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(天津理工大學 海運學院，天津 300384)

輪機工程專業(yè)涉及電子、船用鍋爐、船舶電站、動力系統(tǒng)、制冷、自動控制、氣壓和液壓技術等多種學科，還涉及社會、經濟、國際海事法律法規(guī)環(huán)境等多方面的內容。因此輪機工程專業(yè)課程體系的建構是一個復雜的系統(tǒng)工程。

系統(tǒng)工程理論的最終目的是使系統(tǒng)運行在最優(yōu)狀態(tài)[1]。用系統(tǒng)工程處理問題有以下幾個基本觀點。

1)整體性觀點：以整體為出發(fā)點，以整體為歸宿。系統(tǒng)是由諸多要素按照一定的規(guī)律組成的復雜的整體，這個整體有其特殊的性質、規(guī)律和功能，不能簡單地將其進行分割，對其進行孤立地分析。要求系統(tǒng)整體最優(yōu)化。

2)系統(tǒng)的層次性觀點：系統(tǒng)各要素在系統(tǒng)中地位不同，按照一定的組織形式，形成不同的層次。系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)步驟必須符合層次性原理。

將系統(tǒng)工程理論用于研究輪機工程專業(yè)教學的文獻較少[2-3]，多以宏觀視角審視輪機工程專業(yè)的教學體系，以期解決課程體系中的諸多復雜問題。本文重點研究輪機工程專業(yè)實踐教學。

1 實踐教學中存在的主要問題

1)實踐課上以教師講授的內容為中心，學生參與討論、提出問題的機會不多，內容較少應用化。很少通過設置具體的工程情境來引導學生獲取知識。教師較少關注學生的差異，基本采取統(tǒng)一的標準來要求學生，沒有做到因材施教。

2)實踐課關注的首要是知識其次是專業(yè)技能，對學生學習興趣和學習過程的情感體驗則較少關注。評價仍然以結果為核心，評價方式單一。

3)各層次實踐課程缺乏系統(tǒng)整合。

其它如學生參與實踐活動的時間少，訓練量不足；缺少高素質的‘雙師型’的教師；設備儀器更新慢且臺套數不足等問題依然存在，限于篇幅，不在本文中討論。

2 研究的理論依據和必要性

2.1 理論依據

1)馬克思主義強調人的全面發(fā)展。提出每個人的自由發(fā)展是一切人自由發(fā)展的條件。因此，人的“自由個性”和全面發(fā)展是教育的真諦。馬克思主義還提出人類認識的豐富性和深刻性來源于人類認識的實踐性。因此教育要遵循理論聯(lián)系實踐的原則，促進學生全面發(fā)展。

2)教育應以人的自我完成為目標，實踐課程應當幫助學生實現(xiàn)自我超越。

3)教師是課程的主要設計者，或者可以在執(zhí)行課程的實踐中根據特定的情境發(fā)揮創(chuàng)造性，學生則有權對學習什么和體驗什么是有價值的以及如何完成這種學習和體驗等問題提出懷疑和要求解答[4]。

從課程重構的角度來說，首先要明確每個學生都是獨立的個體，都具有獨立的思考能力。其次，明確教師與學生之間不是教育與被教育的關系，而是教學相長。教育工作者的責任就是在充分尊重學生個性的基礎上，幫助學生完成“知識建構”，從而推動學生在知識建構的過程中完善自我。

4)系統(tǒng)是由諸多要素按照一定的規(guī)律組成的整體，不能簡單地將其進行分割，對其進行孤立地分析。也就是說，這些要素必須融于系統(tǒng)之中，成為一個整體，要求系統(tǒng)整體最優(yōu)化。

