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摘要：文章根据21版海船船员培训大纲要求，分析目前船舶电子电气工程专业人才培养现状。结合多年教学和实践经验，从培养方法和培养模式方面阐述船舶电子电气工程专业培养由于条件限制而存在的不足，从远程实践操作到虚拟现实技术沉浸式教学，再到与实际实验设备相结合的方式的培养方法，从单纯的学校培养模式到校企结合的培养模式，并阐述了培养方法到培养模式转变所能达到的效果，为其他工科专业人才培养提供一些经验。
关键词：远程教学；DMSCTS；虚拟现实；校企合作
《船员培训大纲（21版）》已经正式发布，对于船舶电子电气专业人才的培养提出了新的要求。由于以前的船舶电气专业教学是以强电为主，网络、导航、雷达、无线电话等有关导航设备则相对较少，即使有也由于船上通导设备更新快而导致学校培养设备落后。新培纲不仅对以上设备有培养要求，而且更加细节化，要求学生不仅要掌握相关理论知识，更要求强化实践技能，以实践技能反哺理论知识的消化。船舶电子电气工程专业学生的培养要符合STCW公约适任标准，要满足航海类人才国际化市场要求，要适应未来船舶电气化和智能化发展趋势[1]。因此，对航海类院校教学和培训提出了不小的挑战。
1航海院校船舶电子电气专业人才理论培养现状
现阶段航海院校船舶电子电气工程专业课程设置，如图1所示。在专业篇中，主要涉及电机与电力拖动、电气设备维修、控制与监测理论、船舶局域网和船舶综合驾驶台等五个部分。首先，对于船舶设备间通信内容涉及少并没能形成整体化教学，设备自动化程度提高，电气设备间的通信发展愈加广泛，而学生在学习中只对部分内容点状学习，在教学中难以通过线性连接最终组成知识网络；其次，课程设置中涉及计算机基础知识、C语言程序设计、可编程控制器及其网络通信以及船舶局域网技术及应用，但在实际应用中TCP/IP、MODBUS、Profibus以及CAN等网络协议均在船舶控制系统中出现，由此网络引发的问题多样性强，现有课程难以提供有效解决方案。由此不难看出，高等院校在课程设置过程中虽然尽量紧跟船舶技术发展，通过不同学科培养符合实际需求的人才，但在实际培养过程中对于知识系统化过程考虑较少，难以培养学生的系统化思维，并且难以提供整体解决网络通信连接问题的方法。
2航海院校船舶电子电气专业人才实践培养现状
加强船电专业学生电的知识和能力的培养，以适应船舶电子电气知识涵盖广、操作水平要求高的需要，并且能及时处理各种问题[2]。在航海院校船电专业的传统实践教学过程中，教师普遍采用现场演示、视频展示和实践讲解相结合的方式来开展实践教学工作，在实践中相关大型设备少，难以做到频繁动手实践拆装和操作。这种教师占主导地位的讲述型教学方式，很难激发高职学生的学习兴趣和积极性，教学效果相对较差。实训设施的不完善严重制约了学生实践技能的提高和职业能力的培养[3]。造成这种情况的主要原因有三点。首先，在于院校设备无法满足众多学生连续拆解和安装的要求，连续拆装容易造成设备损毁；其次，院校设备相对单一，设备之间无法充分满足联动要求，不能满足学生系统化知识结构构建和实践经验积累的要求；再次，船舶设备存在噪声大、排烟污染等环评问题，难以满足大型船舶设备在院校保持连续运转而进行实践操作的教学要求。
3理论课程欠缺解决方案
在网络系统化与结构化学习中，引入网络学习的底层结构理论，让学生能够触类旁通，增加网络结构实践设备建设，通过不同网络之间通信设置故障，实践反哺知识体系。但笔者发现，网络故障种类繁多，不同形式的网络可能出现不同的故障代码，而学生在学习过程中无法涉及所有网络结构的学习。因此，需要探寻更实用方法解决这个问题。随着技术的不断发展，船舶工业网络自动化正朝着组态化加逻辑控制器方向发展，如组态王+PLC、WinCC+西门子逻辑控制器等，而组态软件本身基本基于Windows系统之上设置，网络问题大都基于软件设置出现，硬件本身故障和硬件连接故障较少，即使出现硬件故障或者连接故障等也可以通过硬件设备维修、硬件设备更换以及网络硬件连接故障查找设备进行迅速排查。而网络软件设置等由于不同人员进行操作或其他软件干扰造成的故障难以解决。因此，引入软件数据备份和软件系统备份等能够很好解决这个问题，通过设备正常运行时对整个Windows系统进行软件复刻，待系统发生故障时直接进行硬盘更换，能够立即解决所有软件故障等出现的网络连接问题，如傲梅科技备份软件。对于由于软件更新而出现的数据断档等问题，可以通过实时在线云端进行数据备份，能够解决船舶电子电气员面对众多网络问题而无法面面精通的问题。因此，加强学生网络结构整体化、底层化知识学习，引入软件备份和数据云端化能够很好地解决船舶网络问题。
