中外船舶快速性課程教學模式對比及探索

汪春輝 王超 孫聰 胡健 趙大剛

摘? 要：船舶快速性課程是船舶與海洋工程專業的專業核心必修課程之一，該文以船舶快速性課程為研究對象，分別從中外教學模式、教學內容、課程安排以及考核方式四個方面，對比國內外教學體系的差異，進一步剖析國內外教學模式的優缺點，在國內傳統教學模式的基礎上，搭建更完善、科學和全面的教學模式，為提高我國高校教學質量和人才培養質量提供借鑒和參考。

關鍵詞：船舶快速性；阻力與推進；教學改革；高校課程；中外教學

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）03-0068-04

Abstract： Ship speed performance course is one of the core compulsory courses of ship and ocean engineering specialty. This paper takes ship speed performance course as the research object， compares the differences between domestic and foreign teaching systems from four aspects ： Chinese and foreign teaching modes， teaching contents， curriculum arrangement and assessment methods， and further analyzes the advantages and disadvantages of domestic and foreign teaching modes. Based on the traditional teaching mode in China， a more perfect， scientific and comprehensive teaching mode is built to provide reference for improving the teaching quality and talent training quality of colleges and universities in China.

Keywords： ship speed performance; resistance and propulsion; teaching reform; university courses; Chinese and foreign teaching

近年來，我國對于海洋工程領域的發展投入大量的關注。黨的十八大提出了建設海洋強國的戰略目標，對我國未來海洋發展的方向做出了科學研判，圍繞建設“海洋強國”提出了一系列新理念、新論斷以及新戰略，以建設海洋強國推進中國式現代化。自該戰略提出以后，國家大力發展滿足本國需求的海洋裝備、極地設備以及新型艦船，這勢必要求學生不僅要掌握船舶與海洋工程專業相關理論知識，掌握課程相關的最新技術進步和研究成果，還要做到理論與實踐相結合，解決實際工程問題。2020年教育部針對關于一流本科課程建設相關文件進一步指出并強調，課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定了人才培養質量[1-2]，想要培養出一代又一代船舶杰出領域的綜合型人才就必須要落實深化教育教學改革，樹立新理念，適應創新型、復合型、應用型人才培養需要的一流本科課程。

船舶快速性課程是船舶與海洋工程本科教育階段的核心必修課程之一，主要分為船舶阻力與船舶推進兩部分內容[3]，是系統掌握船舶原理知識鏈中的關鍵一環[4]，其課程涵蓋的船舶阻力和船舶推進等知識對于如今船舶領域行業的設計、制造以及優化具有一定的參考意義。與大部分工程類課程類似，船舶快速性課程不僅僅關注于課本內容上的知識理論的講解，同時還需要在此基礎上開展相應的創新實驗以培養學生創新能力[5]。

對于傳統的船舶類課程的教學模式主要以填鴨式教學[6]的形式，學生參與度較低，教學模式單一[7]。在課堂中大多以老師面向學生的單方向的理論授課為主，課程實踐為輔的模式。對于學生而言，只關注于理論授課無法激發自身的學習興趣，缺乏自主學習的主動性，導致專業基礎的不扎實、不穩固，無法做到理論和實踐相結合，學以致用；對于教師而言，一味地關注于課程理論知識的講解，教師與學生之間不能達到很好的互動和實踐效果；依靠單一考核方式評定學生的能力無法做到“因材施教”，導致教學質量差。

教師作為引導人，必須與時俱進，掌握課程相關的最新技術進步和研究成果，不斷充實和完善教學內容，對教學方法、手段、考核方式等進行改革，以滿足未來社會的需求，高校教學的改革刻不容緩。在課程教學改革方面，許多新形勢的教學模式逐漸呈現出來，鞠曉群等[8]對船舶快速性中的船舶阻力部分進行了試驗教學改革，從實驗內容、實驗模式以及實驗管理機制提出改革措施；在船舶阻力試驗教學方面，趙大剛等[9]將實際的工程項目的前沿技術和經驗引入課堂教學，探索出一種綜合型實驗教學模式，緊跟科研熱點；基于國外新型教學教學模式的基礎上，劉勤安等[10]提出一種以學生為中心的“船舶柴油機”課程教學模式。

