基于案例教学法的“船舶操纵”课堂教学设计

2017-12-15，

航海教育研究 2017年4期

关键词：船舶案例教学法

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(武汉理工大学航运学院，武汉 430063)

基于案例教学法的“船舶操纵”课堂教学设计

陈厚忠，翁建军

(武汉理工大学航运学院，武汉 430063)

为进一步提高“船舶操纵”课堂教学质量，以“船舶旋回横倾”知识点为例，选取韩国“岁月”号倾覆事故，运用案例教学法进行课堂教学设计。经过案例展示、小组讨论、教师讲评、布置思考等环节，将知识与实践紧密结合，培养学生主动思考、学以致用的能力。

案例教学法；船舶操纵；船舶旋回横倾；教学设计

一、引言

“船舶操纵”课程是航海技术专业必修课，课程具有理论性和实践性均较强的特点。传统的教学过程中，教师讲授理论知识时多依托现有的教材而开展，学习材料不够丰富，知识的讲授不够直观和形象，加上某些章节的知识点理论较深，枯燥难懂，使得学生的学习兴趣及课堂参与感不足。在这种氛围下，教师往往是“主角”，学生是“配角”，甚至只是“群众演员”。再加上专业理论知识的学习与工作实践不是同步开展的，导致课堂教学效果不能很好地满足专业培养的目标。

案例教学法起源于1920年代，由美国哈佛商学院所倡导，1986年美国卡内基小组将其视为一种相当有效的教学模式[1]。案例教学法可定义为：教师以具有鲜明代表性的案例为学生创设问题情境，引导学生通过对案例进行分析讨论，在情境中掌握理论知识总结规律，并创造性地将知识与实践相结合，提出解决实际问题的思路与方法。[2]案例教学法以分析具体实例为基本特征，能够将理论与实际相结合。[3]航海技术专业以培养具有较强实践能力和创新能力的卓越航海人才为目标。[4]“船舶操纵”课程具有理论与实际联系紧密的特点，在实践中有丰富的案例可供课堂教学借鉴。本文以“船舶旋回横倾”知识点为例，探讨在“船舶操纵”课程中运用案例教学法进行课堂教学设计。

二、案例准备

“船舶旋回运动”这个知识点在“船舶操纵”这门课程中具有典型性，理论知识较深，理解有一定的困难。整个旋回运动过程、船舶运动特征复杂，涉及舵力、水动力、离心力、阻尼力及各个力矩的不断变化及速度、角速度、角加速度、漂角、转心、横倾的不断变化。这其中有一个非常重要的运动特征——船舶操舵旋回：先内倾(向操舵一侧横倾)，再外倾(向操舵相反一侧横倾)。这一横倾变化过程及特征在教材上一般没有详细的分析步骤，学生理解起来较为困难。

选择案例应真实且具有典型性，与课程内容密切相关，并且与对应的理论知识直接关联，有效服务于教学目标。按照以上原则，针对“船舶回旋横倾”知识点，韩国“岁月”号倾覆事故是一个合适的案例。案例概况为：2014年4月16日，载有476人的“岁月”号由仁川驶往济州岛，尽管该航区航行环境复杂，船舶仍以高速航行。8时55分左右，船舶大舵角向右急转弯，致使船舶先向右舷倾斜然后迅速向左舷倾斜；船上装载180辆汽车和105个集装箱等货物，船体快速右转的同时，货物剧烈的向左舷散开和移动，加剧了船体横倾，令船体失去稳性，瞬间发生严重横倾[5][6]，船舶最终在距屏风岛以北20海里的海面上倾覆，近300人遇难。这起海难事件震惊世界，航海技术专业的学生也十分关注。引入该案例，并结合现场图片观看，能给学生身临其境之感，易引起学生的共鸣和深入思考。

三、课堂教学方案设计

(一)展示案例，启发思考

在课程开始时，首先以课堂讲解的方式展示韩国“岁月”号倾覆事故案例。教师采用PPT将案例的具体内容以文字、图片的形式充分展示出来，并以口头表达的方式讲述案例。讲述案例时应过程清晰，逻辑严密，突出与课程内容相关的细节；注意语气、语速、节奏和气氛烘托，力求将学生带入事故现场的情景。

通过讲述韩国“岁月”号倾覆事故的基本概况和经过，并通过船舶横倾现场图片所给予的视觉冲击，易使学生感受到事故现场的情景，此时，教师切入问题：为什么“岁月”号在向右大幅度操舵转向的操作会引发严重横倾并致使船舶沉没？

(二)小组讨论，智慧碰撞

观点交锋和智慧碰撞往往能产生更多智慧的火花。为了让学生能主动参与课堂教学活动，积极思考，活跃课堂氛围，在案例展示与启发思考之后，将学生划分成若干小组进行分析和讨论，可以采用无领导小组讨论模式。这种模式的特点是学生地位平等，不存在个人权威，每个人都可能被教师指定作为小组代表发言[7]。此种方法能促进学生积极参与讨论，大胆表达意见。

经过大约15～20分钟的小组激烈讨论，教师随机指定小组代表发表观点，学生可以到讲台进行讲解、演示。由于学生主动参与了讨论和分析，大多都能根据船舶原理和船舶运动的基本知识分析船舶横倾及倾覆的主要原因，但在分析船舶横倾原理时可能不够深入和全面。

