船舶原理（精选5篇）
船舶原理 篇1
摘要：简述船舶的操纵原理和实验, 并对驾驶人员实施操纵的响应能力、船舶具有良好的操纵性能能否安全高效率地操纵船舶进行了分析。
关键词：船舶,操纵性,原理
船舶的操纵性是指船舶的驾驶人员利用船舶的操纵设备即车、舵、锚、缆以及拖船等来抵御外界环境条件包括风、流、浪、浅窄水、岸壁等的影响, 以保持或改变船舶的运动状态所进行的操作。可以看做是人、船舶和外界环境三者的整体系统。
1 船舶的操纵性包括
1.1 船舶的旋回性能
船舶的旋回性能是指船体的螺旋桨和舵在横向力的作用下产生的回转性能, 该性能可用旋回圈要素或旋回性指数来衡量。回转角速度越大, 旋回圈直径越小, 回转性能越好, 否则反之。舵执行旋回性能。
对舵的使用大致可分为小舵角的保向操纵及一般舵角的转回操纵及大舵角的旋回操纵三种, 船舶以一定的航速直进当中操某一舵角并保持, 则船舶将进入旋回过程, 可将船舶旋回过程划分三个阶段:
1.1.1 船舶向一舷操舵后, 则开始进入基本上沿原航向前进而尾外移的初始旋回阶段, 特点是横移内倾。
1.1.2 第二阶段是船舶的横移速度和漂角逐渐增大。
1.1.3 第三阶段随着旋回阻尼力矩的增大, 船舶旋回角加速度
为零, 船舶旋回中的外倾角、横移速度、漂角、船舶的线速度趋于稳定并保持定值。
1.2 船舶的变速性能
船舶的变速性能是指船、桨、舵在横向力的作用下, 船舶改变航行方向的快慢能力, 或船舶受外力的作用偏离了原航向, 用舵操纵船舶使它恢复原航向航行的快慢能力。变速性能的好坏可用操舵后船舶达到与该舵角对应稳定回转角速度所需时间的长短来衡量。
驱动静止中的船舶运动, 或使行驶中的船舶停止下来, 它们原来均有维持其原运动状态的趋势, 经过一定时间的过渡, 才能达到所要求的状态, 就是船舶惯性, 在实际操船时, 变速和改向兼而有之, 在变速和改向运动中, 都存在惯性, 只不过前者改变的是船舶运动的线速度, 而后者改变的则是角速度而已。船舶的变速性能还指船舶的启动性能、停车性能和倒车停船性能。船舶在静止状态中开进车, 使船舶达到与主机功率相应的稳定船速所需的时间和航进的距离, 称为船舶的启动性能;船舶在全速或半速前进中停止主机, 至船舶对水停止移动时所需的时间和滑行的距离, 称为停车性能;航进中的船舶为避免碰撞或达到其他操船方面的要求, 常需开出倒车, 以便减速或停船, 称为倒车停船性能。
1.3 船舶航向稳定性
是指船舶保持指定航向的能力, 即用正舵使船舶保持沿原航向航行的距离和时间, 或在一定的时间内船舶偏离原航向的角度来衡量, 或者为了保持船舶按指定的航向航行所需的操舵次数和所用舵角的大小等来衡量。航向机动性好的船, 其航向稳定性也较好。
2 船舶操纵性试验
船舶在各种不同的状态下, 用舵设备操纵船舶所表现的综合效果称为舵效。具体地说, 舵效是指当操一舵角后, 船舶因之回转某一角度所需的时间和纵、横距。舵效的好坏在船舶避碰中有着重要的意义。如欲改变航向角, 船舶高速航行时用较短的时间可以完成, 但纵距很长;慢速航行时, 纵距较短, 但所需的时间较长。在避碰操作中, 当对方船舶动态不明时应慢车稳舵, 待对方的动态明确后再操纵船舶, 因这时航速低, 而螺旋桨尾流中的诱导速度大, 所以舵效好, 使使船舶能在较短的纵距和时间内完成航向角的回转。
舵效的优劣常常与下列因素有关:
a.舵机功率的大小及舵叶转动速度的快慢。
b.船体线性和转动惯性。
c.舵压力的大小。
d.操纵机构的轻便、灵活、准确和可靠程度。
以上几个方面因素应密切配合, 如果操纵机构和舵机机构能迅速、准确地将舵叶转至所要求的舵角, 且舵叶在小舵角时便能产生较大的舵压力, 船体的回转阻力又较小, 那么整个船的转动反应必然较快, 应舵时间短, 则该船的舵设备具有较好的操纵能力。一般要求应舵时间在1到5秒之内。
