面向土木工程方向的《近海工程导论》教学,该文是关于工程导论相关在职研究生论文范文和方向和土木工程和《近海工程导论》类论文例文.
工程导论论文参考文献：
浅谈面向土木工程方向的《近海工程导论》教学
赖马树金1,2
（1.哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150090；2.哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150090）
摘 要：《近海工程导论》是哈尔滨工业大学土木工程学院面向土木工程专业高年级本科生开设的一门专业选修课,旨在拓宽传统土木工程专业的学生知识背景和学术视野,并使其初步掌握海洋平台等近海工程结构的分析和设计能力.基于此,本文对《近海工程结构》的课程内容进行了详细设计,并对教学方法和授课方式进行了初步探讨.
关键词：近海工程；教学内容；教学方法
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）26-0171-03
一、引言
21世纪是海洋的世纪,由于海洋中蕴含丰富的资源,比如水资源、海洋生物质资源、矿产与油气资源、海上航运资源、海上能源资源及海上空间资源等,各国都在大力发展海洋工程.海洋工程是指应用海洋基础科学开发利用海洋资源所形成的一门综合性技术学科,狭义上讲,也指开发利用海洋资源、保护海洋环境和某些特殊用途所需的各种建筑物、建筑群和其他工程设施[1].海洋工程主要包括海岸工程、近海工程和深海工程.其中近海工程主要是在近海较浅水域的海上平台、人工岛等的建设工程,和在近海较深水域的半潜式平台、钻井船、石油和天然气勘探开采平台、浮式贮油库、浮式炼油厂、浮式飞机场、张力腿平台、牵索式平台等的建设工程.近海工程技术除传统的土木建筑工程技术外,还包括造船工程技术.随着我国沿海地区开放程度的加大以及“一带一路”海上丝绸战略的提出,海洋在我国国民经济发展中正扮演着越来越重要的作用.党的十八大报告明确提出,“提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国”.
为了实现建设海洋强国的战略目标,就必须在高等院校培养一批国际一流船舶与海洋工程专业人才.然而由于我国海洋工程建设起步比较晚,目前国内具有船舶与海洋工程专业的高校较少.另一方面,作为传统的土木建筑工程专业,主要学习的课程局限在陆地上的建筑结构,一般不开设海洋工程结构相关课程.由于这两方面的原因,极大地限制了我国海洋工程人才的培养.众所周知,海洋工程的建设离不开土木工程专业技术,因此作为21世纪土木工程专业的本科生,也必须肩负起海洋开发建设部分责任.在海洋强国建设的大背景下,哈尔滨工业大学土木学院为土木工程专业高年本科生开设了《近海工程结构导论》这门专业选修课,旨在拓展传统土木工程专业学生的专业知识背景,了解和掌握近海工程的海洋环境、结构特征及近海工程结构的最新进展,重点掌握波浪及波浪荷载的相关理论,初步掌握海洋平台等近海工程结构的分析和设计能力.
二、教学内容设计
《近海工程结构导论》是面向土木工程专业高年级开设的专业选修课,总课时为24学时.由于课时较短,需针对传统土木工程专业高年级本科生的知识背景,同时兼顾课程知识体系的连贯性和逻辑性,合理安排课程的教学内容,使学生不仅了解海洋工程结构概况及前沿,还能够初步掌握海洋平台等近海工程结构的分析和设计能力,基于此,该课程设计为5个章节.第一章为绪论,设计授课时长2学时.由于土木工程专业学生对海洋工程的了解较少,因此在绪论中需较全面地介绍海洋工程的重要性和发展状况以及与传统土木工程的异同点,激发学生的学习热情和使命感.重点介绍世界和我国海洋资源的禀赋条件、开发和利用海洋资源所需要的海洋工程技术及其发展状况、海洋工程面临的海洋环境特征；海洋工程结构所遭受的环境荷载类型及近海工程结构的灾害类型；近海工程结构分析和设计方法.第二章为海洋平台结构,设计授课时长2学时.针对土木工程专业学生主要接触城市建筑结构,对近海工程结构缺乏基本概念,专门介绍近海工程结构的特征、拖运和安装形式,使得学生对海洋平台结构具有较全面的认识.本章重点介绍固定式、移动式、半固定式海洋平台使用环境和结构特征.第三章为海洋环境荷载,设计授课时长8学时.任何一种结构的设计,都首先需要确定作用在结构上的荷载,在这一点上,传统土木工程建筑设计与海洋平台设计没有本质的区别.然而由于海洋平台处于更加恶劣的自然环境中,其荷载形式异常复杂,比如其主要环境荷载形式为波浪荷载或风浪联合荷载.本章首先重点介绍波浪理论及其作用在结构物上的波浪力,其主要课程内容包括：回顾流体力学基本方程及势流理论；建立液体表面波基本方程,重点推导及阐述常深度小振幅简单波动解及特征、简单波动叠加特性、倾斜海底上波浪的传播特性；简要介绍有限振幅波（非线性波）理论；重点推导作用于小尺度结构上的波浪力,简要推导作用于大尺度结构体上的波浪力；简要介绍随机波浪理论及作用于海洋工程结构体上的随机波浪力.其次介绍风荷载、流荷载、地震荷载及其冰荷载,最后介绍荷载组合规则.第四章为固定式平台（导管架平台）设计,设计授课时长10学时.虽然目前海洋平台向具有更深水深作业能力的半潜式平台、张力腿平台和Spar式平台发展,但导管架平台仍然是目前世界上使用最多的一种平台,不论从设计理论还是从建造技术上来看,它都是一种最成熟和通用的平台形式.因此本章重点介绍导管架平台的基本设计过程.课程内容包括：导管架平台的总体设计要求；海洋平台结构的基本设计方法；桩基设计；导管架设计；平台结构的动力反应分析；圆管构件的强度和稳定性计算；管节点的设计与疲劳分析.本章课程内容较多,是该门课程的主要部分.由于土木工程专业高年级本科生具有一定的结构设计先导知识,因此该章节主要介绍导管架设计的基本方法与流程,重点强调与传统土木建筑结构设计方法的异同.第五章为移动式平台设计,设计授课时长2学时.由于日益增长的能源需求,世界各国都将油气资源的开发投向了深海,传统的固定式平台逐渐被深水浮式平台所代替,海洋平台朝着深水和超深水发展[2].该章节将简要介绍浮式平台的设计要求和基本方法,基本内容包括：浮式平台重量和重心计算、浮式平台漂浮稳定性计算、锚泊系统设计、半潜平台设计.
