基于案例教學(xué)法的“船舶操縱”課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

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(武漢理工大學(xué) 航運(yùn)學(xué)院，武漢 430063)

基于案例教學(xué)法的“船舶操縱”課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

陳厚忠，翁建軍

(武漢理工大學(xué) 航運(yùn)學(xué)院，武漢 430063)

為進(jìn)一步提高“船舶操縱”課堂教學(xué)質(zhì)量，以“船舶旋回橫傾”知識點(diǎn)為例，選取韓國“歲月”號傾覆事故，運(yùn)用案例教學(xué)法進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。經(jīng)過案例展示、小組討論、教師講評、布置思考等環(huán)節(jié)，將知識與實(shí)踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、學(xué)以致用的能力。

案例教學(xué)法；船舶操縱；船舶旋回橫傾；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、引言

“船舶操縱”課程是航海技術(shù)專業(yè)必修課，課程具有理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師講授理論知識時(shí)多依托現(xiàn)有的教材而開展，學(xué)習(xí)材料不夠豐富，知識的講授不夠直觀和形象，加上某些章節(jié)的知識點(diǎn)理論較深，枯燥難懂，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及課堂參與感不足。在這種氛圍下，教師往往是“主角”，學(xué)生是“配角”，甚至只是“群眾演員”。再加上專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)與工作實(shí)踐不是同步開展的，導(dǎo)致課堂教學(xué)效果不能很好地滿足專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)。

案例教學(xué)法起源于1920年代，由美國哈佛商學(xué)院所倡導(dǎo)，1986年美國卡內(nèi)基小組將其視為一種相當(dāng)有效的教學(xué)模式[1]。案例教學(xué)法可定義為：教師以具有鮮明代表性的案例為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生通過對案例進(jìn)行分析討論，在情境中掌握理論知識總結(jié)規(guī)律，并創(chuàng)造性地將知識與實(shí)踐相結(jié)合，提出解決實(shí)際問題的思路與方法。[2]案例教學(xué)法以分析具體實(shí)例為基本特征，能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)際相結(jié)合。[3]航海技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的卓越航海人才為目標(biāo)。[4]“船舶操縱”課程具有理論與實(shí)際聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，在實(shí)踐中有豐富的案例可供課堂教學(xué)借鑒。本文以“船舶旋回橫傾”知識點(diǎn)為例，探討在“船舶操縱”課程中運(yùn)用案例教學(xué)法進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。

二、案例準(zhǔn)備

“船舶旋回運(yùn)動(dòng)”這個(gè)知識點(diǎn)在“船舶操縱”這門課程中具有典型性，理論知識較深，理解有一定的困難。整個(gè)旋回運(yùn)動(dòng)過程、船舶運(yùn)動(dòng)特征復(fù)雜，涉及舵力、水動(dòng)力、離心力、阻尼力及各個(gè)力矩的不斷變化及速度、角速度、角加速度、漂角、轉(zhuǎn)心、橫傾的不斷變化。這其中有一個(gè)非常重要的運(yùn)動(dòng)特征——船舶操舵旋回：先內(nèi)傾(向操舵一側(cè)橫傾)，再外傾(向操舵相反一側(cè)橫傾)。這一橫傾變化過程及特征在教材上一般沒有詳細(xì)的分析步驟，學(xué)生理解起來較為困難。

選擇案例應(yīng)真實(shí)且具有典型性，與課程內(nèi)容密切相關(guān)，并且與對應(yīng)的理論知識直接關(guān)聯(lián)，有效服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)。按照以上原則，針對“船舶回旋橫傾”知識點(diǎn)，韓國“歲月”號傾覆事故是一個(gè)合適的案例。案例概況為：2014年4月16日，載有476人的“歲月”號由仁川駛往濟(jì)州島，盡管該航區(qū)航行環(huán)境復(fù)雜，船舶仍以高速航行。8時(shí)55分左右，船舶大舵角向右急轉(zhuǎn)彎，致使船舶先向右舷傾斜然后迅速向左舷傾斜；船上裝載180輛汽車和105個(gè)集裝箱等貨物，船體快速右轉(zhuǎn)的同時(shí)，貨物劇烈的向左舷散開和移動(dòng)，加劇了船體橫傾，令船體失去穩(wěn)性，瞬間發(fā)生嚴(yán)重橫傾[5][6]，船舶最終在距屏風(fēng)島以北20海里的海面上傾覆，近300人遇難。這起海難事件震驚世界，航海技術(shù)專業(yè)的學(xué)生也十分關(guān)注。引入該案例，并結(jié)合現(xiàn)場圖片觀看，能給學(xué)生身臨其境之感，易引起學(xué)生的共鳴和深入思考。

三、課堂教學(xué)方案設(shè)計(jì)

