智能船背景下“輪機工程+”人才培養研究與實踐*

魏 一 陳 洋 王德春 孫赫男

（1.大連海事大學輪機工程學院 遼寧大連 116026；2.大連海事局 遼寧大連 116000）

一、研究背景及意義

隨著人工智能、大數據、物聯網迅速發展，智能航運代表高新技術與航運要素深度融合形成的航運發展新形勢。2019年，交通運輸部聯合國家發改委、教育部、科學技術部等6個部門共同發布了《智能航運發展指導意見》（交海發〔2019〕66號），明確提出了智能航運發展的戰略目標，并指出智能航運發展的十大任務[1]。其中，智能船舶作為智能航運的重要載體，推進智能船舶技術的應用，加強智能船舶的自主設計制造，也成為智能航運發展的重要組成部分。

當前，航運業認定智能船舶具有其關鍵屬性[2]：基于先進傳感技術、數據分析、控制和通信技術等現代信息及控制技術手段，能夠實現船舶的輔助決策、遠程控制及自主無人操作。智能船舶對比傳統運輸船舶，具有其明顯優勢[3]：其一，可以實現遠程操控，降低人為操作的風險，提高航行的安全性；其二，通過智能能效管理能夠提高能源效率，實現經濟環保雙贏；其三，通過智能航行設計，合理航線規劃，提升運營效率；其四，預防潛在風險，節約維修成本；其五，增加應急能力，保障人財兩全；其六，實現無人航運，推動行業變革[4]。

當前，日本、韓國、中國、歐洲等國家和地區對智能船舶的研發正如火如荼地進行[5]。多家歐洲企業正在相關國家的支持下合作推進無人船的研發，爭取未來3年內在波羅的海實現船舶完全遙控運營，到2025年實現自主控制的商業海上運輸。而且，憑借在船舶配套領域獨有的優勢，歐洲在近海智能船舶研究方面已快人一步。

2017年11月，“大智”號智能散貨船由上海船舶研究設計院設計、在廣州中船黃埔文沖船廠建造，是我國第一艘按照中國船級社《智能船舶規范》建造，并申請CCS智能船級符號標志的智能船舶。“大智”號屬于智能船舶的1.0版本；智能船舶進入2.0智能物聯階段，可實現部分自主操作及遠程控制，達到船岸港互聯、完全無人自主操作的智能船舶的3.0階段充滿挑戰。目前，智能船舶研究進入了“百家爭鳴”的階段。

為滿足智能船舶技術的飛速發展，需要大量高水平交叉學科人才。基于該人才培養目標，傳統高等航海類院校在輪機工程專業培養計劃中，有的放矢地設置“智能航運”主干課、“智能船舶”特色課，制定“輪機工程+”人才培養方案，采用校企聯合育人的培養模式，智能船舶特色課程采用混合式授課，充分利用流動編制教師，滿足智能航運時代，通過多學科交叉，培養出更多高素質的航海類人才。

二、主要研究內容

為滿足智能航運時代對航運專業復合型人才的需求，我校積極探索，優化專業課程設置，改革培養方案，加強實踐環節的訓練，針對輪機工程專業本科生的培養計劃進行修訂。

1.培養方案重構及課程體系調整

智能船背景下，將輪機工程專業培養計劃進行調整，形成“輪機工程+”試點班培養計劃。“輪機工程+”試點班在專業基礎課程上對電工學、船舶電氣及人工智能相關課程的內容及權重進行調整，內容加強，權重加大。“輪機工程+”試點班采用2+0.5+1+0.5育人模式，從全體學生中擇優錄取部分學生進入試點班，按照試點班培養計劃進行后續學習。第1-4學期所有學生在校進行基礎理論學習，其中，不同班型（實驗班、英語班、普通班）前3個學期培養計劃內容全部一致，語種略有差別（英語班強調英文及雙語教學），方便班型調整。到第3學期末之前，所有學生均有機會進入試點班。第3學期結束，“輪機工程+”試點班動態調整完成，共擇優錄取30人進行建班試點。第4學期，進行專業基礎課學習.第5學期育鵬輪實船實習。第6、7學期學校進入導師團隊及產教聯合實踐基地進行學習。第8學期進入企業實習。“輪機工程+”試點班培養方案，如圖1所示。

圖1 “輪機工程+”試點班培養方案

在“輪機工程+”試點班培養方案里，其課程培養方案較原來有所調整：

（1）采用混合式教學模式，對傳統課程進行整合的基礎上減少了課內授課課時數，給學生創造更多的獨立思考時間和空間。船舶柴油機、船舶輔機、輪機自動化、船舶動力裝置技術管理、船舶電氣設備及系統、現代輪機監控基礎、船舶防污染技術7門專業課程采用混合式教學模式。教師縮短線下授課課時，只講解基本內容，然后在網上定期發布教學視頻及研究資料，提出一些思考和設計類問題，及時組織學生進行線上討論，總結學習及研究心得，并撰寫總結報告。學生可以充分利用數字經濟時代帶來的便利條件，關注并學習其他知名高校的公開線上課資源，獲取不同老師的觀點和解讀，更加深入地理會課程內容。

