高職類船舶生產(chǎn)設(shè)計課程項目化教學(xué)改革思考

董明海

摘要：“船舶生產(chǎn)設(shè)計”是高職船舶工程技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。浙江國際海運職業(yè)技術(shù)學(xué)院自引進HCS系統(tǒng)（HCS是上海申博公司研發(fā)的船舶型線光順軟件）后，一直注重課程教學(xué)，與企業(yè)合作，采取項目化教學(xué)方式，并在教學(xué)中將HCS系統(tǒng)軟件應(yīng)用于船舶型線設(shè)計中。

關(guān)鍵詞：高職；船舶生產(chǎn)設(shè)計；項目化教學(xué)

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

“船舶生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)設(shè)計實踐的角度出發(fā)，考慮學(xué)生的實際情況，將船舶設(shè)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(wù)?！按吧a(chǎn)設(shè)計”課程基于現(xiàn)代造船模式下“設(shè)計、生產(chǎn)、管理一體化”和“殼、舾、涂一體化”的指導(dǎo)思想，將船舶船體建造、舾裝、涂裝等各專業(yè)生產(chǎn)設(shè)計統(tǒng)一在確保船舶建造高質(zhì)量、低成本、短周期、保安全及均衡連續(xù)開展的方針指導(dǎo)下，全面介紹船體生產(chǎn)設(shè)計概念、設(shè)計準(zhǔn)備、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計編碼和現(xiàn)代造船模式及其對生產(chǎn)設(shè)計的要求等基礎(chǔ)知識。

課程整體項目化設(shè)計思路

精心選取在船舶生產(chǎn)設(shè)計工作中遇到的典型任務(wù)，形成教學(xué)項目。充分體現(xiàn)船舶專業(yè)的職業(yè)性與實踐性。在注重培養(yǎng)學(xué)生船舶生產(chǎn)設(shè)計職業(yè)技能的同時重視對學(xué)生職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的社會適應(yīng)能力，提高學(xué)生的自學(xué)能力，提高與人溝通的能力。

為了使學(xué)生勝任船舶生產(chǎn)設(shè)計及相關(guān)工作，教學(xué)過程應(yīng)不斷研究課程的整體設(shè)計思路，逐步形成具有船舶專業(yè)特點的船舶生產(chǎn)設(shè)計教學(xué)項目特色，具體包括三個方面：在教學(xué)實施中引入企業(yè)項目管理的理念，教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)過程以項目化引領(lǐng)，學(xué)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(xué)與實踐操作演示，學(xué)生查閱軟件相關(guān)資料、操作說明書，獨立動手完成操作步驟，完成項目任務(wù)、分析總結(jié)。整個環(huán)節(jié)將生產(chǎn)設(shè)計系統(tǒng)的各知識環(huán)節(jié)與操作技能系統(tǒng)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(xué)內(nèi)容的設(shè)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(guī)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(guān)重要，具有舉足輕重的意義。HCS船體建造系統(tǒng)的型線光順子系統(tǒng)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(tǒng)是根據(jù)實船建造，再加上采納生產(chǎn)設(shè)計所、船舶企業(yè)用戶的使用經(jīng)驗，所以該系統(tǒng)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(tǒng)對船舶設(shè)計單位設(shè)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(tǒng)是在設(shè)計前期工作中使用的，引進該軟件可為“船舶生產(chǎn)設(shè)計”課程實現(xiàn)項目化教學(xué)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(tǒng)是在CAD系統(tǒng)的界面設(shè)立了工具條和圖標(biāo)。在系統(tǒng)運行之前，應(yīng)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(fù)制到＼WINNT＼System32目錄下，并進行注冊（regsvr32 DBGRID32.OCX）。軟件注冊需聯(lián)系軟件開發(fā)商，由軟件開發(fā)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(jié)構(gòu)線定義和生成、板材結(jié)構(gòu)零件生成、零件套料和數(shù)控切割代碼生成以及船體加工信息生成等，由子系統(tǒng)組成的基本功能模塊發(fā)展為船體三維造型系統(tǒng)，能生成具有拓?fù)潢P(guān)系的船體結(jié)構(gòu)三維模型，采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫、與上道設(shè)計相連的船體生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)設(shè)計的第一步工作，也是非常重要的工作，是“船舶生產(chǎn)設(shè)計”課程教學(xué)內(nèi)容的核心之一。

（二）課程項目教學(xué)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(wù)，任務(wù)知識要點消化，教師引領(lǐng)任務(wù)實施，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求動手操作，學(xué)生之間相互探討分析細節(jié)，教師根據(jù)實際情況講解難點，學(xué)生進一步深化吸收核心知識要點和職業(yè)能力。

以2000T內(nèi)河散貨船為例，首先審圖，在原設(shè)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(shù)據(jù)，然后即可生成各邊界線樣條，存放在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。根據(jù)邊界線便可自動插值，得到各型線的端值數(shù)據(jù)和一部分端點導(dǎo)數(shù)。對于一些特殊的船型，亦可用人機交互的方式，根據(jù)邊界線插出型線的端值數(shù)據(jù)，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(guān)數(shù)據(jù)，船首、船尾分別填寫。

