基于數(shù)字化造船的船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)課程改革

魏 斌，馬 娟

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院無錫交通分院，江蘇無錫214151）

1 課程改革的背景和意義

1.1 課程改革背景

在“綠色技術(shù)”的旗幟下，世界造船工業(yè)正經(jīng)歷著一場技術(shù)變革，以數(shù)字化為特征的信息技術(shù)無疑是這場技術(shù)變革的重要推動力。西方造船技術(shù)強(qiáng)國和韓國正在加快數(shù)字化和其他高科技應(yīng)用相結(jié)合的造船產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，以占據(jù)新的技術(shù)制高點(diǎn)。因此，無論是從裝備制造業(yè)的角度還是從造船業(yè)自身的發(fā)展趨勢來看，在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中，充分利用數(shù)字化技術(shù)，將是造船業(yè)未來的發(fā)展方向，將引領(lǐng)造船業(yè)的技術(shù)改革。船舶設(shè)計(jì)是數(shù)字化造船的關(guān)鍵組成部分，船舶設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和合理性直接決定造船企業(yè)的生產(chǎn)效率。[1]船舶在制造之前的設(shè)計(jì)過程，通?？梢詣澐譃橐韵?個步驟：初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)。其中，生產(chǎn)設(shè)計(jì)是造船前的重要階段之一，計(jì)算機(jī)軟件是數(shù)字化造船的工具和技術(shù)支持。通過對船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和管理的深入分析和研究，已開發(fā)了相應(yīng)的造船輔助軟件，為信息集成提供了工具，形成了數(shù)字化的船舶制造應(yīng)用信息集成系統(tǒng)。同時，目前教育部在全面提高高職教育教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)意見中指出：作為職業(yè)院校，在教學(xué)過程中，需要經(jīng)常與企業(yè)進(jìn)行校企合作，深化產(chǎn)教融合，從而可以根據(jù)企業(yè)中所對應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域的不同職業(yè)崗位的不同要求，并通過對職業(yè)崗位要求的分析，對目前課程中的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容等進(jìn)行合理的改革，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐操作能力培養(yǎng)，從而使培養(yǎng)的畢業(yè)生能充分體現(xiàn)崗位技能的要求，迅速適應(yīng)用人單位的要求。[2]因此，需要將傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行改革，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，以職業(yè)崗位標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，引入企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目，將項(xiàng)目模塊化、任務(wù)化，從而改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，形成以任務(wù)驅(qū)動型、行動導(dǎo)向型的新型教學(xué)模式。對于課程的評價，需要改變傳統(tǒng)的期末評價模式，建立以職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為評價要求，重視學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新精神的評價體系。而為了適合新課程體系、學(xué)習(xí)模式，教師需要加強(qiáng)教學(xué)理論和相關(guān)專業(yè)實(shí)踐學(xué)習(xí)，只有提高了教師的教學(xué)能力，才能充分把握課堂，對課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革。[3]

1.2 課程現(xiàn)狀分析

船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)課程作為船舶工程類專業(yè)的核心技能課程之一，在國內(nèi)船舶類高職院?；径加虚_設(shè)。本課程主要依據(jù)區(qū)域、階段和類型對產(chǎn)品作業(yè)任務(wù)的設(shè)計(jì)、分解和組合進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并結(jié)合造船廠施工條件進(jìn)行“如何造船”的講解。以往傳統(tǒng)的船舶設(shè)計(jì)與建造模式，通常是由設(shè)計(jì)部門進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)，而該過程所提供的圖紙均為二維圖紙，因此把這部分圖紙轉(zhuǎn)送至現(xiàn)場制造車間后，制造部門必須要組織專業(yè)技術(shù)人員對這部分內(nèi)容進(jìn)行理解后指導(dǎo)工人對構(gòu)件進(jìn)行加工。但是，船舶是一個非常復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，僅僅利用二維圖紙對結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述通常會不夠完善，同時在技術(shù)人員將二維圖紙進(jìn)行理解的過程中，通常會產(chǎn)生或多或少的誤差，因此，常會出現(xiàn)制造部門與生產(chǎn)設(shè)計(jì)部門之間不斷對圖紙進(jìn)行修改，從而增加了整個造船的制造周期，增加了制造成本。而目前，大部分大型企業(yè)都引入了三維設(shè)計(jì)軟件，如tribon、滬東中華造船集團(tuán)開發(fā)的東欣產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)等，可以在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行一次虛擬建造。而目前船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)上部分院校仍以理論教學(xué)為主，這一現(xiàn)狀與企業(yè)數(shù)字化造船發(fā)展趨勢相脫節(jié)，有必要將數(shù)字化造船的理念引入到該課程的教學(xué)當(dāng)中。

