“雙高計劃”背景下高職 “港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”建設(shè)

溫秀媛?何洋?史廉博

摘要：高職“港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”建設(shè)，是在“雙高計劃”的大背景下，專業(yè)群建設(shè)項目的推動下，信息化教學(xué)手段初步探索的產(chǎn)物。該系統(tǒng)包含施工組織設(shè)計實訓(xùn)系統(tǒng)、監(jiān)理規(guī)劃實訓(xùn)系統(tǒng)和工程概預(yù)算實訓(xùn)系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)又包含港口工程5大典型工程案例：重力式碼頭、高樁梁板碼頭、板樁碼頭、防波堤、航道整治。系統(tǒng)包含案例學(xué)習(xí)、案例實訓(xùn)、成果提交、考核評價4大功能。通過PC端在線實訓(xùn)，探索實訓(xùn)教學(xué)新手段、改善實訓(xùn)過程管理，實現(xiàn)實訓(xùn)內(nèi)容數(shù)據(jù)化、智能化，實訓(xùn)過程可追溯、可參考，實訓(xùn)效果可統(tǒng)計、可搜集的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：港口工程；施工組織設(shè)計；工程監(jiān)理規(guī)劃；工程概預(yù)算

一、前言

2019年，廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院“水利水電建筑工程”專業(yè)群入選教育部“雙高計劃”中國特色高水平專業(yè)群建設(shè)項目[1]?！爸魏优c航道工程技術(shù)”作為廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利部優(yōu)質(zhì)水利建設(shè)專業(yè)，也是本次“水利水電建筑工程”專業(yè)群的專業(yè)之一。利用智慧化、信息化手段開展實訓(xùn)教學(xué)是專業(yè)群建設(shè)的重要任務(wù)，開發(fā)建設(shè)專業(yè)的實訓(xùn)系統(tǒng)勢在必行[2]。

二、“港口工程”實訓(xùn)教學(xué)資源現(xiàn)狀分析

2023年，教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)改革重點任務(wù)的通知》，文中指出：“職業(yè)教育虛擬仿真實訓(xùn)基地要有效運用虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù)，開發(fā)資源、升級設(shè)備、構(gòu)建課程、組建團(tuán)隊，革新傳統(tǒng)實訓(xùn)模式，有效服務(wù)專業(yè)實訓(xùn)和社會培訓(xùn)等”[3]。治河與航道工程技術(shù)專業(yè)作為“雙高計劃——水利水電建筑工程”專業(yè)群的專業(yè)之一，建設(shè)適合本專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)的在線實訓(xùn)系統(tǒng)是建設(shè)任務(wù)的重要部分。

（一）“港口工程”實訓(xùn)教學(xué)的特點和問題

高職院校非常注重學(xué)生的動手能力培養(yǎng)，因為實踐和實際操作是職業(yè)教育的核心?！爸魏优c航道工程技術(shù)”專業(yè)培養(yǎng)方案中，對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)提出了多方面的實訓(xùn)要求。其中，核心課程“畢業(yè)綜合實踐項目”中，實訓(xùn)環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容是完成“施工組織設(shè)計文件”的編制；核心課程“水利工程施工監(jiān)理”中，實訓(xùn)環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容是完成“施工監(jiān)理規(guī)劃文件”的編制；核心課程“水運工程概預(yù)算”中，實訓(xùn)環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容是完成“工程概預(yù)算文件”的編制[4]。

（二）“施工組織設(shè)計”實訓(xùn)的特點

“畢業(yè)綜合實踐項目”開設(shè)在整個教學(xué)計劃的第五學(xué)期，主要任務(wù)是完成一份完整的“施工組織設(shè)計”文件。原則上學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)具備一定的理論基礎(chǔ)，掌握了施工組織設(shè)計的作用、組成內(nèi)容、編制依據(jù)等知識，學(xué)生能夠理解施工進(jìn)度計劃和施工現(xiàn)場平面布置圖的作用與意義、內(nèi)容，并能夠手工繪制進(jìn)度計劃和施工現(xiàn)場平面布置圖，合理安排施工組織，協(xié)調(diào)人員安排，最終提交單位工程施工組織設(shè)計文件[5]。