本文以哈爾濱工程大學南安普頓海洋工程聯合學院的基本建設項目“船舶快速性課程”為研究對象，分別從教學內容、教學安排以及教學考核等多方面內容詳細論述國內傳統船舶快速性課程教學體系，對比分析與國外課程體系之間的差異，剖析并結合中外教學模式各優缺點，進一步取長補短，將國外新型的教學模式于我國的教學模式進行結合改進，建立一套更為完善、科學且全面的船舶快速性課程教學模式，為我國工科專業一流本科課程建設提供借鑒和經驗參考。

一? 中外船舶快速性課程對比

哈爾濱工程大學船舶快速性課程是船舶與海洋工程專業的專業必修核心課程之一，通常開設于本科生階段的第五學期。依托“船舶與海洋工程”國家A+學科平臺、國家級一流本科專業建設試點，該課程是在船舶類專業教學內容與課程體系建設研究與多年教學實踐的基礎上，優化教學內容，重新整合了本專業的課程體系，以拓寬專業面和培養創新人才為宗旨，將原先的船舶阻力、船舶推進兩門課程內容凝練而成的。整合后的船舶快速性課程更突出體現“阻力”和“推進”間的內在聯系。與國外船舶快速性課程相比，二者之間的教學模式存在較大的不同，主要針對教學安排、教學內容以及考核方式三個方面。

（一）? 教學安排

2021年，哈爾濱工程大學船舶快速性課程總學時由40學時增加到56學時，其中52個理論學時和4個實驗學時，共56學時，總學分3分，其中課程理論知識講授44學時，課程實驗4學時以及課程小組研討8學時，在44學時的理論知識中，船舶阻力部分占比較大，著重于對各種船舶阻力類型、原因以及減阻措施內容；船舶推進部分對于螺旋槳類型及其基本理論講解較多。

對于英國南安普頓大學的船舶快速性課程，課程學時的分類更為細致，并且開設了除理論知識講解以外的課程實踐活動、課程學組討論以及課外自主閱讀實踐部分，如圖1所示。南安普頓大學總計150學時，除了23.3%的課程講座進行理論講解之外，其余教學形式種類豐富，不僅注重課堂理論知識的教學，還傾向于學生自己主動去學習，其中課外廣泛閱讀以及探討占比總學時約43.3%，并且課前準備預習以及課堂作業也占比相對較大，分別可以達到總學時的8.7%和8%。相比之下，哈爾濱工程大學在課程主講上基本一致，對于課程的教學方法上有所保留，大多以老師主導授課，學生聽講為主，缺乏老師與學生、學生與學生之間的交流互動，國內更注重于老師為教學主體進行講課主要以理論為主，國外更看重于學生自身的學習興趣，課堂上對于基礎理論知識點的教授學時并不多，從后續課程內容小結上亦可看出此區別。

（二）? 教學內容

對于船舶快速性課程教學內容來說，哈爾濱工程大學和英國南安普頓大學的主要教學內容基本一致，少部分有所差異。國內的教學內容基于理論為主（表1），在船舶阻力方面主要是船舶阻力基本概念及分類、阻力近似估算方法以及船型和限制航道對阻力的影響等內容；在船舶推進方面，包括螺旋槳推進器基本理論及概念、船體伴流及推力減額、螺旋槳水動力學性能以及船-機-槳匹配問題，整體的內容量較大且全面，可以保證學生在后續的船舶類課程中的學習具有較好的專業理論基礎；在局部的教學內容處理上，二者存在些許的不同，表2中可以看出除了船舶阻力與推進之外，英國南安普頓大學還引入了輪機工程的課程，涉及到動力傳動系統、動力設備選型，更加傾向于實踐教學，前修理論為實踐內容做準備，實踐教學反過來驗證前修內容的準確性，培養了學生的理論與實踐相結合的學習能力。

