中图分类号：G642.0   文献标志码:             文章编号：

基金项目：大连海事大学教学改革项目“交通运输实验课程线上教学改革研究”（2020Y44）；

大连海事大学教学改革项目“基于CDIO教学理念的《货运业务课程设计》线上教学改革研究与实践”

 0 引言

 作为目前国际工程教育领域一种行之有效的教学模式——CDIO工程教育模式，以培养学生工程创新能力为目标，要求培养学生扎实的专业基础以及完成项目的综合能力 。我校交通运输专业是国家级优势特色专业，“双一流”建设专业，海运特色鲜明，综合性课程设计作为提高工程人才培养质量的重要实践环节之一，其教学模式也在不断创新。在工程教育认证标准和CDIO 模式下，借鉴相关专业的成功经验 ，根据专业教学目标与特点进行了教学模式改革探索与实践，形成《港口规划与工艺课程设计》的“项目制”教学模式。

1 课程现状

一直以来，本校交通运输专业课程体系中，都存在比较严重的重业务管理、轻工程规划建设的现象，且缺乏具有综合性应用型课程。经过对交通运输专业培养计划的多轮改革，在2012级培养计划中加入综合性课程设计，以适应国家工程教育专业认证、卓越工程师培养计划等对工科专业的要求，达到加强对学生工程素养与工程实践能力培养的目的。2015年首次开课，课程设计内容源于课程负责人的企业科研课题成果，使得教学内容更具理论性、前沿性与职业导向性，从而更好地提升学生工程素养与工程实践能力，激发学生的科研创新思维。

2 课程建设目标

《港口规划与工艺课程设计》是大连海事大学交通运输专业针对交通运输专业大四学生开设的一门综合性课程设计，具有鲜明的海运特色。该课程要求学生综合运用先修课程的理论知识，运用数字孪生与仿真技术与方法，全面分析港口作业系统的资源合理配置等工程实践问题，具有综合性、系统性、工程实践性很强的特点。旨在培养学生信息获取、系统分析与设计、仿真建模与数据分析、论文撰写、团队协作、创新意识等能力，从而达到提升学生综合工程素养的目的。

3 课程能力培养定位

3.1  专业知识的综合应用能力

本课程设计作为一门综合性应用类课程，要求学生综合运用先修多门课程的相关理论知识与计算机仿真技术与方法，全面分析解决港口规划与资源配置等方面的工程实践问题。在整个教学过程中，教师通过引入工程案例，对其进行背景与内容讲解，在教学实践过程中引导学生自主思考与分析，建模与结果分析，达到培养学生分析与解决工程实践问题的能力的目的。该课程的先修与后修课程之间的相互承接关系如图1所示。

图1 先后修课程关系图

3.2  系统的观点

在进行课程设计过程中，始终引导学生主动地从系统的角度思考问题，分析设计背景与要求，完成资料收集工作，运用前期所学的理论知识与仿真软件，进行系统建模与仿真建模，并对多方案仿真模型计算结果进行分析，最终得出结论并撰写课程设计报告。

3.3  动手实践能力

动手实践能力对于学生工程素质培养至关重要，且贯穿于整个课程设计的各个环节，包括构思——设计——实现——运作。包括文献资料的查阅整理，运用仿真技术与方法构建港口规划与资源配置模型，并对结果进行分析，最终给出最佳论证方案。

3.4  团队协作能力

综合性课程设计要求学生分工协作完成任务，从需求分析、方案构思，到数据收集、系统建模、仿真建模、模型运行、结果分析、撰写报告、答辩所有环节都需要小组成员紧密合作，从而达到培养学生的团队协作能力的目的。

3.5  创新意识和创新能力

综合性课程设计旨在培养学生运用所学理论和技术方法，在工程实践过程中可以全面、系统、创新性地解决问题的能力。设计题目源于企业工程实践，要求学生采用探索的方式提出具有个性化、创意化的解决方案，以提升创新意识和创新能力。