（三）“施工監(jiān)理規(guī)劃”實訓(xùn)的特點

“水利工程施工監(jiān)理”課程，課時64學(xué)時，采用理論+實踐的教學(xué)模式。培養(yǎng)目標(biāo)是通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解工程監(jiān)理的全過程，掌握監(jiān)理的主要工作內(nèi)容“五控二管一協(xié)調(diào)”。“施工監(jiān)理規(guī)劃”文件的編制是課程實訓(xùn)的主要內(nèi)容，通過實訓(xùn)促使學(xué)生將所學(xué)知識融會貫通，使學(xué)生掌握有關(guān)施工項目質(zhì)量控制的基本理論和基本方法，使學(xué)生取得質(zhì)檢員、監(jiān)理員、施工員應(yīng)用能力[6]。

（四）“工程概預(yù)算”實訓(xùn)的特點

“水運工程概預(yù)算”課程，課時64學(xué)時，采用理論+實踐的教學(xué)模式。課程的培養(yǎng)目標(biāo)是通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉水運相關(guān)法規(guī)、水運工程概預(yù)算編制規(guī)定、水運工程定額等，能夠進(jìn)行工程量計量和開展水運工程概預(yù)算文件編制?！肮こ谈蓬A(yù)算”文件的編制是課程主要的實訓(xùn)內(nèi)容，通過實訓(xùn)使學(xué)生學(xué)會運用《水運工程定額》《水運工程工程量清單計價規(guī)范》等行業(yè)規(guī)范，開展單位工程概預(yù)算文件編制，在實踐中深化所學(xué)知識，掌握工程造價組價的過程，使學(xué)生取得造價員、招投標(biāo)員的基本應(yīng)用能力。

（五）“港口工程綜合實訓(xùn)”存在的問題

在校生的實訓(xùn)環(huán)節(jié)往往受限于資源、環(huán)境、學(xué)習(xí)自主性以及輔導(dǎo)難度等條件，實訓(xùn)的效果不佳。

實踐環(huán)境限制：在實施專業(yè)實訓(xùn)時，學(xué)生需要參與實際的施工項目或模擬項目。然而，學(xué)校一般難以提供符合實踐要求的充足實踐環(huán)境。這可能導(dǎo)致學(xué)生無法真實地體驗和應(yīng)用實訓(xùn)的各個方面，限制了他們的學(xué)習(xí)效果和實踐能力的培養(yǎng)。

實踐資源不足：專業(yè)實訓(xùn)需要相應(yīng)的實踐資源支持，包括施工項目數(shù)據(jù)、工程圖紙、施工計劃等。然而，獲取和準(zhǔn)備這些資源可能存在困難，特別是對一些學(xué)校來說，資源有限，無法滿足實訓(xùn)的需求。

學(xué)習(xí)主動性差：學(xué)生喜歡玩手機(jī)，學(xué)習(xí)較情緒化，對感興趣的知識積極性較高，對內(nèi)容枯燥的知識學(xué)習(xí)效率較低，課外師生信息溝通不及時，缺少互動，在課前、課后輔導(dǎo)上存在缺失[7]。

實訓(xùn)指導(dǎo)和輔導(dǎo)：專業(yè)實訓(xùn)涉及復(fù)雜的專業(yè)知識和技術(shù)，學(xué)生可能需要指導(dǎo)和輔導(dǎo)老師的支持。然而，指導(dǎo)和輔導(dǎo)資源可能受限，不能滿足個體學(xué)生的需求，導(dǎo)致學(xué)習(xí)困難和挫敗感。

三、“港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”開發(fā)的優(yōu)勢

（一）先進(jìn)性

“港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”采用B/S架構(gòu)，基于開源技術(shù)構(gòu)建。采用模塊化設(shè)計方式，遵循分層的設(shè)計原理，結(jié)合最新的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和開發(fā)技術(shù)而研發(fā)。在滿足現(xiàn)有功能的前提下，系統(tǒng)設(shè)計具有前瞻性，在今后較長時間內(nèi)保持一定技術(shù)先進(jìn)性。