1.3 課程改革意義

目前國內(nèi)開設(shè)船舶專業(yè)的高職院校數(shù)量不少，而能將船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)概念與相應(yīng)實(shí)船生產(chǎn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目引入船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的不多，傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容無法適應(yīng)企業(yè)造船的發(fā)展和職業(yè)崗位的要求。本研究著眼于生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作崗位的要求，與造船企業(yè)及設(shè)計(jì)公司合作，利用企業(yè)實(shí)際使用的生產(chǎn)設(shè)計(jì)軟件——東欣船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)，引入實(shí)船設(shè)計(jì)項(xiàng)目，使學(xué)生在課堂上就能親身參與實(shí)船的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，在強(qiáng)化實(shí)踐的基礎(chǔ)上使得學(xué)生能夠?qū)碚撔灾R有更好的理解和掌握，這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生專用軟件的操作能力，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的綜合職業(yè)能力；既培養(yǎng)了學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2 課程改革的總體思路和方案

2.1 課程改革的總體思路

本課程改革以數(shù)字化造船發(fā)展趨勢為背景，從生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)和核心競爭力要求出發(fā)，將實(shí)船工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目引入船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)課程，并結(jié)合東欣船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革，從而可以改變目前單一的理論知識教學(xué)現(xiàn)狀。該研究的成功將會使船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)方式、手段發(fā)生極大的改變，使學(xué)生以實(shí)船工程為學(xué)習(xí)背景，熟悉船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)的基本知識和生產(chǎn)設(shè)計(jì)的流程，掌握船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)的基本技能，加深對船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)的理解，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時就有親臨職場的感覺，這就提高了學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。[4]

2.2 課程改革的方案

2.2.1 重新定位課程

船舶工程類專業(yè)的職業(yè)院校畢業(yè)生，就業(yè)單位通常是造船企業(yè)和部分設(shè)計(jì)公司，其中的一個崗位是“船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)”技術(shù)員，職業(yè)院校畢業(yè)的學(xué)生是目前這個崗位的主力軍。船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)主要是為了解決“如何造船”和“如何合理組織造船生產(chǎn)”等問題，是推出新的造船工藝方法、改進(jìn)企業(yè)管理的重要手段，其包括船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作、船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)編碼及建造工藝符號的應(yīng)用、船體型線放樣、船體結(jié)構(gòu)建模與出圖等方面。船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)課程作為船舶工程技術(shù)專業(yè)的重要核心技能課程之一，通過將生產(chǎn)設(shè)計(jì)理論與生產(chǎn)設(shè)計(jì)軟件相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生能夠進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)編碼及建造工藝符號的應(yīng)用、船體型線放樣、船體結(jié)構(gòu)建模與出圖等崗位技能，從而滿足企業(yè)對船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員的崗位要求。

2.2.2 課程體系改革

通過對造船企業(yè)和船舶設(shè)計(jì)單位的調(diào)查，充分采納企業(yè)中生產(chǎn)設(shè)計(jì)崗位人員和近5年畢業(yè)生的意見與建議。根據(jù)目前企業(yè)對該崗位的技能要求，同時結(jié)合職業(yè)院校對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)人才培養(yǎng)方案，將傳統(tǒng)的以理論教學(xué)為主的教學(xué)模式進(jìn)行改革。引入企業(yè)真實(shí)工程項(xiàng)目，將課程劃分為4個學(xué)習(xí)項(xiàng)目，共15個模塊（工作任務(wù)），將傳統(tǒng)的理論知識融入實(shí)際的船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作中，如表1所示。

表1 課程學(xué)習(xí)任務(wù)劃分

3 實(shí)施課程改革

3.1 資源建設(shè)

3.1.1 重新確立課程標(biāo)準(zhǔn)

