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信息与智能时代航海类人才培养初探

更新时间:2009-03-28

一、引言

移动互联网和人工智能作为新一代信息技术的生态环境将成为常态[1],专业技术人员逐渐成为各行各业的主体,创新成为国家发展、社会进步的主要动力,人们也更加关注行业未来的发展趋势。自2012年9月,欧盟“Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks,MUNIN”项目以无人散货船为对象开展大型无人驾驶船舶的研究,到2016年英国罗尔斯·罗伊斯“高级无人驾驶船舶应用开发计划” (AAWA) 的发布,再到2017世界交通运输大会与会专家对“未来交通”“无人驾驶”的关注,在信息与智能时代背景下,船舶智能化已经成为船舶建造与航运业发展的必然趋势,也必将彻底颠覆现有的航运技术和管理体系。这场现代航运的划时代革命什么时候到来,我们还不确定,但是这场变革必然需要一批与之相适应的高层次人才。为此,亟待思考在信息与智能时代航海类人才培养的改革路径和方向。

二、信息与智能时代我国高等教育的特点

1.高等教育将迈向普及化阶段

1999年我国实施高考扩招政策后,2002年高等教育毛入学率就达到15%,跨过大众化的门槛;2016年中国高等教育毛入学率达到42.7%;预计到2019年,高等教育毛入学率将达到或超过50%,中国将进入高等教育普及化阶段(见表1)。

从人力资本理论的角度来说,高等教育毛入学率的提高,意味着高等教育已成为提升人力资本最重要的手段和途径。人力资本思想最早可追溯到古希腊思想家柏拉图的著作《理想国》,在这本书中他提出了教育和训练的经济价值。但人力资本理论发展的成熟期却是在20世纪五六十年代。该理论认为,教育是推动经济发展与提升人力资本的重要因素,人力资本的积累和增加对经济增长和社会发展的促进作用远远超过物质资本和劳动力数量的简单增加。当进入21世纪的信息与智能时代,现代高等教育更是驱动国家发展的重要动力,是知识创新、经济发展和社会进步的根基,是实现人类可持续发展的至关重要的因素。

在我国基建高速发展的过程中,边坡稳定性越来越成为影响工程安全运营的作用因素[1-2]。自新奥法提出以来,在世界范围内地下工程建设中得到了广泛应用,成为现代隧道技术发展的重要标志[3]。随着我国公路、铁路建设规模不断加大,越来越多的长大深埋隧道出现,层状岩质边坡围岩隧道支护体系的设计和施工逐渐成为隧道建设中的难题,特别是隧道的进出口的边坡稳定性是决定隧道工程建设成败的关键问题[4]。

从技术变迁理论来讲,随着社会的发展、技术的进步,职业要求更高的技术条件,社会需求更多的高素质劳动者。第一次工业革命蒸汽机的发明导致机械化,第二次工业革命电磁学规律和能量守恒转换定律的发现导致电气化,第三次工业革命量子力学和相对论的提出导致信息化。科学与技术交换的互相推动,导致技术变革的周期大大缩短,对劳动者的要求不断提高。原来中等教育毕业的学生可以胜任的工作,现在需要高等教育毕业的学生才能满足岗位要求。

 

1 中国主要年份普通高等教育规模数量变化情况

  

年份学校数/所本专科招生数/万人本专科在校生数/万人高等教育毛入学率/%197859840.185.61.551988107566.97206.63.719981022108.36340.879.819991071159.68718.9110.520021396320.5903.41520051792504.515622120102358661.762231.7926.520122442688.832391.323020152560737.852625.34020162596748.612695.8442.7

