新生涉海类高校背景下的土木工程专业课程教学改革思考——以江苏海洋大学为例

◇江苏海洋大学土木与港海工程学院 黄蕴晗 王佩佩 蔡小宁 蒋德稳

新生涉海类高校的非海洋类专业存在学科设置和专业发展与涉海类高校培养定位不匹配的现象，因此非海洋类专业亟需调整自身的培养方案与课程设置。本文以江苏海洋大学的土木工程专业为例，分别从教学内容、实验室建设和教学团队三方面分析了非海洋专业开展海洋特色教育中的掣肘因素，建议在教学内容上精选和更新涉海类教学内容、在实验室建设上加强与涉海类企事业单位的合作、在教学团队的建设上加盟有丰富涉海经验的校内外教师，丰富学生的在课堂上的涉海特色教育，为土木学子就业从事海洋土木类的工作岗位奠定扎实的理论和实践基础。

党的十八大以来，我国高度重视海洋在地方经济发展中的推动作用，促进区域海洋建设高质量发展是达成海洋强国的主要推手。海洋建设包括注重海洋资源的养护与海洋环境的协同治理，海洋开发的主要对象包括海洋生物资源、海水资源、深海矿产资源、海洋可再生能源和海域空间资源，区域海洋建设的高质量发展离不开现代海洋产业体系的构建与科技创新的引领作用。“十四五”期间，各省份加速发展海洋新型产业，打造千亿海洋产业集群，优化海洋开发空间布局，同时高质量构建现代海洋产业体系，高效推进海洋工程建设。

港口、岛礁、海上平台等海洋工程建设是促进区域海洋建设高质量发展的先决条件[1]。港口一般位于开敞式海岸边或天然掩护不足的海湾内，港口建设一般包括码头、防波堤、和水工建筑物，需要考虑建设中的强度和沉陷方面的要求，还需采取针对海水环境的防冲防腐等措施。岛礁建筑的建造环境恶劣，回填地基沉降量巨大，环境气候高湿高热，早晚温差大，岛礁建筑物对于服役耐久性的要求更高。海上平台一般指高出海面的桁架构筑水面平台，海上平台可以进行能源开发、海水利用、和旅游开发等功能，由于远离海岸，海上平台需要有抵御风暴和波浪袭击的能力。可见，与陆地环境不同，海洋环境是一种极其严酷复杂的环境，海水除了会对海洋工程建筑产生往复冲击和极端冲击，海水中的强腐蚀介质还会加速海洋工程建筑的腐蚀。

涉海类高校具有较为明晰的高校培养定位，海洋类创新人才的培养是涉海类高校的主体任务，涉海类高校肩负着发展新时代海洋事业的重大历史使命。与海洋工程建设发展对海洋类创新人才的需求相比，海洋技能人才仍然比较稀缺，涉海类高校对海洋高技能人才、应用型人才的培养任重而道远。

1 新生涉海类高校背景

新生涉海类高校不同于老牌的涉海类高校，除了海洋科学与工程类的院系，其它院系往往存在学科设置和专业发展与高校培养定位不匹配的现象[2]。与老牌的涉海类高校相同，水产科学和海洋工程是江苏海洋大学的特色学科，水产养殖和海洋科学是江苏海洋大学的重点学科，但是老牌的涉海类高校其它院系在海洋方向上的学科设置和专业发展都已较为平衡，新生涉海类高校中的其它院系需要依据学校海洋类创新人才的培养目标，及时调整自身的培养方案与课程设置，避免学院与专业在涉海类高校中被边缘化。

新生涉海类高校的其它院系还存在与当地海洋类企业缺乏合作的问题。海洋科学与工程类的院系已与当地涉海类的企业建立了长期稳定的合作关系，共同培养了大量的海洋工程和水产科学的专精人才。但是其它院系和涉海相关的企业合作并不紧密，海洋创新人才的培养和区域海洋经济的联动机制不够健全，培养出的人才缺乏海洋方向上的专业知识和特色，相较于涉海类的企业、事业单位、和政府部门的人才需求存在脱节现象，不适应新生涉海类高校海洋创新人才的培养目标和要求。

新生涉海类高校的非海洋专业还存在教师师资队伍和教学内容与海洋特色不兼容的情况[3]。江苏海洋大学在更名前只是一所以工程科学见长的高校，非海洋专业的教学组织和实施并不会以海洋特色为中心开展，教师的教学过程更是缺乏融入涉海知识的特色[4]。由于学校更名时间尚短，教学转型较为急促，大多数教师在课程教学内容的设计上依然停留在本专业传统特色方面，这导致了非海洋专业的学生对海洋特色学科融合的认知较浅，也不利于非海洋专业学生在海洋相关工作单位的实践能力的培养。