課程標(biāo)準(zhǔn)是課程教學(xué)的依據(jù)，包括基本信息、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)情景設(shè)計(jì)與描述、教學(xué)實(shí)施建議等。本課程是根據(jù)企業(yè)“船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)”崗位中對工作任務(wù)和專業(yè)能力要求而開設(shè)的。通過課程標(biāo)準(zhǔn)的重新確立，突出目前船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)崗位的要求，選用合理的教學(xué)方法，選取合適的教學(xué)項(xiàng)目，確定最終的教學(xué)目的，培養(yǎng)能夠適應(yīng)崗位需求的學(xué)生。

3.1.2 制作配套講義和電子資源

根據(jù)目前數(shù)字化造船理念，工學(xué)結(jié)合，配合目前使用的教材，開發(fā)以項(xiàng)目為導(dǎo)向的講義，將教材內(nèi)容根據(jù)任務(wù)點(diǎn)，劃分不同的模塊。根據(jù)真實(shí)的工作任務(wù)流程，制作配套的電子資源，通過“藍(lán)墨云班課”等輔助教學(xué)APP在線發(fā)布，從而供學(xué)生能夠在課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)以及在線自測。

3.1.3 教學(xué)場地建設(shè)

依托校企合作和數(shù)字化造船實(shí)訓(xùn)室，引進(jìn)上海東欣軟件工程有限公司開發(fā)的船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)與建造軟件：HDSHM和SPD，為學(xué)生提供良好的實(shí)景教學(xué)和實(shí)訓(xùn)環(huán)境，確保學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的同時，掌握企業(yè)所需的計(jì)算機(jī)輔助軟件的操作。同時，利用實(shí)訓(xùn)室資源可以在校內(nèi)實(shí)現(xiàn)“工學(xué)結(jié)合”的目的，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候即選用企業(yè)真實(shí)的工程項(xiàng)目，從而在結(jié)束該課程后，能充分達(dá)到“船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)”崗位的能力要求。

3.2 教學(xué)方法與手段改革

本課程在“項(xiàng)目導(dǎo)向”教學(xué)模式下，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，選取實(shí)船資源和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，加以“藍(lán)墨云班課”等輔助教學(xué)APP，完成知識點(diǎn)的準(zhǔn)備教學(xué)過程。同時，對實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行分解，將學(xué)生分組，采用“小組討論”分項(xiàng)目來解決問題，最后教師進(jìn)行總結(jié)與評價。在整個教學(xué)過程中，始終將學(xué)生作為主體，以實(shí)際的工程項(xiàng)目為載體，教師輔以啟發(fā)，從而使學(xué)生能夠快速掌握職業(yè)崗位的要求，提高教學(xué)效果。

3.3 教學(xué)考核方式改革

項(xiàng)目化教學(xué)的績效評價不僅要反映學(xué)生對理論知識的理解和掌握程度，也要反映學(xué)生掌握崗位技能的能力。因此，課程終結(jié)性評價應(yīng)兼顧期末理論考試和學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中的個人表現(xiàn)，采取多元化的評價方法，重視實(shí)踐性評價，并注重實(shí)踐過程的評價，體現(xiàn)高等職業(yè)教育的特點(diǎn)。[5]考核方法突出多樣性、針對性和生動性，將期末考試結(jié)果與平時的實(shí)踐過程相結(jié)合，作為評價最終結(jié)果的基礎(chǔ)。

通過以上教學(xué)改革的手段，對該課程進(jìn)行合理改革，目前該課程教學(xué)模式通過該專業(yè)學(xué)生一年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與改革前相比，有了顯著提高，主要表現(xiàn)為：第一，學(xué)生能夠快速認(rèn)識本節(jié)課的工作任務(wù)，提前預(yù)習(xí)好課本理論知識；第二，在團(tuán)隊(duì)中，能夠快速對任務(wù)進(jìn)行分解、分配，通過團(tuán)隊(duì)成員之間的互相配合，快速準(zhǔn)確地完成工作任務(wù)；第三，課程評價中，以整個教學(xué)過程、任務(wù)完成情況、團(tuán)隊(duì)合作為評價重點(diǎn)，提高了評價的合理性。對船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)課程進(jìn)行教學(xué)改革，不僅提高了學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣，同時增加了教師的崗位能力，促進(jìn)了教師隊(duì)伍的建設(shè)，增強(qiáng)了教師的教學(xué)使命感和激情，這也是課程改革的初衷。