掌握船舶的操纵性是驾驶人员安全操船的必备条件, 为掌握实船的操纵性, 必须进行实船的操纵性试验, 船长大于30米的船舶满载全速前进和船长小于或等于30米的船舶在常用车速前进时 (如因航道条件限制而不能全速前进时, 可根据实际情况试验) , 测定舵从一舷35°至另一舷30°的时间, 应不超过有关规定。
操纵性试验主要包括旋回试验、螺旋试验和停船试验等。进行试验时, 应选择无风、流影响, 水深不低于4倍的船舶吃水的水域进行。
2.1 螺旋试验
螺旋试验包括正螺旋试验和逆螺旋试验两种, 目的是判定船舶航向稳定性的好坏。正螺旋试验是要求取船舶操某一舵角时船舶所能达到的定常旋回角速度的试验方法。其试验方法是, 首先从右满舵开始求取其对应的定常旋回角速度r, 而后少量减少其右舵角再求取其定常旋回角速度;然后顺次求出正舵、左舵、直至左满舵旋回时的定常旋回角速度;最后再从左满舵向右满舵一步步过渡, 依次求出各舵角所对应的定旋回角速度, 这样可以求出每一舵角所对应的定常旋回角速度, 并画出对应曲线。在正螺旋试验中, 对小舵角, 即对稳定的舵角范围, 去求精度良好的定常回转角速度是很费劲的, 必须有广阔的试验海面, 此外因为回转角速度很小, 所以容易受到外界的干扰, 往往难以测定定常角速度。
为了补全这一缺憾, 逆螺旋试验诞生了, 逆螺旋试验是指求取为使船舶达到某一旋回角速度而需操得平角舵角的试验方法。该方法比较省时省力, 但必须有测定船舶转头角速度的角速度仪。
2.2 旋回试验
旋回试验的目的就是为了求得船舶旋回一圈时的运动轨迹, 从而获得船舶的旋回纵距、横距、反移量、漂角、旋回圈初径和终径, 以及旋回的时间和最大横倾角等要素。为了获得较为准确地效果, 旋回试验应在天气晴朗、风力较小、水流平稳、水深足够、水面宽阔的水域进行。
船舶旋回试验的步骤如下:
a.测试人员各就各位。
b.逆流稳向航行, 调整主机转速至预定的工况。
c.用流速仪测船速, 当船速稳定时及时通知发令人员。
d.当船速稳定时, 发令转舵至预定舵角, 并用同步信号通知各测试岗位开始测定。
e.发令后首向每变化10度测定一次, 至首先变化到90度, 以后每变30度测定一次。
f.开始测试前, 各测试岗位均应预先记录试验顺序、工况;以发令测试开始起, 每次测定, 均应作记录。
船舶的操纵性是船舶操纵的理论基础, 它与船舶的航行性能有密切的关系, 只有全面理解这些内容和它们之间的关系, 才能掌握船舶的运动规律, 并正确地操纵船舶。
船舶原理 篇2
随着信息技术的腾飞发展, “微”时代悄然来临, 微课以崭新的教学表现形式出现并引起了教学系统的新变革。将《船舶原理》课程进行微课设计, 并运用到实际教学中, 达到改善教学效果的教学目标。
一、《船舶原理》课程教学现状
《船舶原理》课程面向本院船舶工程技术专业学生的一门专业基础课程。主要培养学生掌握船舶设计制造能力。该课程的前导课程是高等数学、机械制图、工程力学、船舶结构与制图, 后续课程为船舶设计基础、船舶建造与修理工艺、造船生产设计, 并为学生的顶岗实习做好理论储备[1]。
《船舶原理》课程公式比较多, 例如排水量、浮心位置的计算;初稳性的计算;抗沉性的计算;船体阻力计算等等。由于学生的高数和物理的基础不太扎实, 所以在学习的过程中, 学生对公式的推导有倦怠现象, 另外有学生高考是文科录取进来, 物理和数学基础参差不齐, 学习能力千差万别。
《船舶原理》课程中, 包括很多物理现象, 例如自由液面对船舶浮态的影响;船体破损浸水对船体浮性和稳性的影响等等。抽象的物理现象仅仅通过课堂上的讲解显然是不能满足所有同学的需求。
《船舶原理》课程是一门理论性非常强的学科, 通过课程的40个课时远远不能达到真正意义上的教学效果, 学生课后需要反复学习, 反复练习, 仅仅通过课堂这一渠道是不够的, 需要向课外延伸。而微课这一形式的在线教学视频在很大程度上解决了这一问题, 并提高了教学效果。
二、《船舶原理》课程进行微课设计的意义
(一) 微课概述