現(xiàn)在的教學是按課程單獨安排的，教師都追求其課程完整性，然后將若干任務簡單疊加，這種模式忽略了課程之間的關聯(lián)，系統(tǒng)被“人為”地割裂。系統(tǒng)理論認為，組成系統(tǒng)的各部分處于最優(yōu)狀態(tài)，系統(tǒng)未必處于最優(yōu)狀態(tài)。因此有必要按照系統(tǒng)科學方法論對現(xiàn)有的課程進行整合。這種整合應該包括兩層含義：一是要將培養(yǎng)宗旨(讓海洋更清潔，讓航行更安全)融入整個實踐教學系統(tǒng)中，將其既作為意識，又作為內容融于課程之中[5-6]。二是將工程學科專業(yè)基礎課和專業(yè)課的教學及實驗放到某個具體的、典型的工程對象中，而不是分割教學、分割實踐。這樣通過多門課程同時實踐一個典型工程對象和研究系統(tǒng)，有助于學生理解學科、專業(yè)、課程之間的內在聯(lián)系，整體和部分之間的關系，讓學生在掌握和理解單門課程知識的同時，掌握系統(tǒng)工程的方法。教育應強調理論與實踐相結合，使學生逐步形成綜合能力。能力與技能不同，后者主要指某種單項操作能力，如車工，鉗工等技術能力。綜合能力是由多項專業(yè)能力組合而成的，是在特定活動領域中所需的能力，是在活動中分析和解決實際問題的特殊能力。因此，綜合能力的形成和發(fā)展，必須參與特定的活動或模擬的工程情境，通過對已有的知識和技能的類化遷移，使相關的一般能力得到特殊發(fā)展和整合，形成較為穩(wěn)定的綜合能力。由此可以看出，綜合能力的養(yǎng)成，需要在實際崗位上反復實踐，因為專業(yè)能力：包括理論技術和經驗技術兩個方面，而“經驗”中包含“實際情境的感受”這一重要因素。學校在現(xiàn)有條件下，創(chuàng)造專業(yè)的“實際情境”非常困難，必須依賴企業(yè)才能實現(xiàn)。而模擬的工程情境，是可以將經過系統(tǒng)整合的典型工程對象提供給學生。這種“親驗式”教學方式，來源于生產中出現(xiàn)的具體問題與實際情況，學生身臨其境，感同身受，變間接經驗為直接經驗。將知識學活、用活，使理論與實踐有效結合。

5)教育的本質的要求是把學生培養(yǎng)成富有主體精神和創(chuàng)造力的人。教育不僅要傳遞和儲存知識，還應努力去尋求獲得知識的方法，并激勵學生自我學習和培訓自己。我們渴望的是具有系統(tǒng)的思想、國際規(guī)則意識、競爭觀念、可持續(xù)發(fā)展能力、創(chuàng)新能力和開拓精神的外向型復合人才。

21世紀教育委員會提出“四個學會”即學會學習，學會做人，學會做事和學會共處，這實際上是素質教育的核心。

本文之所以將實踐教學作為研究對象，是因為實踐教學是培養(yǎng)學生綜合能力和綜合的素質的最有效平臺。陳先林院士曾指出“工程學科有很強的實踐性，實踐的環(huán)境是工程人才成長的土壤。來自實踐的直接感性認識和直覺常常是創(chuàng)意的來源。鑒別力和篩選力在很大程度上依賴于實踐?！币虼藙?chuàng)造性思維總是基于實踐，始于問題。人的任何一種能力的獲得都不是單靠理論教育而能發(fā)揮作用的，必須親歷實踐活動才能習得并養(yǎng)成。輪機工程專業(yè)的一些重要能力如：綜合思維和應用能力、合作協(xié)調能力、主動學習能力、責任和心理承受能力?，F(xiàn)場指揮、處理突發(fā)事件的應變能力和心理承受能力。溝通、管理、處理矛盾的能力，語言表達能力等。都可以在實踐教學中養(yǎng)成。

2.2 必要性

目前我國海運人才的現(xiàn)狀是初級船員供大于求，高級船員供不應求，有影響力的創(chuàng)新型人才十分匱乏。據統(tǒng)計，2000～2009年我國在國際海事組織各分委會總的提案只有日本的約1/8，韓國的約2/5，其中與輪機專業(yè)關聯(lián)度較大的設計與設備分委會(DE)我國是20件，日本104件，韓國26件。我國缺少一支高水平的海運、海事隊伍；我國缺少有影響力的專家，提不出更多有前瞻性的提案[7]。如果說日本是有海洋傳統(tǒng)的海事強國，那么韓國超越了我國，充分說明我國的人才培養(yǎng)有缺陷，必須深刻反思并進行改革。

國際海事的規(guī)則主要是由發(fā)達國家主導的，要參與必須受其制約，要想規(guī)則有利于我們就只有參與其中，并表現(xiàn)出創(chuàng)造力才能有修改規(guī)則的發(fā)言權。否則只能被動的跟著規(guī)則走。

3 具體實施

3.1 “三層次”實習教學

1)基本技能訓練即操作實習。培養(yǎng)初步的工程意識、安全生產的意識和基本的操作技能。

2)輪機認識實習。到海運企業(yè)，了解機艙實際狀況，培養(yǎng)輪機工程意識。

3)畢業(yè)實習。深入了解機艙設備系統(tǒng)，重點在高新技術的應用上。

在“三層次”實習中始終貫穿教育目標和培養(yǎng)宗旨。使學生的實踐能力由初級到高級逐步提高。每層次實習內容分三個部分：基本理論與基本知識，操作與思考，實習報告。后兩部分由學生完成。實習要求要嚴格。要求學生在現(xiàn)場觀察中，理解思考題，學生也可以根據自己體驗并收集相關資料和信息，加工后完成實習報告。對生產實習和畢業(yè)實習給出題目指南，引導學生融合已掌握的知識和體驗，鍛煉學生運用向生產實踐和書本學來的知識解決工程實際問題的能力。題目要有一定的綜合性和復雜性，學生也可以根據自身的體驗進行研究。實習評價要重視過程，要重視實習答辯。

