劉文璽 李廣靈

摘? 要：研究生教育是培養(yǎng)高尖技術(shù)人才的主陣地，培養(yǎng)理論功底扎實、自學(xué)能力過硬和實踐能力突出的高尖技術(shù)人才意義重大，也是當(dāng)前院校研究生教育主要任務(wù)。文章針對船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論的特點和教學(xué)過程中存在的不足，以振動聲輻射數(shù)值模擬技術(shù)為基礎(chǔ)，提出“應(yīng)用—理解—再應(yīng)用理解”的艦船結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論教學(xué)模式，從“初步應(yīng)用體驗認知與問題發(fā)現(xiàn)”“理論本質(zhì)探究與理解”和“再次應(yīng)用驗證與提高”三個階段，詳細闡述了該教學(xué)模式的具體組織實施方法。教學(xué)實踐表明，使用該模式教學(xué)，學(xué)員對課程教學(xué)的滿意度和實踐應(yīng)用能力均得到了較大程度的提高。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；自學(xué)能力；實踐應(yīng)用能力；應(yīng)用理解；隱身設(shè)計理論

中圖分類號：G624? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）08-0083-04

基金項目：海軍工程大學(xué)教學(xué)發(fā)展基金課題“應(yīng)用-理解-應(yīng)用的以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)方法探索”（項目課題：HG2021019）。

作者簡介：劉文璽（1977—），男，博士，博士后，海軍工程大學(xué)艦船與海洋學(xué)院副教授，研究方向為艦船結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計等；李廣靈（1993—），男，學(xué)士，海軍工程大學(xué)艦船與海洋學(xué)院助教，研究方向為機械設(shè)計制造及其自動化。

一、研究意義

研究生教育水平是衡量一所大學(xué)、一個國家教育發(fā)展水平的重要指標。教育部下發(fā)的《關(guān)于加快新時代研究生教育發(fā)展的意見》指出：“落實立德樹人根本任務(wù)，推動研究生教育內(nèi)涵發(fā)展。”軍校研究生具有軍人和學(xué)生的雙重身份，作為一名軍人要達到“有靈魂、有本事、有血性、有品德”的新時代“四有”軍人要求，同時作為一名高校研究生，其專業(yè)素養(yǎng)及科研學(xué)術(shù)能力也必不可缺，這就需要軍校在開展常規(guī)研究生教育基礎(chǔ)上，更加重視實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)［1］。

在高等院校教育中，從課程體系設(shè)計、課程內(nèi)容設(shè)置、課程教學(xué)方法、課程實踐教學(xué)、師資力量建設(shè)等幾個方面，對高等教育中如何提高學(xué)員實踐應(yīng)用能力研究已進行了許多探索［2］，并取得了良好效果。然而，隨著新一輪科技變革和產(chǎn)業(yè)變革，以人工智能、量子信息等為代表的新一代信息技術(shù)加速突破應(yīng)用，對于人才培養(yǎng)又提出新的更高的要求，特別是軍校工科研究生專業(yè)課教學(xué)中，應(yīng)該在注重培養(yǎng)學(xué)術(shù)能力的同時，更加注重專業(yè)知識的實踐應(yīng)用和軍事理論的實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)［1］。這就要求工科研究生專業(yè)課教學(xué)既要落實相關(guān)專業(yè)理論知識教學(xué)要求，又要加強實踐應(yīng)用能力的訓(xùn)練。

對標新時代軍事教育方針，目前軍校工科研究生專業(yè)課程教學(xué)存在重課堂教學(xué)、輕實踐應(yīng)用的現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在：

1.課程教學(xué)對學(xué)員的實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)關(guān)注不夠，缺少實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)的統(tǒng)籌設(shè)計。課程對能力養(yǎng)成設(shè)計不夠全面，關(guān)注學(xué)術(shù)能力較多，對實踐應(yīng)用能力關(guān)注較少。

2. 研究生課程實踐應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容相對較少，實踐應(yīng)用改革措施少，培養(yǎng)針對性不強。

