基于粗糙-模糊软计算建模技术的船海类专业实践课程教育改革研究

焦自权 杨丽君

[摘要]船海类高校应以培养适应现代化建设需要的具有创新精神和实践能力的高素质卓越创新型人才为宗旨，同时紧密结合广西壮族自治区高等教育发展形势和经济建设需要，对船海类专业的创新型人才培养的实践评价模式，包括实践教学课程体系、课堂内容、教学方法、教学手段等教学环节过程进行综合教育改革研究与实践实施。在理论研究、调查分析和比较归纳的基础上，设计出基于粗糙一模糊软计算建模技术的船海类专业实践课程形成性评价体系和实操教学考核模式，提出具有广西特色、与国内高等教育接轨，符合社会经济发展需要、创新型特征、实践可行性强的船海类专业创新型人才培养的实践教学改革与发展的思路、教学改革方案和措施，为广西优质的人才服务输入提供智力保障。

[关键词]粗糙-模糊软计算实践课程教改创新型人才培养

[基金项目]2018年度北部湾大学本科教学改革工程项目《面向数字化的船舶建造工艺课程教学改革研究与实践》（项目编号：18JGB019）;2019年度北部湾大学本科教学改革工程项目《新工科背景下基于工程实践能力培养的实践课程改革研究》（项目编号：19JGYB57）;2020年度广西高等教育本科教学改革工程项目《基于粗糙-模糊软计算建模技术的船海类专业实践课程教育改革研究与实践》（项目编号：2020GB278）;广西教育科学“十二五”规划课题《基于粗糙集建模技术的船海类专业实践课程形成性评价研究》（项目编号：2015C429）。

[中图分类号]G642

[文献标识码]A

[文章编号]2095-3089（2021）17-0192-02

“十四五”期间，广西壮族自治区充分利用国家加快建设西部陆海新通道四的交通强国战略与决策，将全力打造全面对接粤港澳大湾区的西江黄金水道升级版，并围绕打造北部湾区域性国际航运中心“门户枢纽国际化”和“内河航道高等化”等目标，加大投入配套资金完善建设水运基础设施项目，大幅提升航运服务水平。预计2025年，北部湾港完成货物吞吐量达到5亿吨，港泊位350多个，其中集装箱通过能力超1000万TEU。

由此看出，“十四五”是广西修造船事业高质量发展的黄金机遇期，船海类高校应抓住发展时机并主动承担为经济社会培养专业技术人才的历史使命。北部湾大学作为我国西南沿江临海地区唯一所具有船海类专业招生与办学资格的公办本科院校，近年来为广西修造船企业培养输送了一大批业务精、技术强的高质量专业技术人才。但通过对相关用人单位进行回访调查发现，广西船海类专业高校实践课程教学效果考核评价与实际生产要求的技能目标未能达到很好的贴合。鉴于此，结合西部地区船海类企业所需人才的素质特征，探索培养满足面向海洋、兼顾内河的修造船技术需求的专业专岗英才，本文提出基于粗糙-模糊软计算建模技术的船海类专业实践课程教学考核评价系统，体现出实践课程考核评价过程中与生产实际的融合性与统一性，全面提升船海类专业学生的培养质量以满足船企对人才日益增长的技术需求。

一、船海类专业实践课程考核评价知识建模理论基础

本文在全面系统地分析国内外关于船海类专业创新型人才培养实践教学模式的理论依据基础上，充分调研了解国内外高校船海类专业实践实操情况，特别是西部各高校船海类专业实践教学现行情况，对专业实践教学的内容、方法、手段、队伍、管理进行实证研究，并对实践教学的形成性评价环节进行深入探讨研究。结合本校船海类专业实践课程开展改革探索，运用粗糙-模糊知识建模方法（Rough-Fuzzy Knowledge Modeling）构建课程评价体系，彻底解决课程评价中“评什么”阿“为什么要评”“怎么评”等实际教学问题，进而改革现有考核制度，全面提升学生培养素质。进而将粗糙集软计算理论引人实践课程形成性评价体系当中，建立多目标的高校教师能力评价数据库，得出一种基于模糊集理论的定量分析系统9，根据系统运行的数据库简化粗糙集知识模型，通过推理得出实践能力评价结果，在既简化传统方法复杂度的同时，又体现出考核评价的独立性和动态性。具体构思内容如下：（1）船海类专业实践实操课程形成性评价体系框架的构建;（2）实践课程形成性评价的粗糙-模糊软计算技术知识建模;（3）实践课程形成性评价的实施及对比分析。

