李翼

摘 要：在“工學(xué)結(jié)合”教學(xué)模式改革背景下，結(jié)合多年“船舶結(jié)構(gòu)與制圖”課程教學(xué)實訓(xùn)經(jīng)驗，以提升教學(xué)實訓(xùn)質(zhì)量、提高教學(xué)實訓(xùn)效率為目的，對“船舶結(jié)構(gòu)與制圖”教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行了用戶需求分析。通過分析研究，明確了系統(tǒng)開發(fā)指導(dǎo)思想、系統(tǒng)主要功能模塊與系統(tǒng)總體框架。

關(guān)鍵詞：船舶結(jié)構(gòu)；船舶制圖；教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)；需求分析

中圖分類號：U662.2；G718.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1.開發(fā)指導(dǎo)思想

“船舶結(jié)構(gòu)與制圖”是一門實踐性很強(qiáng)的課程。在工學(xué)結(jié)合教學(xué)模式之下的教學(xué)實踐活動，重點是幫助學(xué)生“學(xué)得好，做得更好”。因此，本項目實訓(xùn)軟件并非是一般的計算機(jī)操作軟件， 而是具有專業(yè)背景的技術(shù)技能應(yīng)用型軟件[1]。教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)作為教學(xué)實訓(xùn)輔助手段，雖然不能代替所有教學(xué)實踐活動，但具備了較強(qiáng)的實訓(xùn)功能，讓學(xué)生在實訓(xùn)中理解理論知識，獲取制圖技能，養(yǎng)成好的工作習(xí)慣。優(yōu)秀的系統(tǒng)在內(nèi)容編排上要既能體現(xiàn)課程知識體系的邏輯性與完整性，還要符合由淺入深，由簡至繁的學(xué)習(xí)規(guī)律。

2.教學(xué)存在的問題

（1）教具無法適應(yīng)需求。船舶通常都是大型的水上鋼結(jié)構(gòu)。不同類型的船舶在結(jié)構(gòu)型式上大相徑庭，且組成復(fù)雜。初學(xué)者很難在短時間內(nèi)掌握其規(guī)律。目前教學(xué)中經(jīng)常使用軸測掛圖、結(jié)構(gòu)模型等教具，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。軸測掛圖屬于傳統(tǒng)教具，存在無法隨意改變觀察角度，使用受到展示空間大小制約，對學(xué)生缺乏吸引力等缺點。結(jié)構(gòu)模型按照大小分為兩種，一種是大比例或等比例模型，此類模型體積較大，一般為鋼質(zhì)或木質(zhì)，造價昂貴且占用空間大，常在專門陳列室存放。大結(jié)構(gòu)模型雖然有利于觀察，但是與圖紙之間對應(yīng)關(guān)系較難得到體現(xiàn)，拆裝也不方便。另一種是小比例模型，一般為塑料材質(zhì)，使用方便，但易損壞。教學(xué)模型還有一種積木型，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件做成積木，學(xué)生對照說明圖紙進(jìn)行拼裝，在此過程中學(xué)習(xí)。此種模型在教學(xué)實訓(xùn)中效果最好，但是積木模具制造成本較高，且十分容易丟失。

（2）船舶圖紙信息量大，表達(dá)抽象。船舶制圖環(huán)節(jié)需要學(xué)生在認(rèn)知圖紙表達(dá)內(nèi)容，理解投影原理，熟悉制圖標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，掌握繪圖方法與訓(xùn)練繪圖技能。前者主要通過教師講解的途徑實現(xiàn)，后者通過制圖實訓(xùn)課程達(dá)到。由于圖紙信息量大、表達(dá)抽象，對教師專業(yè)知識、教學(xué)經(jīng)驗以及學(xué)生制圖基礎(chǔ)與理解能力均有較高要求。