為解決上述問題，本研究開展了研究生專業(yè)課程教學(xué)改革探索與實踐，以實現(xiàn)軍校研究生的培養(yǎng)目標，強化實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)［3］。

二、教學(xué)模式構(gòu)建

船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計，理論基礎(chǔ)復(fù)雜，設(shè)計手段靈活多樣，開展船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論教學(xué)時必須使學(xué)員熟悉研究對象的特征和一般規(guī)律，才能比較真切地領(lǐng)悟到船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論和方法的本質(zhì)。毛澤東在《實踐論》中指出：“通過實踐而發(fā)現(xiàn)真理，又通過實踐而證實真理和發(fā)展真理?！边@無疑給開展船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論教學(xué)指明了方向。因此，本文按照“應(yīng)用—理解—再應(yīng)用理解”的知行統(tǒng)一觀，結(jié)合船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計領(lǐng)域的系統(tǒng)構(gòu)建情況，采取“初步應(yīng)用體驗認知與問題發(fā)現(xiàn)”“理論本質(zhì)探究與理解”和“再次應(yīng)用驗證與提高”的步驟，建立一個“實例引導(dǎo)、問題與理論研討、實踐驗證”的教學(xué)實施閉環(huán)，形成一種“從實踐中來，回到實踐中去”的知識學(xué)習(xí)和能力轉(zhuǎn)化模式［4］，如圖1所示。

（一）教學(xué)任務(wù)部署

根據(jù)課程知識單元的授課安排，授課前，教員布置教學(xué)任務(wù)，明確單元教學(xué)目標、主要內(nèi)容和組織實施方法。

（二）學(xué)員模仿操作，觀察現(xiàn)象，提煉問題

選擇部分章節(jié)內(nèi)容，交給學(xué)員自學(xué)，教員指明學(xué)習(xí)的重點，提供相應(yīng)的資料，明確學(xué)員需要完成的結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計任務(wù)。學(xué)員先學(xué)習(xí)知識的實際應(yīng)用方法、相關(guān)的應(yīng)用案例，結(jié)合數(shù)值模擬軟件，完成相對較簡單的結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計任務(wù)，需對所學(xué)知識的用途有較清晰的認識，總結(jié)并提出與結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計原理、方法等相關(guān)的問題。

（三）理論探究

結(jié)合學(xué)員體驗情況，聚焦單元教學(xué)目標和內(nèi)容，以學(xué)員模仿操作中提出的主要問題為牽引，組織學(xué)員進行分組討論和理論辨析，教員與學(xué)員對問題進行討論，明確解決問題的關(guān)鍵，然后，以學(xué)員自學(xué)為主，進行相關(guān)理論知識的補充學(xué)習(xí)，教員在學(xué)員討論的基礎(chǔ)上進行理論知識的歸納總結(jié)，幫助學(xué)員在實踐中理解和掌握專業(yè)理論的本質(zhì)內(nèi)容［5］。

（四）實踐課題制定

結(jié)合教學(xué)目標和第二步的實踐內(nèi)容、第三步的理論探究，制定下一步實踐應(yīng)用的題目，明確學(xué)員實踐應(yīng)用的目標、內(nèi)容和要求。

（五）應(yīng)用驗證轉(zhuǎn)化

依托專業(yè)實驗條件，組織學(xué)員開展實踐應(yīng)用驗證，學(xué)員再次進行結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計的實踐，將學(xué)習(xí)的理論知識應(yīng)用于解決具體問題，透徹理解所學(xué)知識在解決實際問題中的運用，發(fā)現(xiàn)理論認識的偏差和知識應(yīng)用的不足，幫助學(xué)員將知識全面轉(zhuǎn)化成應(yīng)用能力。教員結(jié)合學(xué)員實驗情況，進行單元教學(xué)效果的綜合評價。

三、組織實施方法

基于“應(yīng)用—理解—應(yīng)用”教學(xué)模式，利用院校豐富的船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計資源，開展船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論教學(xué)，主要方法如圖2所示。

