“船体构造与制图”本科生课程教学改革研究

任少飞，高群涛，冯丽佳

（哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

教育部《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》指出：“积极推广小班化教学、混合式教学、翻转课堂，大力推进智慧教室建设，构建线上线下相结合的教学模式。”［1］同时，海洋强国战略要求我们瞄准高端海洋装备制造业的“卡脖子”问题，而要解决行业发展中的瓶颈问题就要不断加大人才培养的投入力度，摈弃传统注入式培养模式的弊端，紧跟先进教学理念和混合教学模式的发展需求，不断推动课堂教学方法改革，培养具备创新能力、品学兼优的高层次人才。这要求一线教师在本科生教学中加强对科教融合［2-3］、线上线下混合式教学模式下双向互动式教学方法［4-5］、思想政治建设［6］等方面的不断探索，以此营造良好的教学氛围，搭建成熟完整的人才培育体系，逐步解决本科生培养中科教融合失衡、教学方法落后、思想政治建设不足等问题。

“船体构造与制图”是哈尔滨工程大学船舶与海洋工程专业本科生十大专业核心课程之一，其教学目的是让学生掌握各类舰艇及海洋平台的基本构造，并采用计算机软件绘制船体型线图，为学生将来从事船舶与海洋结构物的设计、建造、检验等工作奠定基础，该课程也可为“船舶与海洋工程结构力学”等专业核心课程提供支撑。本课程分为24学时的理论教学和32学时的船体制图教学两大部分。其中，理论教学主要讲解船体（底部、舷侧、甲板、舱壁、首尾端）、海洋平台（固定式、移动式）、潜器（壳体、舱壁、水舱）等不同海洋结构物的构造特点；船体制图部分首先由教师讲解如何根据船体参数绘制不同剖面型线图，然后要求学生完成特定船舶型线图绘制并计入期末考核成绩。理论教学部分采用闭卷考试的方式进行考核，占期末成绩的70%；船体制图部分占期末成绩的30%。

结合近年的教学经验，首先对“船体构造与制图”课程的内容特点及教学中存在的问题进行分析，并从线上教学资源建设、科教融合育人模式探索、线上线下混合教学模式下互动式教学方法研究、思想政治建设等方面提出教学改革建议，逐步解决目前教学中存在的主要问题，并实现高校课程设置与行业需求的有效衔接，提高学生的课堂参与度和解决实际工程问题的能力，为我国船海事业发展培养具有过硬专业素质和强烈责任心的复合型人才，使学生能够适应船海领域相关院所和企业的研发需求，从而实现以一流科学研究支撑一流本科生培养。

一、课程内容特点及教学中主要问题

“船体构造与制图”是一门实用性极强的课程，教学内容和难度与其他专业核心课程具有显著不同。首先，“船舶与海洋工程结构力学”“流体力学”等专业核心课程以数学和力学为基础，即对学生的基础知识储备具有较高要求，而“船体构造与制图”课程为通识课程，对专业基础知识要求较低。其次，教学内容涉及舰船、潜器、固定式海洋平台、移动式海洋平台等，知识点相对多而杂，这导致教学过程中学生的注意力不高、课程参与度较低，难以把握重点和难点知识，大幅制约了教学效果。经教学团队讨论，本课程教学中存在以下主要问题。

（一）线上教学资源相对匮乏

综观船舶与海洋工程专业本科生的教学资源可以发现，目前针对“船舶与海洋工程结构力学”“流体力学”等专业核心课程的慕课及翻转课堂等线上教学资源相对充足，且大多采用行业内一线教师共同钻研的成果。同时，随着新时代教育要求的提高，上述课程已逐步开展或已完成课程教学改革，为学生提供了丰富的线上教学资源，帮助学生在课前进行预习和课后及时进行复试，有效巩固了线下教学效果，对提高教学质量具有重要意义。作为船舶与海洋工程专业重要的基础通识课，“船体构造与制图”课程的内容特点导致在线下教学中学生抓不住重点，难以形成整体知识体系，而线上教学资源可有效缓解这种局面，但目前线上教学资源屈指可数，尚未建立慕课及翻转课堂等线上智慧课堂，与课程教学改革目标相去甚远，严重限制了教学质量。

