船舶与海洋结构物构造课程教学方法改革探讨*
2022-10-16宋明
◆宋明
0 引言
随着海洋运输业的发展和海洋资源的开发,社会对船舶与海洋工程专业方面的技术人才的需求也不断增多。经济的发展与竞争,首先是人力资源的竞争,根本是教育的竞争[1]。为了适应社会经济发展需求,我国相关高校对船舶与海洋工程专业的重视程度也不断提高,目前共有约30 所高校开设船舶与海洋工程专业,致力于培养具备创新精神,德智体美全面发展,具有扎实的数学和力学基础,掌握船舶与海洋工程基本理论和专业知识,具备从事船舶与海洋工程行业所必需的基本技能,具有实践经验的船舶与海洋工程领域的应用型技术人才。
船舶与海洋结构物构造是船舶与海洋工程专业的基础课程,教学目的是通过教学和课外环节,使学生熟识船舶与海洋工程结构,熟练识读船舶与海洋工程图纸,熟练绘制部分船舶与海洋工程图纸,初步具备处理本专业领域常规工程图纸的能力。该课程包含船舶与海洋平台结构和船体制图内容,目前已经有很多教学工作者对船体结构和船体制图教学进行改革研究。例如:李永正等[2]针对船体结构课程教学方法开展系统分析和探讨,采用现代化手段提高学生的学习兴趣和学习能力;罗霁[3]基于多年对船体与结构制图课程的教学工作经验,对这门课进行改革和探索;李永正等[4]对船体制图教学方法改革进行初步探索和实践,并结合教学实践、问卷调查等方法对教学改革效果进行评价和总结;张晓飞[5]结合船体制图教学实践,从课程内容、教学手段、教师素质等方面对如何增强船体制图教学效果进行探讨。
船舶与海洋结构物构造课程内容更多且复杂,既有丰富的理论知识,又具有非常强的实践特点。随着科技的进步,造船技术也在不断地更新迭代,船舶与海洋结构物的结构形式和特点也在不断地演化。因此,不仅需要对船舶与海洋结构物构造课程内容作出更新调整,还需要进一步对如何提高教学质量和增强教学效果,以及锻炼学生的船舶与海洋工程结构识读和工程图纸绘制能力进行研究。
1 船舶与海洋结构物构造教学中存在的问题
船舶与海洋结构物构造课程内容繁杂,包括船舶结构、船体制图、海洋平台结构三大部分内容。在以往的教学中通常将船舶结构、海洋平台结构与船体制图分开进行讲授,即在完成船舶与海洋平台结构的全部教学内容后,再进行船体制图教学。但是这三部分内容并不是独立的,而是具有很大的相关性,需要将这三部分内容在教学过程中融会贯通,在讲授船舶与海洋结构物的结构形式和特点的同时,讲授该部分结构的制图方法,这样才会使得教学内容更具逻辑性、合理性以及更清晰,进一步地有利于学生对船舶与海洋结构物基本理论知识点的学习与吸收。因此,需要对教学内容重新作出调整。
船舶与海洋结构物构造是一门兼具理论性和实践性的课程,不仅需要学生掌握船舶与海洋工程结构和绘图的基本理论知识,还需要培养学生绘制部分船舶与海洋工程图纸的能力。但是在以往的教学中往往只通过板书的讲授方式使学生学习课程内容,非常注重其理论性,而忽略了其实践的特性。这样不仅会使学生失去学习兴趣,而且很难训练学生动手实践的能力,进而难以达到教学目的。因此,需要对船舶与海洋结构物构造课程教学方法进行改革,强调理论性和实践性的结合,激发学生学习的自主性和积极性,更好地将理论知识和绘图技能传授给学生,培养学生成为具有创新性和实践性的技术人才。
船舶与海洋结构物构造对于船舶与海洋工程专业的学生是一门非常重要的专业基础课,通过考查学生的船舶与海洋工程结构和绘图基本理论知识掌握情况与绘制能力,一方面可以了解学生的学习和领悟情况,从而反映出教学质量和教学效果;另一方面可以起到督促学生重视和加强对本门课程学习的作用。目前,本门课程的考核方式较单一,通常采用试卷的形式对学生进行期末考核。但是这种方式难以全面地展现学生对船舶与海洋工程结构和图纸的识读与绘制情况,难以反映学生真正学习和领悟的程度。因此,需要丰富本门课程的考核方式,采取考核多样化方式,对学生的学习情况进行全方面的考查,进而提高学生多方面的能力,加强学生对理论知识的掌握和应用。
