工科特色專業(yè)優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)的探索與實踐

宋磊 楊卓懿 高博 賈風(fēng)光

[摘 要] 船體結(jié)構(gòu)是船舶與海洋工程專業(yè)一門重要的專業(yè)必選課。隨著信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與混合式教育教學(xué)理念的深度融合，課程建設(shè)團隊在教學(xué)設(shè)計、教學(xué)資源、教學(xué)方法、教學(xué)理念上進行了一系列卓有成效的改革與完善，將船體結(jié)構(gòu)課程致力于打造成一門省一流課程，取得了一定的成果和經(jīng)驗。

[關(guān)鍵詞] 課程建設(shè);混合式教學(xué);優(yōu)質(zhì)課程

船舶與海洋工程專業(yè)是山東省高校特色專業(yè)，按照山東交通學(xué)院“培養(yǎng)交通事業(yè)一線有成長力的工程師和管理者”的辦學(xué)定位，本專業(yè)人才培養(yǎng)方案把船體結(jié)構(gòu)課程作為培養(yǎng)船舶設(shè)計與制造能力的應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)，是專業(yè)核心課程之一。隨著信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與混合式教育教學(xué)理念的深度融合，課程的教學(xué)目標(biāo)側(cè)重于學(xué)生理論聯(lián)系實際和綜合素養(yǎng)能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生能夠在熟悉民用船體結(jié)構(gòu)構(gòu)件名稱、連接形式、受力特點的基礎(chǔ)之上，能夠識讀圖紙、理解工程船舶船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計意圖。近年來，課程建設(shè)團隊在教學(xué)設(shè)計、教學(xué)資源、教學(xué)方法、教學(xué)理念上進行了一系列卓有成效的改革與完善，將船體結(jié)構(gòu)課程致力于打造成一門省一流課程，取得了一定的成果和經(jīng)驗。

一、課程資源建設(shè)情況

1.船舶模型館在實踐教學(xué)中的應(yīng)用。船體模型館是對大學(xué)低年級學(xué)生認(rèn)識船舶的理想實踐場地，建設(shè)投入教學(xué)后，課程教學(xué)加入2學(xué)時的實踐課，為船體結(jié)構(gòu)課程的講授起著重要的支撐作用。

船舶模型館自2012年建設(shè)，至2017年完善，船體結(jié)構(gòu)模型是船舶外板、船底、舷側(cè)、甲板、艙壁、首尾端以及上層建筑等民用船舶主要區(qū)域的典型結(jié)構(gòu)縮小版。采用這些模型進行教學(xué)，極大地提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)理解能力，是十分有效的課堂輔助教學(xué)工具。

2.VR虛擬資源在微課教學(xué)中的應(yīng)用。我校與上海申博聯(lián)合開發(fā)了虛擬船廠及船舶建造虛擬仿真系統(tǒng)，其船體結(jié)構(gòu)演示模塊在教學(xué)中投入使用。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)將船體各部分結(jié)構(gòu)的虛擬場景轉(zhuǎn)化為若干個微課，進行船體結(jié)構(gòu)輔助教學(xué)。這種方式的微課主題突出、內(nèi)容完整，便于學(xué)生反復(fù)觀看。而且，借助VR技術(shù)徹底突破了空間上的限制，學(xué)生可以在船體結(jié)構(gòu)內(nèi)部漫游觀察，獲得結(jié)構(gòu)內(nèi)部的直觀體驗。另外，通過VR資源還可以對船體分段建造工藝流程進行仿真操作。通過對構(gòu)件的交互，能夠直觀地理解船體結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接特點，大大降低了學(xué)生的理解難度，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣和積極性。

3.在線課程資源在混合式教學(xué)中的應(yīng)用。課程教學(xué)團隊將船體結(jié)構(gòu)教學(xué)資源優(yōu)化整合，錄制了教學(xué)知識點視頻資源，在山東省高校在線開放課程平臺上線運行，在17級、18級本科生課堂教學(xué)中實施了線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)。從教學(xué)效果來看，18級學(xué)生最終成績符合正態(tài)分布，沒有不及格，且全部97名學(xué)生中，57人在良好以上，占比59%，良好比例優(yōu)于往屆學(xué)生的課程成績。這表明，學(xué)生對船體結(jié)構(gòu)認(rèn)知掌握情況較往屆有大幅提升。

4.智慧教室在翻轉(zhuǎn)課堂中的應(yīng)用。翻轉(zhuǎn)課堂打破了傳統(tǒng)的學(xué)生課上學(xué)習(xí)課下作業(yè)的模式，創(chuàng)造了答疑、討論、練習(xí)、測驗的一種新的課堂模式。它的直接運行結(jié)果是學(xué)生攜帶自己的終端學(xué)習(xí)設(shè)備，在課上討論、交流、測試并解決問題。當(dāng)課堂多媒體設(shè)備越來越多、智能終端日新月異、數(shù)字資源大爆炸的時代來臨，如何最大限度解放課堂生產(chǎn)力？與智慧教室等信息化手段相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂可以讓教師關(guān)注到教育教學(xué)的本身提高課堂效率，幫助學(xué)生找到符合自身成長之路。我校建成了多間智慧教室，可支撐多種新型教學(xué)模式，可實現(xiàn)多屏協(xié)作互動、錄播音視頻融合、遠(yuǎn)程互動直播和物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境管控，具有教師授課穩(wěn)定化、課堂互動多終端化、分組教學(xué)高效化等特點，有效促進了翻轉(zhuǎn)課堂的實現(xiàn)。

