王巖，單浩明

(大連海事大學(xué) 航海訓(xùn)練與研究中心，遼寧 大連　116026)

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自動評估系統(tǒng)在船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估中的應(yīng)用設(shè)計

王巖，單浩明

(大連海事大學(xué) 航海訓(xùn)練與研究中心，遼寧 大連116026)

摘要：概述現(xiàn)有的航海類本科船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估模式現(xiàn)狀及不足，以自由降落救生艇實訓(xùn)教學(xué)為例，闡述自動評估系統(tǒng)在船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估中的設(shè)計與應(yīng)用，以期降低學(xué)生和教師在實訓(xùn)教學(xué)中的危險系數(shù)，增強教學(xué)效果，彌補目前實訓(xùn)教學(xué)和評估的不足。

關(guān)鍵詞：STCW公約；實訓(xùn)教學(xué)和評估；自動評估系統(tǒng)；船員培養(yǎng)

一、引言

STCW公約馬尼拉修正案已于2012年1月1日起正式生效，《中華人民共和國海船船員適任考試和發(fā)證規(guī)則》(交通運輸部2011年12號令)和《中華人民共和國海船船員培訓(xùn)合格證簽發(fā)管理辦法》也于2012年3月1日開始實施。這一系列涵蓋適任考試大綱、評估培訓(xùn)綱要和規(guī)范的法規(guī)的出臺，對我國航海教育提出了更規(guī)范和更高的要求。STCW公約附則中前瞻性地在適任評估方法上提到了“認(rèn)可的模擬器培訓(xùn)”，并給出評價適任的標(biāo)準(zhǔn)。修正案第B-I/6節(jié)關(guān)于培訓(xùn)和評估的指導(dǎo)、遠(yuǎn)程教學(xué)和電子教學(xué)中也給出了指導(dǎo)性的規(guī)定：締約國可允許依據(jù)A-I/6節(jié)和如下指導(dǎo)中規(guī)定的培訓(xùn)和評估標(biāo)準(zhǔn)，采取遠(yuǎn)程教學(xué)和電子教學(xué)方式對船員進行培訓(xùn)。

結(jié)合公約相關(guān)要求和實訓(xùn)教學(xué)經(jīng)驗，在現(xiàn)有的培訓(xùn)教學(xué)和評估模式基礎(chǔ)上，積極尋找一種新的船員培訓(xùn)方法勢在必行。隨著E-Learning的發(fā)展，自動評估系統(tǒng)應(yīng)用越來越成熟，如船員培訓(xùn)中的ECDIS、駕駛臺資源管理、輪機模擬器(智能評估系統(tǒng))等教學(xué)項目目前已得到廣泛應(yīng)用。但在國內(nèi)，自動評估系統(tǒng)在船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估中的應(yīng)用尚屬空白。本文針對現(xiàn)有的船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估中存在的不足，以精通救生艇筏和救助艇實訓(xùn)教學(xué)項目4自由降落式救生艇實操教學(xué)和評估為例，引入自動評估系統(tǒng)，以期增強教學(xué)效果，彌補當(dāng)前教學(xué)的不足。

二、現(xiàn)行航海類本科船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估模式

根據(jù)STCW公約馬尼拉修正案、《中華人民共和國海船船員適任考試、評估和發(fā)證規(guī)則》、《STCW公約馬尼拉修正案過渡規(guī)定實施辦法》(海船員〔2012〕172號)和《海船船員培訓(xùn)合格證評估規(guī)范》等要求，本文結(jié)合教學(xué)實踐，參照國內(nèi)其他院校和培訓(xùn)機構(gòu)教學(xué)和評估情況，對現(xiàn)有的實訓(xùn)教學(xué)和評估進行歸納和梳理。

航海類本科學(xué)生進行船員合格證培訓(xùn)包括Z01基本安全培訓(xùn)、Z02精通救生艇筏和救助艇、Z04高級消防、Z05精通急救4門，其中Z01基本安全培訓(xùn)中又包含個人求生、防火與滅火、基本急救、個人安全與社會責(zé)任4門課程，每門課程中包含理論課和多個實操課。以下以Z02精通救生艇筏和救助艇中的實訓(xùn)課為例進行闡述，其他幾門課程情況類似。

