“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”混合式教學(xué)改革與實踐

趙爽 費志方 陳國兵 馮輝君

［摘 要］ 針對“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程內(nèi)容更新不及時、教學(xué)及考核方式單一等問題，從課程思政建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方式改革、評價方式改進(jìn)等方面開展了混合式教學(xué)改革與實踐。大力推進(jìn)線上線下混合式教學(xué)、案例式教學(xué)、專題研討教學(xué)、項目牽引式教學(xué)和實踐教學(xué)等教學(xué)方式改革，探索了結(jié)合形成性考核、實踐課考核和期中課考核的評價方式優(yōu)化，這些措施有效提升了學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)員將知識應(yīng)用于實際的能力。

［關(guān)鍵詞］ 教學(xué)改革；鍋爐裝置；混合式教學(xué)

［基金項目］ 2020年度海軍工程大學(xué)教學(xué)改革建設(shè)項目“‘艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)混合式教學(xué)改革實踐”（HGJG202021）

［作者簡介］ 趙 爽（1984—），男，湖北廣水人，博士，海軍工程大學(xué)動力工程學(xué)院講師，主要從事蒸汽動力工程研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）20-0042-05［收稿日期］ 2022-05-30

引言

新時代軍事教育方針為軍隊院校的轉(zhuǎn)型升級與內(nèi)涵發(fā)展提供了科學(xué)指南和根本原則。同時，軍隊院校教學(xué)大綱的正式頒發(fā)為進(jìn)一步開展新時代軍隊院校教育提供了重要依據(jù)［1-2］。在此背景下，各院校響應(yīng)號召，廣泛開展教學(xué)改革，在課程建設(shè)、人才培養(yǎng)等方面取得了豐碩成果。

國防大學(xué)張海靜等［3］開展了軍事案例教學(xué)改革，指出更新案例教學(xué)理念、改革案例內(nèi)容、科學(xué)選用施教設(shè)計、加強(qiáng)教員隊伍建設(shè)是提升院校實戰(zhàn)化教學(xué)效果的關(guān)鍵。國防科技大學(xué)余金山等［4］實施了面向應(yīng)用的案例式教學(xué)改革設(shè)想，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化調(diào)整、跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)、問題導(dǎo)向式實踐教學(xué)改革等措施，顯著提高了“材料分析測試”課程的教學(xué)效果。海軍工程大學(xué)陳國兵等［5］從課程內(nèi)容、教學(xué)方式、課程保障等方面開展了“艦艇汽輪機(jī)裝置及系統(tǒng)”教學(xué)改革，實現(xiàn)了課程教學(xué)改革在時空上的擴(kuò)展。

“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程是機(jī)電指揮專業(yè)的必修課程，也是學(xué)員必須掌握的專業(yè)課程。艦用鍋爐裝置是大型水面蒸汽動力艦艇的核心裝備，是動力系統(tǒng)的“心臟”。掌握艦用鍋爐裝置的基本原理、結(jié)構(gòu)組成和使用管理，是學(xué)員首次任職和未來崗位需要的基本技能要求。因此，在新時代軍事教育方針的指導(dǎo)下，結(jié)合教學(xué)大綱及人才培養(yǎng)方案，開展“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程改革與實踐，對于提升課程教學(xué)質(zhì)量及專業(yè)教學(xué)水平具有重要意義。

以“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程線上線下混合式教學(xué)改革為目標(biāo)，結(jié)合教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)手段更新、考核方式改革和混合式教學(xué)實施等方面的內(nèi)容，進(jìn)行了全面的教學(xué)改革與實踐，總結(jié)了教學(xué)改革的若干成效與啟示，為今后開展教學(xué)改革和課程建設(shè)提供了參考。

一、教改背景

（一）基本背景

“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程作為核心課程，具有深厚的歷史積淀和鮮明的專業(yè)特色，培養(yǎng)了大批具有扎實專業(yè)理論基礎(chǔ)的指揮技術(shù)軍官。隨著新時代軍隊院校教育培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式已不能滿足人才培養(yǎng)模式的需求。對比新時代軍事教育方針和教學(xué)大綱的要求，結(jié)合艦艇蒸汽動力專業(yè)人才培養(yǎng)的變化趨勢和發(fā)展方向，對該課程的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，有以下幾點不足之處需重點關(guān)注和解決。

