基于粗糙-模糊軟計算建模技術的船海類專業實踐課程教育改革研究

焦自權 楊麗君

[摘要]船海類高校應以培養適應現代化建設需要的具有創新精神和實踐能力的高素質卓越創新型人才為宗旨，同時緊密結合廣西壯族自治區高等教育發展形勢和經濟建設需要，對船海類專業的創新型人才培養的實踐評價模式，包括實踐教學課程體系、課堂內容、教學方法、教學手段等教學環節過程進行綜合教育改革研究與實踐實施。在理論研究、調查分析和比較歸納的基礎上，設計出基于粗糙一模糊軟計算建模技術的船海類專業實踐課程形成性評價體系和實操教學考核模式，提出具有廣西特色、與國內高等教育接軌，符合社會經濟發展需要、創新型特征、實踐可行性強的船海類專業創新型人才培養的實踐教學改革與發展的思路、教學改革方案和措施，為廣西優質的人才服務輸入提供智力保障。

[關鍵詞]粗糙-模糊軟計算實踐課程教改創新型人才培養

[基金項目]2018年度北部灣大學本科教學改革工程項目《面向數字化的船舶建造工藝課程教學改革研究與實踐》（項目編號：18JGB019）;2019年度北部灣大學本科教學改革工程項目《新工科背景下基于工程實踐能力培養的實踐課程改革研究》（項目編號：19JGYB57）;2020年度廣西高等教育本科教學改革工程項目《基于粗糙-模糊軟計算建模技術的船海類專業實踐課程教育改革研究與實踐》（項目編號：2020GB278）;廣西教育科學“十二五”規劃課題《基于粗糙集建模技術的船海類專業實踐課程形成性評價研究》（項目編號：2015C429）。

[中圖分類號]G642

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3089（2021）17-0192-02

“十四五”期間，廣西壯族自治區充分利用國家加快建設西部陸海新通道四的交通強國戰略與決策，將全力打造全面對接粵港澳大灣區的西江黃金水道升級版，并圍繞打造北部灣區域性國際航運中心“門戶樞紐國際化”和“內河航道高等化”等目標，加大投入配套資金完善建設水運基礎設施項目，大幅提升航運服務水平。預計2025年，北部灣港完成貨物吞吐量達到5億噸，港泊位350多個，其中集裝箱通過能力超1000萬TEU。

由此看出，“十四五”是廣西修造船事業高質量發展的黃金機遇期，船海類高校應抓住發展時機并主動承擔為經濟社會培養專業技術人才的歷史使命。北部灣大學作為我國西南沿江臨海地區唯一所具有船海類專業招生與辦學資格的公辦本科院校，近年來為廣西修造船企業培養輸送了一大批業務精、技術強的高質量專業技術人才。但通過對相關用人單位進行回訪調查發現，廣西船海類專業高校實踐課程教學效果考核評價與實際生產要求的技能目標未能達到很好的貼合。鑒于此，結合西部地區船海類企業所需人才的素質特征，探索培養滿足面向海洋、兼顧內河的修造船技術需求的專業專崗英才，本文提出基于粗糙-模糊軟計算建模技術的船海類專業實踐課程教學考核評價系統，體現出實踐課程考核評價過程中與生產實際的融合性與統一性，全面提升船海類專業學生的培養質量以滿足船企對人才日益增長的技術需求。

一、船海類專業實踐課程考核評價知識建模理論基礎

本文在全面系統地分析國內外關于船海類專業創新型人才培養實踐教學模式的理論依據基礎上，充分調研了解國內外高校船海類專業實踐實操情況，特別是西部各高校船海類專業實踐教學現行情況，對專業實踐教學的內容、方法、手段、隊伍、管理進行實證研究，并對實踐教學的形成性評價環節進行深入探討研究。結合本校船海類專業實踐課程開展改革探索，運用粗糙-模糊知識建模方法（Rough-Fuzzy Knowledge Modeling）構建課程評價體系，徹底解決課程評價中“評什么”阿“為什么要評”“怎么評”等實際教學問題，進而改革現有考核制度，全面提升學生培養素質。進而將粗糙集軟計算理論引人實踐課程形成性評價體系當中，建立多目標的高校教師能力評價數據庫，得出一種基于模糊集理論的定量分析系統9，根據系統運行的數據庫簡化粗糙集知識模型，通過推理得出實踐能力評價結果，在既簡化傳統方法復雜度的同時，又體現出考核評價的獨立性和動態性。具體構思內容如下：（1）船海類專業實踐實操課程形成性評價體系框架的構建;（2）實踐課程形成性評價的粗糙-模糊軟計算技術知識建模;（3）實踐課程形成性評價的實施及對比分析。

二、基于粗糙-模糊軟計算技術的實踐課程考核體系知識建模

通過船海類實踐教學形成性評價累積的數據分析，從知識獲取與模型推理兩個方面探討模糊、粗糙集理論以及兩者相結合的理論在統計數據處理中的重要作用，分析模糊集、粗糙集通過構造包含函數進行知識約簡及提取的知識獲取機制?，從知識建模這個新視點為揭示形成性評價過程所蘊涵的規律奠定基礎，充分挖掘統計數據自動提取出潛在的評價信息，為實踐課程形成性評價體系的建立提供新思路。

