“船體構(gòu)造與制圖”本科生課程教學(xué)改革研究

教育部《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》指出：“積極推廣小班化教學(xué)、混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂，大力推進(jìn)智慧教室建設(shè)，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式。”［1］同時(shí)，海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略要求我們瞄準(zhǔn)高端海洋裝備制造業(yè)的“卡脖子”問題，而要解決行業(yè)發(fā)展中的瓶頸問題就要不斷加大人才培養(yǎng)的投入力度，擯棄傳統(tǒng)注入式培養(yǎng)模式的弊端，緊跟先進(jìn)教學(xué)理念和混合教學(xué)模式的發(fā)展需求，不斷推動(dòng)課堂教學(xué)方法改革，培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力、品學(xué)兼優(yōu)的高層次人才。這要求一線教師在本科生教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)科教融合［2-3］、線上線下混合式教學(xué)模式下雙向互動(dòng)式教學(xué)方法［4-5］、思想政治建設(shè)［6］等方面的不斷探索，以此營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍，搭建成熟完整的人才培育體系，逐步解決本科生培養(yǎng)中科教融合失衡、教學(xué)方法落后、思想政治建設(shè)不足等問題?！按w構(gòu)造與制圖”是哈爾濱工程大學(xué)船舶與海洋工程專業(yè)本科生十大專業(yè)核心課程之一，其教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握各類艦艇及海洋平臺(tái)的基本構(gòu)造，并采用計(jì)算機(jī)軟件繪制船體型線圖，為學(xué)生將來從事船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)、建造、檢驗(yàn)等工作奠定基礎(chǔ)，該課程也可為“船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)力學(xué)”等專業(yè)核心課程提供支撐。本課程分為24學(xué)時(shí)的理論教學(xué)和32學(xué)時(shí)的船體制圖教學(xué)兩大部分。其中，理論教學(xué)主要講解船體（底部、舷側(cè)、甲板、艙壁、首尾端）、海洋平臺(tái)（固定式、移動(dòng)式）、潛器（殼體、艙壁、水艙）等不同海洋結(jié)構(gòu)物的構(gòu)造特點(diǎn)；船體制圖部分首先由教師講解如何根據(jù)船體參數(shù)繪制不同剖面型線圖，然后要求學(xué)生完成特定船舶型線圖繪制并計(jì)入期末考核成績(jī)。理論教學(xué)部分采用閉卷考試的方式進(jìn)行考核，占期末成績(jī)的70%；船體制圖部分占期末成績(jī)的30%。結(jié)合近年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)“船體構(gòu)造與制圖”課程的內(nèi)容特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問題進(jìn)行分析，并從線上教學(xué)資源建設(shè)、科教融合育人模式探索、線上線下混合教學(xué)模式下互動(dòng)式教學(xué)方法研究、思想政治建設(shè)等方面提出教學(xué)改革建議，逐步解決目前教學(xué)中存在的主要問題，并實(shí)現(xiàn)高校課程設(shè)置與行業(yè)需求的有效銜接，提高學(xué)生的課堂參與度和解決實(shí)際工程問題的能力，為我國(guó)船海事業(yè)發(fā)展培養(yǎng)具有過硬專業(yè)素質(zhì)和強(qiáng)烈責(zé)任心的復(fù)合型人才，使學(xué)生能夠適應(yīng)船海領(lǐng)域相關(guān)院所和企業(yè)的研發(fā)需求，從而實(shí)現(xiàn)以一流科學(xué)研究支撐一流本科生培養(yǎng)。一、課程內(nèi)容特點(diǎn)及教學(xué)中主要問題“船體構(gòu)造與制圖”是一門實(shí)用性極強(qiáng)的課程，教學(xué)內(nèi)容和難度與其他專業(yè)核心課程具有顯著不同。首先，“船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)力學(xué)”“流體力學(xué)”等專業(yè)核心課程以數(shù)學(xué)和力學(xué)為基礎(chǔ)，即對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備具有較高要求，而“船體構(gòu)造與制圖”課程為通識(shí)課程，對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)要求較低。其次，教學(xué)內(nèi)容涉及艦船、潛器、固定式海洋平臺(tái)、移動(dòng)式海洋平臺(tái)等，知識(shí)點(diǎn)相對(duì)多而雜，這導(dǎo)致教學(xué)過程中學(xué)生的注意力不高、課程參與度較低，難以把握重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，大幅制約了教學(xué)效果。