“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”課程教學(xué)法探討

李麗娜

(集美大學(xué) 航海學(xué)院，福建 廈門 361021)

“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”課程教學(xué)法探討

李麗娜

(集美大學(xué) 航海學(xué)院，福建 廈門 361021)

針對(duì)“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”課程授課對(duì)象數(shù)理基礎(chǔ)薄弱、教學(xué)內(nèi)容跨度大、信息量大以及課時(shí)不足等問(wèn)題，為了使航海技術(shù)專業(yè)學(xué)生從科普層次最大限度獲取不同學(xué)科最基本的知識(shí)，根據(jù)“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”課程的目標(biāo)定位及課程特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，提出課程重點(diǎn)及難點(diǎn)的教學(xué)技巧，并指出課程教學(xué)應(yīng)注意的問(wèn)題。

航海自動(dòng)化基礎(chǔ)；課程教學(xué)；教學(xué)法

一、引言

為了適應(yīng)現(xiàn)代航海技術(shù)的發(fā)展，滿足現(xiàn)代航海教育的需要，拓寬學(xué)生的視野，針對(duì)航海技術(shù)專業(yè)學(xué)生開設(shè)“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”課程。該課程起源于20世紀(jì)80年代初大連海運(yùn)學(xué)院(現(xiàn)名大連海事大學(xué))開設(shè)的“駕駛自動(dòng)化概論”[1]。集美航海學(xué)院(現(xiàn)集美大學(xué)航海學(xué)院)于20世紀(jì)80年代末開設(shè)“駕駛自動(dòng)化概論”，2000年擴(kuò)展為專業(yè)基礎(chǔ)課“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”和限選課“航海自動(dòng)化系統(tǒng)”，到2006年調(diào)整教學(xué)計(jì)劃因時(shí)間有限不再開設(shè)“航海自動(dòng)化系統(tǒng)”限選課，將《航海自動(dòng)化》教材[2]的第二部分內(nèi)容作為學(xué)生的課外學(xué)習(xí)材料。學(xué)校重視航海自動(dòng)化相關(guān)課程建設(shè)，在自編的兩部?jī)?nèi)部教材基礎(chǔ)上，分別于2000年和2012年由人民交通出版社先后出版了兩版《航海自動(dòng)化》[2-3]，作為上述兩門課程及部分航海類院校相關(guān)課程的教材或參考書，該課程于2008年獲得省級(jí)精品課程。

課程主要包括控制理論基本知識(shí)及其在航海自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用知識(shí)兩大部分內(nèi)容，但因?qū)W生基礎(chǔ)所限，教學(xué)內(nèi)容還需補(bǔ)充線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、積分變換、隨機(jī)過(guò)程、統(tǒng)計(jì)估計(jì)、模糊數(shù)學(xué)等控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)，因此教學(xué)內(nèi)容涵蓋了自控理論的專業(yè)基礎(chǔ)、自控理論基本知識(shí)及其應(yīng)用方面的知識(shí)，這三部分知識(shí)跨度很大，導(dǎo)致課程信息量大，加上航海技術(shù)專業(yè)學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)有限，教與學(xué)的難度都相當(dāng)大。如何使航海技術(shù)專業(yè)的學(xué)生能從科普層次上系統(tǒng)地了解和掌握控制理論的基本知識(shí)及其在航海自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行深入探討，旨在為相關(guān)課程教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變和教學(xué)方法的改革，以及提高課程的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率提供參考。

二、“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)定位

1.課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排

“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”主要介紹自控理論基本知識(shí)和航海自動(dòng)化的基本方法，內(nèi)容共分六章，包括船舶自動(dòng)化研究概況、自控理論基本知識(shí)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法及其在最佳航線設(shè)計(jì)的應(yīng)用、船舶自動(dòng)操舵原理、綜合導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理方法以及船舶智能避碰決策自動(dòng)化方法，在航海自動(dòng)化的基本方法中融入課程負(fù)責(zé)人引領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)二十多年在船舶自動(dòng)避碰領(lǐng)域研究的理論成果。鑒于航海技術(shù)專業(yè)的學(xué)生缺乏工程數(shù)學(xué)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，因此在教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)引入線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)和隨機(jī)過(guò)程的相關(guān)基本知識(shí)。各章內(nèi)容學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表1。

2.課程定位與目標(biāo)

“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”課程是為了適應(yīng)現(xiàn)代航海技術(shù)的發(fā)展、滿足培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的航海類人才及國(guó)內(nèi)新型高素質(zhì)航運(yùn)人才的要求，為航海技術(shù)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。

