智能船舶背景下电子电气工程专业人才培养探讨 摘要：智能船舶推动了整个航运业的变革和发展，在此背景下，船舶电子电气员的能力要求和培养模式亟待更新。为了更好的适应行业发展现状，提高船舶电子电气员的国际竞争力，研究讨论了在智能船舶这一新形势下船电人才培养所面临的多重挑战，并结合航运新业态，归纳了未来船电人才培养的趋势，在此基础上从师资队伍建设、课程体系优化、产学研合作教育等几个方面探索了船电人才培养的实践路径。关键词：智能船舶；电子电气工程；人才培养；路径引言船舶电子电气员是根据STCW78/10公约规定，船舶现有配员中首次新增职务，其工作职责不仅包含了传统的电机员的工作职责，同时也将前期报务员的工作职责包含其中。船舶电子电气员的岗位设置充分体现了智能船舶在海洋运输、船舶制造行业中的重要性日益提升，同时国际海事组织对航海技术向信息化、数字化的快速发展有了更高的认识，航海人才的需求将逐步迈向人工智能领域。本文根据智能船舶发展过程中对于船舶电子电气员的人才培养需要，提出相应的培养策略。一、智能船舶的定义及发展中国船级社所理解的智能船舶系指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶，以使船舶更加安全、更加环保、更加经济和更加高效1。智能船舶的发展大致经历以下几个阶段：第一阶段是自主感知船舶。船舶安装各种传感器和自动化设备，自主感知信息进行实时监控，当机械设备出现故障以及周围环境出现改变时，能自动报警并反馈故障信息，并且可以对部分设备的运行参数及航行状态进行自动调整；第二阶段是半自主决策船舶。利用数据分析和处理、系统仿真等技术，根据各传感器采集实时信息，构建船舶设备诊断、决策知识库，能快速识别出故障来源，进行设备维修辅助决策，实现设备状况的健康评估和诊断、综合状态分析、远程诊断支持等一系列活动，为人工维护提供智能决策；第三阶段是自主决策船舶。船舶建有信息处理中心，收集各个系统设备的信息并处理，自动建立智能数学模型并对算法进行优化，经智能判断后，系统给出建议和决策，并自动实施人工监督；第四阶段是智能无人船舶。船舶建立船基和岸基一体化信息平台，船基具备自我感知、预测、评估、控制、优化、远程支持等能力，实现自组织、自重构、具有行为决策能力；岸基控制可以通过实时监控船舶设备的健康状态，提前制定维修计划，预先调配船舶备件至港口2。同时，远程控制技术将会提高航运整体计划效率，优化船舶靠港作业时间及货物装卸流程，降低航运业的成本。二、智能船舶背景下船电人才培养的现实挑战1.传统“技术性”船电人才培养与智能化发展的不匹配船舶智能化的核心不仅仅是一套“航行脑”系统，更重要的是其重塑了航运新业态，重复、单一的操作将由智能系统取而代之，与此同时，对航运人才的要求也必然发生相应变化。传统船舶电子电气员的定位很大程度上为“技术性”人才，作业呈现为单纯的操作型特征，而在当前及未来智能技术辅助下，船舶有望实现自主运行，部分传统职能将有可能消失或弱化，船电专业人才从传统“技术性”人才向“工程型”、“复合型”人才转变；应该面向航运的全生命周期，从船舶电气设备的设计、制造、生产等多阶段入手，依托其丰富的实践经验，为智能船舶的发展提供多向度的支撑。2.信息化发展加剧船电人才宽口径知识储备需求伴随着新兴信息技术、电子电气技术等在船上的应用，船舶电子电气员所承担的职能范围必将不断扩大，这就要求电子电气员必须具有一定的“弹性”，不仅要满足STCW国际公约中船舶电子电气员适任标准，又要充分掌握我国海事局颁布的相关考试纲要中所涉及的基础性专业知识，同时还要契合新形势下的人才培养需求，保证“厚基础”的同时，具备“宽口径”的知识储备。