1．Z02精通救生艇筏和救助艇實訓(xùn)教學(xué)情況

大連海事大學(xué)航海類專業(yè)學(xué)生每個班級約32人，參照國內(nèi)外的通常做法，結(jié)合實踐教學(xué)經(jīng)驗，一般采取分兩組進行的教學(xué)方式，具體訓(xùn)練內(nèi)容見表1。由兩位指導(dǎo)教師(降落與回收救生艇操作由3位指導(dǎo)教師)進行現(xiàn)場示范操作，然后由學(xué)生實際操作，教師進行監(jiān)督、指導(dǎo)，最后結(jié)合學(xué)生實際操作情況進行總結(jié)。

表1　精通救生艇筏和救助艇實操訓(xùn)練內(nèi)容

2．Z02精通救生艇筏和救助艇評估情況

根據(jù)海事主管機關(guān)的要求，一般以小組為單位進行實際操作評估，每一項目每組時間不超過20分鐘。評估員隨機抽選班級一半學(xué)員組成一個評估小組進行操作，指導(dǎo)教師在現(xiàn)場組織和評估。評估員根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)對每個參評學(xué)員進行個人評定成績。

三、現(xiàn)行實訓(xùn)教學(xué)和評估模式的缺陷

航海類本科船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估注重的是實踐操作，目的是培養(yǎng)應(yīng)用型人才。而這些年來船員因救生艇操作不當(dāng)而引起傷亡的事故時有發(fā)生，甚至有專業(yè)教學(xué)機構(gòu)2014年也發(fā)生了救生艇墜落砸中6名學(xué)生致1人死亡、兩人重傷的惡性事故。因此，實訓(xùn)教學(xué)更應(yīng)重視的是培訓(xùn)效果和實際應(yīng)用以及學(xué)生能力的培養(yǎng)，但現(xiàn)行實訓(xùn)教學(xué)和評估模式存在一定的缺陷。

1．培訓(xùn)時間短，指導(dǎo)教師工作壓力大

精通救生艇筏和救助艇實訓(xùn)教學(xué)共16學(xué)時，5項內(nèi)容，內(nèi)容覆蓋面較廣，科目繁雜，學(xué)時較短。每一項內(nèi)容由指導(dǎo)教師現(xiàn)場授課、演示，由學(xué)生操作，在實際教學(xué)中只有約50%的學(xué)生每一個項目都能實際操作。由于學(xué)生動手訓(xùn)練時間嚴(yán)重不足，導(dǎo)致實際操作的熟練度不夠，隨著時間的推移遺忘較嚴(yán)重，教學(xué)效果不理想。另外，由于教學(xué)內(nèi)容較多，教學(xué)現(xiàn)場空間狹窄，海上實操訓(xùn)練對學(xué)生和教師自身安全的要求較高，無形中增加了教師的工作壓力，極易導(dǎo)致心理和身體疲勞，影響教學(xué)效果。

2．危險性大，部分科目無法按教學(xué)大綱實施

如項目3全封閉艇操縱。由于該艇重心較高，在進行旋回訓(xùn)練中極易發(fā)生橫傾，增加了教學(xué)危險隱患。另外，學(xué)生坐在艇內(nèi)，只能由一人進行操作，其他學(xué)生無法體驗和觀看，教學(xué)效果不好。

對于項目4.2 自由降落救生艇的收放操作，SOLAS公約第Ⅲ章19.3.3.4款有明確的要求：應(yīng)定期對自由降落式救生艇進行模擬降放試驗和自由降落降放操作。為保證演習(xí)中的船員和設(shè)備的安全，應(yīng)對船員進行相應(yīng)的操作培訓(xùn)，使每個船員熟悉模擬降放試驗和自由降落降放操作；當(dāng)自由降落降放不可行時，允許不做自由降落降放，應(yīng)使用專用吊將救生艇降放水中，但6個月內(nèi)至少有一次乘載指派的操作船員做自由降落降放，并在水面操縱。由于自由降落救生艇操作要求高，過程較復(fù)雜，進入艇內(nèi)人員要隨艇從十幾米高處滑落入水，整個降放過程受天氣和海況、港池等外界條件等多方面限制，因此存在很大的危險隱患，目前全國航海院校和培訓(xùn)機構(gòu)一般采取現(xiàn)場理論實物講解和多媒體教學(xué)形式來完成授課，無法保證每個班級每個學(xué)生得到應(yīng)有的訓(xùn)練，更不能熟練操作，也為日后實際上船工作埋下安全隱患。

