叢巖,王寶軍,杜太利,仉大志,王迎新
(大連海事大學輪機工程學院,遼寧 大連 116026)
現(xiàn)代遠洋海船在設計和建造方面取得了長足的進步,具備很高的綜合性能,但是在安全管理方面的改進仍然有限。很多時候,確保安全和保障生產(chǎn)仍然發(fā)生著較大的沖突。大量海難事故的統(tǒng)計分析表明:80%以上的事故與人為因素有關(guān)[1]。這對船舶管理提出了更高的要求。
國際海事組織《STCW 公約馬尼拉修正案》已將“機艙資源管理”、“領(lǐng)導力和團隊工作技能的運用”納入到STCW 規(guī)則的A 部分(強制培訓內(nèi)容)[3]。
機艙資源管理培訓的內(nèi)容要求:輪機人員應充分利用船舶機艙人力與物力資源,明確各自的義務與責任,正確使用并維護機艙的各種設備,保持船舶安全航行,減少和杜絕潛在的人為失誤,全面做好各種應急工作,在突發(fā)的緊急情況下能有序且積極地采取有效應急措施防止事故的發(fā)生[2]。
受訓學員最終應具備有效分派和利用船舶各種資源的能力,通過團隊協(xié)作完成各項操作和故障處理,并建立起良好的情景意識[4]。這決定了實操演練在整個教學環(huán)節(jié)中占有很大的比重。實操內(nèi)容包括:船舶的備車、定速巡檢、完車、吊缸操作、加油操作、各種故障的分析和處理等。因此對教學硬件設施提出了很高的要求。我校的教學環(huán)境為建筑面積5600 平方米的陸上機艙,機艙內(nèi)設備價值高達上億元。開設課程不但要配備專業(yè)且經(jīng)驗豐富的師資隊伍,還要消耗大量的油、電等能源。為節(jié)約運行成本,實操環(huán)節(jié)操作次數(shù)有限,這導致了教學效果不佳,實操教學費效比很低。
為響應2022年中國教育部的教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動[5,6],提高教學質(zhì)量和實操環(huán)節(jié)的費效比,項目組開發(fā)了仿真操作教學云平臺、故障分析情景演練教學云平臺,建設了MOOC 教學資源,借助數(shù)字技術(shù)助力現(xiàn)場教學,力求提高教學效果。
情景意識是人們對于將要發(fā)生事故的一種預知和警惕,是指在一個特定的時間段內(nèi)對影響機器的因素和條件的準確感知,是指能敏銳地察覺和了解周圍情況的變化及影響的能力,能正確考慮和應對即將面臨的局面的能力,能隨時知曉與團隊任務相關(guān)的將要發(fā)生的事情的能力,能夠識別失誤鏈和具有在事故發(fā)生前將其破斷的能力[7]。
加強對輪機管理案例的學習和研究,可提升學員的情景意識,有效降低學員在將來的船舶管理中發(fā)生人為失誤的概率[7]。
這些案例中各項操作和故障分析的知識點往往互相交叉,形成一個復雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。例如,許多故障都涉及到吊缸等同一個操作。又例如,同樣的故障現(xiàn)象卻對應著不同的故障原因和處理方法。
對知識結(jié)構(gòu)進一步梳理和分析后,項目組設計了網(wǎng)格拓撲型知識結(jié)構(gòu)的情景演練教學云平臺。學員借助云端的教學資源進行各種故障的分析、處理和預防,執(zhí)行加油、吊缸、備車等關(guān)鍵性操作,如圖1 所示。
圖1 機艙資源管理情景演練教學云平臺
機艙資源管理的知識結(jié)構(gòu)非常復雜,涉及許多關(guān)鍵性操作。這些操作直接關(guān)系到船舶運營的安全。為提升學員現(xiàn)場實操解決問題的能力并兼顧設備和人員的安全,項目組開發(fā)了仿真操作教學云平臺輔助現(xiàn)場教學。學員可在仿真的機艙環(huán)境中學習輪機知識,了解和熟悉各種設備及場景,按照教學大綱逐步完成備車、機動、定速航行、完車、加油等操作,熟練操作步驟,提升情景意識[8],如圖2 所示。項目組還開發(fā)了平臺的VR 功能,實現(xiàn)了云端的VR 仿真操作,提升了課程學習的趣味性和使用者的沉浸式體驗。
圖2 機艙資源管理仿真操作教學云平臺
慕課(MOOC)即大規(guī)模開放式網(wǎng)絡教學[9]。為共享優(yōu)質(zhì)的教育資源,強化理論知識的學習,指導實踐操作,并且在加深感性認識的同時進一步提高理論素養(yǎng),項目組開設了精品在線開放課程,制作教學視頻,在中國大學慕課平臺上發(fā)布了機艙資源管理的教學資源,用于培訓和教學,如圖3 所示。
圖3 機艙資源管理MOOC 教學資源