經(jīng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)討論，本課程教學(xué)中存在以下主要問題。（一）線上教學(xué)資源相對(duì)匱乏綜觀船舶與海洋工程專業(yè)本科生的教學(xué)資源可以發(fā)現(xiàn)，目前針對(duì)“船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)力學(xué)”“流體力學(xué)”等專業(yè)核心課程的慕課及翻轉(zhuǎn)課堂等線上教學(xué)資源相對(duì)充足，且大多采用行業(yè)內(nèi)一線教師共同鉆研的成果。同時(shí)，隨著新時(shí)代教育要求的提高，上述課程已逐步開展或已完成課程教學(xué)改革，為學(xué)生提供了豐富的線上教學(xué)資源，幫助學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)和課后及時(shí)進(jìn)行復(fù)試，有效鞏固了線下教學(xué)效果，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。作為船舶與海洋工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)通識(shí)課，“船體構(gòu)造與制圖”課程的內(nèi)容特點(diǎn)導(dǎo)致在線下教學(xué)中學(xué)生抓不住重點(diǎn)，難以形成整體知識(shí)體系，而線上教學(xué)資源可有效緩解這種局面，但目前線上教學(xué)資源屈指可數(shù)，尚未建立慕課及翻轉(zhuǎn)課堂等線上智慧課堂，與課程教學(xué)改革目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)，嚴(yán)重限制了教學(xué)質(zhì)量。（二）科教融合的新工科培養(yǎng)模式探索不足科教融合強(qiáng)調(diào)以一流科研成果支撐一流教學(xué)，通過引入科學(xué)及實(shí)際工程問題，以教學(xué)內(nèi)容為切入點(diǎn)進(jìn)行講解，形成一流科研成果促進(jìn)本科教學(xué)質(zhì)量的新局面，為學(xué)生提供更豐富的認(rèn)知和學(xué)習(xí)經(jīng)歷?！按w構(gòu)造與制圖”課程是一門實(shí)用性極強(qiáng)的通識(shí)課程，教學(xué)內(nèi)容在科研中被廣泛應(yīng)用，如根據(jù)船體制圖教學(xué)內(nèi)容結(jié)合大型有限元軟件建立艦船或海洋平臺(tái)三維有限元模型，進(jìn)而計(jì)算海洋結(jié)構(gòu)物在流固耦合等載荷下動(dòng)響應(yīng)特性。但目前教學(xué)中仍以課本知識(shí)為主，缺乏對(duì)科教融合教學(xué)模式的探索，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法相對(duì)單一，學(xué)生無法深入理解知識(shí)點(diǎn)背后的深層科學(xué)及工程問題，進(jìn)而導(dǎo)致難以將所學(xué)知識(shí)與行業(yè)問題相結(jié)合，亟須通過科教融合加強(qiáng)實(shí)踐育人建設(shè)。（三）線上線下混合教學(xué)方法相對(duì)落后由于“船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)力學(xué)”“流體力學(xué)”等專業(yè)核心課程涉及大量的理論計(jì)算分析，大多數(shù)學(xué)生在課堂教學(xué)中能夠保持較高的注意力和互動(dòng)，且上述課程在教學(xué)中通過隨堂測(cè)試或習(xí)題課可以有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。然而，“船體結(jié)構(gòu)與制圖”課程線下教學(xué)中采用“滿堂灌”的教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)點(diǎn)［4］，嚴(yán)重影響了學(xué)生參與課程教學(xué)的積極性和主動(dòng)性，而課程內(nèi)容特點(diǎn)決定了采用傳統(tǒng)的隨堂測(cè)試也難以保證教學(xué)質(zhì)量。此外，傳統(tǒng)注入式教學(xué)方法在線上授課時(shí)缺點(diǎn)尤為明顯，由于缺乏互動(dòng)交流導(dǎo)致教師無法掌握學(xué)生的課堂參與度，教師成為課堂的唯一導(dǎo)演和主要演員，大幅降低了學(xué)生掌握課堂內(nèi)容的積極性。因此，有必要結(jié)合科教融合和互動(dòng)式教學(xué)探索線上線下混合教學(xué)模式下的教學(xué)方法。（四）亟待將思想政治教育融入課程教學(xué)中德育是教育的靈魂。目前高校在專業(yè)課程教學(xué)中已逐步融入思想政治建設(shè)，其根本目的是為我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)意志堅(jiān)定、專業(yè)知識(shí)過硬的有理想、有擔(dān)當(dāng)?shù)暮细窠ㄔO(shè)者和接班人。這要求學(xué)生不僅具備勇于獻(xiàn)身現(xiàn)代化建設(shè)的決心和本領(lǐng)，也要熱愛并忠于我國(guó)社會(huì)主義事業(yè)。