3．設(shè)備損耗嚴(yán)重，投入成本較高

“1974國際海上人命公約”(SOLAS公約,1974)第Ⅲ章B部分第1節(jié)20中對于客船、貨船上救生設(shè)備使用狀態(tài)、維修保養(yǎng)提出明確的要求。為了使救生艇處于隨時可用狀態(tài)，保證學(xué)生上課安全，學(xué)校投入了大量的人力、物力。由于每年航海本科專業(yè)約有40個班級，繼續(xù)教育學(xué)院高峰時達到40個班級，再加上社會培訓(xùn)，設(shè)備使用率高，從而導(dǎo)致救生艇損耗嚴(yán)重，投入成本居高不下，同時也增加了安全隱患。

四、自動評估系統(tǒng)在船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估中的應(yīng)用設(shè)計

STCW公約馬尼拉修正案第A-I/12節(jié)，對用于培訓(xùn)的模擬器一般性能標(biāo)準(zhǔn)提出了要求：能夠模擬船上有關(guān)設(shè)備的操作性能，達到合乎培訓(xùn)目標(biāo)的物理真實水平，并包括這種設(shè)備的性能、局限性和可能產(chǎn)生的誤差；具有足夠的行為真實性，使受培訓(xùn)者能夠獲得合乎培訓(xùn)目標(biāo)的技能；提供一個可控制的操作環(huán)境，并能生成各種情況，其中可包括與培訓(xùn)目標(biāo)有關(guān)的緊急、危險或異常的情況。[1]鑒于現(xiàn)行實訓(xùn)教學(xué)和評估模式的缺陷和上述公約提到的性能標(biāo)準(zhǔn)要求，本文結(jié)合其他自動評估系統(tǒng)的應(yīng)用和研究，以自由降落救生艇實訓(xùn)教學(xué)為例，將自動評估系統(tǒng)引入現(xiàn)有的船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估程序中，以減輕指導(dǎo)教師的工作壓力，彌補現(xiàn)行教學(xué)的不足，降低實訓(xùn)教學(xué)的危險系數(shù)，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

1．框架設(shè)計

自由降落救生艇操作自動評估系統(tǒng)的框架設(shè)計主要以《海船船員培訓(xùn)合格證評估規(guī)范》為標(biāo)準(zhǔn)，分為救生艇釋放、回收和救生艇啟動、航行操縱兩大模塊。在這兩大模塊中建立層次分明的多元化評價體系，在實施自動評估的過程中，設(shè)置具體環(huán)節(jié)的檢驗、報警和評分機制。

2．設(shè)計原則

要求操作簡便、易于學(xué)生掌握教學(xué)內(nèi)容。通過三維透視圖像使學(xué)生有臨場感，操縱有真實感，并能根據(jù)學(xué)生操作結(jié)果(如關(guān)鍵性操作要領(lǐng)、其他細(xì)節(jié)要素判定)進行綜合評判，每一次操作錯誤或偏差均能夠被機器檢測到并顯示或隱藏，便于在日常練習(xí)中及時改正。操作完畢，該系統(tǒng)可根據(jù)教師設(shè)定的參數(shù)計算出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。此外，在設(shè)計過程中要注意模塊的可擴展性，便于日后可根據(jù)公約的變化進行適時調(diào)整。

