卫星地图在高职港口机械专业课程教学中的应用

朱节宏 郭英轩 龙有强

摘 要：本文从高职港口机械专业课程教学存在的问题出发，阐述了港口、码头及货场的卫星地图作为一种非常好的现场教学资源，在“港口装卸工艺”、“港口起重机械”和“港口连续输送机械”等专业课程实际教学中的具体应用，这些课程都是研究大型港口机械设备构成原理、作业工艺、操作使用、检修及管理的港口机械专业课程。

关键词：卫星地图;高职;港口机械;专业课程;应用

中图分类号：G712  文献标识码：A

Abstract：Starting from the problems existing in the teaching of port machinery courses in Higher Vocational colleges，this paper expounds the application of satellite maps of ports，wharfs and cargo yards as a very good on-site teaching resource in the practical teaching of such specialized courses as "port handling technology"，"port lifting machinery" and "port continuous conveying machinery".These courses are all to study the structure of large-scale port machinery and equipment.Professional courses of Port Machinery in Principle，Work Technology，Operation，Use，Overhaul and Management.

Key words：Satellite Map;Higher Vocational Education;Port Machinery;Professional Course;Application

卫星地图是一种可真实准确地反映地球表面地理位置、地形地貌的卫星遥感图像，这种地图的精确度高，实时性强，被广泛地应用在导航、军事、农业生产、自然灾害预报及灾后救援、城乡规划及系列科学研究等领域。在我们日常生活中能免费接触、使用到的卫星图像，分辨率甚至已经达到分米级，可非常清晰地呈现地面局部环境组成、建筑物和大型设施、设备的外形结构。这种高分辨率的卫星地图，在我们高职港口机械专业课程教学角度看，这对各种大型港口起重机械、装卸运输机械、物流搬运机械、连续输送机械在港口、码头及货场整体布局的认识、种类规格和结构认识的学习，以及码头货柜、散杂货堆场货物种类、堆取位置、堆取方式的认识学习，甚至结合港口企业实际经营数据，对港口的运行和发展情况的了解分析，是一种非常好的现场教学资源。

一、港口机械专业课程教学存在的问题

（一）港口机械专业人才培养目标和人才規格

港口机械专业主要面向港口码头、大型货场物流企业，培养具备港口大型物流设备基础理论知识和操作维修技能，能在生产一线从事这类大型机械设备的驾驶操作、检修及现场管理的高素质、技能型专门人才。紧随着1+X证书制度的启动试点，在毕业生人才规格上也会更加注重相关职业资格证书的要求，此类职业资格包括内燃式叉车、轮式装载机、液压挖掘机操作证，港口门座式起重机、岸边集装箱装卸桥、场桥操作证和桥门式起重机操作证等等。目前，港口机械专业课程跟大型港口机械设备相关有：《港口起重机械》、《港口连续输送机械》、《港口装卸工艺》、《港口机械检修技术》、《起重工艺学》和毕业设计共六门，这些专业课程基础知识学习和实践技能锻炼（包括职业资格考证）也主要是围绕港口大型物流设备的组成原理、作业特点、操作驾驶、维修保养和设备现场管理等方面展开的。

（二）港口机械专业课程教学存在的问题

按照国家职业教育改革实施方案，高等职业教育的目标就是以促进就业和适应产业发展需求为导向，着力培养高素质劳动者和技术技能人才，在专业课程教学方面，学生技术技能的培养是日常教育教学的主要工作，而这些工作的有效开展是需要多方面条件的，而按照高技术技能型人才培养要求，目前专业课程的教学是存在不少问题的，将从以下几点具体谈谈。

1.专业课程教材理论性较强、内容素材相对老化

因为高职港口机械专业自身发展和服务就业的特殊性，所以开设该专业的高职院校并不多。这种专业的专业课程教材编写也仅局限于部分高校，像南通航运职业技术学院、大连理工大学和大连海事大学等，好些都是面向本科生教学用的教材，这些教材普遍理论性较强，内容素材相对老化且可视性不强，教材中的图片基本上都是简单的示意图，且视图单一，无法直观立体地表现设备、机件的相关结构，这对部分高职学生来说，提不起学习兴趣，也很难理解，更不用说掌握了。

2.专业实训教学设备实用性不足

在中央财政支持的示范特色专业和实训基地项目建设中，港口机械专业以提升学生专业技术技能为引领，从提高专业课程教学质量的角度出发，除了引进了一些港口机械操作模拟器之外，其他设备的购置和应用并不能凸出专业课程教学的重点，或者说我们没有一台能真正用于实际专业课程教学的港口机械设备实物，而只通过教师纯理论的讲授，学生对港口现场和这些大型港口机械设备的理解和掌握，接受程度是非常低的。当然，这种情况在地方高职院校的专业建设中也是比较常见的，受制于自身办学水平、地方的投入与行业的支持。