注:1978、1988两年的高等教育规模数据摘自相关文献资料及教育部的教育统计年鉴,其余年份数据

最后,还需重视教材的编写。教材应容纳科技发展的最新成果并便于阅读和自学。

更加不确定的未来将是学生面临的基本环境。没有人能够左右这一变化,唯有走在变化之前。从教育的角度讲,航海类院校培养的航海人才应该具备怎样的知识结构和能力结构才能既满足当前需要又能适应未来的发展变化?美国《2020工程师计划》认为,未来工程师需要具备分析能力、实践经验、创造力、沟通能力、商务与管理能力、伦理道德和终身学习能力等几项关键能力。[7]在培养学生终身学习发展、适应时代要求的这几项关键能力中,最重要的莫过于培养学生的终身学习能力、实践创新能力以及工程伦理的养成教育。

大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术同机器人和智能制造技术的加速融合,既造成生产方式的剧烈变化、劳动力市场的频繁变动,也同时宣告了“一次性学习时代”的终结。尽管这种变化在工业时代就已经开始,但从来不像现在这样周期越来越短。人们必须不断地学习以应对世界的瞬息万变,而持续学习能力的培养,基于学校的课程体系改革。课程体系是学校实施人才培养的直接载体,面向未来的课程设置必须兼具历史性、现实性和前瞻性,满足市场对人才的多样化需求、人的职业发展需要及社会可持续发展目标。所以,学校要尽可能地为学生提供一些持续学习能力的知识基础。

2.工程教育改革向纵深发展

当前,新一轮科技革命和产业变革驱动着新经济的形成和发展,高等工程教育因其对科技及产业革命在人才保障、智力支持和创新支撑方面的重要作用而受到空前重视和广泛关注。截至2016年,我国本科工科专业布点数达17 037个,在校本科生人数达537.5万人,约占本科在校生总人数的33.3%[2],是世界上工程人才培养规模最大的国家。可以说,经过几十年的发展,我国高等工程教育的规模已经基本适应了国家发展建设对人才的需求,高等工程教育的质量得到一定的提升。但是《全球竞争力报告(2017—2018)》(The Global Competitiveness Report 2017—2018)却显示,与中国的整体竞争力相比,和高等工程教育直接相关的4个二级指标的排名,都有不同程度的滞后现象。中国大陆在137个被调查的经济体中全球竞争力整体排名第27位,但在4个相关的二级评价指标中,用来衡量经济发展所需要的基本物质保障的“基础设施”指标排名46,考察人才的培养与供给的“高等教育与培训”指标排名47,衡量经济体对新技术应用情况的“技术准备”指标排名73,评价经济体持续发展的驱动力量的“创新”指标排名28(见表2)。这些数据都说明了科技人力资源与科技强国之间存在的距离。

进入21世纪以来,为了提高工程人才的培养质量,满足我国经济发展动力转换、结构调整、生产方式转变以及产业升级对工程科技人才的适切性需求,在国际高等工程教育改革的大背景下,我国于2006年启动了工程教育认证工作,2010年实施了“卓越工程师教育培养计划”,2017年开展了“新工科”建设。这三项工程教育改革的重要行动,在工程教育理念、学科专业结构调整、工程人才培养模式、工程教育质量以及工程教育体系的建立等诸方面逐步将工程教育改革引向深入。[3]其中,在工程人才培养目标上,三项行动的共同点是要培养具有工程专业技能、工程思维能力、工程价值观和工程伦理、人文素养和情怀,特别是具备跨界创新能力的创新型工程人才。[4]

3.高等教育质量观向人本主义转变

大学期间,自主学习能力的培养基于老师的教学方法的变革,将一部分时间还给学生。多年以来,传统课堂以教师授课为主,教师控制着整个学习过程。《2017中国本科教学质量报告》显示,同世界一流本科教育相比,我国高校课堂教学“单声道”现象还未得到根本扭转,教师对现代教育技术手段应用迟缓。[9]目前正在进行的工程教育改革,已经在逐步推广研究性学习,如基于问题的学习(PBL)、基于项目的学习(PBL)、案例式教学、讨论式教学等,以培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力。具体到海上专业,需要考虑如何将这些教学方法逐步结合到课堂中去。考虑到信息技术和数字资源对教育教学的冲击、影响和促进作用,学校还应该提供微课、多媒体课件和在线课程等数字化学习资源,将物理学习空间与虚拟学习空间对接,创建人人处处时时能自主开展学习的泛在学习空间。

