船舶辅机课程“五点归一”的教学研究＊

孙建平

（武汉交通职业学院，湖北 武汉 430065）

现代海洋船舶为了主副动力装置工作、船舶安全航行、旅客和船员生活、货物装卸、防止船舶对环境污染等都装设了一系列船舶辅助机械（简称船舶辅机），包括船用泵、辅助管系、空气压缩机、船舶制冷装置、船舶空气调节装置、船舶液压设备、船舶海水淡化装置、船用辅助锅炉以及油净化设备、防污染设备等。船舶辅机课程包含了这些设备或装置的功用、结构、原理、性能参数、典型结构、使用管理、故障分析和处理等，是轮机管理专业核心课程之一，也是《中华人民共和国海船船员适任考试大纲》规定的轮机员适任考试科目。依据高职轮机管理专业人才培养方案及轮机管理岗位实际工作，对船舶辅机各类设备或装置进行正确的使用管理、故障分析和处理是船舶辅机课程教学的主要目的，也是适任考试的主要内容。长期以来，船舶辅机被学生认为是相对难学的专业课程，学生普遍反映课程涉及的基础学科多，各类设备或装置的功能、结构、原理各不相同，尤其在学习使用管理、故障分析和处理时不知从何入手，只能靠死记硬背，费时费力，导致在适任考试中课程通过率相对较低。如何依据课程特点，遵循认知规律对教学内容进行组织，提高教学质量，满足轮机管理岗位适任考试和实际工作要求，已成为船舶辅机课程教学中值得关注和研讨的问题。近些年来，笔者在船舶辅机课程教学中以“五点归一”组织教学，得到了学生的认可。

认知心理学将知识分为陈述性知识（关于是什么的知识）、程序性知识（怎么办的知识）、策略性知识（调控认知行为的知识）三类。“五点归一”在全面分析船舶辅机课程内容的基础上，将设备或装置的功用、结构、原理、性能参数、典型结构等归纳为陈述性知识，并在教学中将其统一为“结构、工作原理、工作系统、工作介质、特殊问题”，简称“五点”；将设备或装置的使用管理、故障分析和排除等归纳为程序性知识，简略概括为“一”；学生在学习过程中学习和掌握的学习方法为策略性知识。“五点归一”的内涵是：遵循陈述性知识、程序性知识认知规律，用“五点”结构形式对教学内容进行组织，以建构良好认知结构为核心，提高陈述性知识教学效果，促进学生对程序性知识陈述形式及程序化阶段知识的学习，满足高职轮机管理专业对船舶辅机课程程序性知识学习的要求。

人对知识的学习是个相当复杂的过程，知识结构与认知结构是认知心理学的两个基本概念，是现代教育教学广泛关注和研究的课题。课程知识内在、本质上的关系构成了课程的知识结构；认知结构是人已有的知识和经验在大脑中的架构，是一种心理结构。认知心理学认为，新知识只有与已有的认知结构建立联系，与已有认知结构中的知识发生相互作用，在认知结构中获得表征、贮存、有效的提取，才能被真正地掌握。也就是说，学习新知识需要已有的认知结构为新知识的学习提供认知框架，新知识的学习过程就是认知结构的再建构或调整过程。

一、船舶辅机课程知识结构与学生已有认知结构

船舶辅机课程知识结构必须符合其学科知识体系的要求，教材作为课程知识最主要的载体，其结构也须符合学科知识体系的要求。对学生而言，教材结构将被视为课程知识结构，其对课程知识的学习影响非常大。船舶辅机课程包括船舶各类辅助机械具体的功用、结构、原理、性能参数、典型结构、使用管理、故障分析和排除等方面知识，所涉及的专业基础课程包括机械设计基础、材料力学、工程热力学、传热学、流体力学、自动化基础等，属于综合应用型课程。教材通常以不同的设备或装置为单元而独立成章，各章又以各设备或装置的功用、结构、原理、性能参数、典型结构、使用管理、故障分析和排除为序进行组织。由于不同功用的设备或装置在结构、原理等方面不仅各不相同，而且同一功用的设备或装置还存在分类，其结构、原理等也有较大差异。因此，船舶辅机教材实际上是由若干独立、具有完整知识结构的子课程集合而成，这种多构集合性使得课程内容整体上显得庞杂，是学生学习困难的主要原因之一。

