高職類船舶生產設計課程項目化教學改革思考

董明海

摘要：“船舶生產設計”是高職船舶工程技術專業的一門專業核心課程。浙江國際海運職業技術學院自引進HCS系統（HCS是上海申博公司研發的船舶型線光順軟件）后，一直注重課程教學，與企業合作，采取項目化教學方式，并在教學中將HCS系統軟件應用于船舶型線設計中。

關鍵詞：高職；船舶生產設計；項目化教學

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）06-0097-03

“船舶生產設計”在高職船舶類課程體系中占有非常重要的地位。課程從生產設計實踐的角度出發，考慮學生的實際情況，將船舶設計的流程分成具體的工程項目，按每一個項目的要求分配工作任務?！按吧a設計”課程基于現代造船模式下“設計、生產、管理一體化”和“殼、舾、涂一體化”的指導思想，將船舶船體建造、舾裝、涂裝等各專業生產設計統一在確保船舶建造高質量、低成本、短周期、保安全及均衡連續開展的方針指導下，全面介紹船體生產設計概念、設計準備、設計內容、設計標準、設計編碼和現代造船模式及其對生產設計的要求等基礎知識。

課程整體項目化設計思路

精心選取在船舶生產設計工作中遇到的典型任務，形成教學項目。充分體現船舶專業的職業性與實踐性。在注重培養學生船舶生產設計職業技能的同時重視對學生職業素質培養，培養學生的社會適應能力，提高學生的自學能力，提高與人溝通的能力。

為了使學生勝任船舶生產設計及相關工作，教學過程應不斷研究課程的整體設計思路，逐步形成具有船舶專業特點的船舶生產設計教學項目特色，具體包括三個方面：在教學實施中引入企業項目管理的理念，教學內容實現過程以項目化引領，學生成績評定以項目化完成情況為主。

課程項目化實施方案主要分為四個部分，即教師理論教學與實踐操作演示，學生查閱軟件相關資料、操作說明書，獨立動手完成操作步驟，完成項目任務、分析總結。整個環節將生產設計系統的各知識環節與操作技能系統地連接起來，能有效地將理論與實踐操作生動地整合為一體。

項目化教學內容的設計實例

船體建造施工首先要對船體型線進行光順處理。由于船體曲面不規范、類型繁多、船體建造對船體曲面光順性和精度要求高，故船體型線光順處理在船體建造施工中至關重要，具有舉足輕重的意義。HCS船體建造系統的型線光順子系統對船體型線光順處理的適用范圍廣、效率高、精度高。

由于HCS系統是根據實船建造，再加上采納生產設計所、船舶企業用戶的使用經驗，所以該系統具有一定的實用性，被許多高職船舶類院校所使用。船體型線光順子系統對船舶設計單位設計的船體型線進行三向光順處理，并將完成的船體型值表和型線圖等信息提供給建造部門使用。HCS系統是在設計前期工作中使用的，引進該軟件可為“船舶生產設計”課程實現項目化教學提供支持。

（一）軟件使用的基本條件和要求及其主要功能

HCS軟件的船體建造系統是在CAD系統的界面設立了工具條和圖標。在系統運行之前，應先在電腦上安裝VB6.0，安裝HCS的DLL庫和OCX控件，將＼HCS＼System32_OCX目錄下的DBGRID32.OCX等3個文件復制到＼WINNT＼System32目錄下，并進行注冊（regsvr32 DBGRID32.OCX）。軟件注冊需聯系軟件開發商，由軟件開發商提供加密程序及加密軟件，方可使用HCS軟件。

HCS軟件的主要功能有船體型線光順、外板展開、結構線定義和生成、板材結構零件生成、零件套料和數控切割代碼生成以及船體加工信息生成等，由子系統組成的基本功能模塊發展為船體三維造型系統，能生成具有拓撲關系的船體結構三維模型，采用統一數據庫、與上道設計相連的船體生產設計的新版本。船體型線的光順與否直接影響到外板排列、船體肋骨線型、艏艉部的線型曲度及船體建模工作的好壞，這是船舶生產設計的第一步工作，也是非常重要的工作，是“船舶生產設計”課程教學內容的核心之一。

（二）課程項目教學實施過程以工程為例

具體思路可分為以下步驟實施：引入工程任務，任務知識要點消化，教師引領任務實施，學生根據任務要求動手操作，學生之間相互探討分析細節，教師根據實際情況講解難點，學生進一步深化吸收核心知識要點和職業能力。

以2000T內河散貨船為例，首先審圖，在原設計圖上處理好各邊界線（包括把水線圓弧端處理為延伸折角線）。輸入生成邊界線的型值點數據，然后即可生成各邊界線樣條，存放在數據庫內。根據邊界線便可自動插值，得到各型線的端值數據和一部分端點導數。對于一些特殊的船型，亦可用人機交互的方式，根據邊界線插出型線的端值數據，針對船型底部分析平底有無舭部升高，對首尾的舷墻稍作延伸處理等。

