一、引言

“卓越工程师教育培养计划”是我国教育的重大改革项目。卓越人才培养目标的实现，不仅要有与之相对应的课程体系和教学内容，而且要采用相应的教学组织形式和教学方式[1]。在“海洋强国”战略、“长江经济带”建设以及“21世纪海上丝绸之路”等重大战略的大背景下，国家对航海技术专业的课程教学改革、创新和发展及卓越人才的培养提出了更高的要求。航海技术专业培养的目标是“培养系统掌握航海技术、国际航运业务以及航海保障领域的基础知识、基本理论和基本技能，富有创新意识和实践能力，具备国际化视野的卓越航海人才”。“船舶操纵”作为航海技术专业的核心课程之一，在实施航海技术专业“卓越航海人才”培养计划方面起到重要的支撑作用。在培养“卓越航海人才”的新形势下，“船舶操纵”课程应积极开展教学模式改革，以适应人才培养的要求。科教融合是世界一流大学的核心办学理念，本文结合专业实际，运用科教融合模式，在“船舶操纵”课程教学设计方面进行改革与实践探讨。

二、运用科教融合教学模式的必要性

传统教学模式以赫尔巴特为代表的教师中心说为理论基础，强调教师的权威和中心地位，它利于教师主导作用的发挥，便于教师组织、监控整个教学活动进程，利于系统的科学知识的传授[3]。但也存在一定的弊端，在本专业课堂教学过程中的主要表现为：(1)以教师为本位，学生处于被动反应的地位，束缚了学生的思维，不利于培养大学生独立思维能力和创新精神；(2)教师侧重书本知识的讲授，以便完成教学任务，忽视了对学生实践能力、研究能力以及解决问题能力的训练；(3)专业课教材更新慢，不能与时俱进，课堂教学与航海实践、理论和实践联系不够紧密；(4)师生互动少，课堂氛围不活跃，学生参与不足，教室里常常是“前排空荡荡，后排满当当”，学生在课堂低头看手机的现象时有发生；(5)学生对本专业跟踪、了解的热情不高，专业思想不够牢固，不能有效建设良好的航海文化氛围，不利于培养航海卓越人才。

针对传统教学的弊端，要保证卓越工程师的培养质量，必须引入先进的教育理念，勇于开展人才培养模式改革[2]。科教融合是开展卓越航海教育的有效途径。

20世纪末，美国卡内基教学促进基金会主席欧内斯特·博耶提出了“教学即学术”的理论。科教融合理论强调大学是一个探究的场所，应以学生发展为中心，应建立“科研—教学—学习”的联结体，以充分发挥科研的育人功能[4]。科研和教学本为一体，互为依托、协同发展，科教融合是创新型人才培养的必然选择。

与传统的基因改造方法不同，新技术在改造基因上更加精准、快速并且成本低廉。公司管理层希望这款产品能够避免出现第一代转基因食品面临负面声誉和监管障碍的问题。

针对年龄较大患儿,护理人员要积极地鼓励患儿进行咳嗽与排痰。如果患儿年龄较小,其难以排痰,则在雾化吸入以后进行拍背,帮助患儿排痰。在必要的情况下对患儿进行吸痰处理,吸痰之前要进行适当地心理安抚,保证动作的轻柔性。吸痰之后要对患儿分泌物状况进行观察,并及时地对其进行清理。

教学设计能力是教师教学能力的组成部分。大学教育是一种高层次的教育，而高质量的教学更需要有精心的设计作保证[6]。开展科教融合教学，必须强化课堂教学设计工作。为了上好每一节课，讲好每一个知识点，需要认真准备科研案例，大量查阅文献资料，精心制作多媒体课件，反复演练课堂教学情景，仔细斟酌知识点的讲授方式。而具体组织及实施课堂教学，需要科学合理的流程设计(如图2)。

三、科教融合模式应用于“船舶操纵”课程的可行性

1.课程理论与实践紧密交融

“船舶操纵”课程内容整体上可以分成理论和实践应用两大部分，但每一章节中，理论与实践往往是交织在一起的。有的章节侧重理论性，如船舶操纵性能；有的章节理论与实践应用并存，如船舶操纵设备及运用、外界因素对操船的影响；有的章节侧重实践应用，如港内操船、特殊水域的船舶操纵、大风浪中的船舶操纵、应急操船。课程知识结构如图1。

  

图1 “船舶操纵”课程内容知识结构

2.有深厚的科研基础作为依托

(3)研究讨论：围绕问题，引导学生结合本次课的教学内容研究分析案例，学生与学生、教师与学生充分互动讨论。在研究和讨论中，教师有效掌控课堂，做好“导演”和“导师”的角色。