（二）豐富教學(xué)資源

實訓(xùn)系統(tǒng)可以集成多媒體教學(xué)資源，包括文字、圖片、音頻、視頻等形式的教學(xué)材料，提供各種虛擬的工程案例和項目背景，涵蓋港口工程典型的5大建筑物類型：重力式碼頭、高樁梁板碼頭、板樁碼頭、防波堤、航道整治建筑物。這些虛擬的工程案例和項目背景，可以為學(xué)生提供真實的學(xué)習(xí)體驗，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和積極性。

（三）對“證”模塊化教學(xué)

系統(tǒng)對應(yīng)崗位需求開展模塊化教學(xué)。對應(yīng)監(jiān)理員開展“工程監(jiān)理規(guī)劃”實訓(xùn)教學(xué)；對應(yīng)施工員開展“施工組織設(shè)計”實訓(xùn)教學(xué)；對應(yīng)造價員開展“工程概預(yù)算”實訓(xùn)教學(xué)，實現(xiàn)對“證”教學(xué)。每個實訓(xùn)任務(wù)針對實際工作過程中的典型工作任務(wù)，以不同結(jié)構(gòu)形式的真實工程為載體，實現(xiàn) “教、 學(xué)、 做” 一體化， 使學(xué)生具備適應(yīng)真實崗位工作的相應(yīng)能力，為學(xué)生參加技能大賽、實習(xí)就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)[8]。

（四）數(shù)據(jù)分析和反饋

實訓(xùn)系統(tǒng)可以收集學(xué)生的實踐數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)分析和反饋機(jī)制提供個性化的教學(xué)評估和建議。教師可以根據(jù)反饋的實踐數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)問題和需求，進(jìn)行針對性地指導(dǎo)和輔導(dǎo)。

（五）靈活調(diào)整和互動

實訓(xùn)系統(tǒng)可以根據(jù)教學(xué)需要進(jìn)行靈活調(diào)整和定制，學(xué)生既可以獨立學(xué)習(xí)，又可以分組合作，實現(xiàn)“量身定做”的實訓(xùn)。學(xué)生通過PC端在線實訓(xùn)、提交作業(yè)；教師可以隨時隨地下達(dá)實訓(xùn)要求、時間節(jié)點、管理和查看學(xué)生提交的階段成果、反饋和指導(dǎo)學(xué)生實訓(xùn)全過程、收集和匯總最終成果、考核和打分實訓(xùn)成績。

四、“港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”建設(shè)思路

通過“港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”的建設(shè)，創(chuàng)新“施工組織設(shè)計文件”“施工監(jiān)理規(guī)劃文件”“工程概預(yù)算文件”的編制實訓(xùn)手段，豐富工程案例資源、提升學(xué)生的專業(yè)能力、提高實踐教學(xué)的成效；為學(xué)生參加頂崗實習(xí)，乃至就業(yè)等提供專業(yè)幫助，培養(yǎng)更貼合崗位需求、新時代行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專業(yè)學(xué)生。

五、“港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”體系構(gòu)建

（一）體系架構(gòu)設(shè)計

“港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”在體系架構(gòu)上，為了能夠適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展與規(guī)劃，以高開放、高擴(kuò)展、高性能為核心準(zhǔn)則，完全基于開源技術(shù)構(gòu)建。系統(tǒng)采用Java主流技術(shù)架構(gòu)，多層B/S應(yīng)用結(jié)構(gòu)體系，表示層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)訪問層分開。采用微服務(wù)設(shè)計模式進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計，結(jié)合低代碼開發(fā)服務(wù)模式設(shè)計，以支持未來的大規(guī)模應(yīng)用。在架構(gòu)設(shè)計上，整體技術(shù)架構(gòu)見圖1。