3．實訓(xùn)模擬器

(1)實訓(xùn)模擬器硬件設(shè)計

國外對航海領(lǐng)域的計算機仿真研究始于20世紀(jì)60年代末, 到90年代已發(fā)展成熟，比較著名的生產(chǎn)廠家有挪威的KMSS公司、英國的Transas公司、德國的STN公司等。而該項研究在我國起步較晚，具有代表性的研制單位有大連海事大學(xué)、上海海事大學(xué)、武漢理工大學(xué)等。自由降落救生艇實訓(xùn)教學(xué)自動評估系統(tǒng)硬件設(shè)計可參照現(xiàn)有的國內(nèi)外航海類模擬器進行構(gòu)建，主要包含系統(tǒng)仿真工作平臺、服務(wù)器、相關(guān)控制臺、配電盤和星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中設(shè)計的重點是系統(tǒng)仿真工作平臺，主要包括救生艇內(nèi)部仿真平臺、釋放和回收控制平臺、關(guān)鍵性操作設(shè)備控制平臺、水上操縱控制平臺。在設(shè)計過程中要注意各個平臺既應(yīng)相互獨立又能有效銜接，使各平臺間能夠有機地結(jié)合在一起。

(2)實訓(xùn)模擬器軟件設(shè)計

實訓(xùn)模擬器的核心是軟環(huán)境的設(shè)計，主要包括環(huán)境(重點是風(fēng)、流、船速)設(shè)計、救生艇外部設(shè)備設(shè)計、救生艇內(nèi)部設(shè)計、救生艇釋放和回收動態(tài)系統(tǒng)、救生艇啟動和航行操縱系統(tǒng)，以及自動評估和演示系統(tǒng)。通過上述的合理設(shè)計，能夠?qū)壬У慕捣怒h(huán)境、救生艇的釋放和回收的關(guān)鍵性操作、入水過程，救生艇啟動和海上操縱時機和要點、整個操作過程中學(xué)生需要的注意事項以及正確規(guī)范的操作程序，都能一一進行演示和檢驗，并可根據(jù)設(shè)計的參數(shù)對學(xué)生進行綜合評估和測評。使用過程中，學(xué)生的錯誤操作將被顯示并做出判定，最后自動評分系統(tǒng)給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。根據(jù)海船船員培訓(xùn)合格證評估規(guī)范要求，結(jié)合多年實踐教學(xué)經(jīng)驗，本文著重對自由降落救生艇釋放、回收、啟動和航行操縱兩大模塊的主要評估參數(shù)進行設(shè)計，詳見表2、表3。

表2　自由降落救生艇釋放和回收的評估參數(shù)設(shè)計

表3　自由降落救生艇啟動和航行操縱的評估參數(shù)設(shè)計

4．實訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用案例

以航海類本科學(xué)生自由降落救生艇啟動和航行操縱實訓(xùn)教學(xué)(見表4)為例，解析自動評估系統(tǒng)在實際教學(xué)和評估中的應(yīng)用。

表4　自由降落救生艇啟動和航行操縱實訓(xùn)教學(xué)和評估內(nèi)容

根據(jù)海船船員培訓(xùn)合格證評估規(guī)范和本科培訓(xùn)合格證教學(xué)大綱要求，教師設(shè)定相關(guān)參數(shù)，開啟全程監(jiān)控和記錄，先由教師進行講解和示范，然后由學(xué)生操作。系統(tǒng)在整個教學(xué)中對學(xué)生操作進行顯示和評判，對錯誤的操作進行報警和演示。在整個教學(xué)和學(xué)生操作過程中，教師可以有針對性地進行現(xiàn)場指導(dǎo)，從而避免盲目性，大大提高教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)語

隨著仿真技術(shù)的快速發(fā)展，智能評估系統(tǒng)的研究不但具有很大的技術(shù)價值，而且擁有相當(dāng)大的應(yīng)用前景。目前，自動評估系統(tǒng)在海員培訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用越來越突出，使用自動評估系統(tǒng)進行實訓(xùn)教學(xué)和評估，不僅提高了效率和公正性，而且節(jié)省了人力以及大量經(jīng)費。當(dāng)然，自動評估系統(tǒng)的應(yīng)用必須與實踐教學(xué)緊密結(jié)合，才能使其更好地發(fā)揮優(yōu)勢，最終成為實訓(xùn)教學(xué)中不可缺少的重要培訓(xùn)手段。

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中圖分類號：U676.2

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-8724(2016)01-0083-04

作者簡介：王 巖(1971-)，男，實驗師，主要從事航海教育研究。

收稿日期：2015-10-22