(三)教师讲评，理论分析

在学生代表发言之后，教师要注意点评学生的闪光点，给予充分的肯定，提高他们的学习热情和自信心。要完整地让学生理解和掌握船舶横倾的原理和规律，把握整个旋回运动横倾的特点，教师的讲授仍然不可或缺。结合教材中的知识要点，以船舶向右旋回为例，进行如下讲解。

1.船舶操舵阶段的横倾特点

通过多媒体幻灯片及动画演示(如图1)，从俯视图和剖面图两个角度分析操舵后船舶的横倾特点：舵压力P的横向分析Py产生的横倾力矩M=Py×(zg-zp)，使得船体向操舵相同一侧横倾(内倾)。由于舵面积不大，这种横倾对船舶的影响较小。

图1 船舶操舵阶段横倾分析

2.船舶过渡阶段的横倾特点

在舵压力的作用之下，船舶逐渐做曲线运动，船舶斜航，出现漂角β，从而导致漂角水动力Rw逐渐增大。Rw在横向有分力Ry；船舶做曲线运动还会导致离心力F，F在横向有分力Fy(如图2)。在图2的剖面图上，有三个横向分力：舵压力横向分力Py、漂角水动力横向分力Ry及离心力横向分力Fy，它们共同形成船舶横倾力矩M=Fy×zg+Ry×(zg-d/2)-Py×(zg-zp)，该力矩导致船舶向操舵相反一侧横倾(外倾)。由于外倾力矩大，外倾持续时间长，这种外倾可能导致船舶大幅度外倾甚至倾覆。

图2 船舶旋回过渡阶段横倾分析

3.“岁月”号倾覆分析

根据资料，三副在船舶快速航行时采取了大舵角向右转的操作，船上装载的180辆汽车和105个集装箱等货物[6]，在船体快速向右转向时快速散开，进而倾向左舷，令船体失去稳性，瞬间发生倾斜。外倾幅度有多大？根据该船船型及可能的横倾角进行如下计算分析。

图3 船舶横倾幅度分析

在讲解中，先易后难，始终引领学生的思维，利用图示、幻灯片动画，形象生动，易于理解，分析透彻，步步逼近真相。至此，学生在原理上掌握了“岁月”号旋回时倾覆并沉没的真正原因，而且印象较为深刻。为进一步加深学生理解，再引用“岁月”号前任船长金成镇的一句话：“6800吨的客船在高速航行过程中转弯，相当于汽车以每小时100公里的速度行驶时突然右转。”将船舶高速旋回与汽车高速时转向作类比，学生很容易明白其中蕴含的科学道理。

(四)布置思考，学以致用

“船舶操纵”课程具有很强的实践性，应秉持学以致用的态度。在讨论、讲授完该案例后，进一步布置有关与实际操纵密切相关的思考题：有较大外倾角时，能否操纵船舶急回舵或操反舵？应采取何种操纵措施才能避免类似“岁月”号的惨剧？哪种类型船舶旋回时易产生大的横倾角？这样很自然地将学生引入另一场思考风暴。这一系列思考将为下一知识点“减小船舶旋回横倾的操纵措施”做好铺垫。

四、案例教学法的几点体会

(1)应用案例进行教学要有明确的目的性，案例应为教学服务。在明确教学目标的前提下，即通过某个案例，让学生掌握某个知识点，以达到教学目标。一个案例可能涉及的知识点是多方面的，比如“岁月”号倾覆事故，原因很多，船舶操纵只是其中一个方面。在引用时，要聚焦在操纵引起的横倾，而不能面面俱到，讲解案例不能脱离教学目标。否则，可能只是多了几分精彩而少了更多内涵。

(2)案例的选择要具有代表性和普遍性，所选案例紧扣教学内容，具有举一反三、触类旁通的作用。案例分析的目的是使学生加深对所学理论知识的理解和运用理论知识培养解决实际问题的能力，因此，所选案例必须对课程内容具有针对性。

(3)启发思考和互动讨论能有效培养学生的能力。大学课堂教学切忌一言堂，案例教学的目的在于启发学生更主动地思考和讨论，注重培养学生研究分析问题的能力和解决问题的思维方式，实现“学习—研究—应用”能力的总体提升。

(4)教师要充分备课，做好课堂教学设计工作，为学生提供讨论式和研究性的学习环境，营造积极活跃的课堂氛围。在教学过程中做好“导演”的角色，很好地掌握教学节奏，做到激发兴趣、启发思考、互动讨论。点评、讲授时注意化繁为简、化难为易、形象生动、学以致用，从而提升教学效果。

[1] 武亚军,孙轶.中国情境下的哈佛案例教学法：多案例比较研究[J].管理案例研究与评论，2010(1)：12-25.

[2] 王青梅,赵革.国内外案例教学法研究综述[J].宁波大学学报(教育科学版),2009(3)：7-11.

[3] 董金康.航海学理论教学中引入案例教育的探讨[J].航海教育研究,2002(1):40-41.

[4] 翁建军,刘敬贤,肖耀根,黄明.航海技术专业实施卓越计划的若干问题探讨[J].航海教育研究,2016(4):21-24.

[5] 陈福金.“岁月”号沉船事故的教训[J].科技风,2015(19):185.

[6] 刘松涛,高光强,韩九德.对“岁月”号客滚船翻沉事件的思考[J].中国安全生产科学技术,2016(S1):167-171.

[7] 李维刚,金鑫,张宇.基于探究性教学的无领导小组讨论式教学研究[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2013(2):12-13.

U676.2

1006-8724(2017)04-0055-03