（二）系統(tǒng)性能設(shè)計

“港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”的性能設(shè)計考慮多層級用戶，包括學(xué)生，教師，系統(tǒng)管理員等，設(shè)計不同的操作界面和功能權(quán)限，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)易用性。在系統(tǒng)可靠性方面，采取全面的安全防護(hù)措施，具有防病毒感染、防黑客攻擊措施，同時在防雷擊、過載、斷電和人為破壞等方面進(jìn)行加強(qiáng)。對接入系統(tǒng)的設(shè)備和用戶，進(jìn)行嚴(yán)格的接入認(rèn)證，以保證接入的安全性。系統(tǒng)對教學(xué)資料、課程數(shù)據(jù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)采取備份、冗余措施，有較強(qiáng)的容錯和系統(tǒng)恢復(fù)能力，確保長期正常運行。

（三）系統(tǒng)功能設(shè)計

港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng)，分別是施工組織設(shè)計實訓(xùn)系統(tǒng)、監(jiān)理規(guī)劃實訓(xùn)系統(tǒng)和工程概預(yù)算實訓(xùn)系統(tǒng)。每個系統(tǒng)都有相應(yīng)類型的豐富案例，可以進(jìn)行相應(yīng)類型課程學(xué)習(xí)和實訓(xùn)，實訓(xùn)子系統(tǒng)選擇界面見圖2。三個子系統(tǒng)除了案例類型不同外，在學(xué)習(xí)方式上是一致的，即都采取先學(xué)習(xí)案例課程，掌握施工組織設(shè)計、監(jiān)理規(guī)劃、工程概預(yù)算的編寫方式，之后開展案例實訓(xùn)。學(xué)生根據(jù)教師制定的學(xué)習(xí)計劃完成課程學(xué)習(xí)，然后按照實訓(xùn)案例的章節(jié)要求，結(jié)合配套資料，獨立完成并提交章節(jié)實訓(xùn)作業(yè)，再由教師進(jìn)行評定。系統(tǒng)會根據(jù)所有章節(jié)得分，按照章節(jié)權(quán)重自動算出學(xué)生最終實訓(xùn)成績。

系統(tǒng)的主要功能模塊包括角色管理、資料中心和課程一覽，見圖3。

1.角色管理

本系統(tǒng)的角色主要包括管理員、教師、學(xué)生。管理員可以新增學(xué)生角色和教師角色，也能對學(xué)生和教師信息進(jìn)行修改；教師可以新增學(xué)生角色，不能新增教師角色，也不能對學(xué)生和教師信息進(jìn)行修改；學(xué)生沒有角色管理的權(quán)限。角色管理模塊的功能包括角色批量導(dǎo)入、角色啟用/停用、角色新增、角色信息編輯、角色刪除等。角色信息添加方式靈活，既可以批量導(dǎo)入，也可以單獨添加。

2.資料中心

資料中心用于上傳和編輯案例資料，資料包括編輯好的施工組織設(shè)計、監(jiān)理規(guī)劃和概預(yù)算文檔，以及項目基本情況介紹和相關(guān)圖紙。上傳資料采用PDF文件，系統(tǒng)支持PDF的在線預(yù)覽。資料中心模塊的功能包括新增案例、查看案例、編輯案例、刪除案例，只有系統(tǒng)管理員可以執(zhí)行相關(guān)操作。在資料中心編輯案例時，采用分章節(jié)編輯的模式，即對案例文檔按照章節(jié)進(jìn)行分割，對每章節(jié)的目的和實訓(xùn)要求進(jìn)行說明。

3.課程一覽

課程一覽用于教師開設(shè)和進(jìn)行課程，可以設(shè)定課程內(nèi)容、選用案例、參課學(xué)生，設(shè)定章節(jié)學(xué)習(xí)計劃，實時跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)情況，對作業(yè)進(jìn)行批改和反饋，最終結(jié)課生成實訓(xùn)成績及相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。課程一覽模塊包含未開始課程、進(jìn)行中課程、已完成課程3個子模塊。

