船舶与海洋工程硕士生《现代轮机工程导论》课程建设与实践研究

朱发新，卢金树，滕宪斌，王伟军，吴文锋，张英俊

（1.浙江海洋大学 船舶与海运学院，浙江 舟山316022；2.广州航海学院 轮机工程学院，广州510725）

0 引言

《现代轮机工程导论》是一级学科硕士点船舶与海洋工程开设的一门学位专业课，是轮机工程学科方向（或研究方向）硕士研究生的必修课程，也是船舶与海洋结构物设计制造、水声工程、海洋工程学科方向（或研究方向）等硕士研究生的选修课程。

目前，一些专家学者已经开展了与本课程相似或关联度较大的课程教学研究，并取得了一定成果。王克[1]、张本[2]、吴晓光[3]、郭军武[4]、李文华[5]、张兴彪[6]等专家学者出版了《轮机概论》教材，该教材主要适用于航海类专业中航海技术（或船舶驾驶）专业的本科生，系统讲授了轮机管理基础、船舶柴油机动力装置、船舶推进装置等内容。张存有[7]、李海艳[8]、隋江华[9]等专家学者出版了《轮机业务概论》、《轮机工程导论》等教材，该教材主要适用于航海类专业中轮机工程（或轮机管理）专业的本科生，主要讲授了轮机工程概要、船舶动力装置、船舶推进装置等船舶各类系统的基本知识。通过课程的学习，提高学生对轮机工程的感性认识，提升轮机工程专业学生的专业素质。丁国柱等[10]指出了现有《轮机概论》教学中存在的教学内容不恰当、满堂灌式教学方法不合理、纯理论式教学理念较陈旧等问题或不足，从课程改革理念、课程内容、课堂教学手段、考核方式等方面提出了具体的教学改革措施和意见。温格知等[11]根据多年的《轮机概论》课程教学经验，从不同专业对轮机知识有不同要求、教学方法优化、注重培养学生分析和解决专业问题的能力等方面进行了探讨。上述专家学者所做研究都是基于航海技术或轮机工程本科生的，而面向船舶与海洋工程硕士研究生的课程教学研究则少有报道。

本文以浙江海洋大学船舶与海洋工程硕士研究生培养方案和《现代轮机工程导论》课程基本情况为基础，总结出该课程教学中存在的一些不足或问题，制定了课程建设方案，分析了近几年课程教学实践效果及仍然存在的不足，最后提出了《现代轮机工程导论》课程后续的改进措施或意见。

1 《现代轮机工程导论》课程简介

1.1 浙江海洋大学船舶与海洋工程一级硕士学位点概述

浙江海洋大学的船舶与海洋工程是国家级特色专业，浙江省重点学科、重点专业和浙江省特色优势专业。我校船舶与海洋工程学科专业主动对接国家经济建设、社会发展及产业需求等，不断提高学科专业的自身实力，于2011年获批船舶与海洋工程一级硕士学位点（学术型），2012年开始招收硕士研究生。船舶与海洋工程一级硕士学位点依托众多的国家级、省部级教学、实践及科研平台等，培养了一批又一批高质素的研究型人才。

目前，我校船舶与海洋工程一级硕士学位点下设了4个二级学科（二级硕士学位点），分别是轮机工程、船舶与海洋结构物设计制造、水声工程及海洋工程。这4个二级学科自成体系又相互联系。

轮机工程二级学科（二级硕士学位点）又分为船舶动力工程及配套设备、船舶电气及其自动化、船舶安全与污染控制共3个研究方向，主要开展液货船、江海联运船、LNG动力船等船舶的安全营运、节能减排、风险评估，以及污染控制技术等方面的研究。

1.2 《现代轮机工程导论》课程简介

《现代轮机工程导论》（Introduction of Modern Marine Engineering）是船舶与海洋工程硕士研究生的一门学位专业课。本课程主要包括轮机工程基础、船舶柴油机动力装置、船舶推进装置、船用泵、船舶甲板机械、船舶辅助系统、现代船舶轮机工程技术发展趋势等模板内容。通过本课程的学习，掌握现代轮机工程的基本知识和基本技能或方法，为后续学位专业课、科研与实践活动等打下坚实的基础。

