基于工程教育理念的GMDSS有效教學模式

余謙，牟軍敏,2，賀益雄,2，胡清波

(1.武漢理工大學，武漢　430063；2.湖北省內(nèi)河航運技術(shù)重點實驗室，武漢　430063)

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基于工程教育理念的GMDSS有效教學模式

余謙1，牟軍敏1,2，賀益雄1,2，胡清波1

(1.武漢理工大學，武漢430063；2.湖北省內(nèi)河航運技術(shù)重點實驗室，武漢430063)

在指出目前航海教育存在的不足的基礎(chǔ)上，針對GMDSS課程教學設(shè)計了以學生為中心、激發(fā)學生有效學習行為的教學方法，并通過實例給出了在GMDSS教學中落實工程教育的可行性辦法。

綜合性大學；航海教育；GMDSS實訓；工程教育；混合式教學；翻轉(zhuǎn)課堂

一、引言

航?？萍嫉陌l(fā)展以及相關(guān)國際公約標準的完善對海員的知識、能力和素質(zhì)提出了更高的要求。而目前我國的航海教育還停留在教師本位、知識本位的傳統(tǒng)教育理念上，忽略了學生專業(yè)興趣和能力的培養(yǎng)，割裂了知識傳授和服務(wù)于工程能力提高之間的關(guān)系。[1]課程考核也主要以知識性考核為主，并未完全落實工程教育的理念。學歷教育中劃范圍、背題庫，職業(yè)教育中理論考試考前突擊“刷題”、考完就“物歸原主”，實操評估中放寬評估標準、學生回答問題張冠李戴或倒背如流卻不知其所以然等現(xiàn)象普遍存在。由此帶來的畢業(yè)生的能力、素質(zhì)與用人單位要求之間的矛盾也日益凸顯。

航海教育質(zhì)量下滑與教育管理體制、教學方法、生師比、學生的專業(yè)思想穩(wěn)定與否等諸多因素有關(guān)。經(jīng)過十余年的擴招，我國高等教育已經(jīng)從精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娊逃?。這一過程雖然帶來了整體國民素質(zhì)的提高，但同時也造成生源質(zhì)量的下滑。近幾年高校又經(jīng)過幾次課程調(diào)整，各門課程普遍存在課時減少但教學目標并未降低的問題。研究型綜合性大學的航海教育還出現(xiàn)了人才培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式的沖突[2]，使得本科教學培養(yǎng)計劃的制訂和教學實施面臨兩難的選擇。

自2013年成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備會員，我國的工程教育就已與國際接軌。工程教育專業(yè)認證的核心理念是以學生為中心，未來的從業(yè)者(學生)的學習成果是證明專業(yè)教育有效性最為有力和直接的證據(jù)。新一輪本科教學審核評估也有別于前一輪，不再是以教師為中心的秀強大、拼指標和排名次。綜合性大學航海教育需要滿足多重審核：工程教育專業(yè)認證、本科教學審核評估、STCW公約及船員教育和培訓質(zhì)量管理體系審核。如何找到提高學生滿意度、保障人才培養(yǎng)質(zhì)量的突破口，一直是綜合性大學航海教育不斷努力的目標。全球海上遇險與安全系統(tǒng)(GMDSS)是海上信息傳輸和海難救助的重要功能模塊，GMDSS教學是綜合性大學航海技術(shù)專業(yè)的核心課程。近幾年許多學生應(yīng)付學歷教育和職業(yè)教育的現(xiàn)象一直是教師感到棘手的問題。本文以GMDSS課程教學為研究對象，采用理論與實踐緊密結(jié)合的教學方法，對GMDSS課程進行教學改革探索。以促進有效學習為出發(fā)點，在教學環(huán)節(jié)中融入工程教育的理念，對GMDSS實訓課程設(shè)計了任務(wù)驅(qū)動的情景教學、翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學模式并應(yīng)用到教學中，有效提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足綜合性大學工程教育的人才培養(yǎng)需求。