三、教学方法设计
针对课程内容多、授课学时较短的特点,本课程
将采用“讲授式”和“启发式”相结合的教学法.“讲授式”教学是指教师利用利用各种教学工具,通过口头语言讲解的方式,直接将知识传授给学生的一种教学方式.该教学法的优点是：在“讲授式”教学过程中,教师采取定论的形式直接向学生传递知识,从而排除学生对知识的神秘感和畏难情绪,使学习真正成为轻松的事情,还可以避免认识过程中许多不必要的曲折和困难[3].这使得传授知识变得简捷和高效,非常适合课程内容多、授课学时短的课程.然而这种教学法下学生往往只是被动地接受知识,而不去主动思考传授知识的内涵,并且“讲授式”教学容易使学生产生依赖和期待心理,从而抑制学生学习的独立性、主动性和创造性.为了克服这些缺点,强化该教学法的优点,“讲授式”教学还需坚持启发性教学原则,教学过程中积极调动学生的积极性和主动性,启发学生独立思考,建立学生对新知识的求知欲.总之教师在教学过程中发挥主导作用,直接快速地讲解专业知识,同时使用通俗易懂的语言、生动鲜活的事例、新颖活泼的形式活跃教学气氛,启发学生思考,增强教学效果.强调学生在教学过程中的主体作用,激发学生学习的热情和积极性.
课堂上授课教师需多与学生互动,让学生发言,发表其对所讲知识的认识与疑问等.本课程采用“多媒体+板书”的授课方式.通过PPT、影视、动画等多媒体教学手段,使学生快速地将平面、抽象的知识转化成立体、直观的认识,同时也能调动学生的求知欲,激发学生的学习热情.比如在绪论中,通过适当的图片和影视资料,学生能够直观地认识到海洋资源、海洋环境及海洋工程的特征；在海洋平台结构中,运用多媒体手段,使得学生全方位了解海洋平台的结构特征及建设、拖运、安装全过程.然而对于本门课而言,除了概念性知识外,还有理论知识部分.理论知识部分具有较多的公式推导,单纯采用PPT介绍一方面不利于学生理解,另一方面比较枯燥,不利于调动学生的积极性.对于公式推导方面,板书教学具有很强的引导性和指引性,同时具有启发性,能够充分调动学生的积极性和参与性.
四、考核方法
为了评价学生掌握知识的程度,采用课堂提问、课后作业、随堂考试、读书报告及期末考试相结合的形式,综合评价学生的学习效果.这种多样的考查方式一方面能够充分调动学生的积极性,另一方面也能综合考查学生掌握知识的程度.
五、结语
《近海工程导论》是面向传统土木工程专业高年级本科生开设的一门专业选修课,旨在拓展传统土木工程专业学生的专业知识背景,初步掌握海洋平台等近海工程结构的分析和设计能力,为建筑海洋强国战略贡献力量.本文根据近海工程结构设计的专业知识体系,结合传统土木工程专业高年级本科生所学土木建筑知识背景,设计了面向传统土木工程专业的《近海工程导论》课程内容,根据课程内容特点探讨了“讲授式+启发式”的教学方法及“多媒体+板书”的授课方式.
参考文献：
[1]薛鸿超.海岸及近海工程[M].中国环境科学出版社,2003.
[2]陈建民,娄敏,王天霖.海洋石油平台设计[M].石油工业出版社,2012.
[3]陈菊梅,张祖荣.探究式教学与讲授式教学的有机整合研究———“受迫振动和共振”的教学案例[J].物理与工程,2014,(s2)：23-27.
DiscussionontheTeachingof"IntroductiontoOffshoreEngineering"forCivilEngineeringStudents
LAI-MAShu-jin1,2
(1.KeyLabofStructuresDynamicBehiorandControloftheMinistryofEducation,HarbinInstituteof Technology,Harbin,Heilongjiang150090,China；2.KeyLabofSmartPreventionandMitigationforCivil EngineeringDisastersoftheMinistryofIndustryandInformation,HarbinInstituteofTechnology,Harbin,
Heilongjiang150090,China)
Abstract： "IntroductiontoOffshoreEngineering"isanelectivecourseconductedbytheschoolofcivil engineering ofHarbin InstituteofTechnology forseniorcivilengineeringundergraduates,aimingto broadenthe traditionalcivilengineeringstudents´knowledgebackgroundandtheacademicfieldofvision,andmakethepreliminary masteroffshoreplatformoffshoreengineeringstructuredesignandanalysisability.Basedonthefact,thepaperhascarried on thedetaileddesignto thecontentofthecourse,andhascarriedon thepreliminary discussiontotheteachingmethod.
Keywords： offshoreengineering；contentofcourses；teaching method
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