1.課程教學(xué)內(nèi)容更新不及時，部分內(nèi)容與部隊的實際情況相比存在滯后。艦用鍋爐裝置屬于蒸汽動力系統(tǒng)，該領(lǐng)域較少有理論上的重大突破，而且前期裝備更新?lián)Q代慢，因此課程教學(xué)內(nèi)容在一段時間內(nèi)能夠與部隊實裝相匹配。然而，近年來部隊發(fā)展迅猛，新裝備陸續(xù)服役，鍋爐裝置及技術(shù)等有了較大發(fā)展，課程教學(xué)內(nèi)容亟須更新，引入最新的應(yīng)用成果，避免與部隊實際情況脫節(jié)。

2.教學(xué)方式不夠創(chuàng)新，以教員講授為主，不能充分調(diào)動學(xué)員的積極性。前期主要采用啟發(fā)式教學(xué)，模式較為單一，案例式教學(xué)手段應(yīng)用較少，MOOC平臺建設(shè)缺乏，因此亟須改進(jìn)教學(xué)模式，建設(shè)貼近實戰(zhàn)的案例庫、線上MOOC等，創(chuàng)新教學(xué)方式，提升授課質(zhì)量和學(xué)員的學(xué)習(xí)自主性。

3.考核方式單一，主要以期末筆試的模式來考查學(xué)生對于知識點的掌握情況。該模式造成了學(xué)員重考前復(fù)習(xí)、輕平時理解的學(xué)習(xí)備考習(xí)慣，不利于對知識的融會貫通和實際應(yīng)用，因此亟須深入改進(jìn)考核方式，引入過程性考核，構(gòu)建全方位、多元化的成績評定體系，激發(fā)學(xué)員的挑戰(zhàn)欲和學(xué)習(xí)積極性。

（二）教改基礎(chǔ)

“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程具備以下教學(xué)改革的必要條件。

1.小班教學(xué)條件。近年來該方向?qū)W員人數(shù)維持在每年20人左右，適合開展小班教學(xué)，為教學(xué)過程控制和教學(xué)資源分配等提供了有力支撐。

2.課程實踐性進(jìn)一步加強(qiáng)。“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程內(nèi)容主要圍繞艦用鍋爐的裝置結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)組成，與實裝聯(lián)系緊密。前期課程中僅設(shè)置了5項實驗，而調(diào)整教學(xué)大綱后，該課程的實踐課占總學(xué)時的比例由教改前的20%上升到35%。課程實驗內(nèi)容有了明顯增加和優(yōu)化。

3.課程條件建設(shè)完備。經(jīng)過多年的建設(shè)，“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程具有完備的教學(xué)保障條件，包括國內(nèi)院校實驗室中唯一可全工況運(yùn)行的鍋爐裝置，渦輪增壓機(jī)組、汽輪給水機(jī)組、汽輪燃油泵等與鍋爐系統(tǒng)相關(guān)的實際裝備，以及噴油器、配風(fēng)器、水位表等實裝實驗平臺。這些實驗條件可為基于實操的實踐課程改革提供有力保障，進(jìn)而為以實戰(zhàn)化為導(dǎo)向的教學(xué)改革提供了支持。

二、教改舉措

“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程的教學(xué)改革與實踐思路如圖1所示。以新時代軍事教育方針為指導(dǎo)思想，遵照新大綱的要求，首先更新教育理念，牢固樹立面向戰(zhàn)場、面向部隊實踐的教育理念，并貫穿教學(xué)改革始終。采用崗位調(diào)研與理論調(diào)研相結(jié)合的方式，進(jìn)一步明確課程教學(xué)改革的要求和目的，以及存在的主要問題和解決思路。針對性地實施教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，課程內(nèi)容全面結(jié)合部隊裝備的實際，以新大綱為依據(jù)，高標(biāo)準(zhǔn)編寫教材。深入開展混合式教學(xué)，依托MOOC平臺開展線上教學(xué)，同時在線下教學(xué)中全面開展案例式教學(xué)、專題研討式教學(xué)和交互協(xié)作式教學(xué)，加大實踐教學(xué)的比例。以實踐課內(nèi)容為引領(lǐng)設(shè)計相關(guān)理論課程內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)員在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。推進(jìn)以形成性評價為主的多元評價模式。按照前期論證—中期實踐—后期歸納并改進(jìn)的思路進(jìn)行研究和實踐。

