海警艦船綜合仿真實訓教學探索

楊玉峰, 馮明奎

(武警海警學院 船艇指揮系, 浙江 寧波 315801)

中國海警局成立以來,在東海、南海等敏感海區的維權、執法、執勤活動成為常態。為加速培養海警部隊亟需的艦船綜合指揮人才,武警海警學院船艇指揮系組織申報教育部特設專業海警艦艇指揮與技術專業并獲得批準。該特設專業的學員要經過4年的學歷教育,完成部隊認知實習、課程實訓、課程實習、畢業實習等實踐教學環節,成為海警部隊合格的指揮官。在實踐教學環節,由于實裝實習艦艇較少,學員隨海警部隊到敏感海區執法維權機會較少,學員畢業后不能立刻適任崗位需求。為解決這一問題,開發虛擬仿真實訓教學項目[1-2],特別是綜合實訓教學項目,對減少訓練費用、提升海警艦船綜合指揮人才質量培養具有重要的現實意義。

1 海警艦船綜合仿真訓練系統構成及功能

海警艦船綜合仿真訓練系統由指揮控制系統1套、360°水平視場角主本船1套、180°水平視場角副本船2套、三聯臺副本船2套、導調系統1套構成。系統的構建采用分布交互仿真和高層體系結構設計思想,利用先進網絡技術將系統的各模塊子系統相互連接。各個本船均具有三維視景顯示單元、電子海圖單元、模擬雷達與ARPA操作顯示單元、CONNING單元、望遠鏡單元、視頻取證單元、模擬導航儀器單元,可以進行車、側推器、舵、錨、拖輪和纜繩的使用。

各本船可以分別在獨立的海區單獨訓練,也可以進行多本船同組對抗訓練。系統可以實時模擬航行環境,包括風、浪、流、淺水效應、岸壁效應、船吸和船推效應、外界運動和固定物標、碼頭、海岸等,可以模擬在不同水域、采用不同模擬本船船型進行單獨或對抗航行、避讓操作訓練、靠離泊訓練等。系統結構如圖1所示。

圖1 海警艦船綜合仿真訓練系統的結構

仿真系統為艦船操縱人員提供了十分逼真的訓練環境,符合STCW公約所要求的必須使用模擬器進行的各種訓練,可滿足不同層次海警艦船人員培訓、艦船各戰位人員的協同訓練或單兵訓練,可進行支隊級、大隊級艦船編隊、執勤及指揮訓練,單艦船操縱、航渡、應急、執勤訓練,能提供支隊級指揮中心的指揮仿真訓練,可進行模塊功能擴展、敏感海區艦船對抗想定等方面的研究工作。

2 艦艇指揮與技術專業綜合訓練的必要性

作為應用型本科院校,實踐教學課時比例應該占有較大比重。此前在設計人才培養方案時,實踐教學沒有得到充分重視,實訓教學環節中驗證性實訓比重過高,實訓內容也較為單一,而綜合性、設計性實訓安排課時較少。實訓教學是加深學員對理論知識的理解和掌握、提高學員解決實際問題能力的有效途徑,是培養學員創新意識和能力的重要環節[3-5]。隨著海上執法環境的變化,邊防海警與海監、漁政、海關緝私隊伍的整合,海警隊伍執法的內容和對象隨之擴大,執法環境也更加復雜。海上執法由原來的單一執法到聯合執法,由單艦艇到多艦艇編隊執法,由單一裝備到艦機聯合執法,由傳統海區到敏感海區維權執法,對艦艇指揮員的綜合素質提出更高的要求。為了滿足海警實戰化訓練需求,有必要增設海警艦艇指揮與技術專業的綜合實訓項目,在項目設計中注重對艦艇各個戰位的聯調聯訓,注重艦艇與直升機或無人機的聯合指揮實訓。在院校階段實現綜合實訓項目訓練的最好途徑就是通過海警艦船綜合仿真訓練系統實現[6-8]。

3 綜合實訓教學探索

3.1 綜合性實訓項目設計

綜合性實訓項目的設計是實踐教學體系中的重要環節,需要各門專業課程實驗教學大綱的密切協同和專業教員的高度配合[9-10]。專業負責人需總體把握、做好頂層設計；專業教員需做好分項實施方案。為滿足海警部隊實戰化訓練需要,學院制定了新的人才培養計劃,修訂了專業課程大綱和實驗教學大綱,減少了單一驗證性實訓項目、增設了綜合實訓項目。根據學院實驗室現狀,優化整合單一功能性實訓室,規劃成4大類實驗室。海警艦船綜合仿真訓練系統實驗室是最大的綜合性實驗室,最適合開展海警艦艇指揮與技術專業綜合性實訓項目。

