海警舰船综合仿真实训教学探索

2019-01-09杨玉峰冯明奎

实验技术与管理 2018年12期

杨玉峰, 冯明奎

(武警海警学院船艇指挥系, 浙江宁波 315801)

中国海警局成立以来,在东海、南海等敏感海区的维权、执法、执勤活动成为常态。为加速培养海警部队亟需的舰船综合指挥人才,武警海警学院船艇指挥系组织申报教育部特设专业海警舰艇指挥与技术专业并获得批准。该特设专业的学员要经过4年的学历教育,完成部队认知实习、课程实训、课程实习、毕业实习等实践教学环节,成为海警部队合格的指挥官。在实践教学环节,由于实装实习舰艇较少,学员随海警部队到敏感海区执法维权机会较少,学员毕业后不能立刻适任岗位需求。为解决这一问题,开发虚拟仿真实训教学项目[1-2],特别是综合实训教学项目,对减少训练费用、提升海警舰船综合指挥人才质量培养具有重要的现实意义。

1 海警舰船综合仿真训练系统构成及功能

海警舰船综合仿真训练系统由指挥控制系统1套、360°水平视场角主本船1套、180°水平视场角副本船2套、三联台副本船2套、导调系统1套构成。系统的构建采用分布交互仿真和高层体系结构设计思想,利用先进网络技术将系统的各模块子系统相互连接。各个本船均具有三维视景显示单元、电子海图单元、模拟雷达与ARPA操作显示单元、CONNING单元、望远镜单元、视频取证单元、模拟导航仪器单元,可以进行车、侧推器、舵、锚、拖轮和缆绳的使用。

各本船可以分别在独立的海区单独训练,也可以进行多本船同组对抗训练。系统可以实时模拟航行环境,包括风、浪、流、浅水效应、岸壁效应、船吸和船推效应、外界运动和固定物标、码头、海岸等,可以模拟在不同水域、采用不同模拟本船船型进行单独或对抗航行、避让操作训练、靠离泊训练等。系统结构如图1所示。

图1 海警舰船综合仿真训练系统的结构

仿真系统为舰船操纵人员提供了十分逼真的训练环境,符合STCW公约所要求的必须使用模拟器进行的各种训练,可满足不同层次海警舰船人员培训、舰船各战位人员的协同训练或单兵训练,可进行支队级、大队级舰船编队、执勤及指挥训练,单舰船操纵、航渡、应急、执勤训练,能提供支队级指挥中心的指挥仿真训练,可进行模块功能扩展、敏感海区舰船对抗想定等方面的研究工作。

2 舰艇指挥与技术专业综合训练的必要性

作为应用型本科院校,实践教学课时比例应该占有较大比重。此前在设计人才培养方案时,实践教学没有得到充分重视,实训教学环节中验证性实训比重过高,实训内容也较为单一,而综合性、设计性实训安排课时较少。实训教学是加深学员对理论知识的理解和掌握、提高学员解决实际问题能力的有效途径,是培养学员创新意识和能力的重要环节[3-5]。随着海上执法环境的变化,边防海警与海监、渔政、海关缉私队伍的整合,海警队伍执法的内容和对象随之扩大,执法环境也更加复杂。海上执法由原来的单一执法到联合执法,由单舰艇到多舰艇编队执法,由单一装备到舰机联合执法,由传统海区到敏感海区维权执法,对舰艇指挥员的综合素质提出更高的要求。为了满足海警实战化训练需求,有必要增设海警舰艇指挥与技术专业的综合实训项目,在项目设计中注重对舰艇各个战位的联调联训,注重舰艇与直升机或无人机的联合指挥实训。在院校阶段实现综合实训项目训练的最好途径就是通过海警舰船综合仿真训练系统实现[6-8]。

3 综合实训教学探索

3.1 综合性实训项目设计

综合性实训项目的设计是实践教学体系中的重要环节,需要各门专业课程实验教学大纲的密切协同和专业教员的高度配合[9-10]。专业负责人需总体把握、做好顶层设计；专业教员需做好分项实施方案。为满足海警部队实战化训练需要,学院制定了新的人才培养计划,修订了专业课程大纲和实验教学大纲,减少了单一验证性实训项目、增设了综合实训项目。根据学院实验室现状,优化整合单一功能性实训室,规划成4大类实验室。海警舰船综合仿真训练系统实验室是最大的综合性实验室,最适合开展海警舰艇指挥与技术专业综合性实训项目。