（一）教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

1.課程思政建設(shè)。充分發(fā)掘“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程的歷史積淀，通過講述實驗室鍋爐裝置的曲折發(fā)展歷程，以及蒸汽動力專業(yè)培養(yǎng)的杰出人才和事跡等，增強(qiáng)學(xué)員的榮譽(yù)感和自豪感。結(jié)合相關(guān)的時政新聞，激發(fā)學(xué)員的興趣，在擴(kuò)展課堂知識的同時達(dá)到潛移默化的思政效果。介紹國家、軍隊，尤其是教研室在艦用鍋爐及其耐火材料方面的最新研究成果，激發(fā)學(xué)員對本專業(yè)的認(rèn)同感和歸屬感，培養(yǎng)學(xué)員的工程思維。建立課程思政資源庫（見表1）并持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，通過精心設(shè)計，實現(xiàn)有機(jī)融入、潤物無聲的思政目標(biāo)。

2.教材內(nèi)容更新。對教材進(jìn)行重新編排和全面更新，將部隊艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)的運(yùn)行管理、維修保養(yǎng)和故障處置等最新案例引入教材。注重內(nèi)容的前瞻性和延續(xù)性，增加新型艦用增壓鍋爐改進(jìn)升級的內(nèi)容，展望艦用鍋爐未來的發(fā)展趨勢，便于學(xué)員進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，增強(qiáng)認(rèn)知，為后續(xù)崗位任職奠定堅實的基礎(chǔ)。體現(xiàn)多學(xué)科的交叉融合，介紹國內(nèi)外民用、軍用鍋爐的新技術(shù)，開闊學(xué)員的視野。進(jìn)一步貼近部隊實際，編寫完善實驗指導(dǎo)書，充分體現(xiàn)新型裝備實際操作使用和最新戰(zhàn)法等研究成果。

3.課程設(shè)計改進(jìn)。在轉(zhuǎn)變前期課程中，面向工程技術(shù)軍官的培養(yǎng)思路，引導(dǎo)學(xué)員站在機(jī)電長等指揮官的高度，以系統(tǒng)思維和大局觀看待艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)。優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，由偏重理論轉(zhuǎn)為理論聯(lián)系實際，把鍋爐相關(guān)崗位的實際需求和問題引入課程中，全面貫徹實戰(zhàn)化教學(xué)理念。以研促教，將特色科研成果融入教學(xué)，尤其注重講述艱難攻關(guān)、解決鍋爐關(guān)鍵問題的過程，此類突破技術(shù)瓶頸的內(nèi)容能夠激發(fā)學(xué)員的興趣。推進(jìn)虛擬仿真技術(shù)在基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)與實踐教學(xué)中的應(yīng)用，通過直觀的可視化的仿真模擬、虛擬拆裝等技術(shù)，幫助學(xué)員理解抽象的概念和鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。

4.實踐課程改革。減少理論驗證型實驗課，增加實裝操作型實踐課，鞏固課堂意義建構(gòu)。實踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步貼近實戰(zhàn)化要求，充分利用實驗室鍋爐裝置，在課程接近結(jié)束時開設(shè)鍋爐操作運(yùn)行的實踐課。以鍋爐實操為目標(biāo)，相應(yīng)設(shè)置實踐課的內(nèi)容。提升實踐課的地位，以實踐課內(nèi)容為引領(lǐng)設(shè)計相關(guān)理論課程內(nèi)容。首先與理論課程形成聯(lián)動，凝練理論課內(nèi)容，使其明確指向具體裝備運(yùn)行管理，然后以理論指導(dǎo)實踐，通過鍋爐裝置各構(gòu)件和分系統(tǒng)的相應(yīng)實踐課做好鋪墊，為最終的鍋爐操作運(yùn)行實操課打下基礎(chǔ)。在此過程中，培養(yǎng)學(xué)員深刻理解艦用鍋爐運(yùn)行的底層邏輯與原理，引導(dǎo)學(xué)員在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，為將來走上指揮管理崗位奠定堅實的基礎(chǔ)。

（二）教學(xué)方式改革

1.結(jié)合MOOC平臺，開展線上線下混合式教學(xué)。教改期間，課程組建設(shè)“艦用鍋爐系統(tǒng)主要設(shè)備原理與操作”“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”等MOOC，為本課的混合式教學(xué)提供了有力支撐。在此基礎(chǔ)上開展了線下主導(dǎo)型的混合式教學(xué)，以面授的現(xiàn)場教學(xué)、交流、討論為主導(dǎo)，結(jié)合前述MOOC平臺，以線上學(xué)習(xí)方式呈現(xiàn)和擴(kuò)展教學(xué)資源，并延伸到課堂討論，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實踐。

