基于虛擬機艙桌面系統的高職小班化教學實施研究

(浙江國際海運職業技術學院,浙江 舟山 316100)

高職院校的教育定位，旨在培養一批數量充足，結構合理的高端技能型專門人才。對輪機專業學生的培養應該特別注重機艙資源綜合管理、專業交流溝通能力提升，情境意識的培養。但目前在校的高職輪機學生缺少船上工作經驗，沒有機艙的整體概念，在實施專業教學過程中難以達到良好效果。如何提升輪機學生的專業綜合能力 ，基于虛擬機艙桌面系統的課堂教學應用和改革必然會成為一個重要的突破口。[1]

1 輪機專業高職教育現狀

1)招生規模呈逐步減小趨勢，人才培養質量要求不斷提升，專業教學改革不斷向小班方向發展。限于專業教學成本考量及教學設備、教學師資條件，如何找到合理的教學改革平衡點，至關重要。

2)生源的質量問題一直困擾著高職教育，目前高職學生專業理論學習能力差，學習方法欠缺[2]，課堂教學效果收效甚微。但高職學生行動能力強，如果將理論與實踐相結合，在做中學習，將會大大激發學生的學習興趣，這要求必須對高職傳統的課堂教學進行深化改革。

3)內陸學生比重越來越大，學生普遍缺少整體機艙概念。海上輪機專業不同于陸上專業，并且受國際公約、國內法規等一系列制約，校企融合存在一定的時空差距，在校生僅僅通過航行認識實習，對船舶輪機的認知還遠遠達不到專業學習的要求，即使通過校內實訓基地訓練，還是很難讓學生將整個機艙設備進行有機的融合。

4)高職學生的學習自信心普遍不足，特別是輪機專業英語學習方面，就11規則輪機英語考證合格率來看，目前全國普遍為20%～30%，特別是專業學習與專業英語的學習沒有很好融會貫通。

2 教學實施

2.1 虛擬機艙桌面系統的教學應用

虛擬機艙技術可以讓學生置身于由計算機系統營造的虛擬機艙環境中，產生接近于真實機艙環境的體驗，并得出與投入到實際環境中所獲得的相同或者相似的感受[3]。

根據國家海事局2009年對船員培訓機構現場核驗指南要求，各個航海院校都配備了與輪機模擬器功能一致的虛擬機艙桌面系統，但在教學和培訓應用過程中沒有提出明確的規定。本人認為，輪機模擬器適合仿真動手訓練，與輪機模擬器相比，虛擬機艙桌面系統更具有機艙資源綜合程度高、使用成本低、適宜探索性學習等特征，特別適合在校輪機學生的專業教學。

以本校引進的波蘭公司UNITEST虛擬機艙桌面系統為例。該系統以大型二沖柴油機為模型構建完整虛擬機艙，包括了主機燃、滑油及各個操作系統；電站操作系統；輔鍋爐、分油機、空壓機、液壓舵機、制冷空調、海水淡化等輔助裝置及系統；中央冷卻水、消防水、壓載水、艙底水、生活污水、日用水、CO2及水霧滅火等管路系統等，采用全英文界面，可以讓學生在完整的虛擬機艙環境中體驗和學習，不僅可以和今后的大型船舶機艙崗位工作實現無縫對接，更能為學生在機艙資源的綜合使用管理上提升專業能力。

2.2 小班化教學組織設計

基于UNITEST輪機桌面系統的設計，一臺教練機可以同時控制18臺學生機，其它輪機實訓場地(包括動力拆裝、動力操作、船電操作等)也是設計成能容納15～20人教學規模的理實一體環境。目前本校高職學生普通班一般在35～40人左右，基于課程性質和教學成本的核算，在不拆分原有班級的基礎上進行小班化教學設計。

專業課程集中授課保持原有班級規模，大約占課程50%左右，理實一體授課(包括輪機桌面系統教學)則采用2+2+40模式，即：2個教學場地，2位教師(主講教師+實訓教師)，40位學生，運用站點式教學模式，讓學生在學校真實實訓場地動手操作和虛擬機艙桌面系統操作之間進行站點式流轉，見圖1。

圖1 專業教學小班化設計

2.3 專業教學內容設計

根據三管輪的職業能力要求，根據典型工作任務分析方法來設計虛擬機艙桌面系統教學內容，即輪機員職業分析→典型工作任務→行動領域→學習領域[4](課程)→虛擬情境學習。以在桌面系統進行癱船啟動操作來進行描述。

