轮机维护与修理课程教学改革与实践

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(武汉理工大学 能源与动力工程学院，武汉 430063)

21世纪轮机工程专业人才的培养目标是：培养具备船舶动力和轮机系统的专业知识，符合国际海员培训、发证和值班标准公约(STCW78/95)和我国海船船员适任标准的要求，基本具备甲类船舶轮机员任职资格、并能在船舶运输及海洋工程各企事业单位从事轮机操纵、维修和船舶监修、监造工作、海事管理、船舶检验等工作的高级技术人才。根据航运及船舶行业发展需要，《轮机维护与修理》课程的教学内容应以船舶轮机员应具备的轮机设备故障诊断、维护与修理所需的知识能力的要求来培养学生，更重要的是要兼顾考虑学生专业岗位适应能力和可持续发展能力来拓展教学内容，课程的教学应以技术应用、轮机设备的构造原理、运行规律、操作特点、维修管理为主[1]。

1 课程的特点和教学现状分析

1.1 课程的内容及特点

《轮机维护与修理》是轮机工程专业实践性很强的专业必修课，主要包括船舶现代维修理论、船机零件的摩擦与磨损、金属腐蚀与疲劳破坏、无损检测及故障诊断技术、船机修复工艺及维修过程、柴油机主要零件和船舶动力装置主要部件的检修等内容。本课程是轮机员做好日常检修工作的基础，也是轮机人员在船厂进行船舶监修或监造工作中不可缺少的工艺基础。该课程的特点是：内容丰富，涉及面广，注重实践，它的概念、公式、结论、实际应用等所涉及到的基础课、专业课及实践知识，既有较深的理论和抽象的概念，又有实践操作能力和对船机零件结构的认识。

1.2 课程教学现状分析

1.2.1 教材使用情况

但随着航海科技和维修技术的快速发展，不断有新工艺、新技术应用于船舶上，而现有教材中所讲述的一些船舶修理技术、修理工艺已失去其原有的应用价值。教材更新速度慢，使船舶轮机管理中这些新技术、新理论未能在教学过程中很好地体现出来。先进的航海技术以及船舶自动化程度的提高，要求教材必须紧跟形势，以保证学生上岗后能够较熟练地监控、维修各种轮机动力装置设备，确保轮机学生能够运用掌握的专业理论知识、操作技能，对船舶动力设备在应急、故障情况下做出正确的判断和操作。而现今使用的教材与新大纲的要求有较大的差距，远不能适应2011新公约所指定的考试范畴与评估内容。

1.2.2 授课学时少

随着轮机培养计划的调整，课程数增加，而教学总学时数反而减少，《轮机维护与修理》课程的学时数一再压缩。现该课程授课的总学时数仅为36学时，其中包括实验项目6学时。授课内容多、学时少的矛盾日渐突出。

1.2.3 课件不够完善，课堂气氛不够生动

传统的教学模式是“黑板+粉笔+挂图”，以文字材料为主，基本是课堂板书的电子翻版，缺乏零件检修工作过程中一些必要的零件结构图、工作原理图、原理动画演示等，更别说一些维修过程的现场录像，信息量少，生动性和趣味性不够，不能充分发挥计算机多媒体的授课优势，导致学生上课时注意力不集中。

1.2.4 实践性教学环节重视程度不够

高校专业课程的实践教学环节长期处于从属地位，《轮机维护与修理》课程也不另外。如《轮机维护与修理》课程在以往教学过程中也长期存在着重理论教学、轻实践环节，重书本传授、轻能力培养的现象。教学学时数安排时课堂授课安排较多、实验学时数仅在满足基本要求的情况下安排得少之又少。而且实验项目还会受到学校实验设备台套数和试验场所的限制，学生缺乏实践动手能力锻炼的机会，对教材中提到的一些维修工具、设备构造等缺乏感性认识。再加之学生缺乏海上航行实习的经历，对船舶机舱和柴油机整体结构缺乏直观认识，结果给教学带来较大的难度，导致学生学习效果不理想，也难以提高学生的综合技能，影响学生毕业后尽快适应工作。

