水下潛器原理教學(xué)探析

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.05.122

摘 要 隨著將工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)用于解決復(fù)雜船

舶與海洋工程問題要求的提高，水下潛器原理課程的重要地位越發(fā)凸顯。針對(duì)新形勢(shì)下的教學(xué)目標(biāo)，分別從教學(xué)方法、教學(xué)反饋、考核方式及教學(xué)評(píng)價(jià)等方面入手，對(duì)整個(gè)教學(xué)模式進(jìn)行探析，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生解決復(fù)雜船舶與海洋工程問題的能力，為今后學(xué)生從事相關(guān)專業(yè)工作奠定扎實(shí)的理論與工程基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 船舶與海洋工程；水下潛器原理；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）05-0122-03

0 引言

水下潛器原理是船舶與海洋工程專業(yè)的重要課程之一，重點(diǎn)講授水下潛器的基本原理知識(shí)、總體設(shè)計(jì)思路及各種性能計(jì)算方法，涉及船舶與海洋結(jié)構(gòu)物構(gòu)造、船舶與海洋工程流體性能、船舶與海洋工程機(jī)構(gòu)性能等專業(yè)知識(shí)，是先修課程船舶與海洋工程流體力學(xué)、船舶與海洋工程流體性能、船舶操縱性與耐波性等的具體應(yīng)用。該課程對(duì)培養(yǎng)提高學(xué)生解決復(fù)雜船舶與海洋工程問題的能力具有重要作用，亟待對(duì)其教學(xué)方法、教學(xué)反饋、考核方式、課程評(píng)價(jià)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入探析。

1 課程目標(biāo)

水下潛器原理作為船舶與海洋工程學(xué)院的專業(yè)選修課，旨在讓船舶與海洋工程專業(yè)的學(xué)生對(duì)水下潛器形成初步認(rèn)識(shí)，對(duì)水下潛器的基本性能和特點(diǎn)有所了解。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)達(dá)成如下課程目標(biāo)：

1）能簡(jiǎn)述水下潛器的發(fā)展歷程，對(duì)典型的代表性水下潛器有所認(rèn)識(shí)；

2）能說明水下潛器的上浮和下潛過程，能對(duì)水下潛器的穩(wěn)性和抗沉性作出初步判斷；

3）能識(shí)別螺旋槳的結(jié)構(gòu)，了解空化現(xiàn)象；

4）對(duì)水下潛器的快速性等動(dòng)力學(xué)性能有初步認(rèn)識(shí)。

通過達(dá)成課程目標(biāo)，進(jìn)而支撐畢業(yè)要求，使學(xué)生掌握船舶與海洋結(jié)構(gòu)物構(gòu)造、船舶與海洋工程流體性能、船舶與海洋工程機(jī)構(gòu)性能、船舶與海洋工程制造技術(shù)、船舶與海洋工程設(shè)備與系統(tǒng)等專業(yè)知識(shí)，能針對(duì)復(fù)雜船舶與海洋工程問題的解決方案進(jìn)行分析，并嘗試改進(jìn)；能夠?qū)Υ芭c海洋工程領(lǐng)域相關(guān)的力學(xué)行為和特性進(jìn)行理論研究；能夠根據(jù)計(jì)算模型進(jìn)行理論計(jì)算或數(shù)值模擬，并處理數(shù)據(jù)。

2 教學(xué)方法

本課程強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐運(yùn)用，課堂討論、課后復(fù)習(xí)，使學(xué)生獲得知識(shí)運(yùn)用能力、實(shí)驗(yàn)分析能力和工程設(shè)計(jì)能力。教學(xué)中應(yīng)注重工程實(shí)例的引入和分析，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考和自主分析，并因材施教；應(yīng)結(jié)合授課內(nèi)容，適當(dāng)安排不同難度的復(fù)習(xí)思考題（建議分成基本/提

高/綜合三個(gè)層次）及實(shí)踐項(xiàng)目題（貫穿整個(gè)教學(xué)過程，分階段檢查推進(jìn)），使學(xué)生及時(shí)鞏固并熟練掌握水下潛器原理的學(xué)習(xí)成果。本課程采用的教學(xué)方法如下。