二、船體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

利用山東省高校在線開放課程平臺，進行船體結(jié)構(gòu)課程建設(shè)時，圍繞著章節(jié)知識點，根據(jù)混合式教學(xué)理念，設(shè)置了知識點教學(xué)資源、微課視頻、討論、作業(yè)、測驗及問卷調(diào)查等教學(xué)環(huán)節(jié)。以下給出了2學(xué)時的教學(xué)課程設(shè)計，本次課教學(xué)內(nèi)容包括船舶的受力特點、船體結(jié)構(gòu)材料及構(gòu)件連接方式、船舶三種骨架型式及其優(yōu)缺點、典型船舶的橫剖面結(jié)構(gòu)特點。

1.學(xué)情分析。授課之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)過“船舶與海洋工程導(dǎo)論”和“機械制圖”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生已了解相關(guān)專業(yè)基本概念和基礎(chǔ)知識，并具備一定的空間想象與機械識圖繪圖能力。本次課程教授船體結(jié)構(gòu)的一般知識，為后續(xù)不同結(jié)構(gòu)部分詳細(xì)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2.課前準(zhǔn)備。根據(jù)教學(xué)重點布置任務(wù)，學(xué)生可以帶著問題在線課程平臺上學(xué)習(xí)并完成測驗。提前，根據(jù)教學(xué)重點將學(xué)生劃分成4個小組，根據(jù)線上學(xué)習(xí)情況、教師提供資料、網(wǎng)絡(luò)搜集資料、討論結(jié)構(gòu)，形成PPT，在課堂上進行發(fā)言匯報。

3.課堂環(huán)節(jié)。

課堂教學(xué)一般包括6個教學(xué)環(huán)節(jié)。第一個環(huán)節(jié)是掃描二維碼進入課堂，為后續(xù)點名、測驗做準(zhǔn)備。第二個環(huán)節(jié)是前節(jié)課教學(xué)內(nèi)容回顧，包括船體基本的構(gòu)件名稱的識記。課堂上，將結(jié)構(gòu)圖及試題發(fā)送到學(xué)生手機端，在線答題，通過結(jié)果反饋，實時檢測學(xué)生上節(jié)課知識掌握情況。

第三個環(huán)節(jié)是翻轉(zhuǎn)課堂，由小組學(xué)生代表根據(jù)課前準(zhǔn)備資料在課堂上進行發(fā)言匯報。在匯報結(jié)束后，每個小組需提出一個問題有其他小組回答。隨后，教師根據(jù)匯報結(jié)果及現(xiàn)場學(xué)生測驗結(jié)果反饋，重新對知識點梳理，并對疑難點進行細(xì)致解釋。同時點評小組匯報效果，記錄好匯報評價。教師發(fā)放討論題目，小組討論，并記錄討論結(jié)果。期間，教師去每個小組進行面對面討論、答疑。

最后一個環(huán)節(jié)，主要是課堂測試，學(xué)生可以直接在云平臺上通過點擊正確答案完成測試后立刻顯示分?jǐn)?shù)和正確答案，供學(xué)生了解自身的學(xué)習(xí)達(dá)成度及調(diào)整自學(xué)策略。所有習(xí)題都是教師根據(jù)知識點精心挑選的，學(xué)生的完成度可以體現(xiàn)出他們在某一知識點上的漏洞和誤區(qū)。

4.課后實踐環(huán)節(jié)。課程后，每位學(xué)生需要進行2輪打分：為本小組其他成員打分;根據(jù)匯報效果為其他小組打分。結(jié)果由課程學(xué)習(xí)委員保留，作為課程考核成績的一部分。在課程的實踐課環(huán)節(jié)，安排學(xué)生在船舶結(jié)構(gòu)模型館中對典型船舶結(jié)構(gòu)模型的參觀，得到船舶結(jié)構(gòu)形式和各部分的結(jié)構(gòu)組成的直觀認(rèn)識，達(dá)到對不同用途船舶應(yīng)采用結(jié)構(gòu)形式的深入理解。

三、結(jié)語

目前，課程正在進行AR技術(shù)（增強虛擬現(xiàn)實）的改革和創(chuàng)新，以充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價值。AR技術(shù)可將虛擬的船體結(jié)構(gòu)3D圖像映射到真實環(huán)境中，比如用手機掃描一些局部結(jié)構(gòu)圖像，手機屏幕上就會出現(xiàn)與現(xiàn)實環(huán)境疊加的3D畫面，還會隨著手機鏡頭的移動同步變換位置，使其看起來像是真實環(huán)境中存在一樣?？梢灶A(yù)見，讓科技服務(wù)教育，將使得課堂更活躍，老師和同學(xué)都將更有收獲。

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