工科特色專業優質課程建設的探索與實踐

宋磊 楊卓懿 高博 賈風光

[摘 要] 船體結構是船舶與海洋工程專業一門重要的專業必選課。隨著信息技術、虛擬現實技術與混合式教育教學理念的深度融合，課程建設團隊在教學設計、教學資源、教學方法、教學理念上進行了一系列卓有成效的改革與完善，將船體結構課程致力于打造成一門省一流課程，取得了一定的成果和經驗。

[關鍵詞] 課程建設;混合式教學;優質課程

船舶與海洋工程專業是山東省高校特色專業，按照山東交通學院“培養交通事業一線有成長力的工程師和管理者”的辦學定位，本專業人才培養方案把船體結構課程作為培養船舶設計與制造能力的應用型人才的重要環節，是專業核心課程之一。隨著信息技術、虛擬現實技術與混合式教育教學理念的深度融合，課程的教學目標側重于學生理論聯系實際和綜合素養能力的培養，要求學生能夠在熟悉民用船體結構構件名稱、連接形式、受力特點的基礎之上，能夠識讀圖紙、理解工程船舶船體結構的設計意圖。近年來，課程建設團隊在教學設計、教學資源、教學方法、教學理念上進行了一系列卓有成效的改革與完善，將船體結構課程致力于打造成一門省一流課程，取得了一定的成果和經驗。

一、課程資源建設情況

1.船舶模型館在實踐教學中的應用。船體模型館是對大學低年級學生認識船舶的理想實踐場地，建設投入教學后，課程教學加入2學時的實踐課，為船體結構課程的講授起著重要的支撐作用。

船舶模型館自2012年建設，至2017年完善，船體結構模型是船舶外板、船底、舷側、甲板、艙壁、首尾端以及上層建筑等民用船舶主要區域的典型結構縮小版。采用這些模型進行教學，極大地提高了學生們的學習理解能力，是十分有效的課堂輔助教學工具。

2.VR虛擬資源在微課教學中的應用。我校與上海申博聯合開發了虛擬船廠及船舶建造虛擬仿真系統，其船體結構演示模塊在教學中投入使用。利用虛擬現實技術將船體各部分結構的虛擬場景轉化為若干個微課，進行船體結構輔助教學。這種方式的微課主題突出、內容完整，便于學生反復觀看。而且，借助VR技術徹底突破了空間上的限制，學生可以在船體結構內部漫游觀察，獲得結構內部的直觀體驗。另外，通過VR資源還可以對船體分段建造工藝流程進行仿真操作。通過對構件的交互，能夠直觀地理解船體結構構件及連接特點，大大降低了學生的理解難度，增加了學生學習的樂趣和積極性。

3.在線課程資源在混合式教學中的應用。課程教學團隊將船體結構教學資源優化整合，錄制了教學知識點視頻資源，在山東省高校在線開放課程平臺上線運行，在17級、18級本科生課堂教學中實施了線上線下相結合的混合式教學。從教學效果來看，18級學生最終成績符合正態分布，沒有不及格，且全部97名學生中，57人在良好以上，占比59%，良好比例優于往屆學生的課程成績。這表明，學生對船體結構認知掌握情況較往屆有大幅提升。

4.智慧教室在翻轉課堂中的應用。翻轉課堂打破了傳統的學生課上學習課下作業的模式，創造了答疑、討論、練習、測驗的一種新的課堂模式。它的直接運行結果是學生攜帶自己的終端學習設備，在課上討論、交流、測試并解決問題。當課堂多媒體設備越來越多、智能終端日新月異、數字資源大爆炸的時代來臨，如何最大限度解放課堂生產力？與智慧教室等信息化手段相結合的翻轉課堂可以讓教師關注到教育教學的本身提高課堂效率，幫助學生找到符合自身成長之路。我校建成了多間智慧教室，可支撐多種新型教學模式，可實現多屏協作互動、錄播音視頻融合、遠程互動直播和物聯網環境管控，具有教師授課穩定化、課堂互動多終端化、分組教學高效化等特點，有效促進了翻轉課堂的實現。

二、船體結構課程設計

利用山東省高校在線開放課程平臺，進行船體結構課程建設時，圍繞著章節知識點，根據混合式教學理念，設置了知識點教學資源、微課視頻、討論、作業、測驗及問卷調查等教學環節。以下給出了2學時的教學課程設計，本次課教學內容包括船舶的受力特點、船體結構材料及構件連接方式、船舶三種骨架型式及其優缺點、典型船舶的橫剖面結構特點。

1.學情分析。授課之前，學生已學習過“船舶與海洋工程導論”和“機械制圖”兩門專業基礎課，學生已了解相關專業基本概念和基礎知識，并具備一定的空間想象與機械識圖繪圖能力。本次課程教授船體結構的一般知識，為后續不同結構部分詳細結構的學習奠定基礎。

2.課前準備。根據教學重點布置任務，學生可以帶著問題在線課程平臺上學習并完成測驗。提前，根據教學重點將學生劃分成4個小組，根據線上學習情況、教師提供資料、網絡搜集資料、討論結構，形成PPT，在課堂上進行發言匯報。

3.課堂環節。

課堂教學一般包括6個教學環節。第一個環節是掃描二維碼進入課堂，為后續點名、測驗做準備。第二個環節是前節課教學內容回顧，包括船體基本的構件名稱的識記。課堂上，將結構圖及試題發送到學生手機端，在線答題，通過結果反饋，實時檢測學生上節課知識掌握情況。

第三個環節是翻轉課堂，由小組學生代表根據課前準備資料在課堂上進行發言匯報。在匯報結束后，每個小組需提出一個問題有其他小組回答。隨后，教師根據匯報結果及現場學生測驗結果反饋，重新對知識點梳理，并對疑難點進行細致解釋。同時點評小組匯報效果，記錄好匯報評價。教師發放討論題目，小組討論，并記錄討論結果。期間，教師去每個小組進行面對面討論、答疑。

最后一個環節，主要是課堂測試，學生可以直接在云平臺上通過點擊正確答案完成測試后立刻顯示分數和正確答案，供學生了解自身的學習達成度及調整自學策略。所有習題都是教師根據知識點精心挑選的，學生的完成度可以體現出他們在某一知識點上的漏洞和誤區。

4.課后實踐環節。課程后，每位學生需要進行2輪打分：為本小組其他成員打分;根據匯報效果為其他小組打分。結果由課程學習委員保留，作為課程考核成績的一部分。在課程的實踐課環節，安排學生在船舶結構模型館中對典型船舶結構模型的參觀，得到船舶結構形式和各部分的結構組成的直觀認識，達到對不同用途船舶應采用結構形式的深入理解。

三、結語

目前，課程正在進行AR技術（增強虛擬現實）的改革和創新，以充分發揮虛擬現實技術在教育領域的應用價值。AR技術可將虛擬的船體結構3D圖像映射到真實環境中，比如用手機掃描一些局部結構圖像，手機屏幕上就會出現與現實環境疊加的3D畫面，還會隨著手機鏡頭的移動同步變換位置，使其看起來像是真實環境中存在一樣。可以預見，讓科技服務教育，將使得課堂更活躍，老師和同學都將更有收獲。

參考文獻

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