(一)展示案例，啟發(fā)思考

在課程開始時(shí)，首先以課堂講解的方式展示韓國“歲月”號傾覆事故案例。教師采用PPT將案例的具體內(nèi)容以文字、圖片的形式充分展示出來，并以口頭表達(dá)的方式講述案例。講述案例時(shí)應(yīng)過程清晰，邏輯嚴(yán)密，突出與課程內(nèi)容相關(guān)的細(xì)節(jié)；注意語氣、語速、節(jié)奏和氣氛烘托，力求將學(xué)生帶入事故現(xiàn)場的情景。

通過講述韓國“歲月”號傾覆事故的基本概況和經(jīng)過，并通過船舶橫傾現(xiàn)場圖片所給予的視覺沖擊，易使學(xué)生感受到事故現(xiàn)場的情景，此時(shí)，教師切入問題：為什么“歲月”號在向右大幅度操舵轉(zhuǎn)向的操作會引發(fā)嚴(yán)重橫傾并致使船舶沉沒？

(二)小組討論，智慧碰撞

觀點(diǎn)交鋒和智慧碰撞往往能產(chǎn)生更多智慧的火花。為了讓學(xué)生能主動(dòng)參與課堂教學(xué)活動(dòng)，積極思考，活躍課堂氛圍，在案例展示與啟發(fā)思考之后，將學(xué)生劃分成若干小組進(jìn)行分析和討論，可以采用無領(lǐng)導(dǎo)小組討論模式。這種模式的特點(diǎn)是學(xué)生地位平等，不存在個(gè)人權(quán)威，每個(gè)人都可能被教師指定作為小組代表發(fā)言[7]。此種方法能促進(jìn)學(xué)生積極參與討論，大膽表達(dá)意見。

經(jīng)過大約15～20分鐘的小組激烈討論，教師隨機(jī)指定小組代表發(fā)表觀點(diǎn)，學(xué)生可以到講臺進(jìn)行講解、演示。由于學(xué)生主動(dòng)參與了討論和分析，大多都能根據(jù)船舶原理和船舶運(yùn)動(dòng)的基本知識分析船舶橫傾及傾覆的主要原因，但在分析船舶橫傾原理時(shí)可能不夠深入和全面。

(三)教師講評，理論分析

在學(xué)生代表發(fā)言之后，教師要注意點(diǎn)評學(xué)生的閃光點(diǎn)，給予充分的肯定，提高他們的學(xué)習(xí)熱情和自信心。要完整地讓學(xué)生理解和掌握船舶橫傾的原理和規(guī)律，把握整個(gè)旋回運(yùn)動(dòng)橫傾的特點(diǎn)，教師的講授仍然不可或缺。結(jié)合教材中的知識要點(diǎn)，以船舶向右旋回為例，進(jìn)行如下講解。

1.船舶操舵階段的橫傾特點(diǎn)

通過多媒體幻燈片及動(dòng)畫演示(如圖1)，從俯視圖和剖面圖兩個(gè)角度分析操舵后船舶的橫傾特點(diǎn)：舵壓力P的橫向分析Py產(chǎn)生的橫傾力矩M=Py×(zg-zp)，使得船體向操舵相同一側(cè)橫傾(內(nèi)傾)。由于舵面積不大，這種橫傾對船舶的影響較小。

圖1 船舶操舵階段橫傾分析

2.船舶過渡階段的橫傾特點(diǎn)

在舵壓力的作用之下，船舶逐漸做曲線運(yùn)動(dòng)，船舶斜航，出現(xiàn)漂角β，從而導(dǎo)致漂角水動(dòng)力Rw逐漸增大。Rw在橫向有分力Ry；船舶做曲線運(yùn)動(dòng)還會導(dǎo)致離心力F，F(xiàn)在橫向有分力Fy(如圖2)。在圖2的剖面圖上，有三個(gè)橫向分力：舵壓力橫向分力Py、漂角水動(dòng)力橫向分力Ry及離心力橫向分力Fy，它們共同形成船舶橫傾力矩M=Fy×zg+Ry×(zg-d/2)-Py×(zg-zp)，該力矩導(dǎo)致船舶向操舵相反一側(cè)橫傾(外傾)。由于外傾力矩大，外傾持續(xù)時(shí)間長，這種外傾可能導(dǎo)致船舶大幅度外傾甚至傾覆。

圖2 船舶旋回過渡階段橫傾分析

3.“歲月”號傾覆分析

根據(jù)資料，三副在船舶快速航行時(shí)采取了大舵角向右轉(zhuǎn)的操作，船上裝載的180輛汽車和105個(gè)集裝箱等貨物[6]，在船體快速向右轉(zhuǎn)向時(shí)快速散開，進(jìn)而傾向左舷，令船體失去穩(wěn)性，瞬間發(fā)生傾斜。外傾幅度有多大？根據(jù)該船船型及可能的橫傾角進(jìn)行如下計(jì)算分析。