学生已有的认知结构与他们已学习并掌握的知识或具有的经验有关。轮机管理专业学生在学习船舶辅机课程前，学习的专业基础课程包括机械设计基础、材料力学、工程热力学、传热学、流体力学、自动化基础等，各课程知识结构完全不同，学生在此基础上建构的认知结构呈分散、独立状态，且具有各自学科的知识结构特征，船舶辅机课程知识结构中功用、结构、原理、性能参数、典型结构等新知识与学生已有认知结构的联系呈分散的点对点状态。学生已有认知结构的分散性与船舶辅机课程的多构集合性不利于船舶辅机课程新知识的同化、表征、贮存、再构、提取等认知过程的实现，不利于良好认知结构的建构，是学生学习困难的根本原因。

二、船舶辅机课程教学内容“五点”结构

合理的知识结构是良好认知结构的基础，良好的认知结构具有可利用性、可辨别性和稳定性特征。船舶辅机属于综合应用型课程，学生在课程新知识学习过程中，新知识与已有认知结构中已有知识发生联系，同化、表征、贮存过程就是已有认知结构分化、重组过程，是船舶辅机课程认知结构形成的过程。船舶辅机课程良好认知结构需要合理的知识结构。

船舶辅机教材结构的多构集合性不利于学生良好认知结构的建构，还有其对“使用管理、故障分析和排除”程序性知识以陈述结果为主，如离心泵起动后不出水的原因主要有：排出阀、吸入阀未开，叶轮松脱，吸入滤器堵塞，吸入口露出水面等等，缺乏程序性知识学习过程中关键的情景设计，与程序性知识认知规律存在距离，学生对相关知识的学习也就只能靠死记硬背。由此，教师在尊重船舶辅机课程学科知识体系基础上，致力于教学内容的组织，形成有利于学生认知结构建构的教学内容结构，是教师在船舶辅机课程教学中一项非常重要的工作。

船舶辅机课程教学内容“五点”结构是对船舶辅机课程知识结构、学生已有认知结构、船舶辅机各类设备或装置在船舶上的实际安装、运行管理等进行系统分析后总结而来，符合船舶辅机课程学科知识体系要求，符合船舶辅助机械设备或装置在船状态及轮机管理人员实际工作。“五点”结构内容如下：

1．结构。设备的结构是指由机构、部件、零件按特定要求组成的整体，其中机构主要有：曲柄连杆机构、气阀机构、卸载机构、能量调节机构等；部件有：气缸、活塞、机体、缸盖、叶轮、齿轮、泵体等等；装置结构是指由设备、附件、管系等按特定要求联结成的整体。包括原理结构和典型结构。

2．工作系统。设备工作系统是指设备与外部其他设备、附件、管系的联结系统，以及控制、保护系统等；装置的工作系统是指装置自身设备、附件、管系的联结系统，装置与外部其他设备、附件、管系的联结系统，以及控制、保护系统等。

3．工作介质。工作介质是指进行能量传递或转换的中间物质，包括液态的水、油、制冷剂及气（汽）态的空气、蒸汽等。

4．工作过程。工作过程是指实现具体功能的过程或循环，包括理论过程或循环、实际过程或循环，及性能指标。

5．特殊问题。特殊问题是指设备或装置在实现功能过程中，在某些特定条件下产生的特殊现象，如离心泵的“汽蚀”、齿轮泵的“困油”、制冷装置的“冰塞”、燃油辅助锅炉的“冷爆”等。

三、五点归一

船舶辅机课程教学内容“五点”结构与课程教材结构比较具有明显的特点，一是“五点”结构与船舶辅机设备或装置在船实际完全相符；二是对课程中不同设备或装置及附件的教学内容结构进行了统一。“五点”结构对提高学生学习船舶辅机课程程序性知识效果的作用主要体现在以下几方面：