（二）科教融合的新工科培养模式探索不足

科教融合强调以一流科研成果支撑一流教学，通过引入科学及实际工程问题，以教学内容为切入点进行讲解，形成一流科研成果促进本科教学质量的新局面，为学生提供更丰富的认知和学习经历。“船体构造与制图”课程是一门实用性极强的通识课程，教学内容在科研中被广泛应用，如根据船体制图教学内容结合大型有限元软件建立舰船或海洋平台三维有限元模型，进而计算海洋结构物在流固耦合等载荷下动响应特性。但目前教学中仍以课本知识为主，缺乏对科教融合教学模式的探索，导致教学内容和教学方法相对单一，学生无法深入理解知识点背后的深层科学及工程问题，进而导致难以将所学知识与行业问题相结合，亟须通过科教融合加强实践育人建设。

（三）线上线下混合教学方法相对落后

由于“船舶与海洋工程结构力学”“流体力学”等专业核心课程涉及大量的理论计算分析，大多数学生在课堂教学中能够保持较高的注意力和互动，且上述课程在教学中通过随堂测试或习题课可以有效提高学生学习的主动性。然而，“船体结构与制图”课程线下教学中采用“满堂灌”的教学方法，导致学生被动接受知识点［4］，严重影响了学生参与课程教学的积极性和主动性，而课程内容特点决定了采用传统的随堂测试也难以保证教学质量。此外，传统注入式教学方法在线上授课时缺点尤为明显，由于缺乏互动交流导致教师无法掌握学生的课堂参与度，教师成为课堂的唯一导演和主要演员，大幅降低了学生掌握课堂内容的积极性。因此，有必要结合科教融合和互动式教学探索线上线下混合教学模式下的教学方法。

（四）亟待将思想政治教育融入课程教学中

德育是教育的灵魂。目前高校在专业课程教学中已逐步融入思想政治建设，其根本目的是为我国社会主义现代化建设培养意志坚定、专业知识过硬的有理想、有担当的合格建设者和接班人。这要求学生不仅具备勇于献身现代化建设的决心和本领，也要热爱并忠于我国社会主义事业。我国船舶与海洋工程行业从浅海走向深蓝，从依靠国外技术到逐步实现弯道超车，这是一代代船海人坚守兴海强国的梦想、努力奋斗的结果，其发展历程是优秀的思想政治建设案例，不仅可以让船舶与海洋工程专业本科生认识到所学知识与国家富强的紧密程度，也可以增强学生投身我国海军装备和海洋开发的信念。然而，目前教学中缺乏思想政治教育等爱国主义教育。

二、课程教学改革建议

根据“船体构造与制图”本科生课程教学中存在的上述问题，结合近年来学科发展及学生培养需求，从以下几方面阐述本课程教学改革建议。

（一）汇聚船海领域一流学者智慧，打造符合专业特色的高水平线上教学资源

为提高课程内容与行业需求的有序衔接并逐步解决线上教学资源匮乏等问题，整合船海领域一流学者智慧，按照船体构造、潜器构造、海洋平台构造、船体制图等教学模块分别建立适用于课程培养方案的线上教学资源，明确各模块的教学目标与内容，以及不同教学模块间知识点的区别与联系。其中，线上教学资源需重点关注对教材内容进行丰富的多媒体教学资源、慕课及翻转课堂等智慧课堂建设。多媒体教学资源以船舶与海洋工程行业特色为背景，以服务国家海洋强国战略的海洋重器为牵引，以典型海洋结构物图片和视频为载体，采用启发式教学牵引出教学内容，以此培养学生浓厚的专业兴趣。在此基础上，有序介绍不同海洋结构物的构造特征，避免在学生尚未形成整体概念的情况下介绍相关知识点，从而引发学生的厌学情绪。慕课及翻转课堂等智慧课堂的建设应借助教学团队集体的智慧结晶，按照重要及难易程度对教材中的章节内容进行划分，教学团队成员按照模块化课程设置，结合多媒体教学资源，高标准完成智慧课堂教学资源建设，从而帮助学生进行课前预习和课后复习，以此强化线下教学效果。