表1 “航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”課程各章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配

通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生能充分認(rèn)識(shí)提高船舶自動(dòng)化水平的重要性和必要性及其對(duì)提高航行安全和效益、減輕駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度、營(yíng)造舒適的工作環(huán)境所產(chǎn)生的積極影響，有助于鞏固專業(yè)思想，拓寬知識(shí)面?；谡n程內(nèi)容跨度大、學(xué)時(shí)少、信息量大及其在航海技術(shù)專業(yè)的地位，針對(duì)授課對(duì)象航海技術(shù)專業(yè)學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)知識(shí)較為薄弱的現(xiàn)狀，確立了教學(xué)總體目標(biāo)定位為科普教育，即使學(xué)生在科普層次上學(xué)習(xí)自控理論基本知識(shí)，理解航海自動(dòng)化系統(tǒng)及其各子系統(tǒng)的基本原理及功能特點(diǎn)，為學(xué)生將來(lái)更好地使用航海自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)、安全操控船舶打下基礎(chǔ)。具體要求如下：

(1)了解現(xiàn)代船舶自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展概況；

(2)理解自控理論的基本概念，熟練掌握自控系統(tǒng)的基本組成及原理；

(3)了解主要估計(jì)方法及控制方法的基本思想；

(4)了解航海自動(dòng)化系統(tǒng)的主要內(nèi)容、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法設(shè)計(jì)航線的基本思想、船舶自動(dòng)操舵儀的基本原理、綜合數(shù)據(jù)處理方法以及船舶智能避碰自動(dòng)化方法；

(5)掌握運(yùn)用自控理論的基本方法解決航海自動(dòng)化技術(shù)問(wèn)題的基本思路。

三、課程重點(diǎn)難點(diǎn)的教學(xué)技巧

1.根據(jù)課程的性質(zhì)，關(guān)注課程理論基礎(chǔ)知識(shí)與航海自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用之間的聯(lián)系

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)過(guò)程盡可能將抽象的理論基礎(chǔ)知識(shí)與航海自動(dòng)化技術(shù)緊密聯(lián)系。例如在講授閉環(huán)控制系統(tǒng)組成原理之后，立即聯(lián)系到緒論課引出的航海自動(dòng)化系統(tǒng)組成框圖，并運(yùn)用閉環(huán)控制的基本概念及原理解釋航海自動(dòng)化系統(tǒng)的各組成環(huán)節(jié)的作用及其基本原理；再如在講授系統(tǒng)分類及解釋隨動(dòng)控制系統(tǒng)(自動(dòng)跟蹤系統(tǒng))時(shí)，提出后續(xù)“航海儀器”課程的陀螺羅經(jīng)隨動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，可以運(yùn)用閉環(huán)控制的自動(dòng)跟蹤原理加以闡述，并通過(guò)引入“航向自動(dòng)控制系統(tǒng)按照控制任務(wù)劃分歸屬于哪一類型”的課堂討論題目，加深學(xué)生對(duì)各種類型控制系統(tǒng)的理解及對(duì)航向自動(dòng)控制系統(tǒng)功能及品質(zhì)的初步認(rèn)識(shí)；又如在講授卡爾曼濾波基本思想之后，強(qiáng)調(diào)卡爾曼濾波技術(shù)可應(yīng)用于解決航海自動(dòng)化技術(shù)中組合導(dǎo)航系統(tǒng)的船位濾波、自適應(yīng)自動(dòng)舵的高頻海浪處理和海岸雷達(dá)的目標(biāo)跟蹤處理等問(wèn)題。又如將改版前的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法原理移到第四章(最佳航線設(shè)計(jì)方法)，將動(dòng)態(tài)規(guī)劃法原理及其應(yīng)用于設(shè)計(jì)最佳航線的基本方法緊密聯(lián)系在一起，在解釋原理的基礎(chǔ)上，指出方法的不變性與應(yīng)用的靈活性，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)在于如何構(gòu)建一個(gè)適合動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解的網(wǎng)格，然后應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)求解基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并把網(wǎng)格上的數(shù)據(jù)填滿。

2.根據(jù)知識(shí)的關(guān)聯(lián)性，緊密聯(lián)系課程知識(shí)與學(xué)生所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