1.創(chuàng)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(shù)據(jù)。分別存放在HCS型線數(shù)據(jù)庫內(nèi)的相應(yīng)的庫文件內(nèi)，如需要，還可生成某一投影面上的平面曲線，存放在相應(yīng)的展開線庫文件內(nèi)。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(nèi)，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(shù)據(jù)”、“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(xiàn)范圍處理框（“開始線號”、“結(jié)束線號”），處理首端值：先把鼠標(biāo)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(biāo)定在處理范圍的“結(jié)束線號”，再點擊端值表中“首寬”或“首高”列的某行，則結(jié)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(xué)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(zhuǎn)換入HCS線型庫，則不用輸入型值表；CAD樣條曲線轉(zhuǎn)換入HCS線型庫如已輸入型值表，則不用進行轉(zhuǎn)換。

8.生成初始參考庫。如采用CAD樣條曲線轉(zhuǎn)換入HCS線型庫，則可直接執(zhí)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(diào)函數(shù)的“點通”方式，生成各剖面型線樣條，然后退出，再執(zhí)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(guī)則曲面，組成這個規(guī)則曲面的許多空間的點都存在于某些特定的面內(nèi)（如橫剖面、縱剖面、水線面內(nèi)），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(guān)系的一致性。在學(xué)生操作時，先要讓學(xué)生用“人機交互”方式對各型線在“樣條函數(shù)交互界面”中進行交互式處理，以確定各型線的首末點導(dǎo)數(shù)、形狀參數(shù)、光順參數(shù)、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(yīng)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(yīng)把輪廓線顯示出來作為參考。這樣學(xué)生在處理剖線時就會有所依據(jù)。

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(xué)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(shù)（一般為3）。然后，點擊“執(zhí)行”按鈕，則生成選定范圍內(nèi)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)的型線庫，生成三維圖形，如圖2所示。

項目化教學(xué)體會

通過改革“船舶生產(chǎn)設(shè)計”課程的教學(xué)模式，結(jié)合多媒體教學(xué)手段，采用項目化教學(xué)方法，通過實際操作，可提高學(xué)生的主動性和自主學(xué)習(xí)的能力。同時，通過項目的實施過程可提高學(xué)生的專業(yè)知識水平和職業(yè)崗位能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。以前的“船舶生產(chǎn)設(shè)計”課程教學(xué)過程重在理論知識講解，如船舶建造方針、船體生產(chǎn)設(shè)計要領(lǐng)書、型線放樣等，高職學(xué)生缺乏對實際軟件操作步驟的理解，缺乏理論與實際生產(chǎn)過程的結(jié)合。自從將HCS軟件引入課堂教學(xué)，結(jié)合理論知識的講解，以典型船舶型線圖紙為依據(jù)，可將實際設(shè)計的工作任務(wù)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(tǒng)在“船體生產(chǎn)設(shè)計”教學(xué)中應(yīng)用可以收到以下良好的教學(xué)效果：（1）使學(xué)生初步具備操作生產(chǎn)設(shè)計軟件的能力，能進行簡單船舶型線三向光順；使學(xué)生具備船體生產(chǎn)設(shè)計的初步能力，為以后學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。（2）可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其掌握船舶設(shè)計的基本內(nèi)容、工作流程、操作方法。（3）可培養(yǎng)學(xué)生掌握查閱法規(guī)、規(guī)范、操作說明、標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)文件的能力，并能運用相關(guān)知識解決實際問題。

參考文獻：

[1]周啟學(xué).船舶生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)設(shè)計[J].造船技術(shù)，2011（6）.

[3]王鴻斌.船體修造工藝[M].北京：人民交通出版社，2006.

（責(zé)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(xué)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(zhuǎn)換入HCS線型庫，則不用輸入型值表；CAD樣條曲線轉(zhuǎn)換入HCS線型庫如已輸入型值表，則不用進行轉(zhuǎn)換。

8.生成初始參考庫。如采用CAD樣條曲線轉(zhuǎn)換入HCS線型庫，則可直接執(zhí)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(diào)函數(shù)的“點通”方式，生成各剖面型線樣條，然后退出，再執(zhí)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(guī)則曲面，組成這個規(guī)則曲面的許多空間的點都存在于某些特定的面內(nèi)（如橫剖面、縱剖面、水線面內(nèi)），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(guān)系的一致性。在學(xué)生操作時，先要讓學(xué)生用“人機交互”方式對各型線在“樣條函數(shù)交互界面”中進行交互式處理，以確定各型線的首末點導(dǎo)數(shù)、形狀參數(shù)、光順參數(shù)、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(yīng)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(yīng)把輪廓線顯示出來作為參考。這樣學(xué)生在處理剖線時就會有所依據(jù)。

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(xué)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(shù)（一般為3）。然后，點擊“執(zhí)行”按鈕，則生成選定范圍內(nèi)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)的型線庫，生成三維圖形，如圖2所示。