對于船舶快速性課程教學安排來說，二者的教學內容雖然類似，但是其培養學生的側重點并不完全一致，由表1—表2可知，前者更注重于理論素養的培養，后者則是實踐動手能力的培養，更注重于課程的實踐環節，包括阻力的估算計算、主機功率、船-機-槳匹配等都是應用型教學，同時結合英國科學研究的習慣，介紹了在英國、歐洲使用比較廣泛的系數表達體系及圖譜。除了船舶阻力與推進兩部分內容之外，課程體系中還有輪機工程的課程，主要針對船舶動力、推進以及續航等方面進行講解，可以更好地將快速性課程整體體系融匯貫通，這也是國內船舶快速性課程中所不具備的；哈爾濱工程大學對于課堂上的專業知識講解更為廣泛，包含了特殊阻力成分如黏壓阻力、破波阻力、空氣阻力、附體阻力、波浪增阻等成因、特性、影響因素及減小方法，還包含了淺水、狹窄等特殊環境對船舶阻力的影響特有的內容介紹，在船型對船舶阻力的影響方面講的比較細致，考慮的因素也比較全面，同時對典型高性能船部分的阻力特性也進行了講解；在船舶推進方面，對螺旋槳敞水試驗的基本原理、以及提高推進效率和延緩空泡發生的措施進行了講解，同時補充了螺旋槳強度校核的理論知識；在船機槳匹配方面放的精力比較少，僅有一節課的時間。

整體來講，英國南安普頓大學對于快速性課程更多的是針對于船舶推進性能相關部分尤其是輪機工程部分，哈爾濱工程大學的內容更多傾向于船舶阻力部分，對于阻力的成因、分類以及船舶設計部分涉及較多；英國南安普頓大學的知識點相對量少，但更注重對基礎理論的把握和理解；哈爾濱工程大學知識點涵蓋較廣更深，同時更多注重工程應用。

（三）? 考核方式

在課程考核方式方面，哈爾濱工程大學船舶快速性課程以期末考試成績作為主要的考核標準，學生最終總成績分為60%期末成績、20%網上課程、10%平時成績（課程研討、課后作業等）以及各5%的阻力實驗和螺旋槳實驗的實踐環節，更注重于學生對于基礎理論知識把握程度的考核，除了課堂的教學以外，在線教學平臺的學習中，不僅可以幫助學生隨時進行知識點的鞏固，還能保證老師與學生之間的交流互動，有助于知識點的理解和學習。

英國南安普頓大學注重于對課程知識綜合運用實踐環節的考核，特別是船機槳匹配的大作業，學生總成績分為70%期末成績、20%推進實驗報告、10%阻力實驗報告以及課程后期階段性反饋，所謂階段性反饋即在課程結束后會繼續對學生進行考核，掌握不同學生對于理論知識和工程實踐的學習和應用程度，該考核成績并不會納入總評成績。綜合對比了二者考核方式的差異后，進一步發現英國南安普頓大學更注重于考核學生學以致用的能力，在20%的推進實驗報告中，也會融入目前船舶與海洋工程領域中較為前沿的科研成果，將其轉化為課程中的一部分，比如：采用統計回歸分析方法來引用不同的數據序列彌補傳統采用標準系列數據帶來的參數選取困難、空化現象對于船機槳匹配問題的影響以及根據船舶計算能效設計指數（EEDI）進行船舶發動機的選取。

二? 教學改革建議

針對上述內容中對于國內課程教學模式與國外教學模式的對比和分析，二者的教學各有優點和缺點，因此，為了建立更為完善、全面以及科學的船舶快速性課程，引導學生夯實船舶快速性領域的理論基礎，掌握從事該行業工作所需的技能，具備能夠解決對船舶快速性評估設計和螺旋槳優化等實際工程問題的能力，培養高品質的船舶類人才，該小結對課程教學的模式提出幾點建議，如圖2所示。