航海技術(shù)學(xué)生缺乏自控理論的專業(yè)基礎(chǔ)，為了彌補(bǔ)這一缺陷，教師需要以學(xué)生學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)為起點(diǎn)，借助數(shù)學(xué)方法，循序漸進(jìn)切入主題。例如自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是經(jīng)典控制的主要分析方法，作為科普教育，學(xué)生只需了解傳遞函數(shù)概念及其成為經(jīng)典控制主要分析方法的物理實(shí)質(zhì)。由于傳遞函數(shù)是建立在拉氏變換基礎(chǔ)上，需要涉及拉氏變換的基礎(chǔ)知識(shí)，鑒于學(xué)生不具備積分變換的基礎(chǔ)知識(shí)，傳遞函數(shù)對(duì)于航海技術(shù)的學(xué)生來(lái)說(shuō)必然成為課程講授的難點(diǎn)內(nèi)容。根據(jù)課程目標(biāo)定位，學(xué)生只需了解拉氏變換物理意義、用途及適用對(duì)象。為了使學(xué)生快速領(lǐng)會(huì)拉氏變換的物理實(shí)質(zhì)，課堂講授應(yīng)從學(xué)生熟悉的電工學(xué)解決非正弦周期信號(hào)作用下交流電路分析方法入手，強(qiáng)調(diào)傅里葉級(jí)數(shù)在處理非正弦周期信號(hào)作用下交流電路分析所發(fā)揮的作用；然后引申到非正弦非周期信號(hào)在信號(hào)與系統(tǒng)分析中的處理方法，即可以把非正弦非周期的信號(hào)看成周期為無(wú)窮大的周期信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)求極限從傅里葉級(jí)數(shù)過(guò)渡到傅里葉變換(即從級(jí)數(shù)到積分)；再通過(guò)解釋從傅里葉變換的頻域擴(kuò)展到復(fù)頻域的物理意義，最后從傅氏變換延伸到拉氏變換，形成了循序漸進(jìn)的基礎(chǔ)知識(shí)鏈。學(xué)生從上述搭建的基礎(chǔ)知識(shí)鏈中，便可快速領(lǐng)悟拉氏變換的物理實(shí)質(zhì)及線性系統(tǒng)疊加性在系統(tǒng)分析發(fā)揮的重要作用。在此基礎(chǔ)上，建立在拉氏變換基礎(chǔ)上的傳遞函數(shù)作為經(jīng)典控制分析方法的物理意義便迎刃而解。上述基礎(chǔ)知識(shí)鏈中傅氏級(jí)數(shù)、傅氏變換及拉氏變換從數(shù)學(xué)上僅僅是個(gè)變換的手法，但都達(dá)到方便電路及系統(tǒng)分析的共同目的，學(xué)生可從中領(lǐng)略數(shù)學(xué)的魅力和真諦。

3.汲取基礎(chǔ)知識(shí)精髓，搭建解決問(wèn)題知識(shí)鏈

卡爾曼濾波技術(shù)應(yīng)用廣泛，但涉及的基礎(chǔ)知識(shí)十分豐富，成為課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容?？柭鼮V波技術(shù)的預(yù)備知識(shí)是統(tǒng)計(jì)估計(jì)方法，而隨機(jī)過(guò)程和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是統(tǒng)計(jì)估計(jì)方法的基礎(chǔ)，同時(shí)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)又是隨機(jī)過(guò)程的基礎(chǔ)。無(wú)論學(xué)生是否學(xué)習(xí)先修課程概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，為了讓學(xué)生理解卡爾曼濾波的基本思想，需用1學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的精髓——隨機(jī)變量及其分布(函數(shù)與概率密度函數(shù))、隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性、統(tǒng)計(jì)特性(數(shù)字特征)等，即僅選取有助于理解隨機(jī)過(guò)程基本知識(shí)的重要概念，回避復(fù)雜嚴(yán)密的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)；再用1學(xué)時(shí)汲取隨機(jī)過(guò)程和統(tǒng)計(jì)估計(jì)方法的精髓。為了讓學(xué)生快速領(lǐng)會(huì)隨機(jī)過(guò)程的精髓，抓住概率論討論的隨機(jī)現(xiàn)象與時(shí)間無(wú)關(guān)為討論問(wèn)題的切入點(diǎn)，通過(guò)引入時(shí)間作為媒介，使學(xué)生從概率論的隨機(jī)變量等知識(shí)點(diǎn)順利過(guò)渡到隨機(jī)過(guò)程(序列)的重要概念及其統(tǒng)計(jì)特性等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的理解。綜上所述，從概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)→隨機(jī)過(guò)程→統(tǒng)計(jì)估計(jì)基本方法→卡爾曼濾波技術(shù)，形成了解決問(wèn)題的知識(shí)鏈。在講授最小方差、線性最小方差及卡爾曼濾波三種狀態(tài)估計(jì)方法時(shí)，前兩種方法重點(diǎn)講授問(wèn)題的提法、求解思路、估計(jì)結(jié)果的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析存在問(wèn)題及其根源，進(jìn)而引申出新的估計(jì)方法提出的意義所在。