可以运用多种方法进行实训项目的设计。例如在实际操作中,选定几个典型的操作区域,分别制订综合实训题卡。题卡的内容包括实训时间、评分标准、指定实训的水域、船名、船型等基本信息以及舰船航行的场景。海警舰艇综合性实训项目设计如图2所示。通过舰船勤务指挥实训模块,提升学员的舰船执勤、常规通信、遇险通信以及舰机联合指挥能力；通过舰船武备指挥仿真实训,提高学员对杀伤性武备及非杀伤性武备的组织指挥能力；通过航行危险局面实训、应急实训及偶发事件实训,提高学员的航海技能及应急处理能力；通过舰船综合仿真系统综合性实训,为学员缩短第一岗位任职时间积累经验。

3.2 综合性实训项目实施

在海警舰船综合仿真实训教学中,改变了传统教学中以教员讲授为主、学员被动学习的局面,代之以学员为中心、教员引导式教学模式,穿插团队合作式、互动式、探讨式学习。利用多媒体技术手段辅助教学、开发综合性实训项目,为学员创建逼真的海上实训环境,使学员感觉置身其中,快速进入情境,在团队合作中锻炼其情境意识和角色意识。在实训总结讲评中,改变教员总结、学员聆听模式,让每位参与战位角色的学员讲述实训的心得体会,给予学员独立思考问题和解决问题的机会[11]，切实提高实训教学效率。

图2 海警舰艇综合性实训项目设计

以学员为主的角色变换增加了学员的实训热情。一组15人的综合实训可以分为3个小组同时进行,小组内随机分配舰长、副舰长、航海长、枪炮长、操舵兵的角色。在进行下一个项目时,学员的角色进行轮换。学员在实训中的积极性明显提高,实训效果也非常明显,角色意识和情景意识大大增强。

讨论式、交互式教学调动了学员独立思考、主动实训的积极性。在舰船仿真系统实训之前,每个小组根据教员给定的实训项目制订航次计划,小组成员通过讨论共同拟定方案,查找本航次所需要的航海图书资料,并对实际操作中可能出现的突发事件做好预案。

在实训中,舰长的角色至关重要,他是这个团队的总指挥。但舰长在指挥时也可能存在疏忽细节的情况,需要团队成员相互提醒,体现团队意识。在综合性实训中,教员起辅助作用,但要记录下每个团队成员的反应。在项目结束时,教员要做出总结；担任舰长、副舰长、航海长、枪炮长、操舵兵的学员也要分别总结自己在承担角色中的优点和缺点。教员根据个人总结情况评分。

教员的角色是综合性实训成功实施的关键。在实训教学过程中,教员的角色至关重要。为了保证实训项目的偶发性和突发性,要不断为实训团队制造麻烦,例如突然设置能见度不良、设置高速小船为疑似海盗船、溢油、船舶故障、人员落水等,最大限度地模拟海上的突发事件,借以考察每个团队的应急措施和处置能力。在实训中,由2名教员承担机舱、海警指挥中心值班员角色,及时与每个团队进行通信和交流。由于3个本船同时进行实训,项目的设置顺序需要依次进行,防止一个本船故障不断,其他本船无紧急情况发生。实训中,教练员站的教员最好提前做好3个本船的项目设置和通信交流表,把各个本船的反馈情况及时记录下来,以反映实训团队整体协调能力和情境意识。

4 综合实训评估

学员实训后及时对其进行评估,对实训的效果进行检验,以形成综合实训教学的闭环。根据提前拟定的综合实训项目评估表[12]和实训教学的实际情况，制订适合海警训练的评估要素和评估标准。评估要素包含任务分析与计划、通过指定水域实际操作、工作态度与情景意识,每一要素仿真实训占40%,实训评价占60%,总体评价为合格与不合格两级。仿真实训的实时情况可以通过采集各个本船的运动参数,分析舰船的操作技能,对照评估标准,给出客观的成绩。图3、图4所示分别是舰艇1、2航迹变化情况,其中Lat、Lon分别代表舰艇的纬度和经度,图5、图6所示的是舰艇1、2船艏向(HDG)、航向(COG)、回转角速度(ROT)变化。图7所示的是舰艇2吃水差及横倾变化。