◆宋明
隨著海洋運輸業的發展和海洋資源的開發,社會對船舶與海洋工程專業方面的技術人才的需求也不斷增多。經濟的發展與競爭,首先是人力資源的競爭,根本是教育的競爭[1]。為了適應社會經濟發展需求,我國相關高校對船舶與海洋工程專業的重視程度也不斷提高,目前共有約30 所高校開設船舶與海洋工程專業,致力于培養具備創新精神,德智體美全面發展,具有扎實的數學和力學基礎,掌握船舶與海洋工程基本理論和專業知識,具備從事船舶與海洋工程行業所必需的基本技能,具有實踐經驗的船舶與海洋工程領域的應用型技術人才。
船舶與海洋結構物構造是船舶與海洋工程專業的基礎課程,教學目的是通過教學和課外環節,使學生熟識船舶與海洋工程結構,熟練識讀船舶與海洋工程圖紙,熟練繪制部分船舶與海洋工程圖紙,初步具備處理本專業領域常規工程圖紙的能力。該課程包含船舶與海洋平臺結構和船體制圖內容,目前已經有很多教學工作者對船體結構和船體制圖教學進行改革研究。例如:李永正等[2]針對船體結構課程教學方法開展系統分析和探討,采用現代化手段提高學生的學習興趣和學習能力;羅霽[3]基于多年對船體與結構制圖課程的教學工作經驗,對這門課進行改革和探索;李永正等[4]對船體制圖教學方法改革進行初步探索和實踐,并結合教學實踐、問卷調查等方法對教學改革效果進行評價和總結;張曉飛[5]結合船體制圖教學實踐,從課程內容、教學手段、教師素質等方面對如何增強船體制圖教學效果進行探討。
船舶與海洋結構物構造課程內容更多且復雜,既有豐富的理論知識,又具有非常強的實踐特點。隨著科技的進步,造船技術也在不斷地更新迭代,船舶與海洋結構物的結構形式和特點也在不斷地演化。因此,不僅需要對船舶與海洋結構物構造課程內容作出更新調整,還需要進一步對如何提高教學質量和增強教學效果,以及鍛煉學生的船舶與海洋工程結構識讀和工程圖紙繪制能力進行研究。
船舶與海洋結構物構造課程內容繁雜,包括船舶結構、船體制圖、海洋平臺結構三大部分內容。在以往的教學中通常將船舶結構、海洋平臺結構與船體制圖分開進行講授,即在完成船舶與海洋平臺結構的全部教學內容后,再進行船體制圖教學。但是這三部分內容并不是獨立的,而是具有很大的相關性,需要將這三部分內容在教學過程中融會貫通,在講授船舶與海洋結構物的結構形式和特點的同時,講授該部分結構的制圖方法,這樣才會使得教學內容更具邏輯性、合理性以及更清晰,進一步地有利于學生對船舶與海洋結構物基本理論知識點的學習與吸收。因此,需要對教學內容重新作出調整。
船舶與海洋結構物構造是一門兼具理論性和實踐性的課程,不僅需要學生掌握船舶與海洋工程結構和繪圖的基本理論知識,還需要培養學生繪制部分船舶與海洋工程圖紙的能力。但是在以往的教學中往往只通過板書的講授方式使學生學習課程內容,非常注重其理論性,而忽略了其實踐的特性。這樣不僅會使學生失去學習興趣,而且很難訓練學生動手實踐的能力,進而難以達到教學目的。因此,需要對船舶與海洋結構物構造課程教學方法進行改革,強調理論性和實踐性的結合,激發學生學習的自主性和積極性,更好地將理論知識和繪圖技能傳授給學生,培養學生成為具有創新性和實踐性的技術人才。
船舶與海洋結構物構造對于船舶與海洋工程專業的學生是一門非常重要的專業基礎課,通過考查學生的船舶與海洋工程結構和繪圖基本理論知識掌握情況與繪制能力,一方面可以了解學生的學習和領悟情況,從而反映出教學質量和教學效果;另一方面可以起到督促學生重視和加強對本門課程學習的作用。目前,本門課程的考核方式較單一,通常采用試卷的形式對學生進行期末考核。但是這種方式難以全面地展現學生對船舶與海洋工程結構和圖紙的識讀與繪制情況,難以反映學生真正學習和領悟的程度。因此,需要豐富本門課程的考核方式,采取考核多樣化方式,對學生的學習情況進行全方面的考查,進而提高學生多方面的能力,加強學生對理論知識的掌握和應用。