（2）針對智能船舶大環境，新增部分專業課程，彌補原有課程設置在人工智能領域的空缺，為學生適應智能船舶時代發展打下良好的基礎。

智能航運時代要求航海類院校培養的船海型人才不只簡單地滿足航運需求。智能船3.0階段，船舶已實現無人駕駛遠程控制，該階段的船海型人才更多需要掌握包括物聯網、人工智能、控制理論等在內的多個學科理論知識。與傳統型船海類人才需求不同，需要補充相關專業課程的設置，見表1所列。

表1 智能船舶輪機工程新增專業課程

2.多導師制賦能試點班高水平人才培養

“輪機工程+”試點班在制定人才培養方案時，采用校企雙導師制，就是以導師制為基礎逐漸形成的。其不僅可促進學生綜合素質、輪機工程專業能力、智能船實踐水平等快速提升，還可拓展學生的產、學、研用視野，并真正解決在學生個性化需求與智能船背景下出現的各種教學問題。

學校走訪了曾建造、監造過智能船的一些工程師，圍繞智能船舶聘請本專業畢業優秀校友、國內外行業專家學者及相關政府部門、企業專家等企業行業高精尖人才作為流動編制教師，通過開設“智能船系列論壇”，開展科研項目選題，進行一些大學生創新實驗，采用“降維模式”，使學生提前接觸到行業最前沿、最先進的技術及科技成果，能夠站在巨人的肩膀上學習，同時增強學生的行業認知感、歸屬感和自豪感。校內青年教師既可與學生一起參與學習，這樣學生就能帶著問題進行“挑戰性的學、創新性的做”。也可通過給企業導師助課，及時掌握行業領域前沿動態，達到知識更新，實現了雙螺旋式的教學互漲。

3.科教融合保證“輪機工程+”試點班人才培養質量

智能航運的發展，既是科技發展的過程，也是創新的過程。這要求航海類院校在人才培養過程中更要重視科教融合。面向智能船的“輪機工程+”人才培養中的科教融合，應以能力培養和素質提升為縱向維度，以智能航運發展的“配備自動系統和輔助決策的船舶”“有船員在船的遙控船”“無船員在船的遙控船”“完全自主船舶”4個階段為橫向維度，結合本校教師在研科研項目，包括無人駕駛船舶、清潔能源船舶等，以項目為導向，將“輪機工程+”試點班學生納入成項目組成員參與學習。在跟進項目過程中，學生能夠得到多項學習與鍛煉，包括對項目背景知識、項目研究方法、項目開發相關經驗等的學習，有助于培養學生的自主學習能力、協調合作能力以及創新能力。

將學生培養過程以教師的科研項目為驅動，貫穿基礎研究、技術創新、工程應用等教科研融合過程，能夠強化“輪機工程+”試點班學生的學術視野、創新能力，真正實現教學互動、科教融合。

4.產教融合提高“輪機工程+”試點班人才培養質量

充分利用育鯤輪、育鵬輪實踐基地的實船工作環境，積極拓展新工科背景下服務于智能船舶的新型實踐基地，通過校企聯合“雙軌制”育人方式，培養出具備豐富知識的服務于智能船舶的高端人才。

開放校內船岸一體化實驗室與實踐基地資源共享，充分利用大連海事大學現有的育鯤輪、育鵬輪、陸地機艙等國家級平臺，可以為提供實踐基地的合作企業開展智能船相關配套產品的實驗及研發，智能船背景下“輪機工程+”培養計劃校企一起制定，強化學生的學習與實踐結合起來，利用產教融合，將學校的書本較難理解的如物聯網、人工智能等理論，融入智能船相關系統調試中。學生的畢業設計課題來自企業的技術攻關題目，使學生的畢業選題有實際應用價值。校企共建創新研究共同體，增強學生的實踐能力、創新能力，同時開展校企互動課堂，互相合作，將“校企共建研究中心”作為載體，搭建開放互動的產教融合教學平臺，服務智能航運人才培養。加強校企的交流，探索建立適應企業選人、用人的就業與實習、實踐相結合的模式，將校外實踐基地建設發展成為校企合作共贏、互利互惠的共同目標。

“輪機工程+”試點班通過培養方案的重構，調整課程體系，加強科教融合和產教融合，旨在培養適應智能船舶時代科技發展需求的船海類創新型人才。從課程上引入學術與實踐前沿，讓學生快速接收最新科研成果，并了解行業最新需求。學生接收所學靈活運用，能夠快速領悟國內外最新理念、掌握國家最新政策及行業最新動態，及時運用到相關領域，滿足時代發展需求，如圖2所示。

圖2 創新型人才培養模式

總結

智能航運背景下，智能船舶的發展，需要與之匹配的淵博學識與國際視野的多學科交叉人才。智能船舶3.0的到來，不僅不會取代船員的存在，而且對新型船員提出了新的技能要求，航海類院校的人才培養模式也應隨之進行調整。在傳統輪機工程專業基礎上，融合計算機、大數據、人工智能等方面的專業知識，充分依托校外實踐基地，采用校企多導師制協同育人，夠拓展輪機工程專業畢業學生的就業領域，同時滿足智能航運行業發展需求。因此，為迎接智能船舶3.0時代，傳統航海類高校，應提前謀劃輪機工程+試點班的培養方案及人才培養模式，助力交通強國、海洋強國目標的早日實現。