新工科背景下船舶电子电气工程专业实践教学模式探索

◎侯显斌 谢吉刚 田五六 北部湾大学

1.引言

2017 年，教育部在上海、天津、北京召开会议并形成“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，从此开启新工科建设。新工科以第四次工业革命为背景，以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才。新工科建设包含3个层次：创办新专业；现有专业的交叉融合；传统专业的转型升级。新型工科专业是针对传统的、现有的工科专业，面向产业未来发展需要，通过信息化、智能化或多学科融合而更新成的。随着船舶技术的不断发展，智能船舶将是船舶行业未来的发展方向，物联网、人工智能、新能源、新材料和新媒体等新技术将在船舶上得到广泛应用，这表明船舶行业具有鲜明的新工科专业特点。在新工科背景下，船舶电子电气专业需要培养具有创意思维、创新精神和创业能力的多元化、创新型卓越工程人才。

新工科背景下，船舶电子电气工程专业人才培养引起了许多研究人员的关注。许小青等结合新工科和智能船舶的发展，对大连海事大学船舶电子电气工程专业的实践教学进行了探索；许媛媛等根据新工科和工程教育认证的要求对广东海洋大学船舶电子电气工程专业建设进行了研究，从培养目标、课程体系、师资队伍、机制建设等方面提出了改革措施；吴志良等从实践教学管理机制、实践教学课程体系和实践教学实习基地等方面对船舶电子电气工程专业实践教学改革提出了建议；李永鹏等对船舶电子电气工程专业学生的认知实习进行了探索，从认知实习船的选择、认知实习教师的搭配、认知实习内容的编排和认知实习成果的整理等方面对船舶电子电气工程专业认知实习的实践教学提出了建议；李荭娜等基于马尼拉修正案，从行业标准出发对船舶电子电气专业的知识体系构建和实践进行了探索，并从课程体系构建、专业实习标准、大创拓展创新、师资队伍培养等方面提出了改革措施；孙婷婷对互联网+背景下船舶电子电气专业实训教学体系的构建进行探索，从实践课程体系、实践教学评价体系、实训保障体系等方面提出了建议。上述研究为新工科背景下培养适合时代发展和技术特征的合格船舶电子电气人员打下了坚实的基础。然而，每个学校的办学基础和办学条件各不相同，在办学过程中碰到的问题也不完全一样，笔者学校作为地方性本科院校，开办船舶电子电气工程专业的时间不长，为适应新工科建设的需求，紧跟智能船舶和无人船舶发展的步伐，以培养高级国际船舶电子电气人才为目标，本文从实践教学内容、实践教学方法、实践教学师资、实践创新体系等方面对笔者学校船舶电子电气工程专业实践教学模式进行探索。

2.船舶电子电气工程专业实践教学存在的问题

自从STCW公约马尼拉修正案增设了船舶电子电气员以后，国内大部分航海类院校都增设了船舶电子电气工程专业。笔者学校增设船舶电子电气工程专业时间较晚，办学经验不足，各方面还处于不断完善中，特别是实践教学方面，还存在一些问题，总结起来，主要有以下几个方面：

（1）教学内容陈旧。随着第四次工业革命的不断推进，物联网、人工智能、新媒体和新能源等各种新技术不断渗入社会各行各业中，这些新技术的应用，促进了社会各行业的转型和升级。物联网、人工智能、新能源等新技术在船舶上的广泛应用，使得船舶行业开始向智能船舶转型升级和发展。智能船舶的操作、运维和岸基管理需要多学科知识的交叉融合，现有船舶电子电气工程专业实践教学内容未及时更新和完善，实践教学跟不上经济发展和技术革新的步伐，导致培养出来的学生综合素质低、适应能力差，达不到新工科对人才培养的要求。

（2）教学方法单一。目前，教学改革正在如火如荼的进行，线上、线下、混合式、虚拟仿真实验教学、社会实践一流课程等应运而生，这些教学方法的产生和应用为新工科建设培养创新型、复合型人才提供了保障。然而，由于每个学校的教学改革基础和条件不一样，教学改革方法和成果的推广有待时日。根据船舶电子电气工程专业实践教学内容的不同，可以采用实体教学、虚拟仿真教学以及虚实结合的教学方式，但在实际教学过程中，很少能够合理利用这些教学方式，传统的单一的教学方法导致学生学习兴趣下降，教学效果不佳。

（3）“双师型”教师不足。船舶电子电气工程专业是一门实践性很强的专业，需要一定比列的“双师型”教师。目前，具有实践经验的船舶电子电气人员是人才市场上的紧缺人才，船舶电子电气工程专业的“双师型”教师引进困难，造成师资力量极度缺乏，许多教师是刚毕业的没有船上实践经验的大学生。师资力量缺乏，师资水平不高，教师实践经验不足，导致实践教学效果下降。