基于目前船舶與海洋結構物構造教學中存在的問題,開展船舶與海洋結構物構造教學改革迫在眉睫。下面從課程建設方法、教學方法以及考核方式三個方面進行深入探討。
首先,科學合理地制定船舶與海洋結構物構造的教學目標,使學生:
1)能熟練掌握船舶與海洋工程分類特點和結構特點;
2)能掌握船舶受到的各種荷載類型,正確理解船舶中拱、中垂的受載特點和靜水彎矩產生原理,熟練掌握船體總縱強度和局部強度的概念;
3)能熟練掌握船舶圖紙繪制的基本規定,正確理解并掌握船體型線圖的表達原理和船體外板的布置特點,熟練掌握船體型線圖的繪制方法;
4)能掌握船體結構名稱、受力特點、結構形式、連接形式,熟練掌握結構節點圖、橫剖面圖、基本結構圖的識讀和繪制,初步掌握船體結構強度分析能力;
5)能掌握船體總布置的特點和原理,熟練掌握船體總布置的要求和總布置圖的識讀,初步掌握船體總布置圖的繪制原理;
6)能夠掌握肋骨型線圖、外板展開圖、分段劃分圖和分段結構圖的表達內容和組成特點,正確理解船體分段劃分的原理,并掌握分段命名的方法,熟練掌握肋骨型線圖、外板展開圖、分段劃分圖、分段結構圖和結構節點圖的識讀和繪制。
根據教學目標和總課時數要求,對船舶與海洋結構物構造教學內容作出調整,突出重點,并保證其合理性與先進性。船舶與海洋結構物構造課程教學進程安排如下:
第一章為船舶與海洋平臺概述,內容包括船舶與海洋平臺分類形式和特點、船舶受到的荷載類型、船體強度概述、典型船舶結構形式以及船體制圖的基本規定,共安排4 課時進行講授,并根據船體制圖內容設計開展2 課時的實驗;
第二章為船體外板和型線圖,內容包括船體外板的組成形式和特點、型線圖的表達內容方式和型線圖的繪制,共安排6 課時的講授以及2 課時的課內實驗;
第三章為船舶主船體結構和制圖,內容包括船舶底部結構的組成形式和特點(單底結構、橫骨架式雙層底結構、縱骨架式雙層底結構、油船和散貨船船底結構特點、底部結構)、船舶舷側結構的組成形式和特點、船舶甲板結構的組成形式和特點、船體典型結構節點圖的表達方式和特點以及中橫剖面圖的表達內容和表達方式,共安排12課時的講授、4 課時的課內實驗以及2 課時的前三章內容研討;
第四章為船體其他結構和制圖,內容包括船體艙壁結構的組成形式和特點、船體首和尾端結構的組成形式和特點、船體基本結構圖的表達內容和表達形式,共安排6 課時的講授和2 課時的習題課;
第五章為船舶的總體布置,內容包括船體總布置表達內容和表達特點、船體總布置圖中簡化表達方法的特點以及船體總布置圖的識讀和繪制方法,共安排4 課時的講授和2 課時的課內實驗;
第六章為船舶生產設計類圖紙,內容包括船體肋骨型線圖的表達內容和表達方式、船體外板展開圖的表達內容和表達方式、船體分段劃分圖的表達內容和表達方式以及船體分段結構圖的表達內容和表達方式,共安排4課時的講授和2課時的課內實驗;
第七章為海洋平臺,內容包括海洋平臺的波浪環境、導管架平臺的結構特點和結構形式、自升式海洋平臺的結構特點和結構形式以及半潛式海洋平臺的結構特點和結構形式,共安排4 課時的講授。
考慮到船舶與海洋結構物構造課程既有理論性,又具有較強的實踐性,因此,在教學過程中要強調理論與實踐相結合。
首先,在課堂上將多媒體教學與板書教學相結合,以便直觀、高效,加大信息量。根據課本內容總結基本理論知識點,制作精美課件,并結合相關圖片、動畫、視頻等信息,加深學生的感性認識,使學生更加容易地接收新理論知識。除課堂講授外,還可以帶學生參觀實船或者輔以船模等教具教學,使學生更加直觀地認識船舶與海洋結構物的結構構造,激發學生的學習興趣。