二、基于粗糙-模糊软计算技术的实践课程考核体系知识建模

通过船海类实践教学形成性评价累积的数据分析，从知识获取与模型推理两个方面探讨模糊、粗糙集理论以及两者相结合的理论在统计数据处理中的重要作用，分析模糊集、粗糙集通过构造包含函数进行知识约简及提取的知识获取机制©，从知识建模这个新视点为揭示形成性评价过程所蕴涵的规律奠定基础，充分挖掘统计数据自动提取出潜在的评价信息，为实践课程形成性评价体系的建立提供新思路。

（1）船海类专业实践课程形成性评价体系的构建

①受教主体。形成性评价强调主体的客观多元化，不但要考虑受教者的技术需求，而且要结合施教者的教学水平，以评促教，以教辅评，以期达到教评相辅之效果。

②考核指标。形成性评价是以科学可行的考核指标体系为核心内容，该考核体系首要满足条件为易于实施考察，在此基础上还要能准确反映出受教学生实践课程的教学效果，以此真实体现出学生的实践能力水平。

③评价成绩。形成性评价成绩代表受教主体和考核指标在实践能力评估中所占的权重。其中，权重选取应充分发挥施教者的主观能动性，尽量将所有影响因素全部納入考核评价体系。

（2）实践课程形成性评价的粗糙-模糊软计算技术知识建模

在课程教育实践过程中，通过现场实操考核获得学生的考核信息以架构评价数据库。首先，利用数理统计方法进行数据梳理，充分借助计算机的大规模运算能力，采用粗糙集理论中数据概率计算进行筛选约简;其次，运用粗糙集理论分类技术（领近分类技术和K近似算法），对原始精简数据进行高效挖掘分类，进而可以获得推理预测值或者迭代出最接近真实状态的预测效果;再次，基于粗糙集理论中数据库分类能力保持稳定的前提下，剔除不完善的知识模型数据，对其知识模型进行约简（粗糙集理论信息熵的运算、核的运算），以此全面架构以粗糙集理论为核心技术的知识模型框架四：最后，运用模糊理论与回归方法创建知识评价补充模型，对其模型进行推理计算进而得到综合评价效果。

（3）粗糙-模糊软计算知识建模形成性评价实施研究及对比分析

本文对《船舶装配工艺实训》与《船舶与海洋工程测量技术》这两门实践课程开展形成性考核评价，根据真实教学效果创建对应的成绩考核机制和详细考核指标，以此将考核评价分为施教评价和受教考核。施教评价包含训练过程、认知态度和实践效果，受教考核包含积极努力的学习程度、课堂纪律以及实操考核的反馈等信息。该信息系统不仅详细记载了学生在各种教学活动指标下的理解掌握程度，而且也能全面反映学生真实实际技能与考核评价体系之间蕴涵的主客观规律，并利用蕴涵规律对学生真实技能进行评价决策分析），以此得出学生实践实操课程的真实掌握程度，同时也将该评价信息实时反馈给施教者进而全面提升教学水平。

本文所涉及粗糙-模糊软计算理论对船海类专业实践课程进行形成性评价知识建模并通过实际教学效果分析对比，考核评价指标具体详细，易于实操课堂上的精准实施。思路和方法针对的是教学效果评价在技术层面上的改革，在人才培养模式方面进行了整体推进和局部突破方式的创新，牵涉面针对性强也较为单纯，预期改革过程中阻力较小，可行性程度较高。若得到教育行政和高校教务部门为本研究成果稍作推广应用，可望收到事半功倍之实效。

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作者简介：

焦自权（1986年8月-），男，河北石家庄人，汉族，在读博士，高级工程师，研究方向：船舶智能制造研究。

杨丽君（1985年11月-），女，湖南怀化人，汉族，研究方向：教育学研究。