我國(guó)船舶與海洋工程行業(yè)從淺海走向深藍(lán)，從依靠國(guó)外技術(shù)到逐步實(shí)現(xiàn)彎道超車，這是一代代船海人堅(jiān)守興海強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想、努力奮斗的結(jié)果，其發(fā)展歷程是優(yōu)秀的思想政治建設(shè)案例，不僅可以讓船舶與海洋工程專業(yè)本科生認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)與國(guó)家富強(qiáng)的緊密程度，也可以增強(qiáng)學(xué)生投身我國(guó)海軍裝備和海洋開發(fā)的信念。然而，目前教學(xué)中缺乏思想政治教育等愛國(guó)主義教育。二、課程教學(xué)改革建議根據(jù)“船體構(gòu)造與制圖”本科生課程教學(xué)中存在的上述問題，結(jié)合近年來學(xué)科發(fā)展及學(xué)生培養(yǎng)需求，從以下幾方面闡述本課程教學(xué)改革建議。（一）匯聚船海領(lǐng)域一流學(xué)者智慧，打造符合專業(yè)特色的高水平線上教學(xué)資源為提高課程內(nèi)容與行業(yè)需求的有序銜接并逐步解決線上教學(xué)資源匱乏等問題，整合船海領(lǐng)域一流學(xué)者智慧，按照船體構(gòu)造、潛器構(gòu)造、海洋平臺(tái)構(gòu)造、船體制圖等教學(xué)模塊分別建立適用于課程培養(yǎng)方案的線上教學(xué)資源，明確各模塊的教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容，以及不同教學(xué)模塊間知識(shí)點(diǎn)的區(qū)別與聯(lián)系。其中，線上教學(xué)資源需重點(diǎn)關(guān)注對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行豐富的多媒體教學(xué)資源、慕課及翻轉(zhuǎn)課堂等智慧課堂建設(shè)。多媒體教學(xué)資源以船舶與海洋工程行業(yè)特色為背景，以服務(wù)國(guó)家海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的海洋重器為牽引，以典型海洋結(jié)構(gòu)物圖片和視頻為載體，采用啟發(fā)式教學(xué)牽引出教學(xué)內(nèi)容，以此培養(yǎng)學(xué)生濃厚的專業(yè)興趣。在此基礎(chǔ)上，有序介紹不同海洋結(jié)構(gòu)物的構(gòu)造特征，避免在學(xué)生尚未形成整體概念的情況下介紹相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，從而引發(fā)學(xué)生的厭學(xué)情緒。慕課及翻轉(zhuǎn)課堂等智慧課堂的建設(shè)應(yīng)借助教學(xué)團(tuán)隊(duì)集體的智慧結(jié)晶，按照重要及難易程度對(duì)教材中的章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行劃分，教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員按照模塊化課程設(shè)置，結(jié)合多媒體教學(xué)資源，高標(biāo)準(zhǔn)完成智慧課堂教學(xué)資源建設(shè)，從而幫助學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，以此強(qiáng)化線下教學(xué)效果。（二）建立適用于課程教學(xué)內(nèi)容的科教融合案例，探索基于科教融合的育人模式根據(jù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)及國(guó)內(nèi)外公開發(fā)表的一流科研成果，遴選出與不同章節(jié)課程知識(shí)點(diǎn)密切相關(guān)的科研成果，并結(jié)合本科生知識(shí)體系構(gòu)架，將科研問題涉及的課程內(nèi)容進(jìn)行梳理與分解，實(shí)現(xiàn)一流科研成果反哺教學(xué)育人。如以教學(xué)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期研究的水下爆炸載荷下艦艇毀傷特性研究為例，通過分析水下爆炸載荷下船體毀傷位置、毀傷模式，向?qū)W生深刻講解軍艦采用雙層底的原因，以及為有效抵抗沖擊載荷下船體變形，通過增加船底板厚、設(shè)置大尺度縱桁等方法提高船體強(qiáng)度的途徑。同時(shí)，向?qū)W生詳細(xì)展示該科研案例中所建立的艦船三維數(shù)值計(jì)算模型，可以讓學(xué)生對(duì)船體構(gòu)造具有整體認(rèn)識(shí)，進(jìn)而為船體不同位置構(gòu)造特征和船體制圖知識(shí)點(diǎn)講解奠定基礎(chǔ)，即科教融合育人模式可有效彌補(bǔ)目前該課程教學(xué)中學(xué)生難以形成整體知識(shí)體系等問題。此外，也可將公開發(fā)表的科研成果如波浪載荷下海洋平臺(tái)運(yùn)動(dòng)特性等用于課堂教學(xué)中，從而讓學(xué)生深刻理解動(dòng)力定位裝置對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)特性的影響，避免學(xué)生僅停留在了解海洋工程結(jié)構(gòu)物固定方法，而對(duì)其中科學(xué)原理知之甚少的弊端。