4实践操作技能解决方案
4.1充分发挥平台优势，操作过程具体化
由于大型实体设备少并且难以做到频繁操作演示，学生在校期间难以掌握船舶电气相关设备的操作方法以及注意事项。因此，通过大连海事大学远程模拟操作系统软件—DMSCTS，如图2所示，通过远程操作软件能够迅速熟悉相关设备的操作过程，并且软件本身不受时间和环境限制，开发成熟，能够针对不同船型的不同设备进行训练，大大提高学生练习的时效性。
4.2沉浸式体验，设备结构清晰化
远程实践能够解决学生对设备本身不熟悉、概念不清以及无法上手等问题，但缺乏沉浸式体验感。随着我国对虚拟现实仿真实验实训教学的建设进入规模化、系统化、标准化、可持续化发展阶段，VR技术可以为航海院校实训实操教学提供更为有效的手段。虚拟现实技术，简称VＲ（VirtualReality），是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，同时，也是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域[4]。如图2所示，通过VＲ技术和3D建模的结合，以人机交互式、沉浸式的形式将船厂布局、船电设备结构、船舶整体结构和设备的运行过程整体呈现，以达到实践教学资源优化目的。在船电专业教学过程中，学生可以依托VＲ技术反复进行“现场”观摩，配合实训设备和老师的讲解，能更好地完成认知框架的搭建，提高学习的主动性。这种新的教学方式在提升教学质量的同时，也避免了外出参观学习组织协调难、安全隐患大的弊端。
4.3配合实体设备，技能提高最大化
虚拟仿真设备能够通过沉浸式体验保证学生对设备的了解与认知，但是对于学生上手操作能力还有待提高。因此，在以上两种方法的基础之上，通过实训设备练习，能够快速提高学生的动手能力，丰富学生的实践体验。但是对于学生要反复拆装以及设备故障设置与解决方面，不具备虚拟仿真装置能够反复练习的优点。因此，需要三种培训方法配合使用，才能够取长补短，铺平学校与用人单位间的技术鸿沟。
5更新培养模式，人才培养实体化
以上方案能够极大地增加学生对专业技术的掌握，但要培养热爱行业、实战性强的电子电气员需要模式创新—校企合作。学生的校外实习是航海院校人才培养中必不可少的重要环节之一，同时也是培养学生理论联系实际，提高自身的专业技能和实际操作水平的重要途径[5]。笔者在船工作期间经研究发现，在培养船员期间，东南亚及欧洲等国家，在大二就允许学生与企业合作上船实习，实习期间学生不仅能将之前的理论知识应用到实践中去，并且能充分了解在接下来的校园学习中如何更高效地学习知识，自发地有针对性地学习，校企合作恰能激发学生学习的主观能动性。同时，在船期间能够锻炼学生品格，让学生了解船上的工作环境和生活环境，让热爱这个行业的人留下来认真做，让心存怀疑的人笃定做，让最终不想从事这个行业的人提前转专业，这样才能培养出优秀的船舶电子电气人才。
参考文献
[1]许媛媛,安连彤,贾宝柱,赵志强.基于新工科与工程教育认证的船舶电子电气工程专业建设[J].航海教育研究,2021,38(01):6～11
[2]段学静,刘鹏.船舶电子电气技术实践教学研究[J].科技视界,2017(28):94～95.
[3]吴炜,冯爱国,高峰.马尼拉修正案背景下船舶电子电气专业实训教改建议[J].航海教育研究,2015,32(04):83～86
[4]张学俊,刘红晶,林华.虚拟现实技术在船电专业实践教学中的应用探索[J].物流工程与管理,2020,42(01):186～187+170
[5]乔峰,施祝斌.以“校企共同体”合作模式培养国际化技能型人才的研究与实践—以中新(南通)国际海事培训中心为例[J].南通航运职业技术学院学报,2013,12(02):79～81
作者：韩廷选 李荭娜 樊佚群 单位：天津理工大学海运学院