（3）制圖實訓(xùn)課程的過程不易控制。如今基本采用計算機(jī)CAD技術(shù)進(jìn)行船舶圖紙繪制。CAD技術(shù)雖然能保證繪制出的圖紙，幅面規(guī)范、美觀，但是存在制圖工作量大，制圖時間跨度長的問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)與訓(xùn)練過程中很容易產(chǎn)生懈怠的情緒。另外課堂教學(xué)實訓(xùn)課時有限，學(xué)生在課外時間進(jìn)行的制圖實訓(xùn)，教師往往較難進(jìn)行指導(dǎo)與監(jiān)督。學(xué)生存在相互抄襲的行為，降低了實訓(xùn)質(zhì)量。

（4）成績評定耗費精力，存在一定的主觀性與隨意性?！按敖Y(jié)構(gòu)與制圖”課程考查的是學(xué)生船舶制圖的能力，使用傳統(tǒng)理論考試不能夠全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。通常采用理論考核與技能實踐考核結(jié)合的考核形式，即對學(xué)生繪制的各圖紙單獨評分，結(jié)合期末理論考試成績，加權(quán)后作為最終成績的評價方法。對于以項目小組形式進(jìn)行的制圖實訓(xùn)，還會使用將教師、小組、制圖員三方成績再次加權(quán)統(tǒng)計的評價方法。

若采用教師、小組、制圖員三方成績加權(quán)的評定方法，教師還要負(fù)責(zé)組織、指導(dǎo)和監(jiān)督制圖員評定成績工作，否則小組與制圖員評定成績環(huán)節(jié)很容易出現(xiàn)主觀性與隨意性的問題。

3.主要需求性功能描述

（1）電子積木。電子積木是在計算機(jī)三維設(shè)計環(huán)境下，能夠方便創(chuàng)建型材庫、模型庫，定義船舶構(gòu)件，定位與裝配結(jié)構(gòu)分段。同時還提供說明圖紙、幫助、干涉檢查、錯誤提示以及較大模型漫游等輔助性功能。教學(xué)實訓(xùn)中由學(xué)生按照圖紙要求進(jìn)行船體構(gòu)件定義，結(jié)構(gòu)節(jié)點或分段虛擬裝配工作，系統(tǒng)提供三維實體生成、實時幫助、內(nèi)容保存以及成績評定等輔助性功能。電子積木的作用是讓學(xué)生在拼搭積木的過程中，學(xué)習(xí)船舶結(jié)構(gòu)構(gòu)件、構(gòu)件連接與船舶結(jié)構(gòu)型式等知識。

（2）電子制圖。電子制圖在電子積木功能的基礎(chǔ)之上，按照圖樣視圖組成，自動進(jìn)行船舶制圖工作演示，并在此過程中提供制圖標(biāo)準(zhǔn)引用說明，投影原理說明，線型應(yīng)用說明，常用繪圖方法展示，視圖之間關(guān)系闡述等功能。學(xué)生通過此項訓(xùn)練能夠掌握船舶實體與圖紙之間的對應(yīng)關(guān)系，熟悉船舶圖樣表達(dá)內(nèi)容與制圖基礎(chǔ)知識，同時大致了解船舶制圖方法與過程，起到克服對圖紙的恐懼感，增進(jìn)制圖信心的作用。

（3）電子資源庫。電子資源庫是為學(xué)生課程學(xué)習(xí)與實訓(xùn)提供幫助與便利。它包含有船舶結(jié)構(gòu)與制圖課程教學(xué)與實訓(xùn)項目、教學(xué)計劃、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)講義、教案、樣圖、理論題庫、制圖標(biāo)準(zhǔn)、造船規(guī)范、檢驗規(guī)則、指南以及有關(guān)公約等內(nèi)容。學(xué)生可以單獨閱讀資源庫內(nèi)容，也可對實訓(xùn)過程中遇到的問題，根據(jù)系統(tǒng)提示，查閱資源庫相應(yīng)資料。這樣做的好處是幫助學(xué)生養(yǎng)成廣泛閱讀、獨立思考、耐心解決工作中遇到問題的習(xí)慣。