2 土木工程课程特点

土木工程专业在江苏海洋大学的传统工科特色优势的基础上，一直保持高质量的人才培养，系统培养了学生在土木工程建设技术和管理理论方面的专业知识，向土木建筑行业的施工、设计、监理、管理等领域输送了大量实践能力强、基础知识扎实的专业人才。土木工程专业经过多年的积累，已形成了如下特色和优势。

（1）培养人才具有扎实的土木工程专业知识和工程实践能力，能在土木工程设计、施工和管理中的某一领域胜任核心工作岗位，并对土木工程前言技术具有一定的专业洞察力。

（2）合作企业多样化，包括施工企业、设计院所、港口集团、电力公司等多家企业，专业教学团队与企业、行业部门开展实训实习和教学项目合作，构建产教融合育人平台。

（3）教学人才包括混凝土结构、钢结构、岩土力学、建筑材料、工程制图、施工技术与管理等方向，已形成了一只教学能力强，凝聚力强的教学团队，为土木建筑行业培养了大量优质的应用型人才。

虽然有江苏海洋大学传统工科优质平台作为依靠，土木工程专业也在本专业领域深耕已久并取得了显著的成绩，但尚未借助江苏海洋大学海洋工程与科学的优势，也并没有形成“海洋土木”的专业优势，亟需教学与人才培养计划上的进一步改革。

3 传统土木工程课程教学中的相关问题

3.1 学生涉海知识储备不足

江苏海洋大学是一所新生的涉海类高校，背负着江苏省海洋类专业人才培养的使命，但是土木专业的学生涉海知识储备不足，还无法满足相关涉海企业的人才需求。土木工程专业在培养人才的过程中，缺乏涉海类的专业实践、专业实习等教学环节，在教学过程中未能体现出海洋特色，尚未结合海洋工程建设中严酷的环境和后期的养护进行创新改革和课程体系建设。江苏海洋大学土木工程专业现有的涉海教育是不足的，大多数课程并没有将海洋知识融入到课程教学中，因为难以拓展学生的涉海知识，导致难以培养以“海洋土木”为培养目标的复合型人才。

人工牧草地：1984年之前为采用传统顺坡耕作模式的坡耕地，之后将坡耕地整治为人工牧草地，种植王草(PennisetumpurpureumK.Scbumacb、P.typhoideum Rich)，现株高120～150 cm，每年进行培土等农事活动。

3.2 合作涉海企业数量较少

专业与合作企业的联合代表着专业的核心特色和就业竞争力。虽然土木专业经过数十年的积累，已经和各行业的企事业单位建立了长远的合作关系，但是涉海类企业的数量依然偏少。这也导致了土木专业涉海类实训集体面积和实验仪器种类都较少，缺少“海洋特色“的实践教学和实训课程，无法满足培养海洋特色土木学子的需求。

3.3 教师涉海特色团队缺乏

为了满足高质量的教学要求，教学团队的组建必不可少，虽然土木专业已有数支高水平的土木专业学术教育团队，但是涉海特色团队还尚未建立，并且内部缺少有着丰富实践经验的行业从业人员，这导致了无法培养优质优量的师资团队，缺乏土木学科海洋特色专业的可持续发展的动力。

4 对传统土木工程课程进行涉海改革的相关思考

4.1 针对海洋环境更新教学内容

海洋环境与陆地环境不同，海洋环境的条件极为严苛，除了海水中的强腐蚀介质会加速腐蚀建筑的材料，暴风所引起的巨浪还会给海洋工程建筑的结构造成极大的威胁。因此，土木工程专业的核心课程需要针对海洋环境的不同，做出相应的调整。

岛礁的建设和海上油气的开采与土木工程中的土力学息息相关[5]。一般岛礁是通过吹土回填的方式新建而成，而海上石油的开采非常考验设计人员对于海底土体特性的理解。针对吹土回填，授课内容需要更加着重于理解土的渗透性、地基沉降、地基承载力、桩基础承载力和土坡稳定性分析等的知识，达到解决岛礁建设中土体稳定性、变形和渗流等问题的目的。针对海上油气的开采，授课内容需要着重介绍天然气水合物与海底土体耦合的特性，天然气水合物对于固体颗粒相互胶结强度的影响，在油气开采作业中温度和压力的变化所导致的海底土体强度的变化，潜在的工程破坏灾害等。对于海上油气开采平台的建造，土力学课程的讲授过程可以适当增加导管架海洋平台建造和安装、单桩轴向极限承载力、桩的轴向相应、水平荷载下单桩的设计等内容，增强土体与结构耦合关系的知识讲授。