2.深入推進(jìn)案例式教學(xué)。組織調(diào)研，將最新的艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)故障案例引入課堂，如“某航母鍋爐冒黑煙”“某鍋爐爆管”“過熱器出口蒸汽溫度超標(biāo)”等。制定案例式教學(xué)的實踐流程，為學(xué)員提供所需的案例經(jīng)過、設(shè)備結(jié)構(gòu)和故障特征等信息，學(xué)員利用所學(xué)知識獨立分析案例故障的原因。評估教學(xué)成效，分析對學(xué)員理解實裝使用維護(hù)、獨立解決問題能力的培養(yǎng)效果，為后續(xù)教學(xué)改進(jìn)提供依據(jù)。

3.開展專題研討教學(xué)。精心設(shè)計專題，充分考慮本科學(xué)員缺乏與實際裝備和崗位的直接接觸，制訂以綜述類型為主、緊密聯(lián)系艦用鍋爐實裝應(yīng)用方向的選題指南（見表2）。學(xué)員選題后在課下獨立搜集文獻(xiàn)資料，形成報告，以學(xué)術(shù)交流形式在課上進(jìn)行匯報，教員以會議主持人身份引導(dǎo)提問答辯，并進(jìn)行歸納總結(jié)。課后對專題研討過程進(jìn)行評估，根據(jù)學(xué)員總結(jié)體會查找問題并進(jìn)行改進(jìn)。

4.探索項目牽引的交互協(xié)作式教學(xué)。針對裝備的實際問題，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容為學(xué)員設(shè)計即時、小規(guī)模的學(xué)習(xí)研究任務(wù)，如“汽水共騰情況水質(zhì)分析”“長時儲油的物性表征”等，創(chuàng)設(shè)具體的項目情境，引導(dǎo)學(xué)員在與同伴的交流與協(xié)作中，共同形成對問題的理解和任務(wù)的解決方案。營造課堂的沉浸感，提升學(xué)員的學(xué)習(xí)主動性和參與率，鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與團(tuán)隊協(xié)作能力。收集教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)員反饋的意見，評價學(xué)員的學(xué)習(xí)深度，制定相應(yīng)的改進(jìn)措施。

（三）改進(jìn)評價方式

1.形成性考核。形成性考核貫穿教學(xué)的全過程，占最終成績的30%，包括課前MOOC學(xué)習(xí)情況（10%）、課堂表現(xiàn)（10%）和課后作業(yè)（10%）等。其中，課前布置預(yù)習(xí)相應(yīng)的MOOC，學(xué)員得分由學(xué)習(xí)時長、發(fā)回帖數(shù)量等評定，在課堂教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)進(jìn)展和課程內(nèi)容設(shè)計相應(yīng)問題，引導(dǎo)學(xué)生開展互動和討論，課堂表現(xiàn)由學(xué)員參與討論、展示和完成隨堂測試等方面的表現(xiàn)評定，課后作業(yè)由正確率、解題態(tài)度等方面評定，出現(xiàn)雷同作業(yè)則相關(guān)學(xué)員的評定均按零分處理。

2.實踐課考核。隨著“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程中實踐課的比例大幅上升，實踐課考核的重要性也顯著加強(qiáng)。實踐課考核占最終成績的30%，包括過程性考核（15%）和實操考核（15%）。過程性考核包含實踐課設(shè)置的5項基礎(chǔ)實驗，考查學(xué)員對不同鍋爐部件的認(rèn)知和工作原理的理解，學(xué)員得分由實驗質(zhì)量、實驗數(shù)據(jù)處理和實驗報告撰寫情況給出；實操考核重點考查學(xué)員的實際動手能力以及所學(xué)知識在裝備運(yùn)行管理中的應(yīng)用，學(xué)員得分由實操完成效果結(jié)合口試考核的成績給出。

3.期末考核。期末考核占最終成績的40%，采取閉卷考試的形式。全面考核學(xué)員對基本概念、公式、原理的掌握情況，對實際裝備的結(jié)構(gòu)、工作過程的掌握情況，以及綜合應(yīng)用課堂所學(xué)知識解決鍋爐運(yùn)行管理和故障處置的能力。期末考核試卷采用多種題型，從不同層次考查學(xué)員。其中，填空、選擇、判斷、名詞解釋、計算為客觀題，注重對所學(xué)知識點細(xì)節(jié)的考查；分析題為主觀題，著重考查學(xué)員解決實際裝備問題的思路，由教員在課程階段提前給出章節(jié)范圍，學(xué)員有針對性地開展資料收集和復(fù)習(xí)準(zhǔn)備。