4.運(yùn)用實(shí)例分析法，避免課堂講授抽象理論枯燥乏味

為了提高學(xué)生的聽課效果，避免課堂抽象理論講授枯燥乏味， 盡可能通過(guò)實(shí)例分析法，解釋或總結(jié)相關(guān)控制理論問(wèn)題或?qū)С龊瘮?shù)方程。例如通過(guò)溫度控制系統(tǒng)的實(shí)例分析，引出開環(huán)控制和閉環(huán)控制的概念并解釋其系統(tǒng)原理，并對(duì)比人工控制過(guò)程，加深學(xué)生對(duì)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)作用的認(rèn)識(shí)；又如通過(guò)“升降機(jī)的最速下降問(wèn)題”和“登月艙的月球軟著陸問(wèn)題”的實(shí)例分析，總結(jié)出一般最優(yōu)控制問(wèn)題的提法及基本要素；再如通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解最短路徑問(wèn)題的實(shí)例分析，從求解過(guò)程導(dǎo)出動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的函數(shù)方程，可避免直接給出抽象的函數(shù)方程令人難以理解。運(yùn)用實(shí)例分析法，避免了課堂講授抽象理論枯燥乏味，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

四、“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”教學(xué)應(yīng)注意的問(wèn)題

1.根據(jù)課程知識(shí)特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法

航海技術(shù)的專業(yè)課程大部分屬于技能型知識(shí)，要求學(xué)生應(yīng)知應(yīng)會(huì)并達(dá)到熟練掌握的程度，因此學(xué)生必須具備解決航海技術(shù)問(wèn)題的能力；而基于本課程的知識(shí)特點(diǎn)、性質(zhì)及定位以及學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，只能要求學(xué)生掌握自控理論基本方法解決問(wèn)題的基本思路，猶如認(rèn)知衣服成品基本過(guò)程的普通人一樣，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)學(xué)習(xí)及訓(xùn)練的普通人，不可能完成一件衣服的設(shè)計(jì)或制作。通過(guò)上述例子，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“具備解決問(wèn)題的能力與掌握解決問(wèn)題的基本思路”之間實(shí)際存在很大的差距，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生正確把握課程知識(shí)的認(rèn)知尺度。實(shí)踐表明，利用第一節(jié)緒論引導(dǎo)學(xué)生正確把握課程所學(xué)知識(shí)的認(rèn)知尺度，進(jìn)而掌握本課程正確的學(xué)習(xí)方法，才能有效排除學(xué)生學(xué)習(xí)本課程未能達(dá)到具備解決問(wèn)題的能力而產(chǎn)生畏難情緒。例如在講授數(shù)學(xué)模型的概念及建模方法過(guò)程中，首先引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)建立數(shù)學(xué)模型的目的意義，然后列舉簡(jiǎn)單實(shí)例(如電容充電物理過(guò)程的數(shù)學(xué)抽象)幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)模型的概念；在講授分析法建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型方法時(shí)，通過(guò)列舉學(xué)生熟悉的電工學(xué)和力學(xué)的典型實(shí)例，按照分析法建立數(shù)學(xué)模型的思路導(dǎo)出各自的數(shù)學(xué)模型，幫助學(xué)生理解分析法建模的基本思路。