1）課堂講授：引入水下潛器原理這門課的新概念或新實(shí)例，講解重點(diǎn)和難點(diǎn)，以便學(xué)生課后學(xué)習(xí)；考慮到該課程涉及較廣，與工程結(jié)合緊密，在教學(xué)課件中多添加一些生動(dòng)的動(dòng)畫，適當(dāng)?shù)卣故疽恍┯?jì)算結(jié)果與現(xiàn)實(shí)景象的對(duì)比，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

2）教學(xué)研討：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，教師布置水下潛器的相關(guān)研討議題，分為多組，并以其中一組為主，組員協(xié)同制訂研討方案，引導(dǎo)其他組成員積極參與交流。

3）綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目：本部分課后完成，根據(jù)教師提供的水下潛器指標(biāo)和主要要素，結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí)，開展綜合設(shè)計(jì)和計(jì)算，解決實(shí)際的水下潛器設(shè)計(jì)問題。

4）學(xué)生自主學(xué)習(xí)：本部分不計(jì)入課程總學(xué)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生利用微課、MOOC等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源學(xué)習(xí)水下潛器概述、水下潛器浮性、水下潛器穩(wěn)性、水下潛器抗沉性、水下潛器螺旋槳及空化、水下潛器動(dòng)力學(xué)特征等內(nèi)容，預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)相關(guān)課堂教學(xué)內(nèi)容，完成課堂布置的思考題和課程工程案例等。

在具體實(shí)施過程中，任課教師可根據(jù)教學(xué)效果適當(dāng)調(diào)整，采用新的教學(xué)方法。教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生參與性，注重啟發(fā)式教學(xué)。

3 教學(xué)反饋

教學(xué)開始前，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱制定詳細(xì)的授課計(jì)劃（教學(xué)日歷），向?qū)W生解釋教學(xué)大綱，尤其是課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)程、考核方法和考核節(jié)點(diǎn)，并將聯(lián)系方式和工作時(shí)間告知學(xué)生，以便其出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)取得聯(lián)系。

在教學(xué)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況及時(shí)反饋學(xué)習(xí)進(jìn)度，通過以下途徑了解學(xué)生學(xué)習(xí)效果并積極修改教學(xué)計(jì)劃。

1）學(xué)生可以通過電子郵件、QQ等形式及時(shí)向教師反饋學(xué)習(xí)情況，教師應(yīng)據(jù)此適時(shí)修改、調(diào)整和彈性回應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。

2）每次作業(yè)批改后，教師應(yīng)及時(shí)向?qū)W生反饋其作業(yè)情況并適當(dāng)講評(píng)。作業(yè)批改應(yīng)不少于1/3，每名學(xué)生至少批改一次。

3）根據(jù)每次教學(xué)研討的實(shí)際情況，仔細(xì)分析各組協(xié)同制定的研討方案及其他組員積極參與的程度，總結(jié)每個(gè)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，弄清各位學(xué)生感興趣的知識(shí)點(diǎn)，在課堂上積極引導(dǎo)，適當(dāng)擴(kuò)充相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

4）認(rèn)真批改學(xué)生提交的綜合實(shí)踐項(xiàng)目大作業(yè)，對(duì)計(jì)算方法的合理性、計(jì)算結(jié)構(gòu)的精確性、設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)范性、設(shè)計(jì)報(bào)告的完整性等內(nèi)容進(jìn)行分項(xiàng)總結(jié)分析，找出學(xué)生知識(shí)的薄弱點(diǎn)，適當(dāng)修改教學(xué)安排，進(jìn)行重點(diǎn)講解。

5）任課教師應(yīng)適時(shí)采用課堂練習(xí)等恰當(dāng)形式階段性檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果，并適當(dāng)調(diào)整教學(xué)安排。階段性檢查應(yīng)不少于兩次。

教學(xué)結(jié)束后，教師應(yīng)認(rèn)真分析本次教學(xué)活動(dòng)的課程目標(biāo)達(dá)成情況（尤其是不同評(píng)價(jià)方法下的不一致情況），并在下一輪教學(xué)活動(dòng)中持續(xù)改進(jìn)。另外，適當(dāng)跟蹤學(xué)生在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中以及工作后運(yùn)用本課程知識(shí)解決相關(guān)工程問題的能力，關(guān)注與本課程相關(guān)的社會(huì)需求及技術(shù)發(fā)展，并用于本課程的持續(xù)改進(jìn)，適時(shí)修訂教學(xué)大綱及授課計(jì)劃。