建立新工程，填寫相關數據，船首、船尾分別填寫。

1.創建工程：2000T。如表1、表2所示。

2.輸入剖面位置表。如表3所示。

3.填寫邊界線數據。分別存放在HCS型線數據庫內的相應的庫文件內，如需要，還可生成某一投影面上的平面曲線，存放在相應的展開線庫文件內。在生成輪廓線后，上甲板、樓甲板線在輪廓線上的交點可用“樣條插值”功能用高度插值得到。上甲板線縱剖投影線在平邊線上的交點可用“樣條插值”功能用高度插值得到。上甲板線縱剖投影線在平邊上的交點要固定。

4.邊界樣條顯示校驗，交互修改處理，樣條插值，切割樣條，生成上邊界線橫投影。

5.生成甲板邊線的梁拱和中心線。在三視圖內，點中一根甲板線后，點擊“生成中心線”菜單后，就會彈出“生成梁拱線”、“中心線生成”子菜單。點擊“生成中心線”菜單后，會彈出生成梁拱線的三種方式“由梁拱生成圓弧梁線”、“直接輸入圓弧直線數據”、“輸入型值點生成”的子菜單。

6.端值生成查看修改。點擊“交互處理生成端值”菜單，屏幕出現范圍處理框（“開始線號”、“結束線號”），處理首端值：先把鼠標定在處理范圍的“開始線號”，再點擊端值表中“首寬”或“首高”列的某行，則開始線號可選定該行。再把鼠標定在處理范圍的“結束線號”，再點擊端值表中“首寬”或“首高”列的某行，則結束線號可選定該行。

7.輸入型值表。如下頁圖1所示。輸入型值表有表格方式和圖形交互方式兩種。建議采用圖形交互方式，以保證輸入型值表可參照圖形的顯示而不會有誤?？勺寣W生熟悉軟件的這兩種方式，并在操作時各使用一次。用CAD樣條曲線轉換入HCS線型庫，則不用輸入型值表；CAD樣條曲線轉換入HCS線型庫如已輸入型值表，則不用進行轉換。

8.生成初始參考庫。如采用CAD樣條曲線轉換入HCS線型庫，則可直接執行此功能。如是輸入型值表，則可在三向光順處理界面中，用樣條調函數的“點通”方式，生成各剖面型線樣條，然后退出，再執行此功能。生成“初始參考庫”，則可在三向光順時查看光順的誤差（用圖形顯示初始和光順后型線）。

9.三向光順。三向光順是操作過程的核心。船體理論表面是一種左右對稱的非規則曲面，組成這個規則曲面的許多空間的點都存在于某些特定的面內（如橫剖面、縱剖面、水線面內），可以通過3組型線達到光順曲面的目的，在光順每一條型線的同時，必須保持投影關系的一致性。在學生操作時，先要讓學生用“人機交互”方式對各型線在“樣條函數交互界面”中進行交互式處理，以確定各型線的首末點導數、形狀參數、光順參數、加固定點和附加點（按Shifi+I，則可加固定點和附加點）。首先處理站線，所有站線都處理好后，再處理水線。由于有些加密水線端圓弧小直剖型值點沒有，故要用加密點把端圓弧型值點加上去（加密點時，應把其他的水線顯示出來作為參考）。下次再處理該水線時，就會取到各小直剖的交點了。所有站線都處理好后，再處理縱剖線。處理小直剖時應把輪廓線顯示出來作為參考。這樣學生在處理剖線時就會有所依據。

10.生成肋骨，圖形處理，肋骨型線修改。生成肋骨的方式有“自動處理”和“人機交互”兩種方式。在學生操作時，一般先要同時選定要生成的肋骨序號范圍和光順參數（一般為3）。然后，點擊“執行”按鈕，則生成選定范圍內的肋骨（存放在庫文件“F〈A〉_PLANS”中）。生成肋骨時，如光順方式取3，則在生成肋骨時會對每根肋骨進行光順。當有光順誤差值大于2毫米時，程序就會把不光順肋骨的信息顯示在下面。