3.校企合作深度不够，产教融合还在路上

校企合作在面对当前社会激烈竞争条件下，高职院校为了更好地提升办学条件，提高教学质量所乐于采取的专业发展模式，这也是国家鼓励和支持的。目前港口机械专业所实施的校企合作形式，很多情况下，只是有限度地利用企业资源，然后为港口企业提供人力资源直接选择的方式。但这种“有限利用”、“懒得利用”或“很难利用”实际上也反映出了毕业生实习就业的质量、企业对毕业生的认可度以及校企合作的深度普遍不足或不够，或者说，毕业生的工作态度和入职初期离职率过高问题，是导致校企合作很难深入的重要原因。另外，对于高职港口机械专业，在产教方面也是因专业本身的局限，基本上也还没有摸索到开展的突破口和方向。

二、卫星地图在港口机械专业课程教学中的应用

（一）卫星地图可提供高清的图像资源

通过谷歌地球在线，谷歌地球、微软虚拟地球、百度地图、腾讯地图或高德地图，基本上可以获取全世界任意一个港口、码头、货场的卫星图像或航空俯瞰照片，而且是免费的。如果是订购类似增强版付费的谷歌地球，还可以获得更高质量的图像与数据服务。

这些港口、码头及货场的卫星图像，通过缩放，视角切换和界面实时测距等方式，能非常容易地获取到港区尺寸，货柜及堆场布局，以及3D厂房建筑物和各种大型机械设备，这些设备通常包括岸边集装箱装卸桥、门座式起重机、场桥、轨道吊、跨运车、集装箱空箱堆高机、大型轮胎吊、重型叉车、装卸船机、起重船、斗轮堆取料机、连续输送机械及大型运输车辆等，并且这些大型机械设备在场地里的位置、间距、结构、作业以及相互配合情况都一览无余。此外，通过在谷歌地球中使用时间滑块功能，可在各个拍摄日期之间切换显示某个港口的历史图像，可以再现某个港口、码头的建设与发展过程，如图1，2所示分别是日本名古屋港区2004年和2018年的卫星图像;还有就是通过对比不同发展程度地区的港口卫星图像，能发现港口基础基础设施建设、大型作业机械设备的使用及生产管理不同发展时代的痕迹与地域差异，这些卫星图像资源，对当下高职港口机械专业课程的教学来说，是非常有用的。

（二）卫星地图在专业课程教学中的具体应用

港口机械专业课程实物教学设备的缺乏，是制约目前港口机械专业教学的瓶颈之一。这些大型的港口机械设备单机价格昂贵，在没有足够的办学条件支持情况下，加上校企联合办学各方面的限制，能够让学生有机会经常性地观摩和操作实践这类港口机械设备，是非常困难的。这种困难对学生专业素养的养成和技术技能的形成也是不利的，而卫星地图就提供了一种能紧贴港口生产实际、与港口大型机械设备近距离接触的途径，下面从三门港口机械专业课程的教学来说明卫星地图的具体应用。

1.“港口装卸工艺”课程教学

《港口装卸工艺》一门是研究港口各种货型如散货、件杂货、集装箱和液体货等的装卸、搬运、堆存及运输工艺流程的专业课程。该课程学习内容包括港口装卸概述、工艺路线规划、生产平行组织、散货装卸工艺、件杂货装卸工艺、集装箱装卸工艺、液体货物装卸工艺和木材装卸工艺等内容。通过这门课程，使学生熟悉港口各种货物类型的装卸工艺流程，理解与掌握港口的生产组织过程，能对大型装卸搬运机械设备实际合理的调用与管理等。

以最典型的货物“集装箱”为例，这里面涉及到集装箱堆场、装卸船机械、岸上运输机械、场内起重搬运作业机械以及集装箱装卸工艺流程，整个工艺流程，从船舶、码头前沿到堆场，如果纯粹是对底盘车工艺，跨运车工艺、正面吊或轨道吊等工艺的理论讲授，是极其枯燥乏味的，大部分学生会很难理解，也谈不上良好的消化与吸收。但是，若课堂教学结合如图3，4的港口码头卫星图像，或者在机房每人都能看到整个码头三维全景，内容就非常实际地有效传输，学生理解和接受就简单了许多（运输船舶到堆场之间，有多长距离，用什么机械，走什么路线都能直观明了）。此外，在装卸工艺路线规划设计的时候，学生可以通过国内外港口现场装卸机械、运输堆码机械及车辆等方面的客观情况对比，通过卫星地图所带的定位、缩放及测量，查找异同，并能根据任务所给的码头实际情况，进行组内讨论，很好地完成相应的工艺设计作业和课程设计任务。