2 船舶与海洋结构物构造教学改革探讨
基于目前船舶与海洋结构物构造教学中存在的问题,开展船舶与海洋结构物构造教学改革迫在眉睫。下面从课程建设方法、教学方法以及考核方式三个方面进行深入探讨。
2.1 课程建设方法
首先,科学合理地制定船舶与海洋结构物构造的教学目标,使学生:
1)能熟练掌握船舶与海洋工程分类特点和结构特点;
2)能掌握船舶受到的各种荷载类型,正确理解船舶中拱、中垂的受载特点和静水弯矩产生原理,熟练掌握船体总纵强度和局部强度的概念;
3)能熟练掌握船舶图纸绘制的基本规定,正确理解并掌握船体型线图的表达原理和船体外板的布置特点,熟练掌握船体型线图的绘制方法;
4)能掌握船体结构名称、受力特点、结构形式、连接形式,熟练掌握结构节点图、横剖面图、基本结构图的识读和绘制,初步掌握船体结构强度分析能力;
5)能掌握船体总布置的特点和原理,熟练掌握船体总布置的要求和总布置图的识读,初步掌握船体总布置图的绘制原理;
6)能够掌握肋骨型线图、外板展开图、分段划分图和分段结构图的表达内容和组成特点,正确理解船体分段划分的原理,并掌握分段命名的方法,熟练掌握肋骨型线图、外板展开图、分段划分图、分段结构图和结构节点图的识读和绘制。
根据教学目标和总课时数要求,对船舶与海洋结构物构造教学内容作出调整,突出重点,并保证其合理性与先进性。船舶与海洋结构物构造课程教学进程安排如下:
第一章为船舶与海洋平台概述,内容包括船舶与海洋平台分类形式和特点、船舶受到的荷载类型、船体强度概述、典型船舶结构形式以及船体制图的基本规定,共安排4 课时进行讲授,并根据船体制图内容设计开展2 课时的实验;
第二章为船体外板和型线图,内容包括船体外板的组成形式和特点、型线图的表达内容方式和型线图的绘制,共安排6 课时的讲授以及2 课时的课内实验;
第三章为船舶主船体结构和制图,内容包括船舶底部结构的组成形式和特点(单底结构、横骨架式双层底结构、纵骨架式双层底结构、油船和散货船船底结构特点、底部结构)、船舶舷侧结构的组成形式和特点、船舶甲板结构的组成形式和特点、船体典型结构节点图的表达方式和特点以及中横剖面图的表达内容和表达方式,共安排12课时的讲授、4 课时的课内实验以及2 课时的前三章内容研讨;
第四章为船体其他结构和制图,内容包括船体舱壁结构的组成形式和特点、船体首和尾端结构的组成形式和特点、船体基本结构图的表达内容和表达形式,共安排6 课时的讲授和2 课时的习题课;
第五章为船舶的总体布置,内容包括船体总布置表达内容和表达特点、船体总布置图中简化表达方法的特点以及船体总布置图的识读和绘制方法,共安排4 课时的讲授和2 课时的课内实验;
第六章为船舶生产设计类图纸,内容包括船体肋骨型线图的表达内容和表达方式、船体外板展开图的表达内容和表达方式、船体分段划分图的表达内容和表达方式以及船体分段结构图的表达内容和表达方式,共安排4课时的讲授和2课时的课内实验;
第七章为海洋平台,内容包括海洋平台的波浪环境、导管架平台的结构特点和结构形式、自升式海洋平台的结构特点和结构形式以及半潜式海洋平台的结构特点和结构形式,共安排4 课时的讲授。
2.2 教学方法
考虑到船舶与海洋结构物构造课程既有理论性,又具有较强的实践性,因此,在教学过程中要强调理论与实践相结合。