靳春利[注]靳春利,耿村民间故事讲演协会会长,耿村村民,耿村故事“报矿人”,采访时间:2017年10月26日17:00,地点:耿村村口。:在故事普查以前,我们耿村就说是“讲笑话”,不说讲故事,讲故事是他们专家说的,后来(我们)就对别人说“讲故事”,现在咱自己家里还说是“讲笑话”。在耿村这边这样说,到藁城靠外那片儿就说是“讲瞎话”。

 

2 与高等工程教育直接相关的指标项排名情况

  

二级指标三级指标基础设施(46)基础设施整体质量(47)、道路质量(42)、铁路基础设施质量(17)、港口基础设施质量(49)、空运基础设施质量(45)、可用的座位公里数量(2)、电力供应质量(65)、移动电话订阅(102)、固定电话数量(70)高等教育与培训(47)中等学校入学率(66)、高等学校入学率(67)、教育体系的质量(29)、数学与科学教育的质量(50)、管理学院的质量(50)、学校网络接入规模(50)、研究和培训服务的当地供给(55)、专业人员的培训(36)技术准备(73)最新技术的可获得性(81)、技术吸收状况(58)、FDI与技术转移状况(49)、互联网用户数量(80)、固定宽带互联网订阅(42)、宽带互联网用户数量(106)、移动宽带订阅(59)创新(28)创新能力(44)、科研机构质量(36)、企业用于研究与开发的支出(21)、大学—产业的合作研究(28)、先进技术产品的政府购买(10)、科学家和工程师的可获得性(29)、公用事业专利(30)

资料来源: WEF, GCR(2017—2018)。

在我国高等教育事业发展史中,高等教育经历了三种代表性质量观:合乎客观标准的“合规质量观”;满足不同主体需求的社会或国家本位式的“合需质量观”;强调受教育者个体身心发展的个人本位为主的价值观。[5]所谓“个人本位为主的价值观”,目前学界有一种主流代表性观点是“增值质量观”。其基本逻辑是大学教育给学生带来了什么样的变化,有怎样的收获和提高,大学的资源投入有没有为学生提供有价值的教育经验。当这样的人才培养的增值质量观被提出来以后,我们也看到了学生观的随之改变。传统的学生观视学生为知识的接受者,关注学生对知识的接受度。市场化观念被引入教育领域后,学生被视为教育服务的消费者,关注的焦点转为学生对教育的满意度。而现代教育观则将学生更多地视为独立自主的学习者。所以,作为独立自主的学习者,大学必然将关注的重点转到学生的学习投入上来,而就业和生涯选择及发展也随之成为大学关注的焦点。[6]

信息与智能时代航海类人才培养策略和建议

综上所述,尽管目前对精液参数对IUI结局的关系尚存争议,在行IUI过程中还是要充分考虑精子浓度、PR、PR+NP、TMS、PTMS等因素对治疗结局的影响。然而, 本研究为小样本的单中心研究, 仍需继续扩大样本量, 并进行多中心的前瞻性对照研究来进一步论证本结论。

1.基于课程体系重构的持续学习能力培养

可以预见的是,未来的智能船舶也必将对高级船员的知识与能力提出新的要求,进而推动课程体系及教学内容的全面调整。科技的日新月异导致高等教育普及化发展演进的最终形态是融入终身教育体系中,与初等教育、中等教育一同成为终身教育体系的组成部分,而不是学制的终点。