2.注意化解難點(diǎn)，妥善處理教材出現(xiàn)的數(shù)學(xué)公式

教材從內(nèi)容的系統(tǒng)性、邏輯性及完整性考慮，必然出現(xiàn)相關(guān)數(shù)學(xué)模型?；诤胶＜夹g(shù)專業(yè)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，教材上的數(shù)學(xué)公式有相當(dāng)部分學(xué)生難以理解是正?，F(xiàn)象，出現(xiàn)數(shù)學(xué)公式的用意在于幫助學(xué)生理解相關(guān)概念及原理，從教學(xué)目標(biāo)定位不可能要求學(xué)生掌握這些公式本身及其推導(dǎo)。例如卡爾曼濾波技術(shù)是課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容之一，教學(xué)上強(qiáng)調(diào)學(xué)生重點(diǎn)掌握卡爾曼濾波任務(wù)、實(shí)質(zhì)、基本思想、特點(diǎn)及其應(yīng)用。在講授關(guān)鍵技術(shù)——卡爾曼濾波基本思想即解釋卡爾曼濾波如何保證實(shí)時(shí)得到最優(yōu)的估算結(jié)果過(guò)程中，應(yīng)從如何確保估計(jì)結(jié)果的最優(yōu)性及解決最優(yōu)估計(jì)的實(shí)時(shí)性兩方面加以闡述。前者采用最優(yōu)估算的性能指標(biāo)便可得到保證，后者需要涉及卡爾曼濾波技術(shù)的精華——五個(gè)遞推公式的詳解。為了避免學(xué)生因數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱產(chǎn)生畏難情緒，講授時(shí)不必給出公式的推導(dǎo)過(guò)程，只要說(shuō)明公式來(lái)源于最優(yōu)估算性能指標(biāo)及構(gòu)建的狀態(tài)空間模型，強(qiáng)調(diào)引用公式的目的在于幫助學(xué)生理解卡爾曼濾波如何解決狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)的實(shí)時(shí)性問(wèn)題，具體做法如下：

(1)從狀態(tài)空間模型引出狀態(tài)預(yù)測(cè)方程，因忽略了系統(tǒng)噪聲的影響必然存在預(yù)測(cè)誤差，進(jìn)而解釋預(yù)測(cè)方差迭代公式的意義；

(2)通過(guò)對(duì)狀態(tài)濾波公式的詳解，使學(xué)生領(lǐng)悟到卡爾曼濾波的原理與閉環(huán)控制系統(tǒng)原理雷同，同樣基于“檢測(cè)偏差修正偏差”的原理，即通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)輸出的偏差來(lái)達(dá)到修正狀態(tài)預(yù)測(cè)偏差的目的；

(3)通過(guò)解釋遞推公式僅與當(dāng)前時(shí)刻觀測(cè)向量有關(guān)且矩陣求逆的階次取決于觀測(cè)向量的維數(shù)，說(shuō)明卡爾曼濾波技術(shù)可有效解決狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)的實(shí)時(shí)性問(wèn)題；

(4)通過(guò)對(duì)狀態(tài)預(yù)測(cè)和狀態(tài)濾波方差陣公式的解釋，幫助學(xué)生理解卡爾曼濾波為什么具有誤差分析能力。

3.注重現(xiàn)代教學(xué)手段的運(yùn)用和實(shí)施，緩解課程內(nèi)容信息量多與課時(shí)少的矛盾

多媒體教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)手段的運(yùn)用和實(shí)施，不僅可以增加單位時(shí)間的信息量，提高講課效率，把節(jié)省的板書時(shí)間用于加強(qiáng)師生間的互動(dòng)及課堂討論，使啟發(fā)式教學(xué)方法和課堂討論得以有效實(shí)施，對(duì)提高本課程教學(xué)質(zhì)量起到保障作用，但這種保障作用必須建立在教師具有熟練駕馭課堂多媒體教學(xué)模式的能力上。教師作為教學(xué)的主體，必須努力提高自身的教學(xué)設(shè)計(jì)能力、組織學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)的能力、計(jì)算機(jī)操作能力和對(duì)教學(xué)環(huán)境的適應(yīng)能力[4]。因此，教師實(shí)施現(xiàn)代化教學(xué)過(guò)程中，首先應(yīng)合理安排教學(xué)內(nèi)容，不能因?yàn)闇p少了板書時(shí)間而過(guò)度增加信息量，影響教學(xué)效果；其次應(yīng)精心設(shè)計(jì)多媒體教學(xué)課件，從課件字體的大小、顏色、排版以及圖的制作都需要按照講課邏輯精心設(shè)計(jì)和安排，授課過(guò)程盡可能以動(dòng)畫的形式逐一出現(xiàn)，避免一整版的文字瞬間出現(xiàn)，以免學(xué)生出現(xiàn)視覺(jué)疲勞；第三應(yīng)配置合適的多媒體設(shè)備操作工具，例如遙控鼠標(biāo)或帶激光的PPT遙控翻頁(yè)筆，避免因多媒體設(shè)備位置設(shè)置不合理，教師在一個(gè)角落操作多媒體課件授課而影響講課的感染力。