基于此，如何提高学生的学习积极性和主动性、提高教学质量、达到预期的教学效果就成了《轮机维护与修理》课程教改的着眼点和出发点。

2 课程教学改革探索思路

2.1 结合行业需求和考纲，精选教学内容

船舶修理工艺技术日新月异，教学内容安排要与时俱进，需及时删除重叠和过时的内容，增加最新科研成果和前沿知识。

1)课程的教学内容应结合专业特点，结合学科知识前沿，补充教材上不够完善的地方，介绍技术及其最新应用。本着由浅入深、循序渐进的原则，注意知识的内在联系，完善教学内容。

2)设计、调整、编制授课教案，丰富教案。

3)授课过程中须讲清重点、难点和疑点，注意时间合理安排。

4)多到船舶修理厂进行现场调研，了解船机零件修理工作中的新技术和新工艺，拍摄现场修理的录像，取得第一手资料，丰富授课课件内容。

2.2 采用多种教学方法，增强教学效果

传统的教学方式是教师讲、学生听，不利于学生能力的培养和技能的提高。在《轮机维护与修理》课程教学中，需根据不同教学阶段、不同章节的特点而选择采用启发式、讨论式、案例式等不同的教学方法。如在实施过程中组织开展专题讨论课，教师可作先导性讲授，明确本次讨论课要解决的问题及相关的预备知识，然后让学生带着问题看书、思考，最后组织学生对课题进行全面的讨论，教师可适当归纳、总结。通过讨论拓宽学生的参与面，调动全体学生进行自我探索。组织教学讨论课，可有利于学生之间的情感沟通和信息交流，培养学生的综合意识，创设亲切、和谐、平等、互助的课堂气氛，引发学生认知的兴趣。采用合适的教学手段，如开展CAI教学和网络教学，实现教学方法和教学手段的多样化和现代化，让学生易于接受，使学生对课堂上所讲授的内容理解得更快、更好，掌握得更牢固。

2.3 提高实验教学效果，培养学生动手能力和创新能力

为了提高实验环节的教学效果，根据轮机工程专业的培养目标，构建以能力培养为主线的实验教学体系。重新编制实验指导书，删除内容陈旧过时、与培养目标关系不大的实验项目，合并内容相似的实验类型，充实实验内容，采用综合性实验、设计性实验等。实验项目遵循少而精的原则，使实验内容体现创新精神，培养学生应用理论知识、理论联系实际的能力。实验指导书中仅提出实验目的和实验要求，学生则根据实验内容，查阅相关的理论知识，设计出实验方案和实验程序，从而使学生学会独立进行科学实验的本领。通过这些综合性的项目设计，使学生的综合运用能力、创新能力等方面得到较好的训练[2]。

3 教学改革与实践

结合轮机专业的特点，在教学过程中，为了取得预定的教学效果，激发学生学习兴趣，不仅要在教学内容的选择上下功夫，还要注意多种教学方法的运用。

3.1 多种授课方法并用强化教学效果

课堂教育是培养学生创造能力的主要渠道，是进行创新教育的重要途径。《轮机维护与修理》课程授课时，必须改变传统注入式的教学方法，在教学活动中精心设计授课教案和授课课件，以讲授式为主，尽量采用多种教学方法，如启发式、案例式、情景式、角色扮演法、引导文法等等，使单纯的讲授变为多种形式并用。如采用启发式授课方式时，首先应讲清各章节的基本概念、原理等内容，突出重点、难点，然后适当提出问题，使学生置身于矛盾中，引导学生参与教学环节并与教师互动，有意识地培养学生质疑、提出新见解的能力，启发引导学生主动地运用科学思维去获取知识，培养学生善于观察、乐于思考、归纳总结、找出一般规律的能力。在采用案例式教学法时，授课老师应结合教材内容，利用航海实践、修船企业、专业书籍或期刊等资料，在充分准备的基础上，广泛收集船机零件失效案例并针对性地展开讨论，合理运用案例，在教学过程中将枯燥乏味、生涩难懂的理论知识具体化，分析事故的原因和后果，使学生从事故的实例中吸取教训，激发学生对本课程学习的积极性。