随着信息化技术的迅速发展, 微博风靡全国, 随后微信崛起, 微小说、微电影、微杂志也接踵而至[2], 微课这个名词进入了教育工作者的视野。2008年美国新墨西哥州圣胡安学院高级教学设计师D avid Penrose首先提出微课, 并指出建设微课程的五个步骤。2010年佛山市教育局胡铁生再次提出微课, 并指出微课就是反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合[3]。微课以其时间短, 内容精, 使用方便等显著特征而被教育工作者, 学习者快速接纳并使用。
(二) 《船舶原理》课程进行微课设计的意义
1) 微课用于学生自主学习, 作为课堂的延伸。随着可携式笔记本、智能手机的普及, 大学生的阅读和方式也发生了巨大的变化。例如近似算法这个知识点, 在课堂上只要总结三种端点修正的情况, 而为什么这样修正, 对于具体几何推导留到课后, 通过视频的方式让学生自己学习, 并通过《船舶原理》网络平台测试学习的效果。学生课后自主学习, 可以充分利用微课程, 5~10分钟的微课在时间上可以自由支配, 而不会感到课程的长而枯燥, 符合视觉驻留规律, 提高学生的注意力, 培养学生的学习信心和兴趣。
2) 微课可以实现个性化学习。将课堂上来不及呈现的实际工程项目融入微课, 针对不同层次的学生, 设计不同程度的微课内容[4]。例如船舶倾斜试验知识点, 船舶建成以后都要进行倾斜试验, 而倾斜试验现场是不允许带学生去参观, 通过校企合作的途径, 找到企业真实倾斜试验项目, 企业提供65000t散货船的倾斜试验的现场视频以及测量数据, 让同学们课后填写倾斜试验报告, 通过《船舶原理》网络平台提交报告作业, 达到掌握该知识点的教学目的。针对有继续学历深造的学生, 通过单独设计微课内容, 拓深知识点, 并可实现“教师因材施教, 学生按需学习”的教学目标。
3) 微课可以促进教师的知识更新以及教学水平的提高。教师在搜集微课资源, 组织设计微课的过程也是自我锻炼, 自我进步的过程。一堂微课通过视频, 音频, 图片, ppt等多种资源的结合, 教师通过自己的讲课方式来呈现教学过程, 并从中发现问题, 不断反思和教学改革, 这对教师的知识更新, 教学水平都将有很大的锻炼和提高。比如原来在讲抗沉性的时候, 从《船舶原理》课程起源就一直以泰坦尼克号的沉没作为教学案例, 而2014韩国客轮”岁月号”的沉没可以作为新的案例来进行教学。知识不断更新, 教学水平才能不断进步。
因此, 对《船舶原理》课程进行微课设计是具有很大的现实意义。
三、《船舶原理》课程的微课设计
(一) 选择微课内容
《船舶原理》课程的开设是依据高等职业技术学院船舶工程技术专业人才培养方案的专业课程设置需要, 本课程内容选择根据高等职业技术学院船舶工程技术专业和现代船舶制造行业标准进程优化选择;本课程分为船舶静力学和船舶动力学两大方面, 着重培养学生计算设计能力的培养, 通过选择典型案例, 采用启发式等多种教学手段组织和实施课程, 全面培养学生完成工作任务所需的知识、能力、素质。其中船舶静力学中破舱浮性和稳性问题是该课程的一个重点和难点, 学生在课后学习中不能准确判断浸水舱类型, 下面笔者就该知识点为例进行微课设计。
(二) 设定教学目标
课程教学应突出重点, 注重理论联系实际, 符合教学改革的要求, 讲解上力求通俗易懂, 培养学生的自学能力和团队合作能力, 结合海损案例, 形象生动、深入浅出分析三种浸水情况。教学目标如下表1:
(三) 设计教学过程
1. 提出问题
1) 通过最近热点新闻———“岁月号”客轮沉没的海损事故来提出问题:为什么这些船舶会沉没?此部分占用2分钟时间。2) 总结沉没原因在课前让学生分成了3组, 对海损事故进行调查, 分析典型海损事故的原因。通过学生的汇报来总结海损事故的常见原因。图1为第一组同学的调查作品—岁月号客轮沉没;图2为第二组同学的调查作品—红海沉船;图3为第三组同学的调查作品—泰坦尼克号沉没事件。此部分占用4分钟时间。
2. 引入知识点