11.后處理，生成甲板線、折角線、舷墻頂線等。

12.生成型值表、各型線的DXF文件，生成標準的型線庫，生成三維圖形，如圖2所示。

項目化教學體會

通過改革“船舶生產設計”課程的教學模式，結合多媒體教學手段，采用項目化教學方法，通過實際操作，可提高學生的主動性和自主學習的能力。同時，通過項目的實施過程可提高學生的專業知識水平和職業崗位能力，培養學生分析問題、解決問題的綜合能力，提高該課程的教學質量。以前的“船舶生產設計”課程教學過程重在理論知識講解，如船舶建造方針、船體生產設計要領書、型線放樣等，高職學生缺乏對實際軟件操作步驟的理解，缺乏理論與實際生產過程的結合。自從將HCS軟件引入課堂教學，結合理論知識的講解，以典型船舶型線圖紙為依據，可將實際設計的工作任務分解成模塊，將實際的船舶型線通過軟件進行三向光順，通過三維圖形顯示出來。HCS系統在“船體生產設計”教學中應用可以收到以下良好的教學效果：（1）使學生初步具備操作生產設計軟件的能力，能進行簡單船舶型線三向光順；使學生具備船體生產設計的初步能力，為以后學習和工作打下良好的基礎。（2）可提高學生的學習興趣，使其掌握船舶設計的基本內容、工作流程、操作方法。（3）可培養學生掌握查閱法規、規范、操作說明、標準等相關文件的能力，并能運用相關知識解決實際問題。

參考文獻：

[1]周啟學.船舶生產設計[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]李斌，王強.基于Tribon的船體生產設計[J].造船技術，2011（6）.

[3]王鴻斌.船體修造工藝[M].北京：人民交通出版社，2006.

（責任編輯：王恒）

7.輸入型值表。如下頁圖1所示。輸入型值表有表格方式和圖形交互方式兩種。建議采用圖形交互方式，以保證輸入型值表可參照圖形的顯示而不會有誤。可讓學生熟悉軟件的這兩種方式，并在操作時各使用一次。用CAD樣條曲線轉換入HCS線型庫，則不用輸入型值表；CAD樣條曲線轉換入HCS線型庫如已輸入型值表，則不用進行轉換。

8.生成初始參考庫。如采用CAD樣條曲線轉換入HCS線型庫，則可直接執行此功能。如是輸入型值表，則可在三向光順處理界面中，用樣條調函數的“點通”方式，生成各剖面型線樣條，然后退出，再執行此功能。生成“初始參考庫”，則可在三向光順時查看光順的誤差（用圖形顯示初始和光順后型線）。

9.三向光順。三向光順是操作過程的核心。船體理論表面是一種左右對稱的非規則曲面，組成這個規則曲面的許多空間的點都存在于某些特定的面內（如橫剖面、縱剖面、水線面內），可以通過3組型線達到光順曲面的目的，在光順每一條型線的同時，必須保持投影關系的一致性。在學生操作時，先要讓學生用“人機交互”方式對各型線在“樣條函數交互界面”中進行交互式處理，以確定各型線的首末點導數、形狀參數、光順參數、加固定點和附加點（按Shifi+I，則可加固定點和附加點）。首先處理站線，所有站線都處理好后，再處理水線。由于有些加密水線端圓弧小直剖型值點沒有，故要用加密點把端圓弧型值點加上去（加密點時，應把其他的水線顯示出來作為參考）。下次再處理該水線時，就會取到各小直剖的交點了。所有站線都處理好后，再處理縱剖線。處理小直剖時應把輪廓線顯示出來作為參考。這樣學生在處理剖線時就會有所依據。

10.生成肋骨，圖形處理，肋骨型線修改。生成肋骨的方式有“自動處理”和“人機交互”兩種方式。在學生操作時，一般先要同時選定要生成的肋骨序號范圍和光順參數（一般為3）。然后，點擊“執行”按鈕，則生成選定范圍內的肋骨（存放在庫文件“F〈A〉_PLANS”中）。生成肋骨時，如光順方式取3，則在生成肋骨時會對每根肋骨進行光順。當有光順誤差值大于2毫米時，程序就會把不光順肋骨的信息顯示在下面。

11.后處理，生成甲板線、折角線、舷墻頂線等。

12.生成型值表、各型線的DXF文件，生成標準的型線庫，生成三維圖形，如圖2所示。

項目化教學體會

通過改革“船舶生產設計”課程的教學模式，結合多媒體教學手段，采用項目化教學方法，通過實際操作，可提高學生的主動性和自主學習的能力。同時，通過項目的實施過程可提高學生的專業知識水平和職業崗位能力，培養學生分析問題、解決問題的綜合能力，提高該課程的教學質量。以前的“船舶生產設計”課程教學過程重在理論知識講解，如船舶建造方針、船體生產設計要領書、型線放樣等，高職學生缺乏對實際軟件操作步驟的理解，缺乏理論與實際生產過程的結合。自從將HCS軟件引入課堂教學，結合理論知識的講解，以典型船舶型線圖紙為依據，可將實際設計的工作任務分解成模塊，將實際的船舶型線通過軟件進行三向光順，通過三維圖形顯示出來。HCS系統在“船體生產設計”教學中應用可以收到以下良好的教學效果：（1）使學生初步具備操作生產設計軟件的能力，能進行簡單船舶型線三向光順；使學生具備船體生產設計的初步能力，為以后學習和工作打下良好的基礎。（2）可提高學生的學習興趣，使其掌握船舶設計的基本內容、工作流程、操作方法。（3）可培養學生掌握查閱法規、規范、操作說明、標準等相關文件的能力，并能運用相關知識解決實際問題。

參考文獻：

[1]周啟學.船舶生產設計[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]李斌，王強.基于Tribon的船體生產設計[J].造船技術，2011（6）.