首先,在课堂上将多媒体教学与板书教学相结合,以便直观、高效,加大信息量。根据课本内容总结基本理论知识点,制作精美课件,并结合相关图片、动画、视频等信息,加深学生的感性认识,使学生更加容易地接收新理论知识。除课堂讲授外,还可以带学生参观实船或者辅以船模等教具教学,使学生更加直观地认识船舶与海洋结构物的结构构造,激发学生的学习兴趣。
其次,为了使学生较好地消化理论教学的内容,在课内安排少量习题,并根据船舶与海洋工程结构图纸要求,在课内安排相应的绘图实验,锻炼学生对图纸绘制的实践能力,巩固和加深学生的学习效果,进而检验学生对船舶与海洋工程绘图基本理论知识的应用情况,使学生逐步掌握船舶绘图的技巧和技能。
最后,安排学生组队开展船舶结构模型制作,为学生准备好模型制作必需的材料,如雪弗板、胶水、剪刀和尺子等,给学生足够的创作空间,使学生发挥想象并基于合理的设计创作出船舶典型中舱段结构模型,加强学生动手制作能力的训练,培养学生的创新性思维和团结合作能力。
2.3 考核方式
针对船舶与海洋结构物构造课程的考核方式,采取多样化形式,从多方面考查学生对船舶与海洋工程结构和图纸绘制的学习和掌握情况。船舶与海洋结构物构造课程的期末成绩由三部分构成。
2.3.1 平时成绩 平时成绩占总分的10%,主要考查学生平时回答课堂问题和作业完成情况,可培养学生思考分析能力和积极自主学习的态度。围绕每节教学内容设计相关问题,并在课堂上对学生进行提问,鼓励学生积极思考问题并一起加入探讨,记录每节课上各位学生的发言情况;再精炼课后习题随堂或课后给学生布置作业,检查学生对本堂课重要知识点的掌握情况,并对各位学生平时作业完成情况做记录;最终,综合每位学生上课听讲、回答问题以及平时作业完成情况,对每位学生的平时成绩作出评估。
2.3.2 实验成绩 实验成绩占总分的40%,主要考查学生对船舶与海洋工程主要图纸的绘制能力以及船舶结构模型的制作水平,可培养学生实践能力、创新能力以及团队合作能力,激发学生的学习兴趣。根据教学内容和教学目标的要求,共设置六个实验,分别为船体制图标准线型设计、船体型线图绘制、船体典型结构节点图绘制、船体中横剖面图绘制、船体典型结构模型制作以及船体分段结构图绘制。根据学生对各个实验完成的情况,对每位学生的各个实验成绩依次进行打分,最终加权得出其实验总成绩。
2.3.3 期末考试成绩 期末考试成绩占总分的50%,主要考查学生对船舶与海洋工程结构和制图理论知识点掌握的程度,可培养学生学习能力和总结分析能力。根据教学内容合理设计考试试卷题型以及合理分配试题分数,命题思路与原则为:依据教学大纲,不出偏题、怪题,把学生的精力引向全面完成教学大纲规定所要完成的任务上;既要重视考查基础知识,又要重视考查理解问题和分析问题的能力,力求体现出使学生掌握知识技能与发展智能的统一;试题的内容,既要突出重点,又要注意扩大覆盖面,注意点与面的结合;试题的难度和份量要适当,既要从大多数学生的实际水平出发,又要使不同程度的考生拉开距离,看出水平的高低;试题的编排,要注意从易到难,分低、中、高三档,成梯度上升。根据学生试卷答题情况,对每位学生的考试成绩进行打分。
最终,将平时成绩、实验成绩以及期末考试成绩根据其百分比进行加权,从而得出每位学生的综合成绩,并对最终成绩进行排名和评估分析,进而总结本门课程教学目标达成情况。
3 结束语
本文通过分析和总结船舶与海洋结构物构造课程教学中存在的问题,从课程建设、教学方法以及考核方式三个方面对本门课程教学改革进行初步讨论和实践,以期提高教学质量,增强教学效果,激发学生的学习自主性和积极性,提高学生船舶与海洋工程结构的识读和图纸绘制能力。船舶与海洋结构物构造课程教学改革是一个不断发展和完善的过程,今后将在日常教学实践中不断地探索与创新,使学生的船舶与海洋工程专业素质不断提高,培养出适应新时代发展需求的船舶与海洋工程专业技术人才。