通過“引入科研問題—分析科研問題—引出教學(xué)內(nèi)容”的方式進(jìn)行講解，讓學(xué)生深刻理解教學(xué)內(nèi)容所蘊(yùn)含的深層科學(xué)原理和工程問題，同時(shí)對(duì)行業(yè)前沿科學(xué)問題及技術(shù)發(fā)展方向有所了解，逐步探索基于科教融合的育人模式，切實(shí)提高新工科背景下人才培養(yǎng)質(zhì)量。（三）線上線下混合教學(xué)模式下師生雙向互動(dòng)教學(xué)方法及評(píng)價(jià)體系研究“船體構(gòu)造與制圖”課程是一門實(shí)用性極強(qiáng)的基礎(chǔ)通識(shí)課程，教學(xué)過程中學(xué)生注意力不高，課程參與度較低，嚴(yán)重制約了教學(xué)效果。這要求教師在教學(xué)中要擯棄傳統(tǒng)的以教師為重點(diǎn)的“滿堂灌”教學(xué)方法，轉(zhuǎn)換為師生并重的課堂教學(xué)模式，通過師生雙向互動(dòng)交流有效突破傳統(tǒng)課堂單純讓學(xué)生記憶的弊端，從而提高學(xué)生的主人翁意識(shí)。在雙向互動(dòng)教學(xué)模式中，需要教師以高屋建瓴的思想引導(dǎo)和規(guī)劃學(xué)生的參與［5］，即教師首先要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容決定哪些內(nèi)容可以通過互動(dòng)交流提高教學(xué)質(zhì)量，哪些內(nèi)容還是應(yīng)該以教師為“主演”，即要限定師生雙向互動(dòng)式教學(xué)的具體內(nèi)容?；?dòng)式教學(xué)要注重持續(xù)性，即在不同教學(xué)模塊下、不同節(jié)次教學(xué)過程中均設(shè)置互動(dòng)式教學(xué)環(huán)節(jié)，并將科教融合與互動(dòng)式教學(xué)相融合。在互動(dòng)方法上，需根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容和線上線下混合教學(xué)模式，分別采用提問式教學(xué)、分組討論、案例教學(xué)等互動(dòng)式教學(xué)方法［4］，鼓勵(lì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析和實(shí)踐。同時(shí)，與制圖案例設(shè)計(jì)類似，將課堂互動(dòng)討論環(huán)節(jié)計(jì)入考核成績(jī)中，達(dá)到以考促學(xué)的教學(xué)目的。此外，結(jié)合隨堂測(cè)評(píng)、學(xué)生評(píng)價(jià)、教師聽課等方式及時(shí)評(píng)估不同互動(dòng)式教學(xué)方法在線上線下混合教學(xué)模式下的實(shí)踐效果，形成適用于船舶與海洋工程專業(yè)一流本科生課堂教學(xué)的雙向互動(dòng)式教學(xué)方法。（四）強(qiáng)化新時(shí)代思政元素，提高學(xué)生服務(wù)國(guó)家海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的意識(shí)我國(guó)擁有廣袤的海洋領(lǐng)土，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了豐富的石油、天然氣及礦產(chǎn)等資源。然而由于歷史等原因，我國(guó)與周邊國(guó)家領(lǐng)海紛爭(zhēng)不斷，嚴(yán)重威脅我國(guó)領(lǐng)土完整，保衛(wèi)領(lǐng)海主權(quán)的完整性迫在眉睫。從海軍司令乘漁船視察到如今擁有三艘航母的新時(shí)代海軍，從完全依靠國(guó)外技術(shù)到逐步形成領(lǐng)跑局面的深水半潛式鉆井平臺(tái)，船海事業(yè)的不斷發(fā)展為推動(dòng)我國(guó)國(guó)防建設(shè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并見證了新中國(guó)從淺海走向深藍(lán)的偉大歷史進(jìn)程。船舶與海洋工程行業(yè)的發(fā)展是新中國(guó)百年奮斗史的一個(gè)縮影，期間涌現(xiàn)出如“共和國(guó)勛章”獲得者黃旭華等一批時(shí)代楷模，他們獻(xiàn)身我國(guó)國(guó)防事業(yè)的光輝事跡激勵(lì)著一代代新中國(guó)建設(shè)者。在課程教學(xué)中以核潛艇、航母、“蛟龍”號(hào)等海洋重器為牽引，以船海領(lǐng)域杰出人物事跡為依托，融入愛國(guó)主義教育，不僅可以讓船舶與海洋工程專業(yè)本科生深刻認(rèn)識(shí)到課堂內(nèi)容的重要性，也可以讓學(xué)生樹立起牢固的愛國(guó)主義情懷，提高學(xué)生的榮譽(yù)感和使命感，強(qiáng)化學(xué)生服務(wù)國(guó)家海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的社會(huì)責(zé)任感和信念，為我國(guó)海軍裝備和海洋開發(fā)貢獻(xiàn)力量。結(jié)語(yǔ)哈爾濱工程大學(xué)具有船舶與海洋工程A+學(xué)科，為我國(guó)船海事業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才。為不斷提高我校船舶與海洋工程專業(yè)本科生“船