圖3 船舶橫傾幅度分析

在講解中，先易后難，始終引領(lǐng)學(xué)生的思維，利用圖示、幻燈片動(dòng)畫，形象生動(dòng)，易于理解，分析透徹，步步逼近真相。至此，學(xué)生在原理上掌握了“歲月”號旋回時(shí)傾覆并沉沒的真正原因，而且印象較為深刻。為進(jìn)一步加深學(xué)生理解，再引用“歲月”號前任船長金成鎮(zhèn)的一句話：“6800噸的客船在高速航行過程中轉(zhuǎn)彎，相當(dāng)于汽車以每小時(shí)100公里的速度行駛時(shí)突然右轉(zhuǎn)?！睂⒋案咚傩嘏c汽車高速時(shí)轉(zhuǎn)向作類比，學(xué)生很容易明白其中蘊(yùn)含的科學(xué)道理。

(四)布置思考，學(xué)以致用

“船舶操縱”課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，應(yīng)秉持學(xué)以致用的態(tài)度。在討論、講授完該案例后，進(jìn)一步布置有關(guān)與實(shí)際操縱密切相關(guān)的思考題：有較大外傾角時(shí)，能否操縱船舶急回舵或操反舵？應(yīng)采取何種操縱措施才能避免類似“歲月”號的慘劇？哪種類型船舶旋回時(shí)易產(chǎn)生大的橫傾角？這樣很自然地將學(xué)生引入另一場思考風(fēng)暴。這一系列思考將為下一知識點(diǎn)“減小船舶旋回橫傾的操縱措施”做好鋪墊。

四、案例教學(xué)法的幾點(diǎn)體會

(1)應(yīng)用案例進(jìn)行教學(xué)要有明確的目的性，案例應(yīng)為教學(xué)服務(wù)。在明確教學(xué)目標(biāo)的前提下，即通過某個(gè)案例，讓學(xué)生掌握某個(gè)知識點(diǎn)，以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。一個(gè)案例可能涉及的知識點(diǎn)是多方面的，比如“歲月”號傾覆事故，原因很多，船舶操縱只是其中一個(gè)方面。在引用時(shí)，要聚焦在操縱引起的橫傾，而不能面面俱到，講解案例不能脫離教學(xué)目標(biāo)。否則，可能只是多了幾分精彩而少了更多內(nèi)涵。

(2)案例的選擇要具有代表性和普遍性，所選案例緊扣教學(xué)內(nèi)容，具有舉一反三、觸類旁通的作用。案例分析的目的是使學(xué)生加深對所學(xué)理論知識的理解和運(yùn)用理論知識培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力，因此，所選案例必須對課程內(nèi)容具有針對性。

(3)啟發(fā)思考和互動(dòng)討論能有效培養(yǎng)學(xué)生的能力。大學(xué)課堂教學(xué)切忌一言堂，案例教學(xué)的目的在于啟發(fā)學(xué)生更主動(dòng)地思考和討論，注重培養(yǎng)學(xué)生研究分析問題的能力和解決問題的思維方式，實(shí)現(xiàn)“學(xué)習(xí)—研究—應(yīng)用”能力的總體提升。

(4)教師要充分備課，做好課堂教學(xué)設(shè)計(jì)工作，為學(xué)生提供討論式和研究性的學(xué)習(xí)環(huán)境，營造積極活躍的課堂氛圍。在教學(xué)過程中做好“導(dǎo)演”的角色，很好地掌握教學(xué)節(jié)奏，做到激發(fā)興趣、啟發(fā)思考、互動(dòng)討論。點(diǎn)評、講授時(shí)注意化繁為簡、化難為易、形象生動(dòng)、學(xué)以致用，從而提升教學(xué)效果。

[1] 武亞軍,孫軼.中國情境下的哈佛案例教學(xué)法：多案例比較研究[J].管理案例研究與評論，2010(1)：12-25.

[2] 王青梅,趙革.國內(nèi)外案例教學(xué)法研究綜述[J].寧波大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版),2009(3)：7-11.

[3] 董金康.航海學(xué)理論教學(xué)中引入案例教育的探討[J].航海教育研究,2002(1):40-41.

[4] 翁建軍,劉敬賢,肖耀根,黃明.航海技術(shù)專業(yè)實(shí)施卓越計(jì)劃的若干問題探討[J].航海教育研究,2016(4):21-24.

[5] 陳福金.“歲月”號沉船事故的教訓(xùn)[J].科技風(fēng),2015(19):185.

[6] 劉松濤,高光強(qiáng),韓九德.對“歲月”號客滾船翻沉事件的思考[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2016(S1):167-171.

[7] 李維剛,金鑫,張宇.基于探究性教學(xué)的無領(lǐng)導(dǎo)小組討論式教學(xué)研究[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2013(2):12-13.

U676.2

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1006-8724(2017)04-0055-03

2017-07-13

湖北省教育廳湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項(xiàng)目“基于科教融合的船舶操縱課程教學(xué)模式研究與實(shí)踐”(2014096)

陳厚忠(1976-)，男，副教授，博士，主要從事船舶控制理論與技術(shù)研究。