2010年11月,在陕西西安咸阳机场二期考古工地上,清理出一座距今2400多年的战国时期秦墓。在墓的壁龛中发现了一件青铜鼎。此鼎高20厘米、腹径24.5厘米,有盖,令考古人员惊讶的是,鼎内竟然还有半鼎骨头汤。骨头经鉴定,被认定是狗骨,证明这是一锅狗肉汤,被趣称 为“狗肉火锅”。

在信息化和智能化的社会,航海类人才的持续学习能力首先源于扎实的数理功底和信息素养。这类课程的高标准、严要求,对于后续拓宽专业领域、提升综合运用知识的能力至关重要。这类课程目前看似与航海类专业学生的能力培养目标并不直接紧密联系,但在未来,当工作由海上逐渐转移到陆上岸基远程操控后,他们需要掌握操作、管理和监控智能化船舶和无人驾驶船舶的多方位知识和能力,并将面临影响船舶安全决策的大量数据和繁多信息。这时,对数据和信息的分析能力、对软件的操控能力,就需要一定的数学思维、数学方法和信息素养。所以,这类课程对于未来拓宽专业领域、提升综合运用知识的能力至关重要,是未来多种能力提升的基石。

其次,持续学习能力的培养还在于专业课的设置,使学生具有快速适应能力和良好的职业发展潜力,以应对智能船舶、无人驾驶技术的到来。专业类课程的设置随着学科的发展以及工程实践的需要而发生变化。《工程教育认证标准》(2017年11月版)规定,工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程占总学分的比例为30%~50%;[8] “交通运输类专业”标准规定,工程基础、专业基础和专业类课程至少占总学分的40%。可以看出,其他类学时的扩增使得专业类课程模块的学时受到挤压,但科学技术的飞速发展又迫使学科内容不断扩充,同时航海职业类课程又有固定学时要求,因此,梳理整合专业类课程内容就成为必须。

从问卷和走访的结果来看,农村地区小学生有效开展多媒体课堂教学阻力很大、很多。一个严峻的问题是学生的综合素质问题,与城市地区的小学生相比还有很大差距。学生学风不浓、学风不端,学生不刻苦学习,只想混日子,混长大了去外面打工。在这方面家长的责任更大,不仅没有起到学生的表率作用,反而对学生过分纵容、溺爱,更多甚至是隔代溺爱,种种现象不利于学生成长,也不利于学生学习新知识。

最后,持续能力的培养还在于为学生搭建横向宽博的知识结构,即所谓的宽口径。动态变化的产业发展以及个性化的人才培养都要求培养方案是柔性化的。在专业选修课模块,在学校的资源允许的范围内设置多个方向,如经管类的、法律类的、机电一体的、智能控制方向的等等,允许学生根据自己的专业兴趣和职业规划自主组合课程、自主制订培养计划,以充分发挥学生的天赋和特长,满足企业对人才需求的多样化。机电一体、智能控制模块设置的意义在于跟踪科技发展趋势,将科研最新成果融入教学内容,使学生在将来能够迅速适应业界的变化,也为本研贯通培养打下基础。经济管理类模块设置的意义在于,以经济决策为核心理念的价值导向是当下企业界的主流思维方式。不管是技术创新还是日常运营管理,企业都以盈利为最终目的。技术创新只有用到实践中去,变成产品或者变成新的生产方式,实现价值产生经济回报,创新才有意义。而日常运营管理,作为船长,要有管船的能力,这种管船的能力不仅仅指管理好团队的能力,还要有经济分析的能力,因为船是要盈利的,每一艘船的运营公司都有成本核算,船长要能够给公司节约成本创造更大利润。从这个角度讲,毕业生需要具备一定的经济分析和处理能力,了解经济考量在实际应用中的表现形式和具体的融合方式。