二、GMDSS課程簡介

本科航海技術(shù)專業(yè)的GMDSS教學包括GMDSS綜合業(yè)務(wù)(含GMDSS設(shè)備和GMDSS業(yè)務(wù))、GMDSS實訓兩門課程。課程的能力產(chǎn)出既要滿足STCW公約和國家海事局海船船員適任考試大綱的要求，獲得GMDSS普通操作員證書，也要符合本科教學培養(yǎng)計劃的學分制要求。GMDSS設(shè)備課程涵蓋知識面廣，理論抽象，要求掌握GMDSS系統(tǒng)和設(shè)備的工作原理，需要有信息學科的通信原理等專業(yè)基礎(chǔ)課作支撐。GMDSS業(yè)務(wù)課程要求掌握國際國內(nèi)通信法規(guī)、GMDSS設(shè)備的通信程序，和后續(xù)的GMDSS實訓課結(jié)合緊密。綜合性大學對該門課程實施雙語教學。GMDSS實訓課是對學生工程能力的培養(yǎng)，要求能熟練使用GMDSS設(shè)備進行遇險、緊急、安全和常規(guī)通信，熟練使用各種應(yīng)急設(shè)備，及時準確接收海上安全信息，防止和處理誤報警的發(fā)射，掌握設(shè)備的測試、維護和保養(yǎng)，能夠應(yīng)對PSC檢查。更重要的是通過實訓課培養(yǎng)學生嚴謹求實、一絲不茍的工作態(tài)度及團隊精神，應(yīng)對海難及突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力和應(yīng)變決策能力。

三、基于工程理念的GMDSS教學方法

影響本科教育培養(yǎng)質(zhì)量的因素很多并互為因果。許多教育家從根本上提出疑問：學習真的發(fā)生了嗎？這個疑問在傳統(tǒng)教學環(huán)境下的許多學生身上是存在的。[3]為了改進教學效果，多年來教學管理人員和教師從各方面進行了探索和改革，包括教學大綱、教學內(nèi)容和教材的更新，名師、精品課程建設(shè)，強化各種教學監(jiān)管和政策支持等。但這些都只是外因，學生在傳統(tǒng)教學模式下是知識的被動受體，對知識的接受和參與程度是教師不可控的。有效學習行為是指為掌握某個知識或技能，在一段時間內(nèi)全身心投入的學習或研究狀態(tài)。對于大多數(shù)核心課程而言，學生發(fā)生有效學習行為的時間比總學習時間重要得多，激發(fā)學生的有效學習行為是提高教學質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

1.以學生為中心的教學

傳統(tǒng)的課堂教學有利于教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮和系統(tǒng)學科知識的傳授，然而老師進行完整而高效的知識講授和學生真正掌握了這些知識之間沒有必然聯(lián)系。建構(gòu)主義認為,學習者學習新知識不是直接通過教師傳授得來，而是在學習者自己意義上建構(gòu)的。教師在教學過程中應(yīng)為學生提供自主學習的環(huán)境，并且有效管理學生的學習過程才能發(fā)生有效學習行為。綜合性大學的網(wǎng)絡(luò)教學平臺建設(shè)較為完善，能夠支持在線課程學習、在線自測、在線資源瀏覽等自主學習策略和在線討論、即時通訊、布置作業(yè)等多方教學交互等功能，教師應(yīng)充分將這一有利條件應(yīng)用到教學過程中。首先，根據(jù)GMDSS課程知識點，建設(shè)豐富的在線課程“微課堂”資源庫。資源庫包括課程介紹、教學大綱、教學日歷、各知識點的視頻課件、PPT課件，用于教學評價的在線試題庫，可擴展學習內(nèi)容的文獻目錄索引，行業(yè)發(fā)展動態(tài)等等，這些資源為學生自主學習提供了保障。其次，課前教師按照課程教學進度有針對性地對學生布置預(yù)習的內(nèi)容，提出疑問并在一定程度上給出相關(guān)提示或提供一些材料，為學生創(chuàng)造具體的學習情境，引發(fā)學生的學習興趣，并加強師生、生生之間的交流互動。第三，課堂上教師要經(jīng)常提問，提示、激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和強烈求知欲望，引導(dǎo)學生獨立思考，敢于提出自己的看法，共同討論，從而培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力。教師是學生學習的引導(dǎo)者、促進者和管理者，學生由“被動學習”轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的構(gòu)建者。