（二）建立适用于课程教学内容的科教融合案例，探索基于科教融合的育人模式

根据教学团队及国内外公开发表的一流科研成果，遴选出与不同章节课程知识点密切相关的科研成果，并结合本科生知识体系构架，将科研问题涉及的课程内容进行梳理与分解，实现一流科研成果反哺教学育人。如以教学团队长期研究的水下爆炸载荷下舰艇毁伤特性研究为例，通过分析水下爆炸载荷下船体毁伤位置、毁伤模式，向学生深刻讲解军舰采用双层底的原因，以及为有效抵抗冲击载荷下船体变形，通过增加船底板厚、设置大尺度纵桁等方法提高船体强度的途径。同时，向学生详细展示该科研案例中所建立的舰船三维数值计算模型，可以让学生对船体构造具有整体认识，进而为船体不同位置构造特征和船体制图知识点讲解奠定基础，即科教融合育人模式可有效弥补目前该课程教学中学生难以形成整体知识体系等问题。此外，也可将公开发表的科研成果如波浪载荷下海洋平台运动特性等用于课堂教学中，从而让学生深刻理解动力定位装置对海洋结构物运动特性的影响，避免学生仅停留在了解海洋工程结构物固定方法，而对其中科学原理知之甚少的弊端。通过“引入科研问题—分析科研问题—引出教学内容”的方式进行讲解，让学生深刻理解教学内容所蕴含的深层科学原理和工程问题，同时对行业前沿科学问题及技术发展方向有所了解，逐步探索基于科教融合的育人模式，切实提高新工科背景下人才培养质量。

（三）线上线下混合教学模式下师生双向互动教学方法及评价体系研究

“船体构造与制图”课程是一门实用性极强的基础通识课程，教学过程中学生注意力不高，课程参与度较低，严重制约了教学效果。这要求教师在教学中要摈弃传统的以教师为重点的“满堂灌”教学方法，转换为师生并重的课堂教学模式，通过师生双向互动交流有效突破传统课堂单纯让学生记忆的弊端，从而提高学生的主人翁意识。在双向互动教学模式中，需要教师以高屋建瓴的思想引导和规划学生的参与［5］，即教师首先要根据教学内容决定哪些内容可以通过互动交流提高教学质量，哪些内容还是应该以教师为“主演”，即要限定师生双向互动式教学的具体内容。互动式教学要注重持续性，即在不同教学模块下、不同节次教学过程中均设置互动式教学环节，并将科教融合与互动式教学相融合。在互动方法上，需根据不同教学内容和线上线下混合教学模式，分别采用提问式教学、分组讨论、案例教学等互动式教学方法［4］，鼓励学生综合运用所学知识进行分析和实践。同时，与制图案例设计类似，将课堂互动讨论环节计入考核成绩中，达到以考促学的教学目的。此外，结合随堂测评、学生评价、教师听课等方式及时评估不同互动式教学方法在线上线下混合教学模式下的实践效果，形成适用于船舶与海洋工程专业一流本科生课堂教学的双向互动式教学方法。

（四）强化新时代思政元素，提高学生服务国家海洋强国战略的意识

我国拥有广袤的海洋领土，为国家经济发展提供了丰富的石油、天然气及矿产等资源。然而由于历史等原因，我国与周边国家领海纷争不断，严重威胁我国领土完整，保卫领海主权的完整性迫在眉睫。从海军司令乘渔船视察到如今拥有三艘航母的新时代海军，从完全依靠国外技术到逐步形成领跑局面的深水半潜式钻井平台，船海事业的不断发展为推动我国国防建设、社会经济发展奠定了坚实的基础，并见证了新中国从浅海走向深蓝的伟大历史进程。船舶与海洋工程行业的发展是新中国百年奋斗史的一个缩影，期间涌现出如“共和国勋章”获得者黄旭华等一批时代楷模，他们献身我国国防事业的光辉事迹激励着一代代新中国建设者。在课程教学中以核潜艇、航母、“蛟龙”号等海洋重器为牵引，以船海领域杰出人物事迹为依托，融入爱国主义教育，不仅可以让船舶与海洋工程专业本科生深刻认识到课堂内容的重要性，也可以让学生树立起牢固的爱国主义情怀，提高学生的荣誉感和使命感，强化学生服务国家海洋强国战略的社会责任感和信念，为我国海军装备和海洋开发贡献力量。

结语

哈尔滨工程大学具有船舶与海洋工程A+学科，为我国船海事业的发展培养了大批优秀人才。为不断提高我校船舶与海洋工程专业本科生“船体构造与制图”核心课程的教学质量，分析了课程特点和目前存在的问题，探讨了线上教学资源建设、科教融合育人模式、线上线下混合教学模式下互动教学方法探索及思想政治建设方法，旨在建立丰富的线上教学资源以提高人才培养质量，引导学生及时了解行业最新发展动态和前沿科研成果，并提高学生的主人翁意识、教学参与度、学习兴趣及德育素养。随着高校不断加强本科生教学工作投入力度以及提高教学资源和方法的迫切需求，我们将不断总结和完善教学经验，为新工科背景下培养有理想、有本领、有担当的船舶与海洋工程专业优秀人才做出贡献。