[3]王鴻斌.船體修造工藝[M].北京：人民交通出版社，2006.

（責任編輯：王恒）

7.輸入型值表。如下頁圖1所示。輸入型值表有表格方式和圖形交互方式兩種。建議采用圖形交互方式，以保證輸入型值表可參照圖形的顯示而不會有誤?？勺寣W生熟悉軟件的這兩種方式，并在操作時各使用一次。用CAD樣條曲線轉換入HCS線型庫，則不用輸入型值表；CAD樣條曲線轉換入HCS線型庫如已輸入型值表，則不用進行轉換。

8.生成初始參考庫。如采用CAD樣條曲線轉換入HCS線型庫，則可直接執行此功能。如是輸入型值表，則可在三向光順處理界面中，用樣條調函數的“點通”方式，生成各剖面型線樣條，然后退出，再執行此功能。生成“初始參考庫”，則可在三向光順時查看光順的誤差（用圖形顯示初始和光順后型線）。

9.三向光順。三向光順是操作過程的核心。船體理論表面是一種左右對稱的非規則曲面，組成這個規則曲面的許多空間的點都存在于某些特定的面內（如橫剖面、縱剖面、水線面內），可以通過3組型線達到光順曲面的目的，在光順每一條型線的同時，必須保持投影關系的一致性。在學生操作時，先要讓學生用“人機交互”方式對各型線在“樣條函數交互界面”中進行交互式處理，以確定各型線的首末點導數、形狀參數、光順參數、加固定點和附加點（按Shifi+I，則可加固定點和附加點）。首先處理站線，所有站線都處理好后，再處理水線。由于有些加密水線端圓弧小直剖型值點沒有，故要用加密點把端圓弧型值點加上去（加密點時，應把其他的水線顯示出來作為參考）。下次再處理該水線時，就會取到各小直剖的交點了。所有站線都處理好后，再處理縱剖線。處理小直剖時應把輪廓線顯示出來作為參考。這樣學生在處理剖線時就會有所依據。

10.生成肋骨，圖形處理，肋骨型線修改。生成肋骨的方式有“自動處理”和“人機交互”兩種方式。在學生操作時，一般先要同時選定要生成的肋骨序號范圍和光順參數（一般為3）。然后，點擊“執行”按鈕，則生成選定范圍內的肋骨（存放在庫文件“F〈A〉_PLANS”中）。生成肋骨時，如光順方式取3，則在生成肋骨時會對每根肋骨進行光順。當有光順誤差值大于2毫米時，程序就會把不光順肋骨的信息顯示在下面。

11.后處理，生成甲板線、折角線、舷墻頂線等。

12.生成型值表、各型線的DXF文件，生成標準的型線庫，生成三維圖形，如圖2所示。

項目化教學體會

通過改革“船舶生產設計”課程的教學模式，結合多媒體教學手段，采用項目化教學方法，通過實際操作，可提高學生的主動性和自主學習的能力。同時，通過項目的實施過程可提高學生的專業知識水平和職業崗位能力，培養學生分析問題、解決問題的綜合能力，提高該課程的教學質量。以前的“船舶生產設計”課程教學過程重在理論知識講解，如船舶建造方針、船體生產設計要領書、型線放樣等，高職學生缺乏對實際軟件操作步驟的理解，缺乏理論與實際生產過程的結合。自從將HCS軟件引入課堂教學，結合理論知識的講解，以典型船舶型線圖紙為依據，可將實際設計的工作任務分解成模塊，將實際的船舶型線通過軟件進行三向光順，通過三維圖形顯示出來。HCS系統在“船體生產設計”教學中應用可以收到以下良好的教學效果：（1）使學生初步具備操作生產設計軟件的能力，能進行簡單船舶型線三向光順；使學生具備船體生產設計的初步能力，為以后學習和工作打下良好的基礎。（2）可提高學生的學習興趣，使其掌握船舶設計的基本內容、工作流程、操作方法。（3）可培養學生掌握查閱法規、規范、操作說明、標準等相關文件的能力，并能運用相關知識解決實際問題。

參考文獻：

[1]周啟學.船舶生產設計[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]李斌，王強.基于Tribon的船體生產設計[J].造船技術，2011（6）.

[3]王鴻斌.船體修造工藝[M].北京：人民交通出版社，2006.

（責任編輯：王恒）