《现代轮机工程导论》课程为2学分，32学时，其中理论32学时，实践0学时。该课程一般安排在第2学期的第1～16周进行，每周一次课2学时。其先修课程是《高等工程热力学》，后续课程有《动力装置控制与仿真技术》、《船舶与海洋结构物水动力分析》、《船舶与海洋结构物载荷与动力响应》等。

2 《现代轮机工程导论》课程建设方案制定

2.1 《现代轮机工程导论》课程教学存在的问题或不足

自《现代轮机工程导论》课程设立以来，深受轮机工程及其他学科方向研究生的偏爱，一直开课至今。经过课程教学团队多年以来的不懈努力，《现代轮机工程导论》课程资源丰富，学生主动学习的积极性很高，师生互动氛围浓烈，教学效果良好。不过本课程教学中仍然存在着一些问题或不足，具体如下：

1）课程学时（或课时）少，且分配不合理。《现代轮机工程导论》课程的教学模块内容很多，专业实践性也很强，其教学效果的好坏，直接影响到后续课程及毕业论文的教学质量。目前《现代轮机工程导论》课程为2学分，32学时，其中理论32学时，实践或实验0学时。仅仅依靠纯理论教学，很难取得良好的教学效果。

2）课程内容多，授课难度大。《现代轮机工程导论》主要包括轮机工程发展概述、轮机工程基础、船舶柴油机动力装置、船舶推进装置、船用泵、船舶甲板机械、船舶辅助系统等模板内容。每个模板内容很多，且相互独立，可自成体系。在只有32课时的情况下，其授课难度很大。

3）教学资源零散，未有效整合到课程教学网站平台。《现代轮机工程导论》课程已有课程简介、教学大纲、教学课件、习题集、部分教学案例、部分教学视频及部分设备拆装视频等。

我校已有海洋领域国际科技合作基地、浙江省近海海洋工程技术重点实验室、浙江省海洋大数据挖掘与应用重点实验室、船舶动力装置拆装实验室、船舶动力装置操作实验室、轮机模拟器、自动化机舱、电子电气实验室等国家级和省部级科研平台、实验室，基本涵盖了本课程涉及的各类船舶机电设备，基本可以满足本课程的实践或实验教学。

我校已有浙海科1号和浙渔科2号共2艘科考船，分别于2013年及2017年交付及使用，可开展部分实船实践或实验项目。

教学资源已初具规模，不过较零散，也未有效整合到浙江省在线开放课程共享平台、爱课程、智慧树或超星等教学网站平台。没有功能齐全的课程教学网站平台，不利于学生的自主学习。

4）授课教师安排不合理，未形成有效的教学团队。本课程的教学模块及其内容很多。由于每个任课教师学科专业、研究方向及归属的课程组不同，大多数老师只精通本课程的一个或几个教学模块。自本课程开设以来，有3位教师承担过该课程，且每次都是由一位教师独立完成本课程所有教学模块内容，其授课难度很大。因此，本课程授课教师的安排是不合理的。

由于课程学时少，教学工作量也少，课程授课及建设也是由单个教师完成，教师之间相互协作很少，本课程也未形成有效的教学团队。

5）已有的《轮机概论》等教材不太满足船舶与海洋工程硕士生教学的要求。目前，市面上已有的《轮机概论》适用对象主要是航海技术专业的本科生，《轮机工程导论》适用对象主要是轮机工程（轮机管理方向）专业的本科生。而本课程适用对象是船舶与海洋工程的硕士生，面上研究生的课程除包含有基础的船舶机电设备的典型结构、工作原理等外，还应该包含的是科研思维的锻炼与启发，所以已有的《轮机概论》等教材不太满足船舶与海洋工程硕士生教学的要求。

2.2 《现代轮机工程导论》课程建设方案制定

2.2.1 教学大纲与教学内容调整

在教学大纲制定时，需要综合考虑国家经济建设、社会发展、科学技术革新及产业需求等因素，及时调整本课程的教学大纲和教学内容，调整后的本课程学时安排及教学内容如表1所示。