2.基于教学方法、教学设计及教学管理创新的自主学习能力培养

航海类学生在其职业生涯中是否具有较强的竞争力和发展潜力,还取决于其是否具有较强的自主学习能力。教师面临的主要挑战是如何帮助学生进行有目的的、自发的和有效的学习。

自1999年扩招至2019年,预计高等教育毛入学率将达到或超过50%,这意味着我国高等教育用短短20年的时间完成从精英到大众再到普及三个阶段的跃升。马丁·特罗认为,高等教育发展阶段不同,其高等教育理念、高等教育功能、课程体系构建、入学标准、管理模式等都会有新的变化。其中最重要的是高等教育理念的变化。而在高等教育理念中,符合教育本质的、与时俱进的高等教育质量观对教育者构建合理的专业结构和完善的培养方案,培养出符合社会各方需求和满足受教育者个体发展的人才起着最基本的指导作用。

其次,在教学环节的设计上,也要考虑将全部由教师课堂授课转为课堂授课时间与实习实验时间与课堂外学生自己准备时间的合理分配,其目的是要培养实践能力和自主学习能力。麻省理工大学每一门课程下面都会标注学时分配,如果标注为4-2-9 units(每一个unit代表一个学期大约14小时的工作量,或者一个学期一周大约1个小时的工作量),意味着每周教师授课4小时,实验2小时,学生自主课堂外准备9小时。也就是说麻省理工的学生需要花费两倍于课堂的时间完成课外阅读量,而学校是以部分自学内容作为课堂讲授内容的补充,强调学生自学能力的培养,并强调学生在限定时间内解决被分配问题的能力。具体到海上专业的学时怎样分配,需要根据具体课程内容、学生情况、师资情况因材施教。所以在哪个专业、哪门课可以进行研究性学习,哪门课可以尝试将更多的时间分配给学生,加大他们的课外阅读量或由课外小组自己解决被分配的研究问题,然后在成绩核算上,平时成绩和期末考试权重各有多少,教学管理上怎么配合,都需要仔细论证、试点开展。

根据中国历年教育发展公报整理。

3.基于实践教育教学综合体系构建的实践创新能力培养

从工程教育范式的角度来讲,我国近代以来的工程教育大致经历了从技术范式到科学范式再到工程范式的转变。在科学范式的影响下,培养出来的航海类学生虽有较为扎实的专业理论知识,但在实践技能、综合应用能力和紧急应变能力方面较为欠缺。当前工程教育向工程范式的回归逐渐影响并在一定程度上改变了以往航海类专业重理论轻实践能力培养的不足。

但当新技术势不可当迅猛而来时,仍需加快步伐,充分利用校内外各种教育资源,整合有利于学生实践能力培养的各种实践性的课程、活动,形成满足航海类人才培养需要的实践教育教学综合体系。其次,由于STCW公约对航海类专业实践实习的规范性要求,航海类专业的办学成本要远高于一般陆上工科专业,因此,不断建设和完善实践教育教学体系的保障条件成为必需。可以通过筹建AR和VR实验室,鼓励专任教师充分运用信息技术和数字资源,通过建模与仿真技术构筑各类海上操船复杂甚至危险的实景模型,深入对实际问题性质和特征的理解与把握,从而达到提高学生实践能力的目的。还可以扩大实习船共享联盟的教学实习船队,以充分释放现有实习船资源功能,提高实习船的使用效率。制定优惠政策和建立长效机制,鼓励和支持航运企业参与到人才培养中来,将其生产船舶作为航海院校学生实习基地也是形成保障体系的行之有效的途径之一。最后,还需要强化双师型专任教师队伍建设,探索建立院校教师与航运企业间的互动机制等多种培养措施,加强对航海类持证教师的培养,提高航海教育师资团队的整体素质。