可以運用多種方法進行實訓項目的設計。例如在實際操作中,選定幾個典型的操作區域,分別制訂綜合實訓題卡。題卡的內容包括實訓時間、評分標準、指定實訓的水域、船名、船型等基本信息以及艦船航行的場景。海警艦艇綜合性實訓項目設計如圖2所示。通過艦船勤務指揮實訓模塊,提升學員的艦船執勤、常規通信、遇險通信以及艦機聯合指揮能力；通過艦船武備指揮仿真實訓,提高學員對殺傷性武備及非殺傷性武備的組織指揮能力；通過航行危險局面實訓、應急實訓及偶發事件實訓,提高學員的航海技能及應急處理能力；通過艦船綜合仿真系統綜合性實訓,為學員縮短第一崗位任職時間積累經驗。

3.2 綜合性實訓項目實施

在海警艦船綜合仿真實訓教學中,改變了傳統教學中以教員講授為主、學員被動學習的局面,代之以學員為中心、教員引導式教學模式,穿插團隊合作式、互動式、探討式學習。利用多媒體技術手段輔助教學、開發綜合性實訓項目,為學員創建逼真的海上實訓環境,使學員感覺置身其中,快速進入情境,在團隊合作中鍛煉其情境意識和角色意識。在實訓總結講評中,改變教員總結、學員聆聽模式,讓每位參與戰位角色的學員講述實訓的心得體會,給予學員獨立思考問題和解決問題的機會[11]，切實提高實訓教學效率。

圖2 海警艦艇綜合性實訓項目設計

以學員為主的角色變換增加了學員的實訓熱情。一組15人的綜合實訓可以分為3個小組同時進行,小組內隨機分配艦長、副艦長、航海長、槍炮長、操舵兵的角色。在進行下一個項目時,學員的角色進行輪換。學員在實訓中的積極性明顯提高,實訓效果也非常明顯,角色意識和情景意識大大增強。

討論式、交互式教學調動了學員獨立思考、主動實訓的積極性。在艦船仿真系統實訓之前,每個小組根據教員給定的實訓項目制訂航次計劃,小組成員通過討論共同擬定方案,查找本航次所需要的航海圖書資料,并對實際操作中可能出現的突發事件做好預案。

在實訓中,艦長的角色至關重要,他是這個團隊的總指揮。但艦長在指揮時也可能存在疏忽細節的情況,需要團隊成員相互提醒,體現團隊意識。在綜合性實訓中,教員起輔助作用,但要記錄下每個團隊成員的反應。在項目結束時,教員要做出總結；擔任艦長、副艦長、航海長、槍炮長、操舵兵的學員也要分別總結自己在承擔角色中的優點和缺點。教員根據個人總結情況評分。

教員的角色是綜合性實訓成功實施的關鍵。在實訓教學過程中,教員的角色至關重要。為了保證實訓項目的偶發性和突發性,要不斷為實訓團隊制造麻煩,例如突然設置能見度不良、設置高速小船為疑似海盜船、溢油、船舶故障、人員落水等,最大限度地模擬海上的突發事件,借以考察每個團隊的應急措施和處置能力。在實訓中,由2名教員承擔機艙、海警指揮中心值班員角色,及時與每個團隊進行通信和交流。由于3個本船同時進行實訓,項目的設置順序需要依次進行,防止一個本船故障不斷,其他本船無緊急情況發生。實訓中,教練員站的教員最好提前做好3個本船的項目設置和通信交流表,把各個本船的反饋情況及時記錄下來,以反映實訓團隊整體協調能力和情境意識。

4 綜合實訓評估

學員實訓后及時對其進行評估,對實訓的效果進行檢驗,以形成綜合實訓教學的閉環。根據提前擬定的綜合實訓項目評估表[12]和實訓教學的實際情況，制訂適合海警訓練的評估要素和評估標準。評估要素包含任務分析與計劃、通過指定水域實際操作、工作態度與情景意識,每一要素仿真實訓占40%,實訓評價占60%,總體評價為合格與不合格兩級。仿真實訓的實時情況可以通過采集各個本船的運動參數,分析艦船的操作技能,對照評估標準,給出客觀的成績。圖3、圖4所示分別是艦艇1、2航跡變化情況,其中Lat、Lon分別代表艦艇的緯度和經度,圖5、圖6所示的是艦艇1、2船艏向(HDG)、航向(COG)、回轉角速度(ROT)變化。圖7所示的是艦艇2吃水差及橫傾變化。

圖3 艦艇1航跡變化

圖4 艦艇2航跡變化

圖5 艦艇1船艏向、航向、回轉角速度變化

圖6 艦艇2船艏向、航向、回轉角速度變化

圖7 艦艇2吃水差及橫傾變化

5 結語

武警海警學院依托海警艦艇綜合仿真系統實驗室,探索綜合性實訓項目的設計。在實訓教學中創新教學模式,把學員被動學習改變為能夠獨立思考、主動學習、交互式學習,把綜合性實訓項目融入復雜的海上執法執勤環境中實施,有效提高了學員的應急反應能力和綜合指揮能力,以快速形成海警的執法戰斗力。