这部分是本节微课的关键, 通过第一部分的沉没事件的分析, 总结不同沉没原因, 并为三类舱室识别这一知识点做铺垫。
浸水量为定值时的浸水:舱的顶部位于水线以下, 船体破损后, 水即灌满全舱;—第一类舱。岁月号客轮沉没就是第一类舱室浸水。
浸水量为变值, 但与弦外水不通:进水舱未被灌满, 舱内水与船外水不相连通, 有自由液面;—第二类舱。红海沉船就是第二类舱室浸水。
浸水量为变值, 但与弦外水相通:舱顶在水线以上, 舱内水与船外水相通, 因此舱内水面与船外水面保持同一水平面;—第三类舱。泰坦尼克号沉船就是第三类舱室进水。
对这三类舱浸水情况的讲解同时把同学的汇报案例贯穿其中, 从而更加深同学对舱室判断的理解。此部分约占用8分钟时间。
3. 本堂小结
结尾部分对船舱浸水破损几种情况进行小结, 并引入下次课的内容。最后留下课后作业。此部分大约占1分钟时间。
四、结束语
微课最后以微课视频的形式与学生见面, 微课的设计制作也是很大程度上起着关键作用。本文所述的“船体几种破损浸水情况”微课已经在实践中加以运用, 通过《船舶原理》网络课程平台与船舶工程技术专业学生交流互动, 得到良好的教学效果。并参加了江苏省第二届微课大赛, 荣获三等奖。
时代的进步与发展, 带动人们的学习与生活方式的变化。微课作为一种新兴的教学手段, 正发挥着其不可估量的作用, 并且是未来教学改革的新思路, 新方向。
摘要：随着信息技术的腾飞发展, 微课一词进入了教育工作者的视野。本文以泰州职业技术学院《船舶原理》课程为例, 深入探究该课程的现状以及进行微课设计的意义, 并以“船体几种破舱浸水情况”知识点进行微课设计, 最后通过实践验证了该微课的可行性。
关键词：微课,船舶原理,教学
参考文献
[1]泰州职业技术学院人才培养方案2014[Z].2014.
[2]黄烨."微时代"下的"微课"浅析[J].科技风, 2013.
[3]胡铁生, 黄明燕, 李民.我国微课发展的三个阶段及其启示[J].远程教育杂志, 2013.
船舶原理 篇3
1 生活污水粉碎消毒系统的国际标准
船舶生活污水中含有的污染物质千差万别, 需要分析和检测污水中的污染物质以反映污水的水质。生活污水有物理、化学、生物三大类指标。温度、色度、嗅和味、固体物质属于船舶生活污水的物理性指标, 固体物质又包括了溶解物质和悬浮固体物质, 而主要是悬浮固体物质影响了水的纯净度, 它吸附有害物质和细菌, 其数量反映了水体水质的污染程度。作为水质的化学性指标有生化需氧量 (BOD) 和化学需氧量 (COD) 两种, 比较常用的是生化需氧量, 它表示水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解, 最终无机化或气体化时对于水中溶解氧的消耗, 其值反映了水中有机污染物质的数量。生活污水中的大肠菌群的数量可以作为其生物性指标, 水是传播肠道疾病的重要媒介之一, 而最基本的粪便传染指示菌群即为大肠菌群, 它的值明确反映了水样被粪便污染的程度, 提示存在肠道病菌 (包括了伤寒、痢疾、霍乱等) 的可能。
在距离最近陆地12 n mile以外可以排放未经粉碎和消毒的生活污水, 在距离最近陆地3 n mile以外, 船舶可以使用粉碎消毒系统, 处理并排放经过粉碎消毒的生活污水, 但无论属于上述哪一种情况, 都应当在船舶以大于等于4kn的航速航行的情况下, 以经认可的合适的速率慢慢排放, 短时间内立即清空船上储存的生活污水是不被允许的。一旦位于距离最近陆地3 n mile以内的水域时, 则有必要使用生活污水处理装置, 通过生物法或物化法处理船上的生活污水, 达标后排放至舷外, 经处理后的生活污水中不能有肉眼可见的漂浮固体且不能使周围的水变色。
综上所述, 船舶生活污水粉碎消毒系统直接接收船上的生活污水, 也可以接收经预先处理过的固体残渣, 在距离最近陆地3~12n mile的范围之内, 处理并排放船上的生活污水。生活污水通过装置内的粉碎泵反复循环粉碎, 并且加入适量的化学药品 (如次氯酸钠) 杀灭大肠菌群, 达标后排放到舷外。