3.2 运用多媒体和网络等多种技术手段丰富教学

现代船舶趋向大型化和超自动化，各项维修保养技术也随之越来越先进。针对这种情况，在《轮机维护与修理》教学课件组织过程中，应充分利用计算机能提供多种信息的特点，运用多媒体技术开展计算机辅助教学和网络教学。为了获得第一手授课资料，在船舶运行中带队教师可采集船机零件现场照片、录像等，也可到修船厂、造船厂拍摄一些船机零件修理过程的照片和录像，也可在网络上下载实物照片和录像，还可采用制图软件(flash软件、3Dmax等)绘制船舶柴油机各部件的空间模型和拆修过程，在课堂授课时放给学生看，增强学生对本课程的感性认识，增强学生的立体感和整体概念。同时，在课时有限的情况下，可以将一些课程辅助资料(如参考资料、授课教案、课后作业、在线答疑、在线测试等)上传到学校校园网网络平台上，扩大教学的辐射范围，提高学生学习的自主性和资料的利用率。这样，利用网络技术，综合运用文本、音响、图片、影视等多种表现方法，把船机设备构造与运行、典型零件的修理、基础理论、教师指导答疑和学生的思考、操作有机地融合为一体，将原来黑板上的单一板书表现形式转化为声像兼备、图文并茂的多媒体信息，激发学生的学习兴趣。

3.3 改革实验教学模式强化创新能力

传统的《轮机维护与修理》课程实验课教学方法以灌输式为主，学生先预习实验内容，按实验指导书依葫芦画瓢，采集数据，书写实验报告，这对于验证《轮机维护与修理》课程的理论与性质无疑是必须的和重要的，但如果所有实验都局限在这种模式下，将不利于学生学习积极性的发挥和个性的张扬。因而在具体实验教学中，应努力创造条件，把传统实验教学方法同现代化的教学手段紧密融合，建立基于现代信息技术的虚拟实验体系，充分利用网络及先进的实验教学手段，推广应用虚拟、仿真等实验技术手段，为学生课外预习、网上学习创造条件。如运用现代化技术及先进的实验教学手段，利用网络优势，提供大量实验教学资料；使用计算机辅助教学实验软件和多媒体教学课件，推广应用虚拟、仿真等实验技术手段，使学生立体地接受专业知识；在实践中师生之间可互相促进，自主分步开发虚拟实验，充实实验内容，促进虚拟、仿真实验与实物实验的结合。对所开设的实验项目如无损检测、油液检测、曲轴臂距差的测量等，开设演示性、验证性或综合性实验，深化学生对机修理论知识的理解。

根据轮机工程培养目标的要求，不断优化《轮机维护与修理》实验教学内容，设计适合《轮机维护与修理》实验教学模式和实验体系，保留教材中的经典实验，增加探索与综合设计性实验；同时把实验教学内容分成必修和自选两部分教学。鼓励并引导学生结合教师的科研工作设计并完成实验，力求有所发现、有所发明、有所创新，然后在教师指导下，独自准备仪器，完善实验方案，完成实验项目，撰写实验报告。

4 结论

课程建设与改革是提高《轮机维护与修理》教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。在改革课程体系、优化教学结构、精选教学内容的基础上，教师在教学过程中还应不断吸收船舶维护修理工作中的新技术、新成果、新工艺，不断丰富教学内容、更新教学方法与手段，以满足STCW公约马尼拉修正案的要求和轮机工程专业培养目标，培养适应新形势下对轮机工程专业人才的要求。

[1] 钱作勤，贺玉海，李煜辉.工科能源动力类专业卓越工程师培养计划构想[J].船海工程，2011(4)：39-42.

[2] 王永洲.模糊综合评价在轮机工程专业实践教学质量评估中的运用[J].船海工程，2011(4)：95-97.