2.理—實緊密結(jié)合，知識點融會貫通

GMDSS理論課涵蓋知識面廣，尤其是通信設(shè)備課程理論抽象，不易掌握。學生缺一次課或上課開小差往往容易掉隊跟不上，最后無奈地選擇放棄，陷入背答案應(yīng)付考試的困境。為了防止這種情況發(fā)生，教師在教學過程中應(yīng)做好以下安排。首先，教師上理論課之前布置學生觀看實訓課的相關(guān)視頻，增強學生對GMDSS系統(tǒng)、設(shè)備和功能的感性認識。其次，綜合性大學實行實驗室開放制，教師要鼓勵學生多到實驗室了解和觀察，解決理論課中存在的問題。例如講授單邊帶組合電臺這一節(jié)，學生到實驗室實地了解，就對單邊帶組合電臺由發(fā)射機、接收機、終端設(shè)備、控制單元、天線和電源組成有了直觀的認識，進而對音頻信號變換為單邊帶信號再變換為射頻信號的過程有深入的認識。第三，教師要善于在實訓課上抓住GMDSS設(shè)備操作界面的響應(yīng)，鞏固理論課的基礎(chǔ)知識。例如，理論課講授衛(wèi)星通信系統(tǒng)的C船站有三類，第二類C站可設(shè)置合用模式和EGC只收模式。在實訓課上，教師不能光停留在“EGC Only”的設(shè)置操作上，應(yīng)梳理與此相關(guān)的知識點進行鞏固和加深。包括C站的信道結(jié)構(gòu)，信令信道和信息信道的功能，船站脫網(wǎng)后不能收發(fā)電文，但可發(fā)射遇險報警和接收EGC等等。這些理論知識均可在模擬器上通過設(shè)置進行驗證，使得學生在實際工作中能夠更為有效地使用和管理GMDSS設(shè)備，同時也覆蓋了海事局GMDSS理論考試大綱的相關(guān)知識點，學生在做選擇題時能夠通過邏輯關(guān)系正確推導(dǎo)結(jié)論。這樣的例子在GMDSS實訓課中比比皆是，教師要善于挖掘，還應(yīng)盡早引導(dǎo)學生自己挖掘。這種教學方法一舉多得，大大提高了教學效果，落實了GMDSS課程工程教育的實施，也提高了履約應(yīng)試教育的通過率。

3.任務(wù)驅(qū)動的情景教學

GMDSS系統(tǒng)由衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面通信系統(tǒng)組成，有船對船、船對岸、岸對船遇險報警、搜救協(xié)調(diào)通信，現(xiàn)場通信，尋位，海上安全信息的播發(fā)和接收，常規(guī)無線電通信，駕駛臺對駕駛臺通信九大功能。我國早期的GMDSS培訓和評估主要針對單一設(shè)備的操作功能完成，無法體現(xiàn)駕駛員的職業(yè)適任能力，也無法培養(yǎng)學生應(yīng)對海難及突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力和團隊精神。根據(jù)GMDSS系統(tǒng)組成和功能及實訓課教學目標，經(jīng)過長期教學實踐和研究，筆者設(shè)計了GMDSS實訓教學模塊化、任務(wù)驅(qū)動的情景教學、翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學模式。