表1 《现代轮机工程导论》学时及教学内容安排

如表1所示，本课程学时（或课时）应调整为40+8，其中理论教学40学时，实践与实验教学8学时。

理论教学包含6个教学模块，总共40学时。根据研究生的学科专业及研究方向不同，课程教学模块及内容可以自由选择，一般要求选择同一教学模块的研究生数不少于3人，这个教学模块才可以开设。如研究生没有选择所有教学模块，只选择教学模块1、2和6，则这3个教学模块学时可以适当增加，但是不能超过40学时。另外，教学模块6可以采用讲座形式进行，让研究生及时掌握最新的船舶节能减排、新能源以及污染控制等方面的内容。

实践与实验教学为8学时，一般可分为5个教学模块、3个层次及3种类型实验，具体如图1所示。

图1 实践与实验教学体系组成框图

3个层次实验：1）基础训练实验是基本知识、基本操作和基本技能训练，是进一步学习的基础，侧重培养学生动手能力和实验技巧。2）综合设计实验是将知识、技术、实验方法和手段相结合的综合应用训练，掌握基本的学科专业研究方法，侧重培养学生知识综合能力和分析解决问题的能力。3）创新实验是进行系统的课题研究过程和研究方法训练，侧重培养学生进行科学研究的能力和创新能力。

3种类型实验：1）传授型实验为船舶机电设备的操作与拆装，主要目的是突出研究生对船舶机电设备的掌握、实验技能的训练，促进实验能力培养。2）开放自主型实验是通过实验室的开放，倡导学生自主实验，突出研究生的个性培养，为拔尖人才创造成长成才条件。3）研究型实验是依托现有的船舶机电设备和教师研究课题特色，通过科研训练，进行选题调研、文献查阅、实验方案设计、结果分析和成果总结等训练，突出研究生的科研能力、科研素质和团队合作精神的培养。

一般地，研究生可以根据需要选择以上实验的1种、2种或3种，可以设计3～4个实验项目，但是总学时不超过8学时。

2.2.2 教学团队建设

本课程总共分为7个教学模块，依据教师的学科专业、研究方向及所属课程组的不同，将教师和实验员归入到不同的教学模块组，每个教学模块至少要有2名教师，不同教学模块允许有部分相同的教师。为了保证课程的教学质量与效果，教师应尽可能只归入到一个教学模块。

除了理论教学教师和实验员外，教学团队还应该配有若干名技术开发人员和企业工程师，其中技术开发人员主要承担教学网站平台开发、维护及教学互动等。企业技术人员或工程师主要承担课程授课、实践与实验教学、项目指导、毕业论文指导等，提升学术型硕士研究生培养中的工程实践和应用能力。

各教学模块教师、实验员、技术开发人员、企业工程师相结合，形成一支教育理念先进、学术水平高、教学科研能力强、实践经验丰富、勇于创新的课程教学团队，教学团队人数为9～14名。

2.2.3 自主学习课程教学网站平台建设

综合比较各类教学网站平台，选择一个页面友好、操作简单、互动方便等功能强大的教学网站平台，严格按照省级或国家级精品课程建设要求，将已有的课程教学大纲、课程简介、教学日历、教学课件及习题集等资料上传到该网站平台里。

将已有的教学视频剪辑成知识点碎片化短视频，录制缺少的教学视频，形成一门完整课程的教学知识点短视频，并上传到网站平台里。

2.2.4 课程教学方法改革

本课程教学可以采用理论教学、实践与实验教学、案例分析、专题讲座、网络教学等多种形式相结合的教学方法。针对不同教学模块的具体内容，选定一种或几种教学方法，充分发挥各种教学方法的优势，达到最优的教学效果。

理论教学时，可以采用PPT、教学视频、教学模型、FLASH动画等相结合，提升学生的感性认识，达到掌握船舶机电设备的典型结构、工作原理、操作程序、故障诊断与处理等。

实践与实验教学可以采用实验室/实船现场实验、虚拟仿真实验及虚实结合实验等方式，既保证了实践实验教学效果，又降低了实验成本，保障实验安全。

案例教学一般以经典案例或时下热点案例为研究对象，经过小组同学们的热烈讨论，教师的正确引导，客观分析这个案例的产生背景、发展历程及产生的后果。案例教学中应紧扣案例中的问题，力求带给学生一定的启示和体会，提升研究生理论与实践相结合的能力。