3.2 “三層次”實驗教學

實驗教學也要體現(xiàn)培養(yǎng)宗旨?；A課的實驗要加大設計性實驗的比例，要體現(xiàn)一定的復雜性、綜合性，加大與專業(yè)的相關性。

專業(yè)基礎課和專業(yè)課的實驗可放到某個具體、典型的工程對象中?？梢允菍I(yè)基礎課之間的整合，也可以是專業(yè)課之間的整合。

霍爾三維結構體系是美國工程師霍爾在1969年提出的，主要包含時間維、邏輯維和知識維。時間維表示系統(tǒng)工程活動從開始到結束按時間順序排列的全過程，分為規(guī)劃、擬定方案、研制、生產、安裝、運行、更新七個時間階段。邏輯維是指時間維的每一個階段內所要進行的工作內容和應該遵循的思維程序，包括明確問題、確定目標、系統(tǒng)綜合、系統(tǒng)分析、優(yōu)化、決策、實施七個邏輯步驟。知識維列舉需要運用包括工程、醫(yī)學、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會科學、藝術、等各種知識和技能。見圖1。

圖1 霍爾三維結構

以輪機工程專業(yè)冰機系統(tǒng)實驗為例，把霍爾的三維結構進行如下改造。

時間維：信息、資料的收集→任務書→實施→…→答辯。

邏輯維：明確問題→可行性分析→方案設計→…→研究報告。

知識維：制冷技術、電工電器、船舶輔機、輪機自動化、熱力學、測試技術、環(huán)?！?。

老的教學模式下，由于課時少，學生多，教師抓緊講，學生按一個模式做，提不出問題，很多情況下實驗報告流于形式，幾個學生作，多數同學拷貝，除了名字不一樣，其它內容基本雷同。新模式下，由于學生習慣了傳統(tǒng)的滿堂灌的方式。開始會不適應，教師編寫問題指南加以輔助。比如根據教師曾經排除的一個故障，故障現(xiàn)象是冰機機組在每運轉一段時間后，控制電路過電流繼電器就動作。復位后系統(tǒng)又可以正常運行，如此反復，但運轉過程中運轉參數及各庫溫度都在設計范圍內。這個故障可能出現(xiàn)的環(huán)節(jié)主要是：電路系統(tǒng)；壓縮機驅動電動機；壓縮機系統(tǒng)。沒有標準答案,要求學生判斷可能出現(xiàn)的故障點，分析故障產生的原因，如何排除，如何預防。在這里要充分尊重學生的自由選擇，讓他們根據自己的知識和能力、興趣來選擇研究內容。有些同學對自動控制感興趣，愿意研究用計算機控制和監(jiān)測冰機系統(tǒng)；有的同學質對壓縮機感興趣，這都是很好的研究方向。通過模擬工程情景的實踐，會使同學的各方面能力和素質得到提高。需要強調的是，在考核評價時，要求突破注重終結性評價而忽視過程性評價的現(xiàn)狀，強化評價的激勵、發(fā)展功能。

教師的教育過程本身就是一個自我發(fā)展和完善的過程，是教師追求可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。實踐中會碰撞出思想的火花，很多時候學生會給老師出難題，學生并不會完全按照老師的思路走，正因為這樣，會促使老師不斷更新，不斷提高，真正體現(xiàn)教學相長。

4 結論

以馬克思主義實踐認識論為理論指導，以系統(tǒng)工程方法論為工具，整合輪機工程專業(yè)的實踐教學，有利于提高學生的綜合能力和綜合素質，進而促進學生的全面發(fā)展。實踐課程應當幫助學生實現(xiàn)自我超越。

[1] 趙文華.高等教育系統(tǒng)論[M].廣西:廣西師范大學出版社,2001.

[2] 王永洲.模糊綜合評價在輪機工程專業(yè)實踐教學質量評估中的運用[J].船海工程,2011(4):95-97.

[3] 徐 偉，蔡振雄，廖海峰.基于系統(tǒng)工程理論的輪機工程專業(yè)教學改革[J].航海教育研究,2009(4):50-52.

[4] 史學正，徐來群.施瓦布的課程理論述評[J].外國教育研究,2005(1):68-70.

[5] 鄧元龍.基于系統(tǒng)工程方法論的專業(yè)綜合實驗教學改革[J].理工高教研究,2008(2):115-117.

[6] 潘克明.用系統(tǒng)科學方法論指導信息技術與課程及學科教學整合[J].中國電化教育,2004(1):9-15.

[7] 李青平.海事強國與成才之路[J].船海工程,2011(4):1-7.