（4）实践创新不足。创新创业实践活动是培养学生实践动手能力、创意思维、创新能力的重要途径。船舶电子电气工程专业学生的创新创业实践活动不足，学校对学生创新创业实践活动的支持力度不够。虽然学校对学生开展创新创业实践活动所取得的成果有相应的奖励措施，但对创新创业实践活动所需的实验室开放、实验设备使用等方面的支持不足，缺少创新创业指导老师，老师对学生创新创业活动的指导需要加强。

3.新工科背景下船舶电子电气工程专业实践教学模式探索

（1）更新实践教学内容。船舶电子电气工程专业的人才培养具有学历文凭和职业资格证书的“双证书”特点，因此，在人才培养过程中既要满足教育部的相关标准要求，又要遵循交通部的相关规范。在新工科背景下，以教育部的相关标准为基础，船舶电子电气工程专业实践教学内容的设置要结合STCW公约和《海船船员培训大纲（2016版）》要求，紧跟国际公约的变化和时代发展的步伐，同时根据智能船舶的特点，将人工智能、物联网和大数据等知识融合到实践教学中，将一些国际化、前沿性的知识渗透到实践教学中，及时更新和完善实践教学内容，拓展实践教学知识，培养具有多学科知识交叉融合的复合型人才。

（2）丰富实践教学方法。紧跟教学改革的步伐，充分应用线上、线下、混合式、虚拟仿真实验教学和社会实践等教学方法，根据不同的实践内容和实践模块，采用不同的实践教学方法。充分利用实体实验和虚拟仿真实验各自的特点和优势，以实体现场教学和虚实结合的方法来开展实践教学。采用实体现场教学方法时，通过课前实验视频学习、现场讲解、现场操作和现场讨论来进行；采用虚实结合的实践教学方法时，通过课前实验视频学习、网上虚拟操作、现场实体操作和现场讨论来进行；对于船电岸电转换等实践项目，可以通过虚拟仿真和模拟器来进行。充分利用学校的实践教学资源，提高实践教学效果，增强学生实践动手能力，培养高素质国际航运人才。

（3）组建复合型师资团队。人才培养的核心力量是教师，新工科要求培养具有创新能力的复合型人才，这就需要一个复合型的师资团队。新工科背景下，船舶电子电气工程专业实践教学需要的不仅仅是传统的具有一定船舶实践经验的航海类教师，也需要具有多学科知识融合、跨专业背景的专家。学校不仅要引进具有船舶实践经验的“双师型”教师，同时也要引进具有物联网、人工智能等知识和专业背景的专家，丰富师资队伍，组建复合型师资团队。通过“引进来，走出去”的方法，引进或聘请具有丰富实践经验的专家和技术人才来校授课，开展前沿性的知识讲座；定期派遣教师去企业挂职锻炼，丰富教师的实践经验，拓展教师的知识面，让教师紧跟技术革新的步伐、随时了解经济发展和社会进步对人才的需求，使学校的人才培养有的放矢，培养出来的学生综合素质更高、适应能力更强。

（4）完善实践创新体系。未来的海洋是智慧的海洋，未来的航海是智慧航海，未来船舶的发展方向是智能船舶。智能船舶的研发、设计、建造、运维和管理需要一批具有创新能力和创意思维的复合型人才。创新能力和创意思维的培养需要一套完善的实践创新体系。

目前，船舶电子电气专业实践教学创新性不强，许多实践项目都是验证性实验，教师提前把实验设置好，学生只需按照步骤逐步完成即可，缺少创新性和挑战性。学生的创新创业活动缺少足够的资金、设备、场地、平台和师资。要充分利用学校的教学资源，完善实验室开放制度，为学生课外实验、创新创业活动、毕业设计提供实验场地和实验设备，让学生有充足的时间利用开放实验室开展各种课外实验和创新创业活动，让学生独立进行毕业选题和毕业设计，并能根据设计要求独自开展设备的安装和调试工作，全面提升学生实践动手能力与创新思维。同时，加强创新创业师资队伍的培养，完善创新创业激励机制。

因此，新工科背景下，需要更新实践内容，创新实践项目，完善实践创新体系，丰富创新创业实践活动，培养学生创新能力和创意思维，培养符合未来智能船舶需求的复合型人才。

4.结语

在新工科背景下，对船舶电子电气工程专业实践教学模式进行探索，通过更新实践教学内容、丰富实践教学方法、完善实践创新体系和组建复合型师资团队等措施，培养多元化、创新能力强的复合型船舶电子电气工程技术人员。