（一）熟悉資源，初步體驗認知

使學(xué)員主動了解大學(xué)豐富數(shù)值模擬資源，對各種軟硬件的功能、組成、優(yōu)勢等方面做全面的細致了解，確定此次實踐應(yīng)用訓(xùn)練中能夠采用的數(shù)值模擬工具。

（二）設(shè)定案例，探尋本質(zhì)，提煉問題

教員將教學(xué)內(nèi)容分成兩大部分，一部分以教員講授為主，另一部分交給學(xué)員自學(xué)，學(xué)員自學(xué)內(nèi)容共2個模塊，其中，模塊1是艦船結(jié)構(gòu)幾何模型聲學(xué)設(shè)計的基本原理及其應(yīng)用，模塊2是結(jié)構(gòu)振動數(shù)值模擬的基本原理及其應(yīng)用。對每一個模塊，教員設(shè)定兩個結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計數(shù)值模擬案例，前一個相對簡單，后一個相對復(fù)雜。學(xué)員學(xué)習(xí)的2個模塊與教員講授的部分交叉進行。案例的選擇應(yīng)重點突出三個方面，一是案例要有較強的啟發(fā)性?；趯W(xué)員對船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論的初步認識，聚焦模塊教學(xué)重難點問題，按照透過現(xiàn)象探尋本質(zhì)的認識規(guī)律要求，由淺入深，按照模塊教學(xué)內(nèi)容的邏輯關(guān)系，設(shè)置幾個啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)員由初步認識逐步升華為對船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論的理性認識。二是案例設(shè)計要有較強的連貫性。案例要承接前面的內(nèi)容，順應(yīng)后面的內(nèi)容，與前后存在明顯的邏輯關(guān)系，但是，這一階段的案例要比較容易實現(xiàn)，例如加筋平板結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計，滿足由淺入深的內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排，能夠反映理論的物理現(xiàn)象。三是案例設(shè)計要有較強的實踐性。船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論教學(xué)的目的是將結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論和方法轉(zhuǎn)化為實踐應(yīng)用能力，并應(yīng)用于工程實際中，因此，在案例設(shè)計中，要盡可能設(shè)置實際設(shè)計中常遇情境和常見問題，或者引導(dǎo)學(xué)員不斷提出問題，目的是引導(dǎo)學(xué)員將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐應(yīng)用能力，進一步提升學(xué)員對理論知識的理解和掌握程度。教員應(yīng)及時進行歸納總結(jié)，實現(xiàn)學(xué)員對理論知識從模糊到清晰、從局部到整體、從零碎到系統(tǒng)的認識。

（三）深入實踐應(yīng)用驗證，促進能力提高

根據(jù)模塊教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合初步實踐應(yīng)用，選擇結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)聲學(xué)特征、主要尺度等特征與工程實際有很大相似性的研究對象，如水下大型潛器等，再次進行實踐應(yīng)用訓(xùn)練，并且在訓(xùn)練中要解釋首次實踐中產(chǎn)生的問題，做到充分理解，促進學(xué)員將已經(jīng)理解掌握的理論知識轉(zhuǎn)化為船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計的實踐應(yīng)用能力，并結(jié)合實踐應(yīng)用的過程和結(jié)果，進行不斷地反思和深化理解，進而達成單元授課目標。

實踐應(yīng)用課題的設(shè)計尤為關(guān)鍵，要結(jié)合單元教學(xué)內(nèi)容的特點，增強實驗?zāi)繕撕蛢?nèi)容的針對性和具體性，確保實驗課題內(nèi)容與單元教學(xué)重難點內(nèi)容相符，做到有實例、有理論、可操作、可驗證。

四、應(yīng)用效果評價

上述教學(xué)模式已經(jīng)應(yīng)用在船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論課程。為了說明這種教學(xué)模式的教學(xué)效果，本文從實踐課題完成質(zhì)量、教學(xué)氛圍、課程教學(xué)目標實現(xiàn)度等三個方面對近四年的情況進行比較，結(jié)果如圖3所示：