当前我国高校船电专业的人才培养还偏向于单一领域专业化培养，培养目标单一化、同质化，尚未构建出与智能船舶发展互匹配的人才培养方案。3.大数据发展对传统师资素养形成挑战能否有效实现人才培养目标，师资力量在很大程度上扮演着至关重要的角色。船舶智能化、自动化、无人化的发展将传统教育模式推向了“大数据+创新教育模式”，如何将二者有机衔接、深度融合，探索新形势下的教育教学规律是所有船电教师需要思考的问题。目前我国高校船电师资从数量上供给不足，智能控制、大数据等新技术专业课程的师资力量偏少，并且持有船舶电子电气员有效证书的“双师”型教师数量更为匮乏；目前新技术在船舶上已广泛应用，传统的课程体系始终变化不大，高等院校必须对现有课程体系进行改革调整，船电教师需要结合行业的新技术、新工艺更新其知识体系。4.培养机制落后导致学生理论与实践脱钩智能船舶的发展在未来可预见的一段时间内，船舶自动化程度将会随着先进技术的发展越来越高，与之相伴的必然是对船舶操作技术要求的愈加严苛。目前还处于船舶智能化的应用初期，系统的可靠性、通信链路稳定性等衍生风险不容忽视3。因此，如何确保船舶航行稳定和安全，特别是在船舶工况多变的情况下，这就需要船舶电子电气人员在实践中具有更强的实践技能。在现有船舶电子电气专业的培养机制中，通常更注重传统知识技能的学习，使得学生在新兴技术不断应用的背景下难以短时间内快速适应、胜任岗位工作。传统的人才培养机制造成了船电学生向社会岗位输出过程中背离行业发展现状，与实际岗位需求脱钩的问题，亟需强化船电专业学生的实践技能。3. 船舶电子电气专业人才培养方向随着船舶信息系统的不断发展，相关航运企业及海事管理部门均建立了船舶信息管理系统，智能船舶涉及众多系统，云计算技术是一种具有并行运算能力的分布式系统，它可以用来快速的处理船舶内部日益增加的信息，并且对于信息系统外部的环境有较强的鲁棒性。通过船舶电子电气工程与云计算的融合支撑，承载每一层级的智能应用，提供应用所需的各种服务。随着智能船舶在航运业的大力发展，将会涌现出许多不确定因素，从而将会导致一系列的安全问题。而信息安全问题将是未来智能船舶发展过程中最重要的问题。同时，5G时代的到来将加速智能船舶的发展，提高智能航运在通信终端设计、通信网络应用及通信安全等领域的创新实践能力4。因此，在未来的智能船舶和无人驾驶船舶研发过程中，应该着重培养通信工程人才，而船舶电子电气专业本身具有一定的通信专业基础，包括通讯数据的完整性、通讯配置和设备授权验证、信息和加密以及安全保密监管等方面，继而培养出满足智能船舶通信实际需求的人才。智能船舶电子电气员的培养可以从复合型专业方向做起，如电子电气工程+云计算、电子电气工程+人工智能、电子电气工程+通信工程等。3. 智能船舶背景下船电专业人才培养策略智能船舶的到来对电子电气员提出了新的要求，在智能船舶背景下船舶电子电气员最重要的是培养其终身学习的能力、实践创新的能力；在系统的学科理论基础之上，能够解决智能船舶电子电气系统的框架和核心问题，能够充分利用本学科优势积极与人工智能相关学科交叉融合，尤其是人工智能、大数据及云计算等学科有机结合、融会贯通并发挥作用。1.基于智能船舶背景的师资队伍建设师资力量决定了教学质量，高质量的教师队伍是高水平人才培养的有力保障。智能船舶背景下，兼有船舶电子电气工程与人工智能相关领域的教师应受到航海类学校的高度重视，并加大培养或引进力度。考虑到电子电气工程专业和人工智能专业都具有实践性强、与行业发展结合紧密的特性，专业教师队伍建设既要有普通专业师资的数量、结构、教育背景、教学能力及学术水平等，又要具有丰富的工程实践经验、宽广的知识领域和航海专业的任职资格，同时还应聘请行业内优秀的工程技术人员定期对学生进行指导，实行一对一的企业导师制度，用理论来说明和指导实践，用实践来丰富和发展理论。