基于工程教育理念的GMDSS有效教学模式

余谦，牟军敏,2，贺益雄,2，胡清波

(1.武汉理工大学，武汉　430063；2.湖北省内河航运技术重点实验室，武汉　430063)



基于工程教育理念的GMDSS有效教学模式

余谦1，牟军敏1,2，贺益雄1,2，胡清波1

(1.武汉理工大学，武汉430063；2.湖北省内河航运技术重点实验室，武汉430063)

在指出目前航海教育存在的不足的基础上，针对GMDSS课程教学设计了以学生为中心、激发学生有效学习行为的教学方法，并通过实例给出了在GMDSS教学中落实工程教育的可行性办法。

综合性大学；航海教育；GMDSS实训；工程教育；混合式教学；翻转课堂

一、引言

航海科技的发展以及相关国际公约标准的完善对海员的知识、能力和素质提出了更高的要求。而目前我国的航海教育还停留在教师本位、知识本位的传统教育理念上，忽略了学生专业兴趣和能力的培养，割裂了知识传授和服务于工程能力提高之间的关系。[1]课程考核也主要以知识性考核为主，并未完全落实工程教育的理念。学历教育中划范围、背题库，职业教育中理论考试考前突击“刷题”、考完就“物归原主”，实操评估中放宽评估标准、学生回答问题张冠李戴或倒背如流却不知其所以然等现象普遍存在。由此带来的毕业生的能力、素质与用人单位要求之间的矛盾也日益凸显。

航海教育质量下滑与教育管理体制、教学方法、生师比、学生的专业思想稳定与否等诸多因素有关。经过十余年的扩招，我国高等教育已经从精英教育转变为大众教育。这一过程虽然带来了整体国民素质的提高，但同时也造成生源质量的下滑。近几年高校又经过几次课程调整，各门课程普遍存在课时减少但教学目标并未降低的问题。研究型综合性大学的航海教育还出现了人才培养目标、培养模式的冲突[2]，使得本科教学培养计划的制订和教学实施面临两难的选择。

自2013年成为《华盛顿协议》的预备会员，我国的工程教育就已与国际接轨。工程教育专业认证的核心理念是以学生为中心，未来的从业者(学生)的学习成果是证明专业教育有效性最为有力和直接的证据。新一轮本科教学审核评估也有别于前一轮，不再是以教师为中心的秀强大、拼指标和排名次。综合性大学航海教育需要满足多重审核：工程教育专业认证、本科教学审核评估、STCW公约及船员教育和培训质量管理体系审核。如何找到提高学生满意度、保障人才培养质量的突破口，一直是综合性大学航海教育不断努力的目标。全球海上遇险与安全系统(GMDSS)是海上信息传输和海难救助的重要功能模块，GMDSS教学是综合性大学航海技术专业的核心课程。近几年许多学生应付学历教育和职业教育的现象一直是教师感到棘手的问题。本文以GMDSS课程教学为研究对象，采用理论与实践紧密结合的教学方法，对GMDSS课程进行教学改革探索。以促进有效学习为出发点，在教学环节中融入工程教育的理念，对GMDSS实训课程设计了任务驱动的情景教学、翻转课堂的混合式教学模式并应用到教学中，有效提高了人才培养质量，满足综合性大学工程教育的人才培养需求。

二、GMDSS课程简介

本科航海技术专业的GMDSS教学包括GMDSS综合业务(含GMDSS设备和GMDSS业务)、GMDSS实训两门课程。课程的能力产出既要满足STCW公约和国家海事局海船船员适任考试大纲的要求，获得GMDSS普通操作员证书，也要符合本科教学培养计划的学分制要求。GMDSS设备课程涵盖知识面广，理论抽象，要求掌握GMDSS系统和设备的工作原理，需要有信息学科的通信原理等专业基础课作支撑。GMDSS业务课程要求掌握国际国内通信法规、GMDSS设备的通信程序，和后续的GMDSS实训课结合紧密。综合性大学对该门课程实施双语教学。GMDSS实训课是对学生工程能力的培养，要求能熟练使用GMDSS设备进行遇险、紧急、安全和常规通信，熟练使用各种应急设备，及时准确接收海上安全信息，防止和处理误报警的发射，掌握设备的测试、维护和保养，能够应对PSC检查。更重要的是通过实训课培养学生严谨求实、一丝不苟的工作态度及团队精神，应对海难及突发事件的快速反应能力和应变决策能力。