钢筋混凝土设计是港口建造中非常重要的一环[6]。传统土木专业钢筋混凝土课程的授课内容重点关注的钢筋混凝土结构极限状态下的安全性和工作状态下的适用性，对于强腐蚀海洋环境下的耐久性关注度并不是很高。海洋环境的侵蚀作用会严重损害钢筋混凝土的结果，港口的钢混工程因氯盐损害引起的钢筋锈蚀极为严重。随着近年来我国高性能海工混凝土的发展，我国已初步形成了海工混凝土结构耐久性及其防护技术、耐久性评价和施工应用技术等技术体系。因此钢筋混凝土课程可以酌情增添海工混凝土结构耐久性的相关研究动态和工程应用实践相关内容，更加系统性地介绍海工混凝土的技术发展、作用机理、设计理念、性能特点和工程应用等方面的内容。为了帮助学生更加容易理解海工混凝土的应用，可以以东海大桥等重大工程总结海工混凝土在实践中存在的问题与瓶颈，展望海工混凝土应用的发展趋势和方向。

海上平台的离不开钢结构设计的相关知识，海上油气开采平台、海上风机、海上牧场等海上平台大多数都是由钢结构组成[7]。《钢结构设计原理》是土木工程专业中一门十分重要的基础课程，在陆地上的钢结构自身重量轻、施工简易、承载力强、抗震性能好，备受行业青睐，传统土木工程中钢结构的授课内容大多集中在介绍钢材材质、结构连接和稳定性等方面。不同于陆地环境，海洋环境的波浪荷载作用在海上平台上是一种低频运动的小幅荷载，授课内容应该着重讲授循环荷载作用下的钢结构的动态响应分析，让学生充分了解如何对复杂的近海结构开展详细、完善的载荷效应分析，在长期的波浪荷载作用下，关节点疲劳强度分析和复杂钢结构的承载能力设计也至关重要。除了低频动态响应分析，海上平台的自生灾害也是在设计中需要考虑的一环，相关规范中对于爆炸载荷效应和火灾载荷效应计算规则与方法也需要添加到教学内容当中。随着中国海洋工程的发展，海洋特色的钢结构教学应该将海洋工程、流体力学、海洋环境力学、结构力学和断裂力学等学科融合，系统阐述海洋特色钢结构设计的原理和方法，使土木工程的学生更好的将钢结构的知识应用在海洋平台设计上。

4.2 加强本科教学海洋土木实验室的建设

针对土木工程系海洋土木实验室建设不足的现状，考虑海洋建筑所处的复杂环境，通过材料试验、结构试验、土工试验、BIM技术以及数字化手段，实现海洋土木实验室的高性能和智能化建设，促进海洋土木技术在学习中的规范化、标准化。通过组建高水平的海洋土木实验室，可以提高与涉海企业的合作深度，更高质量地合作培养具有企业技术研发和创新能力的学生，引领海洋土木工程建设技术的变革，带动整体行业的良性发展，缩短江苏海洋大学与其它传统涉海类高校在学生培养上的差距，并有机会提供更高水平的教育环境，促进江苏海洋大学在培养涉海类土木学生整体质量的提高，进一步提升江苏海洋大学土木毕业生在海洋土木工程设计与施工的水平，推动土木工程专业的转型升级与教学进步。

4.3 组建高水平的涉海教学团队和教学体系

作为新生涉海类高校的土木工程专业，亟需明确以涉海特色为专业建设需求的教学目标，土木专业课程的涉海特色，培养适应海洋土木工程建设发展需求的应用型技术人才。为了达成海洋土木特色学科的建设，需要建设一只高水平的涉海特色教育团队，可通过对外特聘有丰富经验的海洋土木类的教授岗位，对内培养具有涉海科研经验的年轻教师并提供进修条件，尽早组建已海洋特色为核心的高质量教学团队，精选和更新教学内容，促进教材和教案在涉海内容上的科学性、先进性和实用性，在教学中引导学生在海洋土木的问题上多加探讨，培养学生主动思考海洋土木工程建设的创新思维，拓宽学生的海洋科学眼界，为就业从事海洋土木类的工作岗位奠定扎实的理论和实践基础。

5 结束语

本文从教学内容、实验室建设和教学团队三方面对新生涉海类高校的土木工程专业开展涉海内容的教学改革，提出了以下三点建议：①教学内容上增加对海洋土木工程建设和海洋环境的介绍，结合土木工程核心课程与海洋环境的特点，对教学内容的着重点提出了初步的建议，增强学生知识体系中的“海洋成色”；②实验室建设上依托江苏海洋大学的海洋特色，加强涉海类实验室的建设，与涉海类企事业单位建立长期合作关系，建立稳定的教学实习基地，培养学生在海洋土木工程建设中的分析和创新能力；③教学团队上建设高水平涉海特色教学团队，引入海洋特色人才加入教学团队，从课程体系建设和实践教学体系两方面为土木工程学科的海洋特色建设提出解决对策，为新生涉海类高校的非海洋学科专业提供转型指导。