(2)组装混凝土进入到输送泵的过程中,需要做好混凝土的检查工作,以防止砂石与水泥等杂物进入到混凝土中,从而有效减少混凝土使用性能较低的情况。

4.基于多方协同的社会责任感和工程伦理的养成教育

工程即造物。但在造物的实践中,曾一度造成全球气候变暖、自然资源枯竭等人类生存的深层次危机。人们不得不反思教育,将工程实践与人类生存的多个方面融合起来,以实现可持续发展的未来。在航运界,“清洁海洋上的安全、保安和高效航运”已成为近些年来业界共同的追求目标,是航运业集体的社会责任。所以,归根结底,航海类人才要具备将环境、安全和经济复杂性融合到工作中,在工作中践行和发扬最高道德标准和职业精神。新工科建设指南(“北京指南”)中也提及,要坚持立德树人、德学兼修,强化工科学生的家国情怀、国际视野、法治意识、生态意识和工程伦理意识等,着力培养“精益求精、追求卓越”的工匠精神。

在针对不同影响因子进行实验时,要保证其他因素保持一致。ph值的调节使用浓度为2mol/L和0.1mol/L的NaOH溶液。配置不同Ni2+的初始浓度时,都是从Ni2+的母液中量取相应的量,并取50mL配置好的初始浓度溶液于100 ml的锥形瓶中,加入一定量的浒苔,并在27℃、150 r/min的条件下振荡吸附,振荡后过滤。过滤时,为了实验的准确性,先要弃置上层溶液,再吸取1 ml的滤液于10 ml的硝酸溶液(1:99)中,最后用原子吸收分光光度。

目前,在工程伦理教育方面,全国工程专业学位研究生教育指导委员会组织编写的《工程伦理》及其在线课程已经推广使用,也有个别院校将“工程伦理”作为公共必修课或者专业必修课。但工程伦理是长期的养成教育。在一个人的工程伦理形成过程中,学校的课程教育起到的是基本概念的解释引导作用,大量的是要靠家庭、学校、工作岗位和社会环境的长期熏陶,以及周围人群的示范、具体实际的感化。因此,这种养成教育应该贯穿人的整个生活、工作和学习过程,需要发挥社会全方位的联动效应,共同推动。

四、结语

不可否认,当今社会科学技术飞速发展带来的影响是深远的、复杂的,以及多层面的。智能船舶、信息技术的不断发展与变革会给航运界带来怎样的变化,仍然需要我们不断观察、理解并审慎规划与其相配的人才培养模式的改革,以适应并在一定程度上引领本行业的发展。但需要厘清的是,航海类专业本科教育的根本目的是将学生培养成“整装待发”的航海后备人才,即在其从事海上职业前成为具备扎实的技术基础知识和较好的专业能力,具有社会责任感和环境保护意识的专业人士。

参考文献:

[1] 张炜,吕正则,吴蓝迪,等.“智能科学和技术”引领工程教育发展新动向——中国工程院李德毅院士访谈录[J].高等工程教育研究,2017(1):123-132.

[2] 吴爱华.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究,2017(1):1-9.

[3] 周绪红.中国工程教育人才培养模式改革创新的现状与展望[J].高等工程教育研究,2016(1):1-4.

[4] 李子联.关于高等教育质量研究的研究——基于文献计量和文本解读的分析[J]. 教育与经济,2017(4):26-32.

[5] 郭芳芳,史静寰.全球化时代高等教育质量保障的特点和发展趋势——基于“全球化时代大学生学习与发展研究”国际研讨会的分析[J].比较教育研究,2015(2):24-29.

[6] 工程教育认证标准[EB/OL].(2017-11). http://www.ceeaa.org.cn/ main!newsList4Top.w?menuID=01010702.

[7] 陈以一,李晔,陈明.新工业革命背景下国际工程教育改革发展动向[J].高等工程教育研究,2014(6):2-5,19.

[8] 教育部高等教育教学评估中心.我们离一流本科还有多远?——《中国本科教育质量报告》解读[EB/OL].(2017-10-16).http://edu. people.com.cn/n1/2017/1016/c367001-29588492.html.

 
陆梅
《航海教育研究》 2018年第01期
《航海教育研究》2018年第01期文献

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