3.有大量的海事案例可供引用

根据1993—2002年的1161起事故数据分析[5]，事故发生的原因约59%归咎于操作人员过失，与船舶操纵技术有关的案例可达15%。航海历史上有很多中外典型的海事案例，如“奥林匹克”号与“霍克”号碰撞事故、“东方红”轮与“江峡”轮碰撞事故、英国某军舰进朴次茅斯港搁浅事故、“大舜”号沉船事故、韩国“岁月”号倾覆沉船事故、“东方之星”号倾覆沉船事件、MOL集装箱船大浪托空船体断裂事故等。所以，大量的海事案例和素材可为“船舶操纵”开展案例教学提供有力支撑。

EM断路器外壳导体大多为规则立方体，多选导热性良好的铝为材料，为便于计算，假设整个立方体壁面的稳态热流量为恒定值，由傅里叶热传导基本方程可知，在单位长度上的热流密度为

（3）选定敏捷主管。既可以由团队负责人兼任，也可以由专业人士担任。负责培训敏捷方式，确保敏捷方式得到正确运用，帮助团队消除一切障碍。

4.有丰富的研究成果可供借鉴

在长期的教学及航海实践中，本学科领域众多专家学者发表了数量可观的研究论文及其他成果。在中国知网上，输入“船舶操纵”关键词，检索结果达4472条；输入“船舶操纵性”关键词，检索结果达2639条；输入“船舶靠泊”关键词，检索结果达1149条；输入“船舶旋回”，检索结果163条；输入“船舶离泊”，检索结果有396条；输入“船舶锚泊”检索结果有648条；输入“超大型船舶操纵”，检索结果有368条；输入“船舶大风浪操纵”，检索结果有109条；等等。这些研究成果的作者既有高等学校的学者，又有航运企事业单位的船长、引航员，还有航运科研机构的研究员。研究成果不仅具有典型性，更具有先进性。这些成果运用于课堂教学，对于拓宽学生视野、掌握前沿科技具有重要的价值。

(4)讲评分析：教师讲评学生的研究讨论情况，而后进行详细的理论分析，把本次课的教学内容有机融入其中，把专业思想教育渗透其中，进而激发学生学习航海、研究航海的热情及毕业后心系航海、奉献航海的志向。

(5)总结反思：通过课堂观察、课后座谈、课后作业(测试)、问卷调查等多种形式，总结本次课的成效，反思存在的不足，以利于下一次改进。

四、基于科教融合模式的“船舶操纵”教学设计

1.总体思路

以科教融合教学模式为引领，以案例教学为主要特色，以培养“卓越航海人才”为目标，优化调整教学大纲，建设课程网站，强化课堂教学设计，协同推进教学科研，提升教学和人才培养质量。

2.科研项目(案例)选择

运用科教融合教学模式，科研项目(案例)选择应注重典型性及与课程内容知识点的相关性。根据课程知识点，拟选择以下科教融合的教学素材(见表1)。

 

表1 知识点及科研项目(案例)选择

  

知识点科研项目(案例)选择船舶旋回横倾韩国“岁月”号倾覆沉船事故风对船舶操纵的影响“东方之星”倾覆沉船事件流对船舶操纵的影响某油气码头船舶进出港通航安全研究富裕水深某航道整治工程通航安全评估船间效应“奥林匹克”号与“霍克”号碰撞事故岸壁效应天津港一起船舶碰撞险情靠泊、离泊操纵某码头通航安全影响论证锚泊操纵某锚地通航安全影响论证船舶过桥航迹带宽苏通长江大桥实船试验研究船舶碰撞应急操船“东方红”轮与“江峡”轮碰撞事故船舶在大风浪中航行时所遭受的危害“大舜”号倾覆沉船事故…………

3.课堂教学设计

航海技术本科教育不是简单的知识传承，而是在文化和知识的传承和创新中推动航海事业、水上交通运输事业的不断发展和进步。对大学教师来说，教学和科研应是相互融通的，从事科研必须具备专业知识、运用专业知识；而科研成果和案例有效转化成教学内容，可创新知识，提高教学质量，使学生获得最新的专业前沿知识和思想。

  

图2 科教融合教学课堂教学流程

(1)知识准备：考虑到知识的系统性，先回顾上次课的知识要点，或者其他先修课程的知识要点，为本次课堂的开展奠定基础。

科教融合教学模式的关键在于将科研案例资源有效转化为教学资源，实现形式与内容的有机融合。在课堂教学过程中推行基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习和基于项目的参与式学习，以实现学生知识的获取、应用和创新，以及工程能力的培养和提高。[2]

(2)引入案例：以PPT图文并茂的形式或视频的形式，生动讲述科研案例，激发学生的兴趣，提出问题。在“科教融合”的课堂教学过程中，教师的职责重在提醒和启发，引导学生去思考和探索问题[7]，调动他们的求知欲和创新精神，培养求是创新的科研精神和治学态度。

要开展科教融合教学模式，必须以丰富的科研项目、科研实践作为依托。武汉理工大学航运学院的各个课题团队，立足于航运业，运用专业知识承担了大量的水上水下活动通航安全论证与评估方面的科研工作，近10年年均科研经费约3000万元。通航安全论证和评估的核心内容之一是船舶的航行、操纵与水工工程建设(码头、桥梁、航道整治、锚地等)的相互影响，与其他水上水下活动的相互影响。“船舶操纵”作为一门核心专业课，为通航安全论证和评估工作提供了有力的专业知识支撑，众多的船舶操纵理论知识和实践经验运用于科研工作。