未開始課程模塊展示新創(chuàng)建還未開課的課程信息，可以再次編輯和刪除，完成開課前的所有準(zhǔn)備工作，如設(shè)定課程基本信息、選擇參課學(xué)生等。模塊功能主要包括新增課程、查詢課程、開課、編輯課程、刪除課程。

進(jìn)行中課程模塊展示已開課但還未結(jié)課的課程信息，功能包括設(shè)置章節(jié)計劃、評分、結(jié)課。開課后，教師需設(shè)定章節(jié)權(quán)重，以及每個學(xué)生的章節(jié)學(xué)習(xí)限時和實訓(xùn)作業(yè)提交限時；學(xué)生按學(xué)習(xí)計劃和實訓(xùn)要求在規(guī)定時間內(nèi)完成學(xué)習(xí)，并提交實訓(xùn)作業(yè)；教師對學(xué)生作業(yè)進(jìn)行批改打分并反饋修改意見。當(dāng)完成所有章節(jié)的批改后，系統(tǒng)會根據(jù)最初設(shè)定的章節(jié)權(quán)重，自動計算出學(xué)生最終實訓(xùn)得分。

已完成課程模塊展示已經(jīng)結(jié)課的實訓(xùn)課程信息，可以查看課程的詳細(xì)信息及成績統(tǒng)計分析，可以作為實訓(xùn)效果分析和課程內(nèi)容持續(xù)改進(jìn)的重要依據(jù)。

六、結(jié)語

綜上所述，“港口工程綜合實訓(xùn)系統(tǒng)”使學(xué)生可以在線學(xué)習(xí)港口水工建筑物理論知識和施工案例，打破時間和空間限制，隨時隨地進(jìn)行實訓(xùn)學(xué)習(xí)。相較于傳統(tǒng)實驗室實訓(xùn)方式，更加便捷，成本更低，適合推廣使用。系統(tǒng)支持教師設(shè)置學(xué)習(xí)計劃，限定章節(jié)學(xué)習(xí)和實訓(xùn)作業(yè)提交時間，并及時反饋完善建議，可以有效督促學(xué)生進(jìn)行實訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)，解決部分學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性上存在的問題。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析功能，可以幫助老師更好地分析學(xué)生對實習(xí)課程的掌握情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行針對性輔導(dǎo)。同時，可以對課程內(nèi)容及形式進(jìn)行持續(xù)完善，打造精品課程。

參考文獻(xiàn)

[1]張春生.高職院校港口航運物流實訓(xùn)室建設(shè)探究[J].價值工程，2016，35（15）：173-175.

[2]吳麗華，吉順莉，鄭紅娟.高職港口與航道工程專業(yè)課程建設(shè)的研究與實踐[J].岳陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，25（03）：20-24.

[3]李會榮，董明.基于網(wǎng)絡(luò)的高職綜合實訓(xùn)課程管理系統(tǒng)的開發(fā)[J].輕工科技，2015，31（08）：80-81.

[4]孫曉奇.基于工程實踐能力培養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)實訓(xùn)課程探究[J].數(shù)碼設(shè)計，2021（04）：175-176.

[5]陳小蘭.高職院校實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（17）：161-162.

[6]馬軍，楊懋，盧生康.高職院校ERP綜合實訓(xùn)基地建設(shè)研究[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2010，28（20）：121-122.

[7]孫暉，余亮.起重機(jī)綜合模擬系統(tǒng)在港口設(shè)備實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國水運（下半月），2012，12（12）：124-125.

[8]沈秋池.基于福建的高職港口工程技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和課程標(biāo)準(zhǔn)的研究[J].福建建材，2014（10）：106-108.

基金項目：1.中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃——水利水電建筑工程專業(yè)群實踐教學(xué)基地項目（項目編號：GZ05）；2.國家職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓(xùn)基地培育項目——水利水電工程虛擬仿真教學(xué)中心（2021）

作者單位：溫秀媛，廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院；何洋、史廉博，中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司

責(zé)任編輯：張津平