孫珽，徐東星，卓永強(qiáng)

(1.廣東海洋大學(xué) 海運學(xué)院，廣東 湛江 524088 ；2.上海海事大學(xué) 商船學(xué)院，上海 201306)

一、引言

2017年2月以來，教育部提出并積極推進(jìn)高等教育新工科建設(shè)，先后形成了新工科建設(shè)的“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”。新工科建設(shè)對于高等工程教育提出了新的要求，根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求進(jìn)行專業(yè)建設(shè)，構(gòu)建工科專業(yè)新結(jié)構(gòu)，針對未來專業(yè)發(fā)展進(jìn)行課程結(jié)構(gòu)優(yōu)化[1-2]。一個學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展必須考慮技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的影響。在新工科的背景下，基于未來船舶智能化、無人化的發(fā)展趨勢，航海高等教育必須面向行業(yè)的變化做出自身的調(diào)整，在這個背景的驅(qū)動下，航海高等教育在培養(yǎng)模式、教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容等方面都需要順應(yīng)時代的發(fā)展，做出相應(yīng)的改變，從而建設(shè)發(fā)展基于航海新工科背景和智能航海新業(yè)態(tài)的航海類專業(yè)。

目前我國傳統(tǒng)航海工科教育課程體系與教學(xué)內(nèi)容主要依據(jù)STCW公約馬尼拉修正案等國際公約，以培養(yǎng)適合各種水域航行的無限航區(qū)船員為目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容局限于參加國家船員適任證書考試。隨著國際海事組織(IMO)E-Navigation和國家新工科建設(shè)的提出，傳統(tǒng)教育方法和內(nèi)容與智能航海新模式已經(jīng)不相適應(yīng)，因此作為高等航海教育者必須從航海新工科專業(yè)建設(shè)角度出發(fā)，對航海技術(shù)專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)選，使得課程內(nèi)容立足傳統(tǒng)航海工程基礎(chǔ)，結(jié)合人工智能、無人船舶等多學(xué)科、多方向，從而培養(yǎng)出符合新工科建設(shè)要求，面向智能航海時代的高素質(zhì)航海技術(shù)人才[3]。

電子海圖顯示與信息系統(tǒng)(以下簡稱ECDIS)被認(rèn)為是船舶導(dǎo)航領(lǐng)域繼雷達(dá)之后的又一項偉大的航海技術(shù)革命。ECDIS能夠融合各種航海設(shè)備信息，接收各種設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)并在電子海圖數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行處理，從而減輕航海人員的工作負(fù)擔(dān)，促進(jìn)航行安全。多功能電子海圖顯示與信息系統(tǒng)對于保證船舶航行安全所起的重要作用也已經(jīng)得到國際海事組織(IMO)、國際水道測量組織(IHO)以及眾多航海專家的認(rèn)可，熟練運用ECDIS是航海人員的一項必備技能。STCW公約馬尼拉修正案也首次將ECDIS列入強(qiáng)制培訓(xùn)的范圍。

ECDIS課程作為一門相對開課時間較短的專業(yè)課，更易擺脫舊的教學(xué)模式，探索教學(xué)改革的新方向，因此本文以ECDIS課程為例，探索新工科背景下的課程教學(xué)改革。

二、課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.部分教學(xué)內(nèi)容理論性較強(qiáng)

目前的ECDIS課程為了滿足STCW公約馬尼拉修正案要求，課程內(nèi)容中涉及大量ECDIS基礎(chǔ)理論、國際標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)顯示等理論知識。學(xué)生對這部分內(nèi)容感性認(rèn)識較少，在學(xué)習(xí)時往往感覺枯燥難懂，因此，對于這部分內(nèi)容的理解相當(dāng)膚淺，無法形成系統(tǒng)扎實的理論基礎(chǔ)，不利于他們今后操作ECDIS和利用ECDIS進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)。

2.實踐內(nèi)容教學(xué)偏向應(yīng)試

目前的ECDIS實踐課程內(nèi)容設(shè)計主要針對船員適任證書評估考核，實踐教學(xué)內(nèi)容以應(yīng)對海船船員適任評估考核為主。而船員適任證書的評估考核主要是考核面板、軟件界面的操作以及ECDIS的風(fēng)險識別，這些教學(xué)內(nèi)容對于本科生來說過于簡單、單一。當(dāng)前市場上ECDIS品牌和型號種類繁多，而普通教學(xué)機(jī)構(gòu)的ECDIS模擬器大都是單一品牌的，學(xué)生無法全面理解不同品牌和型號設(shè)備的異同，也不能充分理解ECDIS軟件功能設(shè)計的初衷，學(xué)習(xí)深度難以達(dá)到新工科對本科航海專業(yè)人才的要求。