（1）船海類專業實踐課程形成性評價體系的構建

①受教主體。形成性評價強調主體的客觀多元化，不但要考慮受教者的技術需求，而且要結合施教者的教學水平，以評促教，以教輔評，以期達到教評相輔之效果。

②考核指標。形成性評價是以科學可行的考核指標體系為核心內容，該考核體系首要滿足條件為易于實施考察，在此基礎上還要能準確反映出受教學生實踐課程的教學效果，以此真實體現出學生的實踐能力水平。

③評價成績。形成性評價成績代表受教主體和考核指標在實踐能力評估中所占的權重。其中，權重選取應充分發揮施教者的主觀能動性，盡量將所有影響因素全部納入考核評價體系。

（2）實踐課程形成性評價的粗糙-模糊軟計算技術知識建模

在課程教育實踐過程中，通過現場實操考核獲得學生的考核信息以架構評價數據庫。首先，利用數理統計方法進行數據梳理，充分借助計算機的大規模運算能力，采用粗糙集理論中數據概率計算進行篩選約簡;其次，運用粗糙集理論分類技術（領近分類技術和K近似算法），對原始精簡數據進行高效挖掘分類，進而可以獲得推理預測值或者迭代出最接近真實狀態的預測效果;再次，基于粗糙集理論中數據庫分類能力保持穩定的前提下，剔除不完善的知識模型數據，對其知識模型進行約簡（粗糙集理論信息熵的運算、核的運算），以此全面架構以粗糙集理論為核心技術的知識模型框架四：最后，運用模糊理論與回歸方法創建知識評價補充模型，對其模型進行推理計算進而得到綜合評價效果。

（3）粗糙-模糊軟計算知識建模形成性評價實施研究及對比分析

本文對《船舶裝配工藝實訓》與《船舶與海洋工程測量技術》這兩門實踐課程開展形成性考核評價，根據真實教學效果創建對應的成績考核機制和詳細考核指標，以此將考核評價分為施教評價和受教考核。施教評價包含訓練過程、認知態度和實踐效果，受教考核包含積極努力的學習程度、課堂紀律以及實操考核的反饋等信息。該信息系統不僅詳細記載了學生在各種教學活動指標下的理解掌握程度，而且也能全面反映學生真實實際技能與考核評價體系之間蘊涵的主客觀規律，并利用蘊涵規律對學生真實技能進行評價決策分析），以此得出學生實踐實操課程的真實掌握程度，同時也將該評價信息實時反饋給施教者進而全面提升教學水平。

本文所涉及粗糙-模糊軟計算理論對船海類專業實踐課程進行形成性評價知識建模并通過實際教學效果分析對比，考核評價指標具體詳細，易于實操課堂上的精準實施。思路和方法針對的是教學效果評價在技術層面上的改革，在人才培養模式方面進行了整體推進和局部突破方式的創新，牽涉面針對性強也較為單純，預期改革過程中阻力較小，可行性程度較高。若得到教育行政和高校教務部門為本研究成果稍作推廣應用，可望收到事半功倍之實效。

參考文獻：

[1]白琳.廣西：高水平建設西部陸海新通道[N].中國產經新聞，2021-07-24（003）

[2]胡華平.啟程“十四五”全力打造西江黃金水道升級版[J].珠江水運，2021（14）：10-11.

[3]陳秉鈞廣西現代航運服務業發展對策探究[J].珠江水運，2018（23）：33-35.

[4]廣西交通運輸廳.“十四五”北部灣港吞吐量目標五億噸[J].珠江水運，2021（4）：39-40.

[5]馮志強，柳存根，楊潤黨，韓翔希，黎永壹，焦自權基于粗造-模糊軟計算的船板線加熱成形加工參數預報方法[J].船舶工程，2017，39（11）：69-74.

[6]潘傳姣.高校課程評估體系設計與實踐方法探究[J].大學，2021（21）：35-37.

[7]陳蕾，黃睿，黃志平.高職院校實踐課程評價體系構建[J].中國職業技術教育，2021（11）：61-64.

[8]盧玲，黃賢英，黃繼平.能力導向的課程評價體系設計與實踐[J].計算機教育，20203）：131-135.

[9]馮志強，劉文靜.船海類專業實踐課程考核評價機制研究[J].課程教育研究，2016（37）：239-240.

[10]焦自權，馮志強.船海類專業實踐課程形成性評價的粗糙集知識建模研究與實踐）時代教育，2017（19）：48-49.

[11]焦自權.基于粗糙集建模的船舶原理課程設計形成性評價策略研究[J].西部素質教育，2016，2（22）：228.

[12]Marinho Bertanha and Guido W.Imbens.ExternalValidity in Fuzzy Regression Discontinuity Designs [J].Journal of Business Economic Statistics，2020，38（3）：593-612.

[13]孫小雪，鐘輝，陳海鵬.基于決策樹分類技術的學生考試成績統計分析系統吉林大學學報工學版，2021，51（5）：1866-1872.

作者簡介：

焦自權（1986年8月-），男，河北石家莊人，漢族，在讀博士，高級工程師，研究方向：船舶智能制造研究。

楊麗君（1985年11月-），女，湖南懷化人，漢族，研究方向：教育學研究。