三、基于工程理念的GMDSS教学方法

影响本科教育培养质量的因素很多并互为因果。许多教育家从根本上提出疑问：学习真的发生了吗？这个疑问在传统教学环境下的许多学生身上是存在的。[3]为了改进教学效果，多年来教学管理人员和教师从各方面进行了探索和改革，包括教学大纲、教学内容和教材的更新，名师、精品课程建设，强化各种教学监管和政策支持等。但这些都只是外因，学生在传统教学模式下是知识的被动受体，对知识的接受和参与程度是教师不可控的。有效学习行为是指为掌握某个知识或技能，在一段时间内全身心投入的学习或研究状态。对于大多数核心课程而言，学生发生有效学习行为的时间比总学习时间重要得多，激发学生的有效学习行为是提高教学质量的关键所在。

1.以学生为中心的教学

传统的课堂教学有利于教师主导作用的发挥和系统学科知识的传授，然而老师进行完整而高效的知识讲授和学生真正掌握了这些知识之间没有必然联系。建构主义认为,学习者学习新知识不是直接通过教师传授得来，而是在学习者自己意义上建构的。教师在教学过程中应为学生提供自主学习的环境，并且有效管理学生的学习过程才能发生有效学习行为。综合性大学的网络教学平台建设较为完善，能够支持在线课程学习、在线自测、在线资源浏览等自主学习策略和在线讨论、即时通讯、布置作业等多方教学交互等功能，教师应充分将这一有利条件应用到教学过程中。首先，根据GMDSS课程知识点，建设丰富的在线课程“微课堂”资源库。资源库包括课程介绍、教学大纲、教学日历、各知识点的视频课件、PPT课件，用于教学评价的在线试题库，可扩展学习内容的文献目录索引，行业发展动态等等，这些资源为学生自主学习提供了保障。其次，课前教师按照课程教学进度有针对性地对学生布置预习的内容，提出疑问并在一定程度上给出相关提示或提供一些材料，为学生创造具体的学习情境，引发学生的学习兴趣，并加强师生、生生之间的交流互动。第三，课堂上教师要经常提问，提示、激发学生的创新思维和强烈求知欲望，引导学生独立思考，敢于提出自己的看法，共同讨论，从而培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力。教师是学生学习的引导者、促进者和管理者，学生由“被动学习”转变为知识的构建者。

2.理—实紧密结合，知识点融会贯通

GMDSS理论课涵盖知识面广，尤其是通信设备课程理论抽象，不易掌握。学生缺一次课或上课开小差往往容易掉队跟不上，最后无奈地选择放弃，陷入背答案应付考试的困境。为了防止这种情况发生，教师在教学过程中应做好以下安排。首先，教师上理论课之前布置学生观看实训课的相关视频，增强学生对GMDSS系统、设备和功能的感性认识。其次，综合性大学实行实验室开放制，教师要鼓励学生多到实验室了解和观察，解决理论课中存在的问题。例如讲授单边带组合电台这一节，学生到实验室实地了解，就对单边带组合电台由发射机、接收机、终端设备、控制单元、天线和电源组成有了直观的认识，进而对音频信号变换为单边带信号再变换为射频信号的过程有深入的认识。第三，教师要善于在实训课上抓住GMDSS设备操作界面的响应，巩固理论课的基础知识。例如，理论课讲授卫星通信系统的C船站有三类，第二类C站可设置合用模式和EGC只收模式。在实训课上，教师不能光停留在“EGC Only”的设置操作上，应梳理与此相关的知识点进行巩固和加深。包括C站的信道结构，信令信道和信息信道的功能，船站脱网后不能收发电文，但可发射遇险报警和接收EGC等等。这些理论知识均可在模拟器上通过设置进行验证，使得学生在实际工作中能够更为有效地使用和管理GMDSS设备，同时也覆盖了海事局GMDSS理论考试大纲的相关知识点，学生在做选择题时能够通过逻辑关系正确推导结论。这样的例子在GMDSS实训课中比比皆是，教师要善于挖掘，还应尽早引导学生自己挖掘。这种教学方法一举多得，大大提高了教学效果，落实了GMDSS课程工程教育的实施，也提高了履约应试教育的通过率。