国际法规要求经生活污水粉碎消毒系统处理后的生活污水中, 首先, 每100 m L中的大肠菌群数不大于1 000个;其次, 体积为1L的样品在通过美国12号筛 (1.68 mm孔径) 后, 残留在滤网上的物质经干燥至恒定以后, 重量不得超过50 mg且不超过总悬浮固体量的10%。
2 生活污水粉碎消毒装置的工作原理
如图1所示, 生活污水粉碎消毒装置由贮存柜、液位控制器、粉碎泵组、液位计、电控箱、控制转换阀及加药器组成。生活污水粉碎消毒装置在进出水管路上设置有取样装置以方便轮机员获取处理前后的水样。船上的生活污水首先通过下水管流入贮存柜中储存, 当污水水位升至设定上限时, 声光报警信号发出, 电控箱自动启动粉碎泵组 (也可根据需要人工启动) , 贮存柜内贮存的生活污水不断通过循环阀在装置内部被反复循环粉碎, 此时轮机员应将生活污水进水管路上的阀门关闭, 并且加入适量的消毒药品 (如次氯酸钠) 以杀灭污水中的大肠菌群, 轮机员从加入消毒药品开始计时, 经规定时间后关闭循环阀并开启排放阀。随着经处理达标后的生活污水不断被泵至舷外, 装置内液位会下降到设定下限, 此时粉碎泵组停止运转, 而轮机员则将排放阀关闭, 不再向舷外排放。最后重新打开进口阀和循环阀, 使得船上的生活污水又可以通过下水管流入贮存柜中。
3 生活污水粉碎消毒装置的特点
目前船舶使用的生活污水粉碎消毒装置操作比较简便, 结构较为紧凑, 对于空间较为有限的船舶机舱尤为合适, 但经粉碎消毒装置处理后排放至舷外的生活污水中有机污染物的总量其实并没有减少, 因为装置没有对污水中有机物进行降解转化, 这与采用生物法的生活污水处理装置有本质性的区别, 后者依靠好氧菌将有机物在装置内分解成二氧化碳和水, 等于将水体自净的过程提前在船上实现, 而所需的溶解氧则通过鼓风机送入装置内部, 从而使生化需氧量 (BOD) 得到了显著的降低, 基本杜绝了有机物对船舶周围水体中溶解氧的消耗, 也正因为如此, 船舶生活污水粉碎消毒装置在离岸3 n mile以内不允许处理和排放生活污水, 必须使用生物法或物化法生活污水处理装置彻底改善出水水质。之所以在离岸3~12 n mile的水域允许使用船舶生活污水粉碎消毒装置, 只不过因为船舶不那么密集, 对水环境的破坏相对的不那么严重。但是不得不承认, 在环境保护标准日趋严格的情况下, 未来这些不对有机物进行降解转化的装置, 其应用将受到越来越多的限制。
4 结语
随着航运事业的发展, 在全球航行的船舶作为流动的污染源正越来越受到各个国家地区的重视, 除了73/78防污公约附则Ⅳ对船舶排放生活污水作了明确的规范以外, 还有要求更加严格的地方性标准在不断出台, 这对船上防止生活污水造成水环境破坏的防污染设备提出了更高的要求。为了保护海洋环境, 确保海洋资源的可持续利用, 我们应当致力于海洋船舶防污染技术的不断开发和利用, 船舶管理人员更不能抱有侥幸心理, 偷排滥排船舶生活污水, 这样必将遭到严厉的处罚。
摘要：船舶应当使用性能符合要求的生活污水粉碎消毒系统, 在距离最近陆地312n mile的范围之内, 处理船上的生活污水。船舶生活污水粉碎消毒系统直接接收船上的生活污水, 也可以接收经预先处理过的固体残渣, 通过装置内的粉碎泵将生活污水反复循环粉碎, 并且加入诸如次氯酸钠一类的化学药品杀灭污水中的大肠菌群, 达标后排放到舷外。船用生活污水粉碎消毒装置操作相对简便, 结构紧凑体积小, 尤其适合空间较为有限的船舶机舱, 但经处理后排放至舷外的生活污水中的有机污染物总量其实并没有减少, 因为装置没有对污水中有机物进行降解转化。
关键词：生活污水,粉碎消毒,有机物,降解
参考文献
[1]殷佩海.船舶防污染技术[M].大连海事大学出版社, 2000.
[2]江彦桥.海洋船舶防污染技术[M].上海交通大学出版社, 2000.
[3]孙永明.海洋与港口船舶防污染技术[M].人民交通出版社, 2010.