（一）有利于知识结构网络化

网络化知识结构有利于学生把握知识结构体系，在新知识学习过程中能快速、有效地与已有知识进行联系，提高陈述性知识学习的效率和效果，同时也有利于良好认知结构的建构和调整。分析“五点”结构与基础课程知识之间的联系可以看到，“结构”主要与机械设计基础、材料力学课程知识有关，“工作原理”“工作介质”“工作系统”与工程热力学、传热学、流体力学、自动化基础有关。“五点”结构与专业基础课程之间这种指向性联系，使得船舶辅机课程中不同设备或装置及附件的新知识与学生已有认知结构中已有知识的联系变得直接和容易，有利于知识结构网络化，有利于课程陈述性知识的学习。

（二）有利于建构课程良好的认知结构

课程良好的认知结构，有利于新知识的表征、贮存、有效提取等认知过程的实现，从根本上提高学习效果。合理的课程知识结构是课程良好认知结构的基础，其合理性不仅要有利于新知识与已有知识产生联系，更重要的是要符合新知识体系内在的逻辑关系，具有清晰、稳定的结构。船舶辅机各类设备或装置实现具体的功能都必须具备特定的“结构”，其自身或与外部必须建立完整的“工作系统”，必须通过“工作介质”以特定的“工作过程”来实现，“特殊问题”则是影响功能实现的某些因素。“五点”结构源自船舶辅机不同设备或装置实现功能的实际过程，符合课程知识内在的逻辑关系，使多构集合性课程知识结构通过教学内容的组织变得清晰、稳定。因此，“五点”结构有利于课程良好认知结构的建构，是提高学生学习船舶辅机课程效果的关键所在。

（三）有利于学习方法的学习

“五点”结构对知识结构网络化、建构良好认知结构的积极作用，提高了学生对课程陈述性知识的学习效果，依托于“知识迁移”学习方法的运用。教学内容“五点”结构在整个课程各章不同类型设备或装置及附件教学过程中的运用，有利于学生对学习方法的学习和掌握，为学习类似结构知识时实现学习方法横向迁移提供了学习和实践的机会，提高了学生自主学习的积极性和能力，可提高课程整体的教学效果。

（四）有利于程序性知识的学习

认知心理学认为程序性知识的学习应以陈述性知识为基础，“五点”结构对学生知识结构网络化、课程良好认知结构建构、提高认知能力方面的积极作用是主要方面。“五点”结构对程序性知识认知过程的影响则是“五点归一”的另一方面。程序性知识是怎么做的知识，陈述性知识是程序性知识的基础，为程序性知识所需的条件、方法、步骤等提供资料或判别标准，因此，为程序性知识学习设计知识运用的情境是提高教学效果的关键环节。

从轮机管理人员在船实际工作来看，“使用管理”工作内容包括：按设备或装置的“结构、工作过程、工作系统、工作介质”自身及相互关系要求的方法、步骤而进行的起动、停止等操作；确保自身及相互关系在运行前、运行中、运行后都处于正常状态而进行的调节和维护等操作；防止“特殊问题”干扰或破坏正常状态而采取的预防措施等。设备或装置“故障”的实质是“结构、工作过程、工作系统、工作介质”自身及相互关系正常状态的改变；“故障排除”实际上就是正常状态的恢复。由此可以看出，“五点”不仅符合船舶辅机各种类设备或装置在船舶上的实际，更符合轮机管理人员“使用管理、故障分析和处理”的实际工作。因此，“五点”结构有利于程序性知识教学过程中的情景设计，有利于程序性知识的学习。

四、结束语

“五点归一”的核心是教学内容“五点”结构，它是针对目前船舶辅机课程教学过程中学生面对的学习困难，在对教材内容结构、学生已有认知结构特点、船舶辅机设备或装置在船实际运行状态、轮机管理人员实际工作等进行系统分析基础上，依据认知心理学原理而设计的教学内容结构，力图提高学生对综合、应用型课程知识的学习效果，尤其是提高学生对程序性知识的学习效果，满足专业岗位对专业知识和技能的要求。以“五点”结构对船舶辅机课程知识进行教学内容结构重组，可以体现教师在课程教学中的引导作用，体现教师分析课程、分析学生已有认知结构、认真备课、创造性地开展教学的价值，因此，“五点归一”对相似课程的教学应该具有借鉴意义。

［1］张梅玲．知识结构与认知结构如何相互促进［N］．中国教育报，2007－11－23．

［2］杨玉东．陈述性知识与程序性知识的教学策略［J］．天津师范大学学报（基础教育版），2010，（3）：18－21．