专题教学模式在舰艇消磁磁电设计课程中的应用探析

周国华，吴轲娜，刘月林，王锴松

（海军工程大学 电气工程学院，武汉 430033）

舰艇消磁是保障舰艇生命力和战斗力的重要措施，世界先进海军国家都非常重视舰艇消磁技术及其专业人才培养工作。在消磁工程专业人才培养方案中，作为消磁工程专业主干课程之一的舰艇消磁磁电设计课程，具有综合性强、工程结合紧密等特点，其教学质量的高低，直接决定着学员的第一岗位任职能力。在过去的课程教学过程中，传统课堂教学模式存在重“教”轻“学”，重“理论”轻“应用”等问题，难以持续激发学员学习兴趣、难以充分发挥学员的主观能动性，也越来越难以满足新时代实战化教学要求和提升专业岗位任职能力的需求。

习近平总书记强调要坚持灌输性和启发性相统一，注重启发性教育，引导学生发现问题、分析问题、思考问题，在不断启发中让学生水到渠成得出结论[1]，从而提升解决实际问题的能力。为切实提高舰艇消磁磁电设计课程教学质量，提高学员第一岗位任职能力，必须结合该课程的特点，选择合适的教学模式。所谓教学模式，是指在一定的教育思想、教学理论及学习理论指导下的教学活动进程的稳定结构形式，也就是按照什么样的教育思想、理论来组织教学活动进程，是教育思想、教学理论和学习理论的集中体现。随着科学技术的发展和教学思想的变化，教学模式呈现出“百家争鸣、百花齐放”的局面，由单一化教学模式向多元化教学模式发展。典型教学模式主要包括传递接受式、专题式（也称为探究式、问题式）、合作学习式、案例教学式和自学辅导式等，其优点和不足见表1[2]。

从表1 分析可以看出，每种教学模式都有其各自的特点和适用性。为解决舰艇消磁磁电设计课程教学过程中存在的实际问题，改善教学效果，提升学员第一岗位任职能力和解决舰艇消磁保障工作实际问题的能力，结合舰艇消磁磁电设计课程特点，借鉴专题教学模式针对性强、有利于理论联系实际等优点及成熟的应用经验[3-12]，在总结反思前期教学过程的基础上，凝练知识专题，开展专题式教学改革实践，着重阐述课程教学中专题式教学模式的具体实施方法与步骤。

表1 典型教学模式

一、专题式教学模式

从大学思维模式的发展特点看，苏霍姆林斯基曾指出，“一个好的教师，好就好在他能感觉出课的发展逻辑，使课的结构服从于思维的规律性。”传统课堂讲授式教学，注重注入式、灌输式教学，教学方式相对单一，难以持续激发学员学习兴趣、发挥学员的主观能动性。在教学过程中，通常以章节为教学单位组织教学，缺少对某一专题的强化和知识内在关系的整体把握，造成学员对知识的理解与掌握具有局限性和片面性，不利于综合能力的培养[13]。

专题式教学模式是根据教学大纲的基本要求，在遵守课程教学计划的前提下，按照一定原则，对教学内容进行重新整合和提炼，并划分成若干部分，将教学内容以专题的形式展现出来，注重知识的必然联系、知识的高度整合和知识的进一步提升，然后把每个部分视为一个独立的专题来备课和授课[14-17]。与其他教学模式相比，这种教学方式更能适应高校学员的认知结构。专题式教学能够打破传统教学逻辑演绎，在学员已有知识架构的基础上，根据教学目标和学员兴趣指向，将阶段性的教学内容进行系统整合，提高教学的针对性。专题式教学能够帮助学员梳理知识系统，深度把握理念，学以致用，提高教学效果。

从教学目标看，新军事变革要求军队院校训练任务面临从学历教育向任职教育的重大战略转型，任职教育要求军事院校的培养目标更贴近岗位[12]。专题式教学能够实现围绕岗位任职能力和装备问题组织教学内容，符合新变革下的课程教学要求，利于课程教学高阶目标的实现，满足任职教育的需要。

二、专题式教学模式的设计与实施

（一）优化教学内容，凝练教学专题

构建教学专题是在舰艇消磁磁电设计课程中实施专题式教学模式的必要基础。舰艇消磁系统是一种保障舰艇磁隐身性能的重要装置，舰艇消磁磁电设计课程的主要任务是通过对舰艇消磁系统磁电设计的学习，学员能够对舰艇消磁系统的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，能够熟练掌握舰艇消磁系统的磁电设计原理和设计方法。

为搭建知识传授与技能培养相吻合、基础知识与探索研究相结合、被动学习与主动学习相交互、理论与实践相融合的教学专题内容框架，着重开展了以下工作：一是根据舰艇消磁磁电设计课程教学计划，建立知识体系思维导图，深入剖析知识体系内联关系。二是按照舰艇消磁系统磁电设计过程中的研究内容及设计思路，对教学内容进行优化整合。三是吸取传统案例建设经验，从磁电设计具体问题出发，凝练设置系列教学专题，既不能脱离课程教学计划的要求，又要体现科学性、先进性和针对性。四是优化配置专题数量及教学施训排序，正确处理好各专题之间的逻辑关系。