船舶原理 篇4
1.1 课程背景
当今时代是数字化时代,船舶工业利用数字化手段支撑和促进“壳、舾、涂一体化”“设计、制造、管理一体化”等现代造船模式发展已成为现实,数字化造船正是引领产业技术发展的重要方向,是船舶企业发展的趋势。教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出:“高等职业院校要积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,改革课程体系和教学内容,建立突出职业能力培养的课程标准,规范课程教学的基本要求,提高课程教学质量。”数字化造船的发展和教育教学质量若干意见的提出使得江苏联合职业技术学院无锡交通分院船舶工程技术专业人才培养从课程体系到课程教学都面临许多新的课题,必须改革传统的“三段式”课程体系,构件“以能力为本位,以职业实践为主线、以项目课程为主题”的模块化专业课程体系,改革传统的课堂教学模式,探索与新的课程体系相适应的以任务为驱动、以行动为导向的新型的教学模式,加强理论和业务学习,提高教师实施新课程的能力,改革传统的课程评价制度,建立促进学习者创新精神和实践能力全面发展、评价方式多元化的评价体系。
1.2 课程现状分析
《船舶原理》船舶工程技术专业学生必修的一门专业技术基础课程,重在培养学生船舶方面的基础知识、基础理论和对基本性能的理解,为后续专业课的学习打下理论基础。但从近几年的教学效果来看,很多学生的考核成绩偏低,甚至表现出厌学、不学的状态。主要原因是:据目前的教学内容来看,该课程的学习需要扎实的高数、工程力学功底,而五年制学生的基础比较薄弱,主动学习的能力和自控力相对较差;教学上以理论教学为主,“表格计算,手工绘图”课程设计为辅,而大多船舶设计公司都以相关配套软件完成船舶性能计算,与后续工作实现数字化衔接;学生最终学习效果的考核主要以学期末的试卷考试成绩为参考依据,使得学生将重点放在了死记硬背知识点,而忽略了实践能力和团队协作能力。
1.3 课程改革意义
通过对本课程的改革,将根据企业相应岗位技能的要求,重新整合课程的学习内容和完善教学方法,注重培养学生的专业技能和职业素养,使学生能更好地适应社会、企业对人才的需求,提高学生的核心竞争力。
2 课程改革的总体思路和方案
2.1 课程改革的总体思路
根据对多家中小型内河船设计公司和船舶企业调研,得出相关岗位的知识、能力、素质要求,以船体送审设计岗位真实工作任务为载体,重新整合学习内容和设计课程学习情景,以任务为驱动,实施“教、学、做合一”的教学模式。
教学过程中将学生按组划分,课堂座位由原先的“一人一桌一凳”改为“小组围桌而坐”,灵活采用示范讲授、小组讨论,任务驱动等教学方法,利用多媒体课件、内河船计算软件、微视频、微信公众号等教学资源,以企业真实项目为载体,设计课程的学习情景,开发教、学、做一体化的训练项目,加强学生专业能力和职业素养的培养。
2.2 课程改革的方案
2.2.1 重新定位课程
学校船舶工程技术专业毕业生的就业方向主要面向周边中小型船舶设计单位和船厂,其中一个工作岗位是“内河船舶送审设计”,是学校本专业学生就业的一大特色。船舶送审设计主要是根据船东要求的任务书和船舶设计规范的条例进行计算和绘图,主要包括总布置图、型线图、重量重心估算、船舶静水力计算、阻力性能估算、螺旋桨设计、完整稳性计算、基本结构图、典型横剖面设计、典型结构设计总纵强度计算等内容。
该课程是船舶工程技术专业的一门专业核心课程,基于船体送审设计的部分实际工作内容,培养学生掌握利用船舶软件进行船舶重量重心估算,静水力计算,完整稳性计算,阻力性能估算,螺旋桨设计的技能,提高学生的基本职业素养、专业技术应用能力,达到船舶送审设计岗位相关工作要求。
2.2.2 重新构建课程体系
课程组成员通过对中小型船舶设计单位进行调研,采取企业技术人员和本专业毕业生的意见和建议,依据船体送审设计岗位要求,充分考虑高等职业教育培养目标,融合船舶行业相关职业标准,打破以知识传授为特征的传统学科课程模式,转变成以工作任务为中心组织课程内容,突出学生的职业能力、素质的培养,构建新的课程体系。结合课程项目化的特点,构建出了7 个学习项目共27 个任务,具体如表1 所示。
3 课程改革的具体实施
3.1 教学资源建设
3.1.1 重新编制课程标准