借助慕課平臺,學員可線上進行理論知識學習,完成教師布置的作業(yè)。借助情景演練教學云平臺和仿真操作教學云平臺,學員可利用電腦、手機和平板等移動端設備、VR 設備,線上仿真執(zhí)行各種關(guān)鍵操作,完成各種故障的分析、處理、解決和預防等大綱要求的內(nèi)容。
再結(jié)合線下授課和機艙的現(xiàn)場實操及情景演練,進一步強化學員領(lǐng)導力、決斷力、適應力、安全意識等職業(yè)素質(zhì)的訓練,提高他們的專業(yè)技能和情景意識,從而使學員們能夠有效應對未來可能遇到的突發(fā)事件,增強識別失誤鏈和在事故發(fā)生前打破失誤鏈的能力。
機艙資源管理課程的教學視頻發(fā)布在中國大學慕課平臺上,已應用于培訓和本科教學中。情景演練教學云平臺部署在海大云(私有云)上,已投入輪機管理專業(yè)本科教學中,目前處于試運行階段。仿真操作教學云平臺部署在阿里云(公共云)和海大云上,已用于船員培訓和輪機管理專業(yè)的本科教學。相對情景演練教學云平臺,慕課資源和仿真操作教學云平臺技術(shù)上更加成熟,平臺建設的完整度較高,應用的時間較長。因此主要針對學員對仿真操作教學云平臺和慕課資源的使用感受設計了李克特五級量表,從平臺的運行性能和用戶體驗兩個方面測評了教學效果。
量表數(shù)據(jù)分析的結(jié)果表明:參與測評的大多數(shù)學員認為數(shù)字教學資源加深了理論知識的理解,無論在空間上還是學習的時間上,靈活度都大大提高,仿真操作更是大大提高了學員對本課程的感性認識,非常有趣并容易理解。
學員們感覺現(xiàn)場實操上手更快了。數(shù)字資源的應用無形中還提高了實操環(huán)節(jié)設備和人員的安全性。指導教師也感覺到學員們團隊協(xié)作解決和處理問題的能力提高得非常快,他們的實操成績普遍比往屆學生的要好。陸上機艙的管理教師也發(fā)現(xiàn),油、電及設備維護等實操教學成本大大降低。項目組分析后認為這應該和學員們實操的成功率大大提高及現(xiàn)場開機時間有所縮短有關(guān)。
在后期教學環(huán)節(jié)中指導教師發(fā)現(xiàn)不同學員對課程知識的掌握程度差異較大。這或許同教學資源相對分散,平臺結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的設計尚且不足有關(guān)。具體表現(xiàn)在:
(1)仿真操作教學平臺和情景演練教學平臺沒有評估和考核的功能。由于不同學員自覺程度不同,導致了最終的教學效果各不相同。這在期末考試成績的統(tǒng)計結(jié)果中體現(xiàn)得較為充分。
(2)各教學資源未能集成在統(tǒng)一的教學平臺中,學員操作過程中需在不同的鏈接之間切換,打開鏈接會有時間的延遲,影響了用戶的使用體驗。
為彌補不足,改進線上資源,項目組加快了線上仿真操作和演練評估系統(tǒng)的研發(fā),將不同教學資源進一步優(yōu)化和整合,統(tǒng)一進行部署,簡化學員的操作步驟,增加課程思政等教學模塊,力求優(yōu)化平臺結(jié)構(gòu),完善教學內(nèi)容。
機艙資源管理課程的目標是通過情景演練、現(xiàn)場操作、理論學習,培養(yǎng)學員安全意識、團隊協(xié)作能力、情景意識、決策能力、溝通和領(lǐng)導能力,提高他們正確判斷和處理復雜局面的能力,使船舶管理者能夠熟練掌握和靈活運用船舶機艙資源,保證船舶安全航行和營運。這離不開培訓過程中對理論知識的反復強化和現(xiàn)場的反復的操作和演練。利用現(xiàn)有硬件設施建設并應用線上仿真操作和情景演練教學平臺等教學資源輔助現(xiàn)場教學有效地解決了教學效果和實操成本的矛盾與沖突,提升了教學質(zhì)量,提高了教學效率,降低了教學成本。
“云”技術(shù)等新一代信息技術(shù)的應用實現(xiàn)了我校航海類專業(yè)機艙資源管理課程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級。機艙資源管理的數(shù)字課堂成為我校數(shù)字教育基礎設施建設的組成部分。隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展,應加快推進教育數(shù)字化,建設專業(yè)課程的智慧教育服務平臺,豐富教育資源和服務供給,用現(xiàn)代信息技術(shù)支撐職業(yè)教育的高質(zhì)量發(fā)展,助推包括航海類專業(yè)在內(nèi)的各類職業(yè)教育的現(xiàn)代化進程。