3.任务驱动的情景教学

GMDSS系统由卫星通信系统和地面通信系统组成，有船对船、船对岸、岸对船遇险报警、搜救协调通信，现场通信，寻位，海上安全信息的播发和接收，常规无线电通信，驾驶台对驾驶台通信九大功能。我国早期的GMDSS培训和评估主要针对单一设备的操作功能完成，无法体现驾驶员的职业适任能力，也无法培养学生应对海难及突发事件的快速反应能力和团队精神。根据GMDSS系统组成和功能及实训课教学目标，经过长期教学实践和研究，笔者设计了GMDSS实训教学模块化、任务驱动的情景教学、翻转课堂的混合式教学模式。

根据学生对事物的认知和能力培养过程，GMDSS实训课分解为设备操作和综合练习两个阶段。在第一阶段，安排学生熟悉GMDSS各种设备的操作特性和技术特性。同时结合设备在GMDSS系统中实现的功能，设置海上实际的通信情景，要求学生完成实际工作任务。模块化有两层含义：一是根据GMDSS系统的组成，各种设备要分单元模块进行练习；二是在进行单元设备练习时，要结合GMDSS九大功能模块，掌握设备的用途和用法。为实现有效学习，教师应安排学生根据教学日历每次课在“线上”预习课程内容，带着问题到课堂上来。情景教学生动形象，容易引起学生的态度体验，从而帮助学生理解知识，掌握技能。教师要充分准备，设置有代表性的情景案例，引导学生掌握学习方法。例如设置情景：“本船在澳大利亚沿海航行，正确接收海上安全信息，保证船舶航行安全。”接到这一任务的绝大部分学生都会根据已有的知识和技能设置NAVTEX接收机接收沿海MSI，设置EGC接收机接收远洋MSI。教师不要急于给出正确的做法，可以先提醒学生查看NAVTEX接收机各洋区的播发台设置，或在无线电信号书上查找澳大利亚NAVTEX播发台的设置。通过查阅资料及师生互动，学生了解到第Ⅴ、第Ⅹ、第ⅪⅤ、第ⅩⅦ NAVAREA洋区未设NAVTEX播发台，沿海MSI是通过EGC播发的，从而正确完成工作任务。这种启发式教学对培养学生严谨求实、一丝不苟的工作态度极为重要，学生自主完成工作任务也会信心倍增、有成就感。教学方法体现了综合性大学对学生传授知识、培养能力和塑造价值“三位一体”的精神。

4.翻转课堂的混合式教学

所谓混合式教学(B l e n d i n g L e a r n i n g),是指把传统学习方式的优势和网络化学习的优势结合起来，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分体现学员作为学习过程的主动性、积极性与创造性。[4]混合式教学的主流形式是翻转课堂(Flipped Classroom)。在传统课堂中，学生课上学知识，课下巩固知识。而在翻转课堂中，学生课前务必预习知识，其上课的根本目的是通过与同学和老师之间讨论，搞懂预习过程中产生的问题。在翻转课堂中，学生课下学知识，课上巩固知识，课后固化知识。