课程标准是实施《船舶原理》课程教学的纲领性文件,包括课程基本信息、学习目标、学习情景设计与描述、教学实施建议等。本课程是根据“船体送审设计”工作岗位的工作任务和职业能力要求设置的。通过本课程标准的重新制定,重点突出实际工作岗位中有关船舶航行性能计算和分析等方面的知识、能力和素质要求;教学内容的选取、教学组织的顺序紧紧围绕基于职业岗位的工作过程分析;教学过程确定以工作任务来进行组织,采用项目导向,任务驱动的教学模式,让学生实现“学中做,做中学。”
3.1.2 重新编写课程教材和丰富网络多媒体资源
按照数字化造船理念,工学结合,以工作项目为导向开发教材,先编写讲义和单元项目单,在试用中改进,然后校内出版。制作部分PPT课件和微课资源,创建微信公众号,上传共享资料在线学习,在线讨论,满足学生自主学习和个性学习的需要。
3.1.3 教学场地建设
依托校企合作和内河船舶设计实训室,该系引进武汉规范所研发的内河船舶计算软件,给学生提供良好的现场教学和实训环境,保证学生学做融合,培养实践技能。另外,利用实训室资源可实现“工学交替”,让学生参与实际工作项目更有利于学生自身技能的提高,增强就业竞争力。
3.2 教学方法与手段改革
本课程在“项目导向”的教学模式下,采用实船资料通过“任务驱动教学法”引导学生自主学习,其中辅以“讲授法、演示法”完成知识点的准备教学过程;同时将实际项目分解,学生分组,通过“分组讨论教学法”解决问题,教师再进行评价,总结;以学生为主体,教师提出问题,引导学生做中学的“启发式教学法”,同时引进多媒体技术、云课堂、微信公众平台等现代教学设备,创造新颖的,符合学生学习乐趣的教学方式,充分提高教学效果。
3.3 教学考核方式改革
项目化教学的成绩考核既要能反映学生理解并掌握理论知识的程度,更要能体现学生对岗位技能的掌握情况,因此,课程最终的考核既要注重期末的理论考试,也要注重学生在实施项目过程中的各自表现,采取多元化的考核评价方式,重视实践考核,突出高职教育的特色。考核方式突出多样性、针对性、生动性,把期末考试成绩与过程考核中获得的成绩综合起来,作为评定最终成绩的依据。《船舶原理》课程的具体考核评价方式如表2 所示。
4 结语
本课程的项目化教学目前正在学校13 级船舶工程技术专业实施,学生学习的成效较以往显著提高,主要表现在:(1)学生能明确每节课的任务目标,能主动地、积极地学习;(2)小组团队意识增强,能够恰当分解任务,及时完成任务;(3)学生在每一次的任务讨论规程中增加了信任感、口头表达能力和互帮互助能力。《船舶原理》课程的教学改革,不仅使得学生的学习兴趣和热情得以提高,同时也促进了教师梯队的建设,增强了教师教学的使命感和激情,这些正是课程改革的初衷。
参考文献
[1]周宏,蒋志勇,侯正友.数字化造船设计与建造标准体系先期研究[J].船舶工程,2012(1):26-28.
[2]赵东,周宏.数字化造船系统研究[J].船舶工程,2006(3):58-61.
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船舶原理 篇5
《船舶原理》是船舶与海洋工程专业学生必修的一门专业课程, 学校选择了由盛振邦、刘应中主编的《船舶原理》教材, 主要内容包括船舶静力学、船舶阻力、船舶推进、船舶操纵和船舶耐波性五部分, 内容多且复杂, 是学生不易掌握的一门课程。《船舶原理》课程的主要任务是:通过各教学环节, 培养学生以流体力学为基础, 分析和解决船舶航行性能中有关问题的方法, 为此需要特别注重创新精神和实践能力的培养。通过本课程的学习, 使学生初步具有从事本领域实际工作和研究工作的能力, 并为学习后续课程———船舶设计打下坚实的基础。在《船舶原理》课程教学中, 理论应该与实践相结合, 在理论知识讲解的过程中要注重学生动手能力与实践能力的培养。只有通过对学生动手和实践操作训练的练习, 引起学生自主学习的兴趣, 才有助于提高课堂效率, 增加学生的就业机会。
二、传统《船舶原理》课程教学中存在的问题
钦州学院升本以来, 提出“主动服务北部湾经济社会发展, 重点建设涉海类学科专业及临海工业的学科, 为北部湾经济开放开发培养高质量应用型人才”的办学理念。这就对学生创新能力和实践操作能力提出了更高的要求, 传统的《船舶原理》课程教学已不能满足学校提出的新要求。因为, 传统的《船舶原理》课程教学存在以下几个方面的不足。
(一) 缺乏对学生实际情况的考虑。老师在《船舶原理》课程教学中, 往往过于注重书本知识的讲授, 而没有充分考虑部分学生的实际情况。譬如, 现在学校招生都是面向全国各地, 有些来自偏远山区和贫困家庭的孩子压根就没有见过“真正的”船舶, 如老师上课之始就直接对学生进行抽象的理论知识讲授, 这时在学生的脑海中没有形成一个清晰、明确的概念, 那么老师讲授的理论知识就比较难懂。