三、成效與啟示

作為一門傳統(tǒng)的核心課程，“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程的教學(xué)改革適逢新時代軍事教育方針的提出和新的教學(xué)大綱的頒發(fā)，從教育理念、課程內(nèi)容、教學(xué)方式到考核體系均進(jìn)行了大刀闊斧的更新與優(yōu)化，取得了顯著的效果，幾個主要亮點和啟示歸納如下。

（一）成效

1.學(xué)員的學(xué)習(xí)動力提升了，由被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)、自發(fā)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。將學(xué)員的學(xué)習(xí)目標(biāo)從期末考試及格轉(zhuǎn)變?yōu)檎莆找婚T技術(shù)，這是實現(xiàn)學(xué)習(xí)動力提升的關(guān)鍵。在第一節(jié)課的課程介紹時就向?qū)W員強(qiáng)調(diào)實操考核在課程成績中的比重，對于習(xí)慣了“考前背書”的學(xué)員，如何安全順利運(yùn)行龐大的鍋爐裝置是極富挑戰(zhàn)性的，需要自發(fā)學(xué)習(xí)并熟練掌握相應(yīng)部位的裝備及其運(yùn)行管理知識。因此，在實操課最終順利完成任務(wù)時，學(xué)員普遍反映看到鍋爐裝置在自己手里順利點火、升汽，推動主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來，心中充滿了成就感。

2.學(xué)員的實踐動手能力提升了，將課堂知識應(yīng)用于實際的能力變強(qiáng)了。教學(xué)方式上，大大壓縮了傳統(tǒng)授課的比例，加大力度引入典型案例，結(jié)合實踐課上對裝備的操作經(jīng)歷，開展專題研討，設(shè)計協(xié)作式小項目。通過翻轉(zhuǎn)課堂鍛煉學(xué)員的實踐動手、收集資料、交流報告等能力，同時活躍了課堂氣氛，學(xué)員在討論甚至爭論中鞏固了知識。

3.學(xué)員考核壓力分散了，學(xué)習(xí)的主動性從考前轉(zhuǎn)為平時。通過綜合運(yùn)用形成性評價和總結(jié)性評價，形成了集公平性、參與性、包容性和過程性為一體的考核體系。以學(xué)員的學(xué)習(xí)結(jié)果為核心，收集學(xué)習(xí)資料，編訂教學(xué)內(nèi)容，取得反饋并進(jìn)行反思。在整個教學(xué)活動中，將考核與學(xué)習(xí)、考核與教學(xué)之間的界限模糊化，使考核貫穿教學(xué)始終，成為促進(jìn)教學(xué)的強(qiáng)有力策略。

（二）啟示

通過對“艦用鍋爐裝置及系統(tǒng)”課程進(jìn)行改革和實踐，牢固樹立了面向戰(zhàn)場、面向部隊實踐的理念，并以理念牽引教學(xué)改革，實現(xiàn)了課程內(nèi)容優(yōu)化，與世界軍事理論發(fā)展前沿對接，進(jìn)一步貼近裝備、貼近實戰(zhàn)化。改進(jìn)了教學(xué)方式，廣泛采用研究式、討論式、案例式、項目式、實驗式和網(wǎng)絡(luò)化方法等手段，推進(jìn)線上線下混合教學(xué)模式，達(dá)到了課程教學(xué)改革的要求和目標(biāo)，有效提高了課程的任職教育水平。該課程教改成果可直接應(yīng)用于鍋爐方向其他層次的培訓(xùn)課程，也可推廣應(yīng)用到艦艇機(jī)電指揮（蒸汽動力）專業(yè)以及其他任職教育專業(yè)的教學(xué)實踐活動中，為今后開展課程教學(xué)改革及實踐提供了借鑒和啟示。

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Mixed Teaching Reform and Practice of Warship Boiler Device and System

ZHAO Shuang， FEI Zhi-fang， CHEN Guo-bing， FENG Hui-jun

（School of Power Engineering， Naval University of Engineering， Wuhan， Hubei 430033， China）

Abstract： In view of the problems of delayed curriculum content update of Warship Boiler Device and System and single teaching and assessment mode， the mixed teaching reform and practice are carried out from the aspects of course ideological and political construction， teaching content optimization， teaching mode reform and evaluation mode improvement. We vigorously promote the reform of teaching methods such as online and offline mixed teaching， case-based teaching， seminar teaching， project-driven teaching and practical teaching， and explore the optimization of evaluation methods that combine formative assessment， practical course assessment and mid-term assessment. The above measures effectively enhance the students learning enthusiasm and teaching effect， and enhance the students ability to apply knowledge to practice.

Key words： teaching reform; boiler device; mixed teaching