3.ECDIS教學(xué)模式過于單一

目前ECDIS教學(xué)往往基于課堂的理論灌輸，以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式與教學(xué)方法依然占據(jù)課堂教學(xué)的主流地位，導(dǎo)致教學(xué)過程單一、枯燥，教學(xué)氛圍沉悶，學(xué)生的自主思考時間較短，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于被動接受的位置。對于新工科建設(shè)背景下的面向未來智能航海的本科航海技術(shù)人才，除了需要掌握良好的航海技能外，還要有豐富的信息處理能力，能更好地利用智能設(shè)備操控船舶，保障船舶航行安全。

比如，STCW公約馬尼拉修正案關(guān)于500總噸或以上船舶負(fù)責(zé)航行值班的高級船員的最低適任標(biāo)準(zhǔn)中，要求船員具備“全面理解電子導(dǎo)航圖ENC數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)精度、呈現(xiàn)規(guī)則、顯示選擇和其他海圖數(shù)據(jù)格式”的能力[4]。而在ECDIS的實際教學(xué)過程中，對于如何理解數(shù)據(jù)有不同的觀點：是要求學(xué)生理解數(shù)據(jù)產(chǎn)生的過程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型，還是要求學(xué)生理解數(shù)據(jù)的表層含義而不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息的誤判？

筆者認(rèn)為，底層數(shù)據(jù)的分析和處理就是為航海專業(yè)學(xué)生打開一扇信息處理的大門。因此， 對于上述STCW公約馬尼拉修正案所要求的能力應(yīng)解釋為“理解數(shù)據(jù)產(chǎn)生過程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、類型”。當(dāng)前的傳統(tǒng)教學(xué)模式對于這方面能力的培養(yǎng)僅僅通過課堂灌輸，培養(yǎng)方法過于單一。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這部分受到ECDIS課程課時限制，在課堂上很難講得全面透徹，單一的教學(xué)模式很難滿足人才培養(yǎng)的要求，特別對于偏重于學(xué)術(shù)研究的學(xué)生，這種教學(xué)方式更顯不足。

總之，現(xiàn)有的ECDIS課程教學(xué)與基于新工科背景下的航海專業(yè)人才培養(yǎng)有一定的差距，因此在新工科建設(shè)的背景下，應(yīng)改革課程內(nèi)容、教學(xué)方式和手段，以達(dá)到新工科對高素質(zhì)的航海人才的培養(yǎng)要求。

三、課程教學(xué)模式改革措施

1.學(xué)習(xí)思維的改變

現(xiàn)代科技的發(fā)展需要人們的探索、合作，作為面向未來的工科教育，應(yīng)該改變傳統(tǒng)的灌輸式的教學(xué)模式，充分體現(xiàn)“新工科航?！敝械闹悄芑?。在理論教學(xué)改革中，嘗試使用ECDIS模擬軟件，針對學(xué)生難以有感性認(rèn)識的ECDIS軟件操作進(jìn)行模擬演示，改變固有思維，培養(yǎng)學(xué)生利用新的航海助航設(shè)備保障航行。如在航線設(shè)計方面，傳統(tǒng)紙質(zhì)海圖的航線設(shè)計往往依靠一大堆航線設(shè)計參考書籍、航用海圖和平行尺、分規(guī)等作圖工具，而在ECDIS教學(xué)中，將航線設(shè)計中的航線繪制部分的教學(xué)思路歸結(jié)為針對航線轉(zhuǎn)向點的操作，整體航線的繪制由畫線變成畫點，這樣能大幅減輕航海人員航線設(shè)計作圖的工作強(qiáng)度。在課程教學(xué)中，用模擬軟件的實操教學(xué)改變航線設(shè)計思路，讓學(xué)生由線變點去考慮航線設(shè)計的注意事項，并且采用軟件演示操作，使學(xué)生明確ECDIS航線設(shè)計的各種注意事項。對于航海圖書資料的查閱分析，由翻閱航海圖書轉(zhuǎn)變?yōu)槔秒娔X搜索。這種思路的轉(zhuǎn)變會使學(xué)生對于航線設(shè)計有種豁然開朗的感覺，也會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過課程中類似的細(xì)微處改變，循序漸進(jìn)地將智能化的思想灌輸給學(xué)生，樹立智能船舶的理念，促使他們積極參與新航?？萍嫉膶W(xué)習(xí)和探討。