根據(jù)學生對事物的認知和能力培養(yǎng)過程，GMDSS實訓課分解為設(shè)備操作和綜合練習兩個階段。在第一階段，安排學生熟悉GMDSS各種設(shè)備的操作特性和技術(shù)特性。同時結(jié)合設(shè)備在GMDSS系統(tǒng)中實現(xiàn)的功能，設(shè)置海上實際的通信情景，要求學生完成實際工作任務(wù)。模塊化有兩層含義：一是根據(jù)GMDSS系統(tǒng)的組成，各種設(shè)備要分單元模塊進行練習；二是在進行單元設(shè)備練習時，要結(jié)合GMDSS九大功能模塊，掌握設(shè)備的用途和用法。為實現(xiàn)有效學習，教師應(yīng)安排學生根據(jù)教學日歷每次課在“線上”預(yù)習課程內(nèi)容，帶著問題到課堂上來。情景教學生動形象，容易引起學生的態(tài)度體驗，從而幫助學生理解知識，掌握技能。教師要充分準備，設(shè)置有代表性的情景案例，引導(dǎo)學生掌握學習方法。例如設(shè)置情景：“本船在澳大利亞沿海航行，正確接收海上安全信息，保證船舶航行安全。”接到這一任務(wù)的絕大部分學生都會根據(jù)已有的知識和技能設(shè)置NAVTEX接收機接收沿海MSI，設(shè)置EGC接收機接收遠洋MSI。教師不要急于給出正確的做法，可以先提醒學生查看NAVTEX接收機各洋區(qū)的播發(fā)臺設(shè)置，或在無線電信號書上查找澳大利亞NAVTEX播發(fā)臺的設(shè)置。通過查閱資料及師生互動，學生了解到第Ⅴ、第Ⅹ、第ⅪⅤ、第ⅩⅦ NAVAREA洋區(qū)未設(shè)NAVTEX播發(fā)臺，沿海MSI是通過EGC播發(fā)的，從而正確完成工作任務(wù)。這種啟發(fā)式教學對培養(yǎng)學生嚴謹求實、一絲不茍的工作態(tài)度極為重要，學生自主完成工作任務(wù)也會信心倍增、有成就感。教學方法體現(xiàn)了綜合性大學對學生傳授知識、培養(yǎng)能力和塑造價值“三位一體”的精神。

4.翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學

所謂混合式教學(B l e n d i n g L e a r n i n g),是指把傳統(tǒng)學習方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化學習的優(yōu)勢結(jié)合起來，既要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導(dǎo)作用,又要充分體現(xiàn)學員作為學習過程的主動性、積極性與創(chuàng)造性。[4]混合式教學的主流形式是翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom)。在傳統(tǒng)課堂中，學生課上學知識，課下鞏固知識。而在翻轉(zhuǎn)課堂中，學生課前務(wù)必預(yù)習知識，其上課的根本目的是通過與同學和老師之間討論，搞懂預(yù)習過程中產(chǎn)生的問題。在翻轉(zhuǎn)課堂中，學生課下學知識，課上鞏固知識，課后固化知識。

混合式教學的優(yōu)勢十分明顯，主要表現(xiàn)在：在線教程可以反復(fù)學習，避免教師重復(fù)機械勞動，有利于解決學不懂的問題，也有利于騰出時間做更有意義、更具創(chuàng)造性的事情；課堂授課以研討為主，學生的表達和思辨能力得到鍛煉?；旌鲜浇虒W的實施需要有網(wǎng)絡(luò)教學平臺和課程教學資源作支撐，需要教師精心設(shè)計課堂活動和評價機制，也需要學生課前充分的學習。在完成GMDSS理論知識和實訓課程第一階段學習后，學生已具備GMDSS基礎(chǔ)知識和操作技能。GMDSS實訓第二階段的綜合練習采用混合式教學，在翻轉(zhuǎn)課堂中完成。教師設(shè)計某輪從A港到B港，需要學生學習、討論和訓練的項目包括了GMDSS操作員的所有職能：交接船的注意事項，開行前的準備工作，航行中的遇險報警、遇險、緊急和安全通信，常規(guī)通信，駕駛臺對駕駛臺通信，接收海上安全信息，設(shè)備的維護和保養(yǎng)工作，應(yīng)對PSC檢查等等。教師對一個班學生進行分組，設(shè)置4～6人一組。每組對規(guī)定的任務(wù)進行討論，得出解決方案，并且在設(shè)備實操中驗證。學生在各組中能夠扮演不同的角色，團隊精神得到鍛煉。這種方法在提高學生自主學習能力的同時，也加強了他們分析問題、解決問題和研究問題的能力。教師分別要求每一組選派代表陳述解決問題的方案，并且在網(wǎng)絡(luò)型GMDSS模擬器上證實方案的可行性。對存在問題引發(fā)學生共同討論，得出正確的解決方案。學生的演講和溝通能力也得到鍛煉。