表1 基于虛擬機艙桌面系統的專業教學內容設計

通過虛擬機艙桌面系統對各個子項目任務的串聯，可以讓學生對船舶機艙有完整的感性體驗，從而獲取部分近似船舶三管輪崗位的工作經驗。教師還可以通過一系列的教練設置環節，如：船舶火災 CO2系統釋放操作、全船失電故障處理等，讓學生在虛擬的機艙環境中完成幾乎在實船上無法訓練的機艙應急操作和故障分析處理，從而提升專業的綜合能力。

2.4 教學方法及教學評價

基于虛擬機艙桌面系統的小班化教學因組織規模不同于普通班級，讓教師和學生有了更多的溝通機會，也使得每個學生受到最大的關注，在學習熱情方面可以得到有效提升。在教學方法上也可以有更多的選擇，最常用的是采用項目教學，以某個項目(如恢復船舶應急供電)，在項目任務的驅動下，激發學生主動探索學習的激情， 在完成項目的過程中獲取專業知識，提升專業應用能力。也可以采用討論式教學，由教師在教練機上設置機艙設備系統故障，讓學生分組協作查找，學生在團隊協作查找和排除故障的過程中進行有效溝通訓練。還可以采用模型案例教學、分組競賽教學等，總之，基于虛擬機艙桌面系統可以以學生為主導，以行動為主線，在操作中學習，讓學生進入虛擬的機艙空間，有效利用機艙綜合資源，完成基于工作崗位的輪機專業知識學習。

考核方式有項目過程考核(針對操作項目)、結果考核(針對故障處理)、小組間競賽等。

教學評價：①展示評價，教師在教學的過程中讓學生對正確的操作技能或故障處理方法進行展示并進行講解；②即時評價，當場操作點評；分層評價，學生可以進行組內和組間互評。總之，避免考核評價的單一化，對學生在學習中的各項技能，分項多次的進行評價，以能力掌握為前提，逐步淡化考試的概念，形成過程性綜合能力考核評價方式。

3 收獲和展望

通過基于虛擬機艙桌面系統的小班化教學改革與實施，對目前輪機專業教學產生了一定積極的影響。

1)虛擬機艙桌面系統讓學生對機艙設備的認知有了綜合提高，可以反復操練在實船或實訓室比較困難甚至不允許隨便操作的訓練內容，在較短的時間內得到實船積累多年才能得到的實際經驗。

2)與輪機模擬器或其它實訓室小班化操作訓練相比，桌面系統操作在使用時間和使用成本等方面多得到了改善，節約了教學成本，在實訓安全方面更是有了保障。

3)通過桌面系統操作，很大程度上激發了學生的自主探索學習專業的興趣，小班化組織、分組合作或競賽、項目任務的達成等讓學生的受關注程度進一步加強，有獲取完成任務的成就感，同時也提高了專業學習的自信心。

4)全英文的操作界面，使輪機專業與輪機英語的學習得到融會貫通，在不斷的操作訓練學習過程中，強化了專業詞匯的積累。

綜合以上分析，高職教育遵循以人為本的理念，培養與崗位有效對接，具有較強實踐能力的技能型專門人才，推行基于虛擬機艙桌面系統的小班化教學是目前輪機專業實訓的有效補充，也是高職專業課程教學改革的必然趨勢。最大的優勢在于“多向互動、動態生成”能發揮學生的主體學習作用，同時促進專業綜合素質的全面提高。但也不能盲目的追求桌面操作而忽略真實機艙設備的訓練，還要結合高職院校自己的實際情況，進行不斷的實踐總結，真正做到在合理的投入范圍內，讓高職教育質量得到切實有效的提高，使高職學生得到綜合素質的全面發展，最終為社會培養更多的高技能實用人才。

[1] 吳志亞.職業院校專業課教學方法探討[J].船海工程，2011，40(4)：98-99.

[2] 龔 蕓,李宇才,賀建新.關于高職學生學習現狀的調查[J].職教論壇,2009(8)：61-62.

[3] 莊春華，王 普，虛擬現實技術及其應用[M].北京：電子工業出版社，2010.

[4] “關于課程開發的課程設計”課程組.學習領域課程開發手冊[M].北京：高等教育出版社,2007,6.