3.6  论文撰写能力

在完成运作环节，还需要将论证方案用科研论文的形式展现出来，内容需要涵盖课程设计各个环节的内容与成果，培养学生学术论文的撰写能力。

4 基于CDIO的课程教学模式

改革开放以来，国内引入了诸多知名的教育课程理念，如MES和CBE等模块化课程模式，OBE和CDIO等项目类课程模式。作为近年来国际工程教育改革的重要成果——CDIO工程教育理念，是“做中学”原则和“基于项目的教育与学习”的集中体现^[10]。CDIO理念不仅继承和发展了欧美工程教育改革几十年的理念，而且提出了12条标准，使之具有很强的可操作性^[11]。通过分析交通运输专业特点与课程培养目标，CDIO理念与本课程最为贴合，改革的重点就是将CDIO理念贯穿课程设计的整个过程，培养学生的综合工程素养。

4.1  教学内容

依托港口企业的科研课题，经过提炼升华后作为课程设计的内容，旨在使得课程内容具体化，且具有职业导向性。教学内容及过程如图2所示。

图2 教学内容

4.2  教学手段与方法

在课程设计教学的各个环节中，坚持综合运用案例导引、分组讨论、探究式教学法等多种教学方法和手段，围绕项目导向、任务驱动、工学结合等方面展开。具体的实施流程如下：

（1）项目构思阶段。自由组建3-5人的小组，理解并分析项目的背景与要求、包括运输需求、运输通道、港口航道泊位等资源条件等，分工协作完成资料的收集整理工作，并讨论初步拟定方案。在整个过程中，培养学生自主研究探索、独立查阅文献并进行整理分析的能力。

（2）项目设计阶段。基于相关理论知识与收集的材料，进行系统建模与仿真建模。教师对模型设计原则与原理进行核查，确保设计正确合理，在此设计过程中，培养学生综合创新意识与团队合作精神。

（3）项目实施阶段。多方案仿真模型的运行及仿真结果分析，确定最终方案。在项目的实施阶段，学生综合创新能力得以提升。

（4）项目运行阶段。以小组的形式进行成果汇报，教师通过提问点评结合答辩表现给出最终成绩，并撰写提交设计报告。

CDIO教学模式与教学内容、教学手段的之间的对应关系如图3所示。

图3 CDIO教学模式与教学内容和手段的对应关系

4.3  课程考核与评价

课程考核依据CDIO的考核评价标准来制定，作为能力本位的培养模式，课程成绩评定方式聚焦学习成果，突出对项目实践过程的考核。课程考核主要分为平时成绩（学习态度、课堂纪律等）、实践环节（系统模型的完整性与正确性、小组协作情况）、答辩（PPT制作规范性、答辩思路与讲解的条理性、回答问题的正确性）、课程设计报告（报告结构完整性、思路与方法的正确性、数据正确全面性、参数计算与最终方案结果的正确性与合理性）四个方面，综合评估学生的掌握情况和对毕业要求的达成度，具体考核内容和权重如表1。

表1  港口规划与工艺课程设计考核方法

5 结束语

综合性课程设计对于提升学生综合运用理论知识解决工程实践问题至关重要，CDIO模式下《港口规划与工艺课程设计》的项目式教学模式，以开放式企业项目案例设计为切入点，以培养学生工程实践创新能力与工程综合素养为目标，着重培养学生的学习兴趣，充分激发学生对课程设计的兴趣，进而培养了学生的信息获取、系统分析、系统建模、语言沟通与表达、团队协作、创新意识等多方面的综合素质。实践表明，学生通过本课程设计的教学改革实践，激发了对港口专业知识的学习兴趣，充分调动了其学习的主观能动性，达到了提高学生综合解决工程实践问题能力的目的，取得了非常好的教学效果。

参考文献（References）

[1]  吴岩．中国工程教育质量报告［R］（2014年度）——面向工业界 面向世界 面向未来［M］．北京：教育科学出版社，2016

[2] 朱高峰.工程教育中的几个理念问题[J].高等工程教育研究，2011(01):1-5

[3] 钟丽佳，盛群力，柴巧君.促进意义学习体验的新路径——“大学课程设计综合方式”的架构[J].高校教育管理，2015，9(02):101-106