通过对国内外先进港口现场的卫星图像进行全方位的翻转查阅、认识和讨论学习，结合课程安排的本地区的生产性见习，对加深了学生对工艺的理解，提高理论联系实际的能力，是一举多得的事情。

2.“港口起重机械”课程教学

《港口起重机械》是一门培养学生熟悉港口各种大型港口起重机械的结构特点、工作原理和生产管理，掌握一定的设备操作技能、故障分析处理及维保能力的港口机械专业课程。

对港口企业而言，装卸作业是港口的主营业务，而装卸作业的主力就是这些大型的起重机械（岸桥、场桥、轨道吊、跨运车、正面吊、堆高机等），所以在实际的教学中，结构及工作原理的学习是重点抓的一项内容。如图5和6所示伊丽莎白港和横滨港的卫星图像，可以分别看到一台正在作业的散货卸船机和两台作业中的集装箱装卸桥，外观结构从海陆侧门框、台车、横梁、前后大梁、人字架、拉杆、机房、抓斗到司机室，都清晰而立体，放大后甚至连设备上的企业logo和安全标语都能看得见。另外通过港口岸桥的数量、基本参数可推测出该港口吞吐规模，发展情况。基于这种随时随地，移动在线可视化的卫星图像资料，学生在一个虚拟与现实紧密结合，相对自主、轻松的环境下学习，对这种港口专用机械设备的认识理解，有事半功倍的效果。

3.“港口连续输送机械”课程教学

《港口连续输送机械》是港口机械专业的一门专业课程，要求通过该课程的学习，使学生掌握常见港口连续输送机械的结构组成、工作原理、维修保养及设备安全使用与管理。在实际的教学中，侧重点是通用型带式输送机、与之配合的港口装卸机械和堆取料机械地学习，这也是一门理论性较强的课程。

如图7漢堡港煤炭码头卫星图像和图8秦皇岛港煤炭码头卫星图像显示，码头、堆场货种和堆积情况，装卸船机械、散货堆场堆取料机械的类型和数量，输送机的输送路线、中转站的布置以及场地整体布局与环境的协调情况，也都是一望而知的。学生通过这些卫星地图的查看、测量和分析，综合考虑运输物料的性质和工作环境，输送路线上的地形、大型港机设备和建筑物情况，结合所学输送工艺理论学会输送机械输送路线的整体规划和设计。对于带式输送机的结构和工作原理，本课程有详细的输送机整机三维模型，可很好服务学生对结构组成、工作原理的理解掌握。

以上这些都是卫星地图在港口机械专业课程教学中的实际应用，除此之外，通过卫星地图的测量，结合企业生产数据，根据堆场的尺寸及货物堆放排列方式，可以分析港口堆场的最大容量和库存量，从堆场货物的种类可知该码头是专业性码头还是通用性码头，从货物的装卸量可以大概确定各类港口机械的吨位及相关尺寸规格，从港口大型机械的种类、数量及排列形式可分析出该港口的实际管理水平等等。

港口机械专业课程的教学，注重理论与实际相结合，采用“理实一体化+企业生产见习”的教学模式，在课堂实践上，根据具体学时安排会进行五到六次的开放性课程任务设计（散货码头带式输送机运输工艺设计、件杂货装卸运输工艺设计、集装箱专用码头装卸工艺方案设计、国内某港自动化码头建设可行性分析、某中国援建的国外港口大型机械设备的选用与布置、世界各主要港口大型机械设备的应用对比分析、国内外沿江沿海港口大型起重运输机械的类型对比分析），都是基于卫星地图资料开展的。

三、结语

可视化的港口、码头、货场高清卫星地图作为港口机械专业课程教学资源的有效补充，为学生理解掌握港口大型起重机械、堆码搬运及连续输送机械的结构组成、工作原理、检修、使用管理和生产作业工艺过程等相关内容，创造了一种虚实翻转、轻松自由的学习形式。卫星地图可手机安装，图像可俯瞰、可平面、可测量和可打印，[1]让学生在未来就业的港口、码头及货场空间里，充分享受浏览、记录、思考和分析各种大型港口专业机械设备，各种货物的装卸运输工艺流程及设备的安全管理方式方法，并应用到专业课程的课程设计、毕业设计和预就业顶岗实习中，学以致用，学用相长。

参考文献：

[1]王民水，杨国东，等.基于离线卫星地图的移动导航定位服务应用[J].世界地质，2016（04）：1158-1163.

资金项目：2018年度广西高校中青年教师基础能力提升项目（2018KY1185）;北海职业学院“十三五”规划2017年度科研课题第二批教改类重点课题（2017YJZ06）

作者简介：朱节宏（1984-），男，机械工程硕士，讲师，主要港口机械专业的教学与科研。