结合舰艇消磁系统磁电设计和消磁绕组调整实践情况，初步设置了如图1 所示7 个专题教学内容，专题一是消磁系统总体设计，包括消磁系统设计的基本原理、基本原则、基本资料、基本程序及基本步骤等内容；专题二是感应磁场获取方法，包括经验公式法、母型船法、船模实验法和电磁场数值仿真计算方法等内容；专题三是载流线圈磁场计算，包括单根载流直导线磁场计算、多边形载流线圈磁场计算、圆弧段载流导线磁场计算和圆形载流导线磁场计算等内容；专题四是消磁绕组磁场测算，包括消磁绕组磁场计算的估算公式、绕组效率测量、绕组效率的数值计算及其修正方法等内容；专题五是消磁绕组磁设计，包括磁计算中基本术语、单层垂向绕组磁计算、双层垂向绕组磁计算、横向绕组磁计算、纵向绕组磁计算和系列磁设计工程实例等内容；专题六是消磁绕组电设计，包括电计算基本步骤、电计算古典方法、电计算电缆电压的校核等内容；专题七是消磁绕组调整，包括绕组调整基本方法、绕组调整的快速调整方法等内容。这7 个专题形成既先后连接又相对独立的系列专题。为提高专题教学效果，对每个专题进行了专门设计，主要包括问题牵引模块、前导知识模块、新知识模块、解决方法模块和验证演示模块。

图1 课程主要教学专题

（二）优化课堂专题教学方式

优化课堂专题教学方式是在舰艇消磁磁电设计课程中实施专题式教学模式的关键所在。首先，根据教学专题的内容和特点，对比评估不同具体教学方式的适用性，如讲授式、讨论式、情景式、探究式和辩论式等，并选择确定最合适的专题具体教学方式；其次，根据确定的具体教学方式，对专题模块内容进行优化调整，并给出学时建议；再次，编制每个教学专题的具体教学实施方案，充分体现教学重点突出、主题鲜明、方式多样及互动性强等特点；最后，根据教学实施方案，结合部分科研设施，建设专题教学实践平台。在具体教学实施中，突出学员为主体，提升学员课堂参与感，从“灌输”走向“对话”，变“被动学”为“主动学”，使学员真正做到愿意学和积极学。灵活运用学员分组、翻转课堂等形式，教员牵引学员主动分析问题、解决问题，提升学员主观能动性，提高学员理论联系实际的能力。

（三）载流线圈磁场计算专题教学的实施

载流线圈磁场计算专题教学模块如图2 所示。

图2 载流线圈磁场计算专题教学内容模块

选择2017 级学员开展了载流线圈磁场计算专题教学实践，主要分为课前准备阶段、课堂实施阶段和课后总结阶段，如图3 所示。

图3 专题教学主要流程

首先，课前准备阶段。根据学员人数和专题教学任务情况，将学员分为若干组，并指定1 名组长。根据图2所示的载流线圈磁场计算专题教学内容，教员提前一周指导学员编制载流线圈磁场计算专题汇报文书，主要包括工程背景、数学描述、模型求解、结果验证及收获与建议5 部分内容。

其次，课堂实施阶段。一是选择小班化专题教学教室授课，教员介绍专题背景及分组情况；二是采取翻转课堂的教学方式，组长介绍任务分工情况，并按分工汇报分工任务完成情况，最后组长进行小组总结发言；三是教员和其他组学员对汇报内容进行质疑和研讨，并从知识能力、表达能力和写作能力等方面对汇报组专题综合完成情况进行评估打分。如图4 所示。

图4 载流线圈磁场计算专题教学实践场景图

最后，课后总结阶段。教员就专题教学情况进行问卷调查，基于学员反馈数据评估分析教学效果，进一步完善专题教学内容，改进提高教学模式。

2017 级学员专题教学实践表明，与传统讲授式课堂相比，学员积极活跃、研讨激烈，表现出很强的主观能动性，大多数学员反映这样的课堂才是真正的教与学融为一体的课堂，有效提升了理论联系实际能力和解决工程实际问题的能力。

三、结束语

针对传统讲授式授课模式在舰艇消磁磁电设计课程教学过程中存在学员主观能动性不足、理论联系实际的创新能力不够等问题，开展专题教学模式在舰艇消磁磁电设计课程中的应用探析及实践探索。首先通过优化教学内容凝练了若干教学专题，其次通过比对优化确定了专题的具体教学方式，最后以载流线圈磁场计算专题为例具体阐述了专题授课教学实施过程。初步实践证明，专题教学模式能有效激发学员学习兴趣和主观能动性，较好地提高理论联系实际的能力，对其他工程性较强的类似专业课程具有很好指导和借鉴意义。