专题讲座一般是邀请行业内知名专家学者、企业工程师等，针对某一个主题，展开系统论述，并通过面对面交流，拓展学生的知识面，增长学生的见识，达到良好的教学效果。

网络教学丰富了课堂形式，可以充分调动和发挥学生的主观能动性。让学习不仅仅局限于课堂，可以实现教学资源共享，发挥其教学信息量大的优点，实现学生随时随地的学习。

2.2.5 课程教材建设

参考现有的《轮机概论》《轮机工程导论》等教材内容，重构船舶与海洋工程硕士生《现代轮机工程导论》课程的章节内容，本课程教材应增加船舶机电设备的状态参数测量、故障诊断、系统建模等内容。在内容上还可以增加实践或实验教学，列出基础训练型、研究型及开放自主型实验等多种形式的实验，满足研究生不同层次培养的需求。

3 《现代轮机工程导论》课程实践效果分析

3.1 选修人数稳中有升

选修占比是指课程选修的研究生人数除以同届研究生总人数。根据学院提供的数据，2012级到2019级本课程选修占比统计数据如图2所示。从图2可知，本课程选修占比基本呈现上升趋势，到2019级达到最高，约占60.9%。说明本课程逐渐受到众多研究生的追捧。

图2 近几年《现代轮机工程导论》课程研究生选修占比统计数据图

3.2 师生评价效果良好

通过多次的教学改革与实践，本课程的教学良好。尤其是采用模块教学后，实行多位老师按照不同教学模块授课，教学质量显著提高，受到师生的一致好评，近3年学生的评教分均在96分以上，具体如图3所示。采用小论文考核后，学生的团队协作能力与科研思维也得到明显提高。

3.3 课程教学团队建设效果显著

图3 近几年的《现代轮机工程导论》课程的学生评教分统计数据

经过多年的人员引进和在职深造及培养等多种途径，目前本课程教学团队建设效果显著，本课程教学团队共有人员14名。1）职称方面。教授2名，包括外聘客座教授1名；副教授7名，包括校内的高级实验师1名和校外的企业高级工程师1名；讲师5名，包括技术开发人员1名。2）学历方面。博士6名；硕士6名，学士2名。3）实践或实验指导人员总共有7名，其中，校内高级实验师1名和兼职实验师5名，校外的高级工程师1名。4）讲座或报告人要求具备高级职称的人员总共有8名，其中，校内的教授1名，副教授5名，校外的客座教授1名和企业的高级工程师1名。

4 结论

从我校船舶与海洋工程一级硕士点概述入手，简介了《现代轮机工程导论》的课程性质、学分学时及与其他课程的关系。

从课程学时（或课时）少且分配不合理，课程内容多授课难度大，教学资源零散，未有效整合到课程教学网站平台等方面总结出《现代轮机工程导论》课程教学存在的问题或不足。针对这些问题或不足，从教学大纲与教学内容调整、教学团队建设、自主学习课程教学网站平台建设等方面提出了《现代轮机工程导论》课程建设方案。

从选修人数稳中有升、师生评价效果良好、课程教学团队建设效果显著等方面分析了本课程近几年课程实践效果。

近几年，本课程教学团队成员通力合作，不断推动课程建设及实践，取得了一定成效，仍然存在一些不足，后续课程教学中可以进一步努力，具体如下：

1）本课程的教材仍未出版。经过多年来多位老师的共同努力，本课程的讲义已经初步定稿，正在与出版社协商出版事宜，预期今明年可出版发行及使用。

2）本课程的教学网站平台仍未全部完成。本课程的教学网站平台选用的是超星在线学习平台。目前该平台已经上传了课程教学大纲、课程简介、教学日历、教学课件及章节习题等资料，还缺少部分的教学知识点碎片化视频，等全部补齐后再上传，预期今年能完成。另外教学互动模块还未启动使用，后续等课程开设后同步启动，届时可以测试作业批改、教学互动交流效果等。

课程建设一直在路上，需要课程建设团队成员不断学习，密切关注国内外本学科专业的最新技术发展和本课程的教学内容变化，及时调整课程教学大纲及教学内容，并在实践中不断总结，不断提升《现代轮机工程导论》课程教学质量。