(二) 教学内容陈旧。教材中有些章节需要进行修改和更新。譬如, 船舶阻力与推进内容中的设计图谱还沿用20世纪80年代的图谱, 因此教材内容应作相应的修订, 以便于学生了解和掌握位于学科前沿的知识[1]。
(三) 学生的自主学习性较弱。传统的《船舶原理》课程教学基本上都是理论课程, 与实践脱节, 不能很好地引发学生自主学习的积极性。尤其是在讲授船舶推进这一部分时, 涉及到许多流体方面的知识、大量的公式推导和证明, 对此时的本科生来说难度太大, 也难以理解, 这样就更加降低了学生自主学习的积极性, 学习效率低下。
(四) 与实践性教学环节脱节。学校的人才培养方案大都是《船舶原理》课程理论教学与实践性教学环节不同步, 并且往往是理论教学在前, 这样不利于学生对理论知识的学习, 也会影响实践性教学环节的质量。
三、实践化教学模式在课堂教学中的探索
应用技术型大学以培养高素质的应用型人才为目标, 为使学生将来能更好地适应船舶企业对应用技术型人才需求, 这就对《船舶原理》课程教学提出了新的要求。本课程结合企业要求和学生特点, 提出了实践化教学模式, 实践化教学是指在教学过程中建构以具有教育性、创造性、实践性的学生主体活动为主要形式, 以激励学生主动参与、主动实践、主动思考、主动探索和主动创造为基本特征, 以促进学生整体素质全面发展为目的的一种新型的教学观念和教学形式[2], 本课程的实践化教学模式主要包括以下几个方面:
(一) 教案的设计要新颖。教案是教师对教学内容、教学步骤、教学方法等进行的具体设计和安排的一种实用性教学文书, 决定了老师上课质量的好坏。实践化教学模式要求教师的教案一定要新颖, 要能很好地引发起学生学习的兴趣。譬如, 在“船舶的抗沉性”这节课的授课过程中, 以“韩国岁月号沉没、红海沉船和泰坦尼克号事件”三大海难事故开始, 让学生先自主分析这三大海难事故发生的原因, 达到了很好的教学效果。
(二) 理论课与实践课交错结合, 即在讲授理论课程的同时增加工程实践内容。在传统的授课过程中, 理论课和实践课都是分开进行, 学生一般是先进行理论课的学习, 理论课程结束后再进行实践课程的学习。这样会造成学生在学习理论时没有实践活动来对照学习, 印象不深, 容易遗忘;在实践活动时往往记不起之前所学的理论知识, 使实践课程经常是走走过场, 不能加深理解, 巩固理论。在实践化教学工程中, 要求理论课和实践课交错进行, 把有关联的理论课程和实践课程放在一起学习。譬如, 在“船舶操纵”这节课的授课过程中, 在本节理论课结束后, 下次课即安排学生进行实践或实验课程 (操纵性实验) 的学习, 通过这种理论课和实践课的交错学习, 能使老师上课轻松, 能使学生加深理解、提高效率。
(三) 加强与企业的交流合作, 创建新型的教学研究基地。钦州学院走应用技术型路线, 重点培养学生的实践动手能力, 这就要求学校要更进一步加强同企业间的交流与交流, 让学生更加清楚地认识到毕业后的工作环境、岗位需求和所要满足的技能条件。应该在学生进行全面的专业课程学习之前派遣学生到相关企业进行实习锻炼 (不能少于三个月) , 让学生做到“心中有数”, 知道自己在学校应该掌握哪些技能, 培养哪方面的能力, 让学生有学习的动力和目标, 从而间接提高学生的学习自主性和学习效率。
(四) 在条件允许的情况下, 指导学生参与到老师的科研项目中。对于那些学习能力强、有科研能力的学生, 应在条件允许的情况下让其参与到老师与船舶设计和性能计算有关的科研项目中, 让学生脱离课本, 使其对船体的整体设计有个比较全面的认识, 为学生步入工作岗位打下良好的基础。船体的整体设计主要包括:船舶主要要素的确定、型线设计、总布置设计、阻力计算、螺旋桨图谱设计、稳性计算、干舷计算及舵的设计。
四、结语
《船舶原理》作为船舶与海洋工程专业一门重要的专业必修课, 如何让学生能更好掌握它、熟练运用它, 以达到学校对学生的要求, 满足企业对应用技术型人才的需求, 是当前教学研究的重点。本文引入“实践化教学模式”, 在保证学生掌握理论知识的同时, 重点培养学生的实践动手能力和操作能力, 以满足社会对船舶高级应用技术型人才的迫切需求。
参考文献
[1]李冬琴.“船舶原理”课程教学研究与实践[J].中国科教创新导刊, 2009, 29:195