（一）? 建立前沿更新的教學內容

船舶快速性課程內容包括船舶阻力和船舶推進兩方面的內容，課程內容量相對較大，且主要是以理論性的知識為主，課程顯得相對枯燥，為了提高教學質量，提高學生的積極性，秉持著學生中心、產出導向、持續改進的質量保障理念[11]，將原先的船舶阻力、船舶推進兩門課程內容進行進一步凝練結合。為了提高內容的連貫性，幫助學生更好理解知識點，在講授船舶阻力相關知識點的同時引入阻力成分對于螺旋槳主機選取影響相關內容；在進行螺旋槳基本理論、形式以及水動力性能的講解時也會加入阻力的影響；授課內容還會結合相關的科研項目，將最新的科研成果融入課堂，調動學生的學習興趣；結合中國特色，根據課程內容，以海洋強國戰略為指導，有針對性地挖掘一系列課程思政案例，通過知識關聯、案例介紹、教師引導和環境熏陶等途徑和手段，將大國重器、工匠精神、學術志向等內容引入課程教學，從而培養學生的民族自豪感以及愛國主義情感、培養學生的唯物主義辯證法思維和培養學生的科學精神。

（二） 搭建多種模式的教學平臺

在課程形式上，打破以往的傳統教學理念，教學方式更為多元化。以教為中心逐漸轉變為學生以學為中心、老師積極引導輔助，根據老師之間的特點針對不同課程的場景安排了最合適的老師進行教學。豐富在線教學內容，依托慕課平臺，建立船舶快速性課程線上資源，包括93個教學視頻，充分合理利用現代互聯網教學形式，增設線上思政、課堂小測驗、簽到等環節，學生可以隨時隨地進行知識點的課前預習、課后復習以及小組討論，拓展學生的學習平臺；針對課程試驗教學環節，課程試驗增設更多實踐教學，提高學生的興趣，調動學習的積極性，更有利于專業知識的鞏固與應用，增設案例講解教學，采取先進的工程實際案例，理論與工程問題相結合，達到真正的學以致用。

（三） 建立完善的課程考核制度

在教學過程中，學生之間的學習能力存在一定差異，每人喜歡的課程內容亦有不同，因此需要針對不同學生的特點和興趣，設置多種考核方式，包括：期末考試、在線學習平臺測試、課程報告大作業（阻力推進課程設計）以及課程試驗等形式，不再以單純的期末大考試成績作為參考，兼顧學生的科研能力與實踐能力，考核更加公平公正，科學合理設定人才培養目標，分別對科研型學生和實踐型學生設定不一樣的考核制度。

（四） 線上線下混合實踐教學

作為一門理論與實踐高度融合的學科，船舶快速性課程的教授不僅僅關注于學生對于基本理論知識的把握，同時還要注重課程的實踐內容，在以往的實踐教學中僅僅包括了傳統的常規拖曳水池船舶阻力試驗、耐波形試驗以及循環水槽的螺旋槳空化試驗，隨著近幾年科學技術的不斷發展，在船舶快速性領域的試驗教學手段也得到了大力的發展，例如：粒子圖像測速技術測量水下航行器運動中的流場[12]、實海域測試技術[9]以及虛擬教學試驗平臺[13]。

三? 結束語

本文以高校船舶與海洋工程專業本科生的船舶快速性課程為研究對象，將國內哈爾濱工程大學船舶快速性課程和國外船舶阻力與推進課程（船舶快速性）進行對比和論述，探討了中外船舶快速性課程在教學安排、教學方式以及教學內容上的差異以及各自優缺點，進一步在我國船舶快速性課程的基礎上提出一些良好的教學改革方法。通過不斷更新課程教學內容、豐富課堂教學模式，創新教學方法以及加強實踐環節等教學改革措施，可以提高學生的綜合素質和實踐能力，培養出更多高素質的船舶工程人才，為我國海洋運輸業的發展做出更大的貢獻。

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