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培根铸魂 启智润心 | 学院优秀课程思政(第7期)“船舶概论”教学素材案例
发布时间:2022-10-14     作者:   分享到:

编者按:

有人说课堂是传授知识的地方

有人说课堂是获得成长的地方

更重要的是

神圣的课堂

是树立远大理想

弘扬时代精神的舞台

学院在教育部本科人才培养改革精神和“西北工业大学一流本科人才培养行动计划”(30条)的指引下,近年来紧扣“培根铸魂 启智润心”主题,全面推进课程思政建设,将思政工作体系贯通人才培养体系全过程,尤其是在专业理论课与实践课程教学中,形成了“门门有思政,人人有思政”的局面,自即日起遴选优秀课程思政案例进行展示。

一、素材介绍

(一)案例素材名称

波浪驱动无人船中的思政元素

(二)素材内容简介

本素材源于科技部重点研发计划项目。研究目标为研制波浪力推进无人船和水下探测阵列,将两者组合成为水下探测系统平台,作为移动式主动水下探测节点。通过无人船平台搭载水下探测设备,可以更加经济、更加高效、更加安全地实现对特定海域的监测。无人船、水下探测阵列和无人船释放探测阵列的工作状态如下图1、图2和图3所示。

图1无人船照片

图2水下探测阵列

图3无人船释放探测阵列的工作状态

在本项目中,研制水下探测装置自动吊放系统,对于提高无人船探测系统的自动化程度和效率,保证水下探测设备的安全,具有重要意义。本项目无人船为双体船,长度为6m,型深8m,排水量为2500kg,尺度、浮力较小,而吊放系统的重量超过500kg,吊放系统的布局对无人船的初稳性影响很大,直接关系到无人船的安全。在研发过程中,先后设计了四种吊放装置布局方案,包括旋转式(图4所示)、抽屉式(图5所示)、船中固定式(图6所示)、船尾固定式(图7所示)。对四种方案中测船舶初稳性进行详细的分析、计算、比较,最后确定船中固定式方案。

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a)湿端工作状态 (b)湿端回收状态

图4旋转式布局设计示意图

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a)湿端工作状态
(b)湿端回收状态

图5抽屉式布局设计示意图

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a)船中部吊放湿端回收状态 b)船中部吊放湿端工作状态

图6船中固定式布局设计示意图

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a)船尾部吊放湿端工作状态 b)船尾部吊放湿端回收状态

图7固定式布局设计示意图

二、思政育人

(一)思政育人主题

1.分析海洋安全形势,介绍海洋战略,树立海洋报国情怀;

2.理解海洋能源对碳排放的现实意义;

3.引导学生建立尊重科学规律、严谨分析论证的科研理念。

(二)思政主题释义

分析“工欲善其事,必先利其器”的现实意义,保卫海洋,维护海洋权益,必须有先进的无人设备,树立海洋报国情怀。

分析波浪推进技术的特点和国内外研究现状,理解科技创新的驱动力和应用前景,介绍海洋能源技术,理解节能减排的现实意义。

船舶稳性是船舶安全的核心性能之一,在船舶设计时必须仔细计算校核,通过阐述分析吊放系统布置方式的设计论证过程,引导学生建立尊重科学规律、严谨分析计算论证的科研理念。

三、素材应用

1.教学内容

专业:船舶与海洋工程专业

课程:《船舶概论》

教学内容:第三章、第四节 船舶稳性

2.教学设计

(1)教学目标

素质目标:引导学生了解我国海洋战略,树立海洋报国的信念,建立正确的人生价值观;了解新能源技术对碳排放的重要作用,激发学生的创新思维;了解科研的基本流程,培养认真、严谨的科研态度和勇于挑战的科学精神。

知识目标:掌握船舶稳性的基本概念,稳心、恢复力矩的定义、物理意义和计算方法;了解改善船舶初稳性的思路和方法。

能力目标:进行船舶稳性计算和评估,并提出改善初稳性的工程实施方案;熟悉科研的基本流程,建立系统设计概念。

(2)课程思政融入方法

1)知识传授:讲解握船舶稳性的基本概念,稳心、恢复力矩的定义、物理意义和计算方法;了解改善船舶初稳性的思路和方法。

2)知识拓展:如何改善船舶的稳性。

3)科研项目引入,介绍本节知识点的工程应用。

介绍科研项目的背景和意义,介绍无人系统对于海洋保护和监视的重要意义。

引入基于波浪推进无人船的水下探测系统,分别介绍无人船和水下探测阵列的尺寸、重量等技术参数,从无人船探测系统的角度,深入分析四种布置方式对船舶稳性的影响。

给出海南实验照片和视频,进行项目和知识点的总结。

4)课堂讨论:总结时引出介绍波浪推进的特点,组织学生对海洋能源种类和特点进行讨论。

(3)课程思政教学实施过程

1)图片引入案例:通过南海地图,介绍我国海洋权益保护在南海地区面临的严峻趋势;

2)举例说明美国和越南等国在南海侵犯我国海洋权益的各种行动;

3)总结出南海巡航的必要性和重要性,让学生了解我国海洋权益和海洋战略。

4)通过成语“工欲善其事,必先利其器”,分析海空军南海巡航的现有手段,引出无人巡航系统的重要价值;

5)结合项目PPT,介绍无人船探测系统,结合船舶稳性的相关知识,重点分析四种布置方式对船舶稳性的影响,让学生了解科研工作的基本流程,培养认真、严谨的科研态度和用于挑战的科学精神;

6)案例总结,展示项目在南海试验的照片和视频,与学生们共享试验成功的自豪感,激发学生研究海洋装备的热情,引导学生树立“海洋报国”的理想信念。

7)案例拓展,进一步介绍波浪推进的基本原理,引出节能减排的理念,进行课堂讨论,让学生列举各种各样的海洋能源技术。

8)归纳总结,简要介绍波浪能、潮汐能、温差能、风能、太阳能、生物能、海流能等海洋能源,给出欧洲国家海洋能源利用的具体数据,让学生理解海洋能源的巨大利用潜力,并分析海洋能源对于碳排放的重要意义,把专业知识和人类未来紧密结合起来,建立“绿色能源”理念。

3.教学效果

通过本案例,在知识传授方面,让学生理解了稳性的概念和作用,能够对初稳性进行计算和分析,具备了船舶稳性设计和评估的能力。在思想育人方面,引导学生了解我国海洋战略,树立海洋报国的信念,建立正确的人生价值观。在能力培养方面,让学生了解科研的基本流程,培养认真、严谨的科研态度和用于挑战的科学精神,激发学生的创新热情、思维和能力。

4.教学反思

本案例以教学内容为基础,紧密结合科研项目和经验,实现了知识传授、思政育人的有机融合,激发了学生的学习热情和热烈的课堂讨论,取得了预期教学效果,学生反馈良好。

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