2.教學(xué)方式的轉(zhuǎn)化

在新工科背景下，教師應(yīng)該在課堂通過合理引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步使用ECDIS智能海圖的意愿，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，做到基于課堂、走出課堂，利用各種手段激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。對于ECDIS教學(xué)，可以引導(dǎo)學(xué)生在課外多渠道地獲取相關(guān)知識，以幫助他們理解課堂教學(xué)中的理論內(nèi)容；課堂內(nèi)基于自主學(xué)生的知識，通過小組合作、課堂討論和頭腦風(fēng)暴等手段，促使學(xué)生對ECDIS發(fā)展產(chǎn)生自己的想法，提升其自主學(xué)習(xí)能力。[3]而這些手段需要教師做出有效的引導(dǎo)，并整合相關(guān)資源，通過創(chuàng)新教育指導(dǎo)一些自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，加強(qiáng)學(xué)術(shù)方向的培養(yǎng)，開展相關(guān)項目的研究，提升學(xué)生創(chuàng)新思維，促進(jìn)教學(xué)相長。課堂內(nèi)外加強(qiáng)師生溝通和促進(jìn)有關(guān)ECDIS的觀點碰撞，支持學(xué)生在ECDIS方向上針對船舶智能化的探討和研究，根據(jù)ECDIS融合的各種航海傳感器所獲得的信息，進(jìn)一步挖掘航海數(shù)據(jù)信息，激發(fā)學(xué)生船舶智能化、無人化航海的創(chuàng)新思路，為學(xué)生航海新工科背景下的專業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

3.充分發(fā)揮雙師型教師作用

航海智能化、無人化已大勢所趨，未來的航海人才不僅需要有扎實的航海技能，還需要有信息融合處理的能力。在新工科背景下，航海高等教育要順應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢。目前各航海院校都有相當(dāng)比例的“雙師型”教師，他們有豐富的船上實踐經(jīng)驗和一定的跨學(xué)科綜合知識儲備，熟悉行業(yè)需求和發(fā)展趨勢，了解智能船舶發(fā)展的不同階段，具備相關(guān)技術(shù)和科研經(jīng)驗。學(xué)校應(yīng)充分發(fā)揮雙師型教師的優(yōu)勢，適應(yīng)新工科課程教學(xué)的要求，對ECDIS課程結(jié)構(gòu)做適當(dāng)調(diào)整。在教學(xué)中基于IMO對于ECDIS的使用要求，講解ECDIS的實踐需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，在課程中增加對于這些趨勢的探討，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究ECDIS的應(yīng)用。

在教學(xué)過程中，雙師型教師基于豐富的航行經(jīng)驗，結(jié)合專業(yè)知識，特別是信息融合處理、通信技術(shù)、遇險報警和自主航行等方面的專業(yè)知識，以培養(yǎng)解決問題能力和科學(xué)思維為中心，以實際案例為引子，結(jié)合不同的思維方法，在ECDIS課程學(xué)習(xí)過程中重點培養(yǎng)學(xué)生分析實際問題與解決實際問題的能力，探討ECDIS的應(yīng)用方向，將理論知識融入實踐中，真正培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)能力。

四、結(jié)語

智能船舶是航海新工科重要的發(fā)展方向。在可預(yù)見的未來，智能船舶甚至無人船舶將大行其道。航海教育要考慮到智能船舶的發(fā)展將會促使現(xiàn)有國際公約、航運規(guī)則發(fā)生變化，而且對航海人才的知識結(jié)構(gòu)、崗位職責(zé)等都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

針對目前ECDIS理論教學(xué)，本文圍繞新工科背景下ECDIS課程建設(shè)過程中的問題，從教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行深入研究，最終建立凸顯新工科教學(xué)的課程框架，完善ECDIS課程教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的動手能力和思維能力。在智能化船舶發(fā)展的大趨勢下，啟發(fā)學(xué)生運用ECDIS工具進(jìn)行智能船舶方向的開發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生在智能航海方向的研究競爭力。在ECDIS教學(xué)改革中不僅要拓展學(xué)生的知識面，而且通過教學(xué)方式的改變進(jìn)一步強(qiáng)化ECDIS的專業(yè)技能訓(xùn)練功能，使學(xué)生有較強(qiáng)的動手能力和思維能力?；谛鹿た票尘跋翬CDIS的課程改革，將促使ECDIS具有更廣泛的應(yīng)用場景，學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠有更強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠熟練運用ECDIS，更進(jìn)一步能提出提升ECDIS功能的想法甚至付諸實踐，從而凸顯新工科的教育重點。航海教育工作者應(yīng)進(jìn)一步探究“新工科”背景下航海專業(yè)技術(shù)專業(yè)課程的發(fā)展思路，進(jìn)一步提升航海技術(shù)專業(yè)的新工科屬性，在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中注入更多的智能化、信息化元素，以積極應(yīng)對智能航海對航海技術(shù)人才在知識和能力結(jié)構(gòu)上的需求。