迄今为止，还没有听到任何一个企业愿意把自己的研发知识、经验技巧以及产品的数字化模型，放在“别人家”的工业互联网平台上。小企业因为担心技术泄露而不敢做，大企业因为担心知识产权而干脆自己开发平台。

由于“船舶操纵”课程的自身特点及科研基础、海事案例、研究成果等有利条件的支撑，科教融合模式应用于“船舶操纵”课程教学是切实可行的。

由于我的童年生活在水边，所以我的性格也像水。小时候，我整天泡在水里，从早晨到晚上，基本上都在水里泡着。我游泳的时候，特别喜欢遇上大风，大风掀起水浪，我就逆流而上，浑身充满了快意。水不仅仅是养育了我，同时也培养了我的性格，我的审美趣味。

五、科教融合教学模式的实施成效

本着“创新知识，反哺教学，培养人才，服务社会”的理念，采用科教融合模式，对“船舶操纵”课程进行教学改革，经过四个学期的教学实践，效果明显。教学与科研相长，协同推进，实现多赢。

社会主义市场经济的主要规律就是市场竞争，所有企业均处于形式各异的竞争环境当中。大型体育赛事的运作管理者必须深入研究市场上的竞争对手，扩大自己的市场优势，有针对性地开发市场潜力。与赛事市场竞争的产品主要来源于文化市场，2017年云、贵、川三省的文化产业增加值分别为425.05亿元、344亿元、1 200亿元，增速极为可观。从三省文化产业活动增加值的数值来看，文化产业在三省经济发展中的优势地位已然确立。

(1)促进了卓越航海人才培养。经过课堂教学的洗礼，激发了学生动手动脑的热情，营造了自主创新的氛围，实现“学、研、用”能力的共同提升。在全国海洋航行器设计与制作大赛上，学生设计的“内河客船应急防瞬时倾覆系统”，得到评委专家的高度评价，获创意设计类特等奖。越来越多的学生愿意参与教师的科研项目和学院的科研创新活动。

(2)促进了专业课程教学工作，提高了教学质量。教师将科学研究、服务社会的经验与成果融入教学，将科研优势积极转化为人才培养优势，激发了学生兴趣，学生的课堂参与感明显提升，学习热情高涨。面对专业领域的一个个科学技术问题，学生更自觉地主动探寻究竟。在研究探索中，对专业知识的掌握更系统、更牢固，为今后工作实践中正确运用专业知识奠定了坚实的基础。

(3)促进了课程建设和教材建设。通过不断的教学改革和探索，课程建设取得了较好的成绩。学生对课程的评教结果为“优秀”，课程被学校教务处评为“优质优酬课程”。课程团队申报了学校“船舶操纵与控制”本科教学团队。作为主讲教师，笔者在武汉理工大学第八届青年教师教学竞赛中荣获一等奖，在湖北省高校第五届青年教师教学竞赛中荣获一等奖。另外，通过将科研成果引入教学，保障了教学内容持续和有效更新，有利于高水平教材的建设。

(4)有利于专业建设、研究生培养及拓宽学生发展空间。科教协同，让本科生走近(进)科研，提高了学生研究和创新能力，有利于学科及专业建设，拓宽学生的就业选择和发展空间。

六、结语

科教融合教学模式在“船舶操纵”课程中的应用取得了较好的成效，但也对课堂教学组织和管理提出了一定的挑战，比如如何提高学生分组讨论的效果，如何在有限的课堂学时里高效开展教学活动，如何对学生考核与评价，等等，这些都要在后续工作中不断探索和改进。下一步，将着重建设“船舶操纵”在线开放课程，建设丰富的案例库、播课单元、教学课件和试题库，将线上学习和课堂教学有效结合，形成“课前在线预习—课堂讨论讲授—课后在线复习测试”的教学和学习模式，并改革考试与考核方式，建立与科教融合教学模式相适应的学生成绩综合评价模型。

参考文献：

[1] 林健.面向卓越工程师培养的研究性学习[J].高等工程教育研究，2011(6)：5-15.

[2] 林健.卓越工程师培养的质量保障(上)[J].高等工程教育研究，2013(1)：23-38.

[3] 李燕萍.初探传统课堂与云教育环境课堂的差异[J].中国电子教育，2015(4)：9-14.

[4] 周光礼,马海泉.科教融合:高等教育理念的变革与创新[J].中国高教研究，2012(8):15-23.

[5] 吴艳那.海上安全中人为因素的研究[D].大连：大连海事大学，2015：9-12.

[6] 马丽丽.高校教学设计理论与实践[D].上海：华东师范大学，2010：1-2.

[7] 吴德星.科教融合培养创新型人才[J].中国大学教学，2014(1)：4-7.