其次,為了使學生較好地消化理論教學的內容,在課內安排少量習題,并根據船舶與海洋工程結構圖紙要求,在課內安排相應的繪圖實驗,鍛煉學生對圖紙繪制的實踐能力,鞏固和加深學生的學習效果,進而檢驗學生對船舶與海洋工程繪圖基本理論知識的應用情況,使學生逐步掌握船舶繪圖的技巧和技能。
最后,安排學生組隊開展船舶結構模型制作,為學生準備好模型制作必需的材料,如雪弗板、膠水、剪刀和尺子等,給學生足夠的創作空間,使學生發揮想象并基于合理的設計創作出船舶典型中艙段結構模型,加強學生動手制作能力的訓練,培養學生的創新性思維和團結合作能力。
針對船舶與海洋結構物構造課程的考核方式,采取多樣化形式,從多方面考查學生對船舶與海洋工程結構和圖紙繪制的學習和掌握情況。船舶與海洋結構物構造課程的期末成績由三部分構成。
2.3.1 平時成績 平時成績占總分的10%,主要考查學生平時回答課堂問題和作業完成情況,可培養學生思考分析能力和積極自主學習的態度。圍繞每節教學內容設計相關問題,并在課堂上對學生進行提問,鼓勵學生積極思考問題并一起加入探討,記錄每節課上各位學生的發言情況;再精煉課后習題隨堂或課后給學生布置作業,檢查學生對本堂課重要知識點的掌握情況,并對各位學生平時作業完成情況做記錄;最終,綜合每位學生上課聽講、回答問題以及平時作業完成情況,對每位學生的平時成績作出評估。
2.3.2 實驗成績 實驗成績占總分的40%,主要考查學生對船舶與海洋工程主要圖紙的繪制能力以及船舶結構模型的制作水平,可培養學生實踐能力、創新能力以及團隊合作能力,激發學生的學習興趣。根據教學內容和教學目標的要求,共設置六個實驗,分別為船體制圖標準線型設計、船體型線圖繪制、船體典型結構節點圖繪制、船體中橫剖面圖繪制、船體典型結構模型制作以及船體分段結構圖繪制。根據學生對各個實驗完成的情況,對每位學生的各個實驗成績依次進行打分,最終加權得出其實驗總成績。
2.3.3 期末考試成績 期末考試成績占總分的50%,主要考查學生對船舶與海洋工程結構和制圖理論知識點掌握的程度,可培養學生學習能力和總結分析能力。根據教學內容合理設計考試試卷題型以及合理分配試題分數,命題思路與原則為:依據教學大綱,不出偏題、怪題,把學生的精力引向全面完成教學大綱規定所要完成的任務上;既要重視考查基礎知識,又要重視考查理解問題和分析問題的能力,力求體現出使學生掌握知識技能與發展智能的統一;試題的內容,既要突出重點,又要注意擴大覆蓋面,注意點與面的結合;試題的難度和份量要適當,既要從大多數學生的實際水平出發,又要使不同程度的考生拉開距離,看出水平的高低;試題的編排,要注意從易到難,分低、中、高三檔,成梯度上升。根據學生試卷答題情況,對每位學生的考試成績進行打分。
最終,將平時成績、實驗成績以及期末考試成績根據其百分比進行加權,從而得出每位學生的綜合成績,并對最終成績進行排名和評估分析,進而總結本門課程教學目標達成情況。
本文通過分析和總結船舶與海洋結構物構造課程教學中存在的問題,從課程建設、教學方法以及考核方式三個方面對本門課程教學改革進行初步討論和實踐,以期提高教學質量,增強教學效果,激發學生的學習自主性和積極性,提高學生船舶與海洋工程結構的識讀和圖紙繪制能力。船舶與海洋結構物構造課程教學改革是一個不斷發展和完善的過程,今后將在日常教學實踐中不斷地探索與創新,使學生的船舶與海洋工程專業素質不斷提高,培養出適應新時代發展需求的船舶與海洋工程專業技術人才。