王巖，單浩明

(大連海事大學 航海訓練與研究中心，遼寧 大連　116026)

?

自動評估系統(tǒng)在船員合格證實訓教學和評估中的應用設計

王巖，單浩明

(大連海事大學 航海訓練與研究中心，遼寧 大連116026)

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

關鍵詞：STCW公約；實訓教學和評估；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“認可的模擬器培訓”，并給出評價適任的標準。修正案第B-I/6節(jié)關于培訓和評估的指導、遠程教學和電子教學中也給出了指導性的規(guī)定：締約國可允許依據A-I/6節(jié)和如下指導中規(guī)定的培訓和評估標準，采取遠程教學和電子教學方式對船員進行培訓。

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

二、現行航海類本科船員合格證實訓教學和評估模式

根據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《海船船員培訓合格證評估規(guī)范》等要求，本文結合教學實踐，參照國內其他院校和培訓機構教學和評估情況，對現有的實訓教學和評估進行歸納和梳理。

航海類本科學生進行船員合格證培訓包括Z01基本安全培訓、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教學情況

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

表1　精通救生艇筏和救助艇實操訓練內容

2．Z02精通救生艇筏和救助艇評估情況

根據海事主管機關的要求，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員組成一個評估小組進行操作，指導教師在現場組織和評估。評估員根據評分標準對每個參評學員進行個人評定成績。

三、現行實訓教學和評估模式的缺陷

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

1．培訓時間短，指導教師工作壓力大

精通救生艇筏和救助艇實訓教學共16學時，5項內容，內容覆蓋面較廣，科目繁雜，學時較短。每一項內容由指導教師現場授課、演示，由學生操作，在實際教學中只有約50%的學生每一個項目都能實際操作。由于學生動手訓練時間嚴重不足，導致實際操作的熟練度不夠，隨著時間的推移遺忘較嚴重，教學效果不理想。另外，由于教學內容較多，教學現場空間狹窄，海上實操訓練對學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，極易導致心理和身體疲勞，影響教學效果。

2．危險性大，部分科目無法按教學大綱實施

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

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。為保證演習中的船員和設備的安全，應對船員進行相應的操作培訓，使每個船員熟悉模擬降放試驗和自由降落降放操作；當自由降落降放不可行時，允許不做自由降落降放，應使用專用吊將救生艇降放水中，但6個月內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，過程較復雜，進入艇內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機構一般采取現場理論實物講解和多媒體教學形式來完成授課，無法保證每個班級每個學生得到應有的訓練，更不能熟練操作，也為日后實際上船工作埋下安全隱患。

3．設備損耗嚴重，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)，保證學生上課安全，學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)教育學院高峰時達到40個班級，再加上社會培訓，設備使用率高，從而導致救生艇損耗嚴重，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)在船員合格證實訓教學和評估中的應用設計

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

1．框架設計

自由降落救生艇操作自動評估系統(tǒng)的框架設計主要以《海船船員培訓合格證評估規(guī)范》為標準，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，設置具體環(huán)節(jié)的檢驗、報警和評分機制。

2．設計原則

要求操作簡便、易于學生掌握教學內容。通過三維透視圖像使學生有臨場感，操縱有真實感，并能根據學生操作結果(如關鍵性操作要領、其他細節(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，便于在日常練習中及時改正。操作完畢，該系統(tǒng)可根據教師設定的參數計算出相應的分數。此外，在設計過程中要注意模塊的可擴展性，便于日后可根據公約的變化進行適時調整。

3．實訓模擬器

(1)實訓模擬器硬件設計

國外對航海領域的計算機仿真研究始于20世紀60年代末, 到90年代已發(fā)展成熟，比較著名的生產廠家有挪威的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、上海海事大學、武漢理工大學等。自由降落救生艇實訓教學自動評估系統(tǒng)硬件設計可參照現有的國內外航海類模擬器進行構建，主要包含系統(tǒng)仿真工作平臺、服務器、相關控制臺、配電盤和星型網絡結構，其中設計的重點是系統(tǒng)仿真工作平臺，主要包括救生艇內部仿真平臺、釋放和回收控制平臺、關鍵性操作設備控制平臺、水上操縱控制平臺。在設計過程中要注意各個平臺既應相互獨立又能有效銜接，使各平臺間能夠有機地結合在一起。

(2)實訓模擬器軟件設計

實訓模擬器的核心是軟環(huán)境的設計，主要包括環(huán)境(重點是風、流、船速)設計、救生艇外部設備設計、救生艇內部設計、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)。通過上述的合理設計，能夠對救生艇的降放環(huán)境、救生艇的釋放和回收的關鍵性操作、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，并可根據設計的參數對學生進行綜合評估和測評。使用過程中，學生的錯誤操作將被顯示并做出判定，最后自動評分系統(tǒng)給出相應的分數。根據海船船員培訓合格證評估規(guī)范要求，結合多年實踐教學經驗，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進行設計，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設計

表3　自由降落救生艇啟動和航行操縱的評估參數設計

4．實訓教學應用案例

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

表4　自由降落救生艇啟動和航行操縱實訓教學和評估內容

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

五、結語

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

參考文獻：

[1] 張國慶，張顯庫，金一丞.液化天然氣船液貨裝卸模擬器的綜述[J].中國航海,2012(1):41-46.

[2] 丁鑫,葉曉華.船舶輔鍋爐模擬器發(fā)展探討[J].科技資訊,2012(32):63.

[3] 聶偉,巫影,夏極.船舶動力系統(tǒng)模擬器自動評分系統(tǒng)的設計與實現[J].船海工程,2010,39(4):84-87.

[4] 黃加亮,陳景鋒,蔡振雄.基于“適任評估”的輪機模擬器實操教學研究[J].集美大學學報:教育科學版,2008,4(2):73-77.

[5] 包國江.基于航海模擬器的船舶操縱評估系統(tǒng)的研究[D].大連:大連海事大學,2008.

[6] 戚發(fā)勇,李琳,劉書平.船員合格證培訓實操指南[M].大連:大連海事大學出版社,2014.

中圖分類號：U676.2

文獻標識碼：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