（4）電子教學(xué)。主要作用是供教師教學(xué)與學(xué)生自學(xué)，內(nèi)容涵蓋本課程所有知識節(jié)點。采用多媒體形式，通過靈活的表現(xiàn)手法化解抽象結(jié)構(gòu)與圖紙的表達(dá)；通過精美的界面吸引學(xué)生注意力。

（5）電子測評。按照教學(xué)模式，大致上將“船舶結(jié)構(gòu)與制圖”課程分為結(jié)構(gòu)與制圖兩個模塊。船舶結(jié)構(gòu)模塊主要對學(xué)生進(jìn)行的結(jié)構(gòu)裝配學(xué)習(xí)進(jìn)行評分，評分主要從構(gòu)件尺寸，構(gòu)件定位與結(jié)構(gòu)完整性三個方面進(jìn)行。制圖模塊又分為兩個部分。第一部分為理論部分，考查學(xué)生對圖紙內(nèi)容、制圖標(biāo)準(zhǔn)、投影原理等知識考查，測評或結(jié)合具體圖樣以客觀題形式體現(xiàn)，或通過電子積木拼裝操作記錄進(jìn)行。第二部分是電子審圖功能，允許學(xué)生提交符合規(guī)則的電子圖紙，自動將學(xué)生完成的圖紙與標(biāo)準(zhǔn)圖紙進(jìn)行重疊，并提供分值點提示，容易發(fā)現(xiàn)兩種圖紙之間的差別，方便評價者進(jìn)行比對與計分，方便做出評判。

4.主要非需求性功能描述

系統(tǒng)采用C-S（客戶端-服務(wù)器）模式，滿足100名用戶同時使用不至于明顯影響運(yùn)行速度，同時仍然具有較高的運(yùn)行穩(wěn)定性。用戶通過注冊登錄的方式使用，開設(shè)有學(xué)生平臺、教師平臺與管理員平臺，分別有不同權(quán)限。用戶信息以及資源庫信息保存在服務(wù)器中，各種信息在傳遞過程中不被竊取和盜用。系統(tǒng)既可以在外網(wǎng)運(yùn)行，也可以在實訓(xùn)室局域網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行；可以在計算機(jī)上實現(xiàn)全部功能，也可以平板、手機(jī)等終端上實現(xiàn)部分功能。系統(tǒng)可在當(dāng)前需求下進(jìn)行一定的功能擴(kuò)展。系統(tǒng)界面美觀大方，功能菜單布置合理，界面跳轉(zhuǎn)切換快捷。系統(tǒng)采用許可證制度或其他等效的形式保護(hù)系統(tǒng)以及系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的知識產(chǎn)權(quán)不受侵害。

5.結(jié)語

船舶結(jié)構(gòu)與制圖教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)是需要教師和程序開發(fā)人員按照系統(tǒng)開發(fā)指導(dǎo)思想，深入交流、密切配合進(jìn)行的一項具有挑戰(zhàn)性的工作。教師在主要功能模塊既定的基礎(chǔ)之上，細(xì)化教學(xué)與實訓(xùn)流程，制作原始素材，整合資源，參與系統(tǒng)測試運(yùn)行等工作。程序人員則著力于實現(xiàn)功能，穩(wěn)定運(yùn)行，美化界面等工作。我們希望通過實訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用，學(xué)生的認(rèn)知能力、判斷能力、表達(dá)能力、推理能力等綜合能力得到加強(qiáng)，理論知識體系也得到強(qiáng)化。對技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)體現(xiàn)較好的實際效果[2]。

參考文獻(xiàn)：

[1]揭平毅.高職院校實訓(xùn)室信息管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].上海：華東師范大學(xué)，2010.

[2]張宏杰.德國“雙元制”實踐基地建設(shè)方案探討與研究[J].林區(qū)教學(xué)，2011（18）.