項目化教學(xué)體會

通過改革“船舶生產(chǎn)設(shè)計”課程的教學(xué)模式，結(jié)合多媒體教學(xué)手段，采用項目化教學(xué)方法，通過實際操作，可提高學(xué)生的主動性和自主學(xué)習(xí)的能力。同時，通過項目的實施過程可提高學(xué)生的專業(yè)知識水平和職業(yè)崗位能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。以前的“船舶生產(chǎn)設(shè)計”課程教學(xué)過程重在理論知識講解，如船舶建造方針、船體生產(chǎn)設(shè)計要領(lǐng)書、型線放樣等，高職學(xué)生缺乏對實際軟件操作步驟的理解，缺乏理論與實際生產(chǎn)過程的結(jié)合。自從將HCS軟件引入課堂教學(xué)，結(jié)合理論知識的講解，以典型船舶型線圖紙為依據(jù)，可將實際設(shè)計的工作任務(wù)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(tǒng)在“船體生產(chǎn)設(shè)計”教學(xué)中應(yīng)用可以收到以下良好的教學(xué)效果：（1）使學(xué)生初步具備操作生產(chǎn)設(shè)計軟件的能力，能進行簡單船舶型線三向光順；使學(xué)生具備船體生產(chǎn)設(shè)計的初步能力，為以后學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。（2）可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其掌握船舶設(shè)計的基本內(nèi)容、工作流程、操作方法。（3）可培養(yǎng)學(xué)生掌握查閱法規(guī)、規(guī)范、操作說明、標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)文件的能力，并能運用相關(guān)知識解決實際問題。

參考文獻：

[1]周啟學(xué).船舶生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)設(shè)計[J].造船技術(shù)，2011（6）.

[3]王鴻斌.船體修造工藝[M].北京：人民交通出版社，2006.

（責(zé)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(xué)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(zhuǎn)換入HCS線型庫，則不用輸入型值表；CAD樣條曲線轉(zhuǎn)換入HCS線型庫如已輸入型值表，則不用進行轉(zhuǎn)換。

8.生成初始參考庫。如采用CAD樣條曲線轉(zhuǎn)換入HCS線型庫，則可直接執(zhí)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(diào)函數(shù)的“點通”方式，生成各剖面型線樣條，然后退出，再執(zhí)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(guī)則曲面，組成這個規(guī)則曲面的許多空間的點都存在于某些特定的面內(nèi)（如橫剖面、縱剖面、水線面內(nèi)），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(guān)系的一致性。在學(xué)生操作時，先要讓學(xué)生用“人機交互”方式對各型線在“樣條函數(shù)交互界面”中進行交互式處理，以確定各型線的首末點導(dǎo)數(shù)、形狀參數(shù)、光順參數(shù)、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(yīng)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(yīng)把輪廓線顯示出來作為參考。這樣學(xué)生在處理剖線時就會有所依據(jù)。

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(xué)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(shù)（一般為3）。然后，點擊“執(zhí)行”按鈕，則生成選定范圍內(nèi)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)的型線庫，生成三維圖形，如圖2所示。

項目化教學(xué)體會

通過改革“船舶生產(chǎn)設(shè)計”課程的教學(xué)模式，結(jié)合多媒體教學(xué)手段，采用項目化教學(xué)方法，通過實際操作，可提高學(xué)生的主動性和自主學(xué)習(xí)的能力。同時，通過項目的實施過程可提高學(xué)生的專業(yè)知識水平和職業(yè)崗位能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。以前的“船舶生產(chǎn)設(shè)計”課程教學(xué)過程重在理論知識講解，如船舶建造方針、船體生產(chǎn)設(shè)計要領(lǐng)書、型線放樣等，高職學(xué)生缺乏對實際軟件操作步驟的理解，缺乏理論與實際生產(chǎn)過程的結(jié)合。自從將HCS軟件引入課堂教學(xué)，結(jié)合理論知識的講解，以典型船舶型線圖紙為依據(jù)，可將實際設(shè)計的工作任務(wù)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(tǒng)在“船體生產(chǎn)設(shè)計”教學(xué)中應(yīng)用可以收到以下良好的教學(xué)效果：（1）使學(xué)生初步具備操作生產(chǎn)設(shè)計軟件的能力，能進行簡單船舶型線三向光順；使學(xué)生具備船體生產(chǎn)設(shè)計的初步能力，為以后學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。（2）可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其掌握船舶設(shè)計的基本內(nèi)容、工作流程、操作方法。（3）可培養(yǎng)學(xué)生掌握查閱法規(guī)、規(guī)范、操作說明、標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)文件的能力，并能運用相關(guān)知識解決實際問題。

參考文獻：

[1]周啟學(xué).船舶生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)設(shè)計[J].造船技術(shù)，2011（6）.

[3]王鴻斌.船體修造工藝[M].北京：人民交通出版社，2006.

（責(zé)任編輯：王恒）