同时，通过校企合作的人才培养方式，让本专业教师到相关企业一线去实践，促进教师对于智能船舶发展的了解，有效跟踪该领域的最新技术。2.基于新课程体系的学生学习能力培养要培养新型船舶电子电气人才，必须要落实到具体人才培养工作中，教学内容与课程体系建设是其中最重要的环节。传统的船舶电子电气工程课程体系与教学内容，培养目标单一，显然无法适应智能船舶背景下的多学科交叉融合的新模式。构建符合人工智能背景下新的船舶电子电气课程体系，要创新人才培养模式，以行业需求为导向开发新的课程模块，依据教学目标优化教学模式，打造工学结合、产教融合的教学模式，全面培养学生的创新能力和实践能力。3.基于产学研合作教育的学生实践创新能力的培养智能船舶、无人船舶等技术在航运相关企业快速发展的今天，产学研合作对于学生实践创新能力的提高起着更为重要的作用。首先，合作对象在航运业必须具有代表性，其主导产业一定要走在行业的前沿，更重要的是要与船舶人工智能领军企业深入推进产学合作、产教融合和科教协同；其次，鼓励企业单位参与到教育改革创新的各个环节中，通过校企联合定制培养目标和培养方案、协同展开项目研究，促进船舶电子电气员的培养与智能船舶紧密结合，利用企业的教学资源和教学环境培养智能船舶人才；最后，智能船舶电子电气工程人才培养，应当结合智能船舶的发展趋势，有预见性地培养智能船舶电子电气工程人才，采用“订单式”教育方式，通过不断深化产学研合作，避免专业人才紧缺或过剩5。4.适应智能船舶发展的学生工程伦理素养的养成学生从学校毕业走向工作岗位必然会面临复杂的工程实践问题，也必然会遇到职业伦理困境，需要做出伦理选择。纵观人类社会的发展进程，专业人员不仅要有把握道德底线的能力，还应掌握处理复杂事件问题和关系的思维与方法。从教育者的责任来说，不仅要培养学生养成良好的习惯，更要学会独立思考和判断，用批判的眼光看待问题等。因此，对学生进行职业伦理教育是必要的、迫切的，目的是增强职业伦理意识、提升学术与职业素养和发展的能力。结语目前，智能船舶技术日趋完善，对于海事领域发展的影响也越来越大，但是由于船舶技术迭代的滞后性，智能船舶大规模商业化运营的时间尚无定论。随着第四次工业革命对航运科学技术的影响逐步加大，人工智能、大数据等技术在船舶上的逐步应用，船舶的安全性、经济性和运营效率都将大大提高，船员的职业模式、船舶的航行模式、航运企业生态都将迎来新的转变，使传统航运业和造船业的蓬勃发展呈现出前所未有的态势。船舶电子电气员作为船上重要的职位也将面临新的机遇与挑战，只有与时俱进，才能培养出高素质的智能航运应用型人才。参考文献：1中国船级社. 智能船舶规范. 北京: 中国船级社 20202马强, 刘刚, 赵恩蕊,等. 面向智能船舶的航海类专业人才培养模式改革J. 航海教育研究, 2019, 036(001):24-29.3吕红光, 尹勇, 曹玉墀. 智能船舶背景下复合型航海人才培养J. 航海教育研究, 2017, 034(004):10-15.4文元全. 对航海新工科及其人才培养的战略思考J. 航海教育研究, 2017, 034(003):10-14.5刘新建, 王明雨, 刘刚,等. 浅议“三明治”航海教育模式J. 中国水运月刊, 2018, v.18(06):29-30.基金项目：基于智能船舶背景下的“船舶电子电气工程”专业人才培养改革与实践中交会2018-2020年度教育科学研究课题，项目编号：交教研1802-311；-全文完-