混合式教学的优势十分明显，主要表现在：在线教程可以反复学习，避免教师重复机械劳动，有利于解决学不懂的问题，也有利于腾出时间做更有意义、更具创造性的事情；课堂授课以研讨为主，学生的表达和思辨能力得到锻炼。混合式教学的实施需要有网络教学平台和课程教学资源作支撑，需要教师精心设计课堂活动和评价机制，也需要学生课前充分的学习。在完成GMDSS理论知识和实训课程第一阶段学习后，学生已具备GMDSS基础知识和操作技能。GMDSS实训第二阶段的综合练习采用混合式教学，在翻转课堂中完成。教师设计某轮从A港到B港，需要学生学习、讨论和训练的项目包括了GMDSS操作员的所有职能：交接船的注意事项，开行前的准备工作，航行中的遇险报警、遇险、紧急和安全通信，常规通信，驾驶台对驾驶台通信，接收海上安全信息，设备的维护和保养工作，应对PSC检查等等。教师对一个班学生进行分组，设置4～6人一组。每组对规定的任务进行讨论，得出解决方案，并且在设备实操中验证。学生在各组中能够扮演不同的角色，团队精神得到锻炼。这种方法在提高学生自主学习能力的同时，也加强了他们分析问题、解决问题和研究问题的能力。教师分别要求每一组选派代表陈述解决问题的方案，并且在网络型GMDSS模拟器上证实方案的可行性。对存在问题引发学生共同讨论，得出正确的解决方案。学生的演讲和沟通能力也得到锻炼。

GMDSS实训的综合练习实质上是基于问题的学习(PLB—Problem Based Learning)，这些问题并非教师为了考倒学生而精心设计的刁钻问题，而是来源于实际工程。PBL的目标是加强学生提出、分析和解决实际问题的能力。例如在综合练习中，教师可以设置海难和突发事件的各种情景：船舶在A1、A2、A3、A4海区遇险后的应对，船舶在不同海区，在Inmarsat船站、在不同的DSC频段、EGC、NAVTEX接收机上收到遇险信息的应对，应对的响应结果不同仍需要快速处理。这些都能触发学生深入思考，训练他们的快速反应能力和决策能力。科学教育强调科学研究中发现规律的过程，而工程师在工程中面对的是各种性能指标和海量数据。在复杂环境中许多性能指标无法用方程来表示，而问题通常存在多个可行的解。好的工程师需要从众多可行解中快速寻找到最佳折中点，而好的工程教育则需要培养未来的工程师处理复杂局面和发现最佳折中点的能力。工程师确定方案的过程就是通过工程实践创造新事物的过程，工程教育更强调创造新事物能力的培养。

四、结语

在生源质量下滑，人才培养质量堪忧的环境下，本文针对GMDSS课程教学，设计了以学生为中心，激发学生有效学习行为的教学方法，并通过实例给出了在GMDSS教学中落实工程教育的可行性办法。GMDSS课程教学改革效果明显，问卷调查学生满意度大幅度提高，通用操作员适任证书通过率也大幅度上升。科技发展迅猛，IMO启动的GMDSS现代化改造正在实施，STCW公约关于GMDSS普通操作员的适任标准也会有新要求。教师需要不断更新GMDSS教学内容，持续改进GMDSS课程教学方法才能适应新形式的要求。在人才市场走向国际化的背景下，教育需要转变理念，从灌输课堂向对话课堂转变、从知识课堂向能力课堂转变、从句号课堂向问号课堂转变。

[1] 孙玉清.洞悉海员培养新形式再造海员教育培训体系[J].航海教育研究，2015(3)：1-4.

[2]邹春明，文元桥.研究型综合大学发展航海教育的思考[J].航海教育研究，2016(1)：1-5.

[3]于歆杰.以学生为中心的教育学[M].北京：高等教育出版社，2015:83.

[4]余胜泉，路秋丽，陈声键．网络环境下的混合式教学——一种新的教学模式[J].中国大学教学，2005(10) : 50-56.

2016-05-14

湖北省高等学校省级教学研究项目“STCW公约马尼拉修正案背景下航海技术专业教学改革与对策研究”(2011010)

余谦(1965-)，男，实验师，主要从事海上无线电通信与航海教育研究。

U676.2

A

1006-8724(2016)03-0055-04