GMDSS實訓的綜合練習實質(zhì)上是基于問題的學習(PLB—Problem Based Learning)，這些問題并非教師為了考倒學生而精心設(shè)計的刁鉆問題，而是來源于實際工程。PBL的目標是加強學生提出、分析和解決實際問題的能力。例如在綜合練習中，教師可以設(shè)置海難和突發(fā)事件的各種情景：船舶在A1、A2、A3、A4海區(qū)遇險后的應(yīng)對，船舶在不同海區(qū)，在Inmarsat船站、在不同的DSC頻段、EGC、NAVTEX接收機上收到遇險信息的應(yīng)對，應(yīng)對的響應(yīng)結(jié)果不同仍需要快速處理。這些都能觸發(fā)學生深入思考，訓練他們的快速反應(yīng)能力和決策能力?？茖W教育強調(diào)科學研究中發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程，而工程師在工程中面對的是各種性能指標和海量數(shù)據(jù)。在復(fù)雜環(huán)境中許多性能指標無法用方程來表示，而問題通常存在多個可行的解。好的工程師需要從眾多可行解中快速尋找到最佳折中點，而好的工程教育則需要培養(yǎng)未來的工程師處理復(fù)雜局面和發(fā)現(xiàn)最佳折中點的能力。工程師確定方案的過程就是通過工程實踐創(chuàng)造新事物的過程，工程教育更強調(diào)創(chuàng)造新事物能力的培養(yǎng)。

四、結(jié)語

在生源質(zhì)量下滑，人才培養(yǎng)質(zhì)量堪憂的環(huán)境下，本文針對GMDSS課程教學，設(shè)計了以學生為中心，激發(fā)學生有效學習行為的教學方法，并通過實例給出了在GMDSS教學中落實工程教育的可行性辦法。GMDSS課程教學改革效果明顯，問卷調(diào)查學生滿意度大幅度提高，通用操作員適任證書通過率也大幅度上升?？萍及l(fā)展迅猛，IMO啟動的GMDSS現(xiàn)代化改造正在實施，STCW公約關(guān)于GMDSS普通操作員的適任標準也會有新要求。教師需要不斷更新GMDSS教學內(nèi)容，持續(xù)改進GMDSS課程教學方法才能適應(yīng)新形式的要求。在人才市場走向國際化的背景下，教育需要轉(zhuǎn)變理念，從灌輸課堂向?qū)υ捳n堂轉(zhuǎn)變、從知識課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變、從句號課堂向問號課堂轉(zhuǎn)變。

[1] 孫玉清.洞悉海員培養(yǎng)新形式再造海員教育培訓體系[J].航海教育研究，2015(3)：1-4.

[2]鄒春明，文元橋.研究型綜合大學發(fā)展航海教育的思考[J].航海教育研究，2016(1)：1-5.

[3]于歆杰.以學生為中心的教育學[M].北京：高等教育出版社，2015:83.

[4]余勝泉，路秋麗，陳聲鍵．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的混合式教學——一種新的教學模式[J].中國大學教學，2005(10) : 50-56.

2016-05-14

湖北省高等學校省級教學研究項目“STCW公約馬尼拉修正案背景下航海技術(shù)專業(yè)教學改革與對策研究”(2011010)

余謙(1965-)，男，實驗師，主要從事海上無線電通信與航海教育研究。

U676.2

A

1006-8724(2016)03-0055-04