4 考核方式

考核過程中，加強(qiáng)過程考核，且根據(jù)學(xué)生個(gè)體差異，適當(dāng)制定個(gè)性化評(píng)定方式并適時(shí)進(jìn)行評(píng)定。課程考核主要由平時(shí)考核、課堂教學(xué)研討項(xiàng)目、綜合實(shí)踐項(xiàng)目和期末考試等四部分組成，其中，平時(shí)考核占比10%，課堂教學(xué)研討項(xiàng)目占比20%，綜合實(shí)踐項(xiàng)目占比20%，期末考試占比50%。

4.1 平時(shí)考核

考核的重點(diǎn)是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和成效。平時(shí)考核主要考查點(diǎn)包括預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)情況、考勤情況、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)及課后自學(xué)情況等。對(duì)于少做/

缺勤三次及以上的，取消課程考核資格；課后作業(yè)抄襲或雷同者，經(jīng)核查，當(dāng)次成績(jī)記為不及格；積極檢查登記學(xué)生利用各種網(wǎng)絡(luò)慕課、國(guó)家精品課程進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的情況。

4.2 課堂教學(xué)研討項(xiàng)目

根據(jù)班級(jí)人數(shù)合理分成多組，按照事先布置的議題，分別就某個(gè)教學(xué)內(nèi)容的研究方法和發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行充分研討，主要針對(duì)研討議題設(shè)計(jì)方案的合理性、協(xié)同的參與度及教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度等三個(gè)考查點(diǎn)進(jìn)行綜合評(píng)定。

4.3 綜合實(shí)踐項(xiàng)目考核

考核的重點(diǎn)是根據(jù)提供的下潛器指標(biāo)和主要要素，綜合利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，解決具體的復(fù)雜工程問題，形成計(jì)算報(bào)告及相應(yīng)的圖紙。綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目為兩個(gè)，題目分別為“水下潛器的浮性計(jì)算（靜力學(xué)）”和“水下潛器的操縱性能計(jì)算（動(dòng)力學(xué)）”，主要針對(duì)計(jì)算方法的合理性、計(jì)算結(jié)果的精確性、繪制圖紙的規(guī)范性、匯報(bào)答辯正確性及設(shè)計(jì)報(bào)告完整性等五個(gè)考查點(diǎn)進(jìn)行綜合評(píng)定。

4.4 期末考試

采用閉卷筆試形式，時(shí)間120分鐘，滿分100分，考核水下潛器的浮性、穩(wěn)性、抗沉性、動(dòng)力學(xué)特性等相關(guān)知識(shí)。試題難度等級(jí)分為基本題、應(yīng)用題和設(shè)計(jì)題，大致比例為5∶3∶2。基本題考查學(xué)生基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況；應(yīng)用題考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力；設(shè)計(jì)題考查學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。題量應(yīng)保證中等水平學(xué)生可以兩小時(shí)內(nèi)做完，并有時(shí)間復(fù)查。試卷內(nèi)容應(yīng)充分支撐課程目標(biāo)要求，主要考查點(diǎn)與考核要求、分值建議如表1所示。

5 課程評(píng)價(jià)

課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)是本門課程講授效果的重要指標(biāo)，是課程持續(xù)改進(jìn)的重要依據(jù)。為增強(qiáng)評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度，通過重點(diǎn)分析本門課程的特點(diǎn)，采用如下定量方法進(jìn)行評(píng)價(jià)：

6 結(jié)束語

水下潛器原理是船舶與海洋工程專業(yè)的核心課程之一，在教學(xué)中將“以學(xué)習(xí)者為中心”的理念落實(shí)到的整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。本文從教學(xué)方法、教學(xué)反饋、考核方式和課程評(píng)價(jià)等方面入手，對(duì)水下潛器原理課程的教學(xué)模式進(jìn)行深入探討，解決教學(xué)方式傳統(tǒng)及考核方式單一等問題，力圖使學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，為以后從事船舶設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和科研工作儲(chǔ)備系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，奠定扎實(shí)的工程基礎(chǔ)。

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作者：張代雨、劉倩、朱信堯、鮑超明，江蘇科技大學(xué)，講師，研究方向?yàn)榇芭c海洋工程（212003）。