（一）實踐課題完成質(zhì)量

由圖3可以看出，與采用該教學(xué)模式前相比，學(xué)員實踐課題的完成質(zhì)量具有較大的提高，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是實踐課題規(guī)定時限內(nèi)完成率大幅提高，超過90%的學(xué)員能夠在規(guī)定的實踐時間內(nèi)提交一份實踐總結(jié)，而在前兩年，只有少數(shù)幾名學(xué)員能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成實踐總結(jié)報告；二是實踐總結(jié)的質(zhì)量大幅提高，在前兩年，學(xué)員的報告幾乎就是實踐過程的流水賬，沒有主次之分，對實踐過程中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象不進行討論、探究，很少有學(xué)員在實踐報告的最后進行較深刻的總結(jié)并闡述自己的觀點、認識。與以往不同的是，學(xué)員現(xiàn)在的學(xué)習(xí)主動性顯著提高，對研究對象的特點、規(guī)律以及課題實踐的目標任務(wù)認識把握更加準確，學(xué)員實踐結(jié)果的可信度大幅提高。

（二）教學(xué)氛圍良好

采用該教學(xué)模式后，學(xué)員帶著問題參與教員的情境引導(dǎo)，學(xué)員的參與熱情空前提升。一方面，學(xué)員在參與討論之前，將自己提煉的問題依據(jù)與實踐課題關(guān)系的緊密程度，按照先后順序進行排列，并且對典型問題進行了標注和說明，例如存在的主要疑惑是什么、需要重點突破的是什么、這個問題的解決關(guān)系到實踐中哪一步能否順利進行等。另一方面，教員在與學(xué)員互動之前會提前了解清楚學(xué)員的問題、關(guān)心的重點內(nèi)容，提前思考，從教員的角度理解學(xué)員關(guān)注的重點和問題的本質(zhì)。正因為師生雙方已經(jīng)做了充分準備，因此，在教與學(xué)、學(xué)與學(xué)的交流中，與以往相比更加活躍生動，教學(xué)效果更加顯著，學(xué)員實踐結(jié)果滿意度大幅提高。

（三）課程教學(xué)目標實現(xiàn)度高

通過傳統(tǒng)的理論考核和綜合能力考核兩種模式考核，考核結(jié)果表明，學(xué)員理解掌握的相關(guān)理論內(nèi)容部分得分率大幅提高，而且針對具體問題的分析和方案設(shè)計能力也大幅提升。例如在理論考核中，要求學(xué)員結(jié)合自己的研究方向，簡述艦船結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計與國家安全之間的關(guān)系。由于學(xué)員經(jīng)歷了“初步應(yīng)用體驗認知與問題發(fā)現(xiàn)”“理論本質(zhì)探究與理解”和“再次應(yīng)用驗證與提高”的系統(tǒng)鍛煉，對該問題的回答既翔實、又符合工程實際，同時又有一定深度和廣度。另外，在教學(xué)實施過程中與學(xué)員進行深入交流時發(fā)現(xiàn)，學(xué)員普遍對概念理解、原理掌握、方法應(yīng)用和實踐能力四個方面進步較快，表明該教學(xué)模式對于改進船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論教學(xué)組織實施方法，提高教學(xué)效果，促進學(xué)員能力形成發(fā)揮了重要作用。

五、結(jié)語

本文提出了以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的應(yīng)用—理解—再應(yīng)用教學(xué)模式，并應(yīng)用于研究生專業(yè)基礎(chǔ)課“船體結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計理論”的實踐教學(xué)。實踐表明，按照教學(xué)任務(wù)部署、學(xué)員模仿操作提煉問題、學(xué)員理論探究、實踐課題制定、應(yīng)用驗證轉(zhuǎn)化的模式制定具體的實踐教學(xué)組織實施策略，能夠充分調(diào)動學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)員探究知識的熱情，培養(yǎng)學(xué)員在實踐中主動學(xué)習(xí)、理解并掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識的能力，解決本課程教學(xué)中存在的理論知識學(xué)不懂、實際的結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計能力弱、理論與實踐脫節(jié)的問題，推動工科院校研究生教育實現(xiàn)內(nèi)涵式發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：淳潔）