文并茂、動(dòng)靜相融的教學(xué)情境，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獲取更大的信息量， 較徹底地分解信息的復(fù)雜度， 減少信息在大腦中從形象到抽象， 再由抽象到形象的加工轉(zhuǎn)換過(guò)程， 充分傳達(dá)教學(xué)意圖[5]，從而吸引學(xué)生的注意力，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。

3.工程案例教學(xué)

學(xué)習(xí)海岸動(dòng)力學(xué)的目的是解決實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題，需結(jié)合現(xiàn)有工程案例和規(guī)范進(jìn)行分析講授，將書(shū)面的理論知識(shí)落腳到實(shí)際的專業(yè)問(wèn)題，即增加了學(xué)生的見(jiàn)識(shí)，又實(shí)現(xiàn)了授課內(nèi)容的多樣性和趣味性，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，通過(guò)自主思考和啟發(fā)式學(xué)習(xí)來(lái)提高學(xué)習(xí)效率，以達(dá)到解決工程復(fù)雜問(wèn)題的目的。在授課過(guò)程中先拋出工程案例，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生帶著問(wèn)題展開(kāi)學(xué)習(xí)，在完成相關(guān)的理論學(xué)習(xí)后，開(kāi)展研討式教學(xué)[6]，即檢驗(yàn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況，又鍛煉了學(xué)生獨(dú)立處理問(wèn)題及表達(dá)自我觀點(diǎn)的能力，提升了學(xué)生的成就感，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

4.實(shí)踐教學(xué)

目前執(zhí)行的海岸動(dòng)力學(xué)教學(xué)大綱取消了淺水變形、波浪破碎、駐波相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，該內(nèi)容納入了綜合實(shí)驗(yàn)課程中，以綜合性實(shí)驗(yàn)的形式開(kāi)展，有助于提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。但綜合實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置于大四下學(xué)期，開(kāi)設(shè)時(shí)間較晚，為使學(xué)生對(duì)海岸動(dòng)力學(xué)有更直觀的認(rèn)識(shí)，建議以研促教，在教學(xué)過(guò)程中將理論知識(shí)與科研工作相結(jié)合，組織學(xué)生利用課余時(shí)間對(duì)同期開(kāi)展的與課程相關(guān)的科研實(shí)驗(yàn)、SRDP或科技競(jìng)賽等活動(dòng)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，以拓展學(xué)生的視野，扎實(shí)學(xué)生的理論知識(shí)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）多樣化考核方式

課程考核既能檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握情況，又能對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)起到強(qiáng)有力的督促作用，是教學(xué)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)。傳統(tǒng)的閉卷考試模式單一[7]、對(duì)學(xué)生的考核較片面，不能完全反映學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程及能力。為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，需采用多樣化的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及調(diào)研反饋，成績(jī)考核采用百分制，綜合評(píng)定方法涉及日常表現(xiàn)、課后作業(yè)及期末閉卷考核三部分。其中日常表現(xiàn)包括出勤、隨堂測(cè)試、課堂提問(wèn)、課堂研討及課下學(xué)習(xí)交流，占總成績(jī)的20%;課后作業(yè)占總成績(jī)的10%;課程基本理論與計(jì)算方法主要采用期末閉卷考核的形式，占總成績(jī)的70%。該多樣化的考核方式可以激發(fā)學(xué)生日常學(xué)習(xí)的興趣，以學(xué)生為中心，將被動(dòng)考核轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，比較全面的體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程及對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，符合人才培養(yǎng)的宗旨。

（四）完善持續(xù)改進(jìn)機(jī)制

為不斷提升教學(xué)質(zhì)量，需要對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控及質(zhì)量評(píng)價(jià)，以評(píng)促教，以評(píng)促改，不斷完善持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。學(xué)校設(shè)有本科教學(xué)工作水平評(píng)估辦公室，主要負(fù)責(zé)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)估工作，由學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)校教學(xué)管理人員、教學(xué)督導(dǎo)（分校院兩級(jí)）共同組成教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控隊(duì)伍。學(xué)校成立教學(xué)督導(dǎo)團(tuán)，學(xué)院成立教學(xué)督導(dǎo)專家組，校、院兩級(jí)教學(xué)督導(dǎo)組織分別在校行政、院系行政領(lǐng)導(dǎo)下，根據(jù)學(xué)校、院教學(xué)工作中心任務(wù)和改革發(fā)展目標(biāo)，代表學(xué)校、院開(kāi)展教學(xué)督促、檢查、調(diào)研、指導(dǎo)工作，保證學(xué)校和院教學(xué)工作的決定、任務(wù)及規(guī)章制度得以貫徹落實(shí)，確保教學(xué)質(zhì)量提高。此外，院系設(shè)有教研室，經(jīng)常組織教師討論教學(xué)大綱，進(jìn)行教材分析;組織試講和觀摩教學(xué)，交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn);積極開(kāi)展專題研究，進(jìn)行教學(xué)改革;開(kāi)展課程教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)，優(yōu)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)。

學(xué)校也設(shè)置了學(xué)生評(píng)教系統(tǒng)，用于學(xué)生對(duì)課程教學(xué)相關(guān)工作的評(píng)價(jià)，從而可以根據(jù)學(xué)生的心聲，不斷完善教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，保證課程的持續(xù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。在課程教學(xué)中，同樣為學(xué)生開(kāi)通反饋渠道，隨時(shí)聽(tīng)取學(xué)生意見(jiàn)，并在學(xué)期開(kāi)始和結(jié)束時(shí)以不記名形式開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查，為課程改革提供參考依據(jù)。

此外，還可以跟蹤畢業(yè)生就業(yè)去向，建立與用人單位之間的溝通渠道，根據(jù)用人單位的調(diào)查反饋，全面了解用人單位的需求及畢業(yè)生的工作素質(zhì)能力，并及時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等進(jìn)行必要調(diào)整。[8]

四、結(jié)語(yǔ)

隨著科技和海洋產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，軍事和海岸工程建設(shè)的需求增加，海岸動(dòng)力學(xué)成為研究的重要方向，而作為港口、航道與海岸工程建設(shè)的儲(chǔ)備軍，港航專業(yè)畢業(yè)生必須具備扎實(shí)的理論知識(shí)、具有足夠的技術(shù)應(yīng)用能力和科技創(chuàng)新精神?；诠こ探逃J(rèn)證對(duì)海岸動(dòng)力學(xué)進(jìn)行的課程改革，以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，明確了教學(xué)內(nèi)容，既鞏固了學(xué)生的理論基礎(chǔ)，又構(gòu)建了專業(yè)領(lǐng)域多學(xué)科交叉的知識(shí)框架，還培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

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作者簡(jiǎn)介：

曹飛飛（1989.4-），女，漢族，山東省安丘市人，博士，講師，研究方向：海洋可再生能源開(kāi)發(fā)利用。