科研引領(lǐng)多學(xué)科融合式的《海洋探測技術(shù)與信息處理》課程改革獲獎科研報告

科研引領(lǐng)多學(xué)科融合式的《海洋探測技術(shù)與信息處理》課程改革獲獎科研報告摘

要：加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)是當(dāng)今高校的根本要求，是培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的需要。本文根據(jù)杭州電子科技大學(xué)的海洋與船港機(jī)械裝備技術(shù)專業(yè)的特色，結(jié)合國家海洋強(qiáng)國政策，考慮21世紀(jì)海洋類人才資源極其缺乏的現(xiàn)狀，分析了當(dāng)前傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，探討了目前該專業(yè)學(xué)生在海上實(shí)踐能力培養(yǎng)方面的不足，探索在科研引領(lǐng)下多學(xué)科融合式地對《海洋探測技術(shù)與信息處理》課程進(jìn)行改革。

關(guān)鍵詞：科研引領(lǐng)、多學(xué)科融合式、課程改革;

一、引言

目前全世界范圍內(nèi)的海洋開發(fā)方興未艾，各國之間的競爭日趨劇烈，這種競爭既是一種綜合國力的體現(xiàn)，也是海洋相關(guān)技術(shù)人才數(shù)量與質(zhì)量的競爭。海洋開發(fā)是我國的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略指引下，我國的海洋事業(yè)及其相關(guān)的科學(xué)技術(shù)得到迅速發(fā)展。大力發(fā)展海洋高新技術(shù)，推動海洋科技向創(chuàng)新引領(lǐng)型轉(zhuǎn)變，是踐行社會主義核心價值觀的必然要求，是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興、建設(shè)海洋強(qiáng)國的重要路徑，更是高校學(xué)子的社會責(zé)任[1]。與之相適應(yīng)的高等教育改革，應(yīng)緊跟時代需求，采取切實(shí)有效的措施，達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)。

我校的海洋與船港機(jī)械裝備技術(shù)專業(yè)，是機(jī)械工程學(xué)科一級碩士學(xué)位點(diǎn)下自主設(shè)置的二級學(xué)科方向，覆蓋了深海裝備技術(shù)、流體力學(xué)理論及技術(shù)、船港裝備技術(shù)三個培養(yǎng)方向，擁有“船港機(jī)械裝備與技術(shù)”浙江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。該專業(yè)自成立以來，堅(jiān)持以培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展為導(dǎo)向，具備高度社會責(zé)任感、良好職業(yè)道德和創(chuàng)業(yè)精神、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和求真務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作作風(fēng)，培養(yǎng)掌握本領(lǐng)域堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和寬廣的專業(yè)知識、具有在機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域某一方向獨(dú)立擔(dān)負(fù)工程設(shè)計、實(shí)施、研究、開發(fā)和管理等工作的高層次應(yīng)用研究型專門工程技術(shù)人才，取得了顯著成效。此外，為了貫徹杭州電子科技大學(xué)教學(xué)研究型大學(xué)的教學(xué)理念與實(shí)施創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，滿足日益提高的教學(xué)要求，海洋與船港機(jī)械裝備技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)具備機(jī)械、電子、自動化、海洋科學(xué)、船舶工程等多學(xué)科交叉知識的專門人才為主線，把學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的培養(yǎng)貫穿于整個教學(xué)過程。

二、傳統(tǒng)的教學(xué)模式

經(jīng)過多年的培養(yǎng)和探索，目前在基礎(chǔ)理論教育和實(shí)踐能力培養(yǎng)兩方面均得到了較好的發(fā)展。針對“深海裝備技術(shù)（水下機(jī)器人技術(shù)和深海環(huán)境探測裝備技術(shù)）”培養(yǎng)方向，開設(shè)了《海洋探測技術(shù)與信息處理》、《機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)》、《微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)》、《計算流體力學(xué)》、《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)與工程實(shí)踐》、《工程流體力學(xué)及工程實(shí)踐》等核心理論課程。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，目前主要有兩種形式：學(xué)生參與指導(dǎo)教師的校內(nèi)科研活動、校外的認(rèn)識實(shí)習(xí)。然而，由于海洋與船港機(jī)械裝備技術(shù)專業(yè)的涉海性，實(shí)踐教學(xué)所占比重較小[2-3]，學(xué)生在校期間很少有社會實(shí)踐機(jī)會，尤其是海上實(shí)踐的機(jī)會，沒有真正意義上的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，畢業(yè)生欠缺實(shí)際動手能力，不能夠在實(shí)際工作中較快地勝任本職工作。

因此，通過《海洋探測技術(shù)與信息處理》課程的改革，嘗試在科研引領(lǐng)下開展多學(xué)科融合式的授課模式，提升理論課程中的實(shí)踐教學(xué)，以期完善該專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)體系，豐富學(xué)生對海洋探測的理解與認(rèn)識，全面提升學(xué)生的專業(yè)能力。