4.開展課堂專題討論，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)

為了培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力以及開拓創(chuàng)新的意識(shí)和能力，同時(shí)為了培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)論題搜集資料、分析資料及運(yùn)用資料提供的信息解答問(wèn)題的能力，可設(shè)置適當(dāng)?shù)恼n堂專題討論[5]。為了使專題討論達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，從選題、目的要求到組織形式，教師需精心策劃做好準(zhǔn)備工作。本課程組織的專題討論釆用課外分組與課堂討論相結(jié)合的組織形式，課外小組討論要求每組同學(xué)分工協(xié)作，做好記錄，根據(jù)討論結(jié)果制作PPT，然后各組派代表結(jié)合自制的PPT在課堂演講，根據(jù)演講情況允許同組學(xué)生參與回答老師提出的問(wèn)題，并根據(jù)制定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)場(chǎng)評(píng)分。通過(guò)這種教學(xué)形式，既可活躍課堂氣氛，還可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，加深學(xué)生對(duì)選題涉及的知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，如果教學(xué)條件允許可以適當(dāng)增加討論的次數(shù)。

5.合理確定考核方式，滿足課程特點(diǎn)及教學(xué)定位的需求

鑒于課程跨度大、信息量大及難度大的主要特點(diǎn)及其目標(biāo)定位，期末考試不宜采用常規(guī)的閉卷和開卷考核方式，采用“半開卷”考核方式，區(qū)別于常規(guī)的開卷考核方式在于帶進(jìn)考場(chǎng)的資料有所限制。經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，逐步修改半開卷的考試規(guī)則，最后定義半開卷考核方式為允許攜帶書本以外的紙質(zhì)材料(包括筆記本、復(fù)印的資料及作業(yè))進(jìn)入考場(chǎng)，答題可以查閱本人帶進(jìn)的紙質(zhì)材料。顯然這種考核方式對(duì)試卷要求具有一定數(shù)量靈活性和綜合性的題目，需要通過(guò)學(xué)生平時(shí)認(rèn)真聽課并做好筆記，課后及時(shí)復(fù)習(xí)及整理相關(guān)資料，即只有靠平時(shí)的學(xué)習(xí)積累才有可能通過(guò)課程考核，因此對(duì)學(xué)習(xí)積極性不高的學(xué)生能起到一定的促進(jìn)作用，同時(shí)有利于學(xué)生從科普層次上較廣泛地學(xué)習(xí)和掌握課程的知識(shí)點(diǎn)。

五、結(jié)語(yǔ)

為了使數(shù)理基礎(chǔ)不足的航海技術(shù)專業(yè)學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)最大限度地獲取更多的知識(shí)，開拓學(xué)生的視野，本文結(jié)合多年的課程建設(shè)及教學(xué)實(shí)踐，提出行之有效的教學(xué)技巧并總結(jié)教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題，實(shí)踐證明，這些教學(xué)法的應(yīng)用可使“航海自動(dòng)化基礎(chǔ)”課程教學(xué)取得預(yù)期效果，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，提高了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)。2012改版后的課程內(nèi)容加強(qiáng)了自控理論基礎(chǔ)知識(shí)在航海自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的結(jié)合，較好地解決了改版前純理論知識(shí)抽象、難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的不足。但改版后課程內(nèi)容的增多導(dǎo)致學(xué)時(shí)不足的問(wèn)題依然存在，這有待日后尋求解決問(wèn)題的新途徑，若條件允許建議學(xué)生選修線性代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，或適當(dāng)增加課程學(xué)時(shí)等。

[1] 李麗娜.淺談“航海自動(dòng)化”方面課程建設(shè)若干問(wèn)題[C]//.集美大學(xué)航海學(xué)院校慶論文集，北京：中國(guó)文聯(lián)出版社，2000.

[2] 李麗娜.航海自動(dòng)化[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 李麗娜，張壽桂.航海自動(dòng)化[M].北京：人民交通出版社，2012.

[4] 李麗娜，楊神化.淺析課堂多媒體教學(xué)模式[C]//.杏壇爭(zhēng)輝.福州：福建教育出版社，2007：382-387.

[5] 李麗娜.淺析課堂專題討論[J].交通高教研究，2003(SL)：100-101.

2016-10-07

福建省自然基金項(xiàng)目“船舶智能避碰決策支持系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究”(2012D031)

李麗娜(1962-)， 女，教授，主要從事交通信息工程及控制研究。

U676.2

A

1006-8724(2017)01-0067-05