三、科研引領(lǐng)多學(xué)科融合式的課程改革

科研引領(lǐng)多學(xué)科融合式的《海洋探測技術(shù)與信息處理》課程改革，其研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：

（1）以國家需求和社會需求為導(dǎo)向，積極調(diào)整和優(yōu)化海洋與船港機(jī)械裝備技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案，完善科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)方案;

“十三五”期間，我國一直在推進(jìn)智慧海洋工程的建設(shè)，深入實(shí)施了以海洋生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的綜合管理，加強(qiáng)海上執(zhí)法機(jī)構(gòu)建設(shè)。因此發(fā)展深海探測、海底資源開發(fā)利用、提高港口智能化水平都將是“十三五”乃至“十四五”期間的重大工程項(xiàng)目。海洋與船港機(jī)械裝備技術(shù)專業(yè)是我院的特色專業(yè)，結(jié)合區(qū)域內(nèi)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和海洋科研環(huán)境的實(shí)際情況，以提升學(xué)生對水下機(jī)器人技術(shù)和深海環(huán)境探測裝備技術(shù)的理解和應(yīng)用為主要目的，通過近幾年教學(xué)工作的探索和經(jīng)驗(yàn)積累，邀請企業(yè)及研究所相關(guān)專業(yè)人員根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求對課程設(shè)置及專業(yè)設(shè)置提出合理化的建議，進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化專業(yè)培養(yǎng)方案，提高理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)海洋探測技術(shù)、海洋信息處理、以及海底資源開發(fā)等理論課程教學(xué)，增加實(shí)踐教學(xué)在學(xué)生培養(yǎng)方案中的比重，完善海洋與船港機(jī)械裝備技術(shù)專業(yè)，尤其是以“深海裝備技術(shù)”為研究方向的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)方案。

（2）結(jié)合科研工作，開展多學(xué)科融合的課程教學(xué)研究，加強(qiáng)海洋探測技術(shù)與信息處理相關(guān)的理論教學(xué);

目前，《海洋探測技術(shù)與信息處理》課程，在預(yù)修機(jī)械類和電類基礎(chǔ)課程的情況下，主要圍繞兩大部分講授：基礎(chǔ)技術(shù)部分和專題技術(shù)部分。

基礎(chǔ)技術(shù)部分，可圍繞海洋防腐蝕、密封與耐壓設(shè)計、檢測與傳感器、數(shù)據(jù)處理方法等四方面展開，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造及其自動化、電子技術(shù)、海洋技術(shù)、傳感器檢測、海洋信息處理等多學(xué)科的有機(jī)交叉融合，豐富該專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)理論水平。

專題技術(shù)部分，針對海洋探測技術(shù)和海洋探測信息處理的主要特征及學(xué)生的興趣點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有的大洋熱液探測課題與傳感器研制開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，分別從11個專題著手：海洋機(jī)電裝備技術(shù)概述、水下機(jī)器人、海底作業(yè)系統(tǒng)、水下超高譜成像技術(shù)、多傳感器數(shù)據(jù)融合及其在海洋監(jiān)測上的應(yīng)用、海底沉積物及熱液取樣技術(shù)、海洋環(huán)境探測技術(shù)、海洋環(huán)境探測數(shù)據(jù)的類型和內(nèi)容、海洋探測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與方法、海洋探測數(shù)據(jù)的處理、海洋探測數(shù)據(jù)專題圖的制作技術(shù)及應(yīng)用，進(jìn)一步改革課堂的教學(xué)模式，重視學(xué)生科研能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生科技意識。

（3）加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，并增強(qiáng)校企多方位合作模式建設(shè);

在有限的時間內(nèi)要求學(xué)生對海上的作業(yè)模式、探測傳感器及調(diào)查裝備等相關(guān)內(nèi)容有一個全面和詳細(xì)的了解，形成比較完整和系統(tǒng)的認(rèn)識往往很困難。如果把短時間的集中海上實(shí)踐變?yōu)樨灤┱麄€專業(yè)培養(yǎng)計劃中的實(shí)踐學(xué)習(xí)，根據(jù)課程需要，設(shè)置一系列循序漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)活動，這樣既能加深和鞏固理論知識的學(xué)習(xí)，又能培養(yǎng)工程實(shí)踐能力。因而建立完善的校內(nèi)實(shí)習(xí)基地對提高實(shí)踐教學(xué)水平起到非常重要的作用。同時，爭取與地方單位聯(lián)合共建實(shí)驗(yàn)室，一方面可以幫助地方單位大規(guī)模海上作業(yè)時解決人員不足問題，節(jié)省財力、人力資源;另一方面，學(xué)生在實(shí)踐中得到了鍛煉，實(shí)驗(yàn)室也得到了建設(shè)與發(fā)展的機(jī)會。

四、結(jié)語

通過科研引領(lǐng)多學(xué)科融合式的課程改革，能讓學(xué)生在《海洋探測技術(shù)與