安 亮 程真啟 吳 燦
(南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇南通 226010)
電子電氣及自動化新技術(shù)在船舶上的應(yīng)用越來越廣泛,已經(jīng)超越了“機(jī)電合一”的輪機(jī)管理和航海技術(shù)專業(yè)船舶管理人員的專業(yè)范圍,為此培養(yǎng)專業(yè)的船舶電子電氣管理人員的序幕正在拉開。2012年元月份,國家海事局組織了大連海事大學(xué)、上海海事大學(xué)、青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院、江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院等四所試點院校的船舶電子電氣專業(yè)的學(xué)生參加《船舶電子電氣員適任證書》考試。考試試點成功標(biāo)志著船舶電子電氣專業(yè)將納入國內(nèi)航海類院校的高級船員培養(yǎng)計劃之中。課程體系是專業(yè)開設(shè)的基礎(chǔ),為了培養(yǎng)出更加優(yōu)異的船舶電子電氣員,有必要對其專業(yè)課程體系進(jìn)行探討。
船舶電子電氣專業(yè)有一定歷史積淀,它的前身為船舶電氣專業(yè)。2002年,為了履約的需要,取消了電機(jī)員編制,進(jìn)而培養(yǎng)“機(jī)電合一”的人才,把船舶電氣專業(yè)并入輪機(jī)工程專業(yè)。機(jī)電合一的人才培養(yǎng)模式從一定程度上提高了輪機(jī)管理人員的綜合素質(zhì)。但是同專業(yè)的電子電氣人員相比,其電子電氣及自動化方面的知識與技能還是相對遜色。特別是在船舶向自動化與智能化高速發(fā)展的今天,輪機(jī)管理人員很難跟上船舶電子電氣及自動化技術(shù)的更新?lián)Q代速度,這便給維護(hù)與管理帶來很大的問題。
在迫切形勢的要求下,大連海事大學(xué)于2008年上半年對校內(nèi)2007級的輪機(jī)工程專業(yè)和電氣自動化類專業(yè)的大一新生進(jìn)行校內(nèi)選撥,組建了船舶電子電氣專業(yè)。這標(biāo)志著沉睡多年的船舶電氣專業(yè)又重獲新生,并且緊跟新形勢、新技術(shù)的發(fā)展跨入了船舶電子電氣時代。
此前電機(jī)員編制雖被取消,但是大多數(shù)航運(yùn)公司根據(jù)船舶實際情況從安全的角度出發(fā)還是配備了電機(jī)員。國內(nèi)各海航類高校也一直保留著船電專業(yè)----航海類本科院校的電氣自動化類專業(yè)一直開設(shè)船舶電氣專業(yè)方向;海航類高職院校的輪機(jī)工程專業(yè)也一直開設(shè)船舶電氣專業(yè)方向。在相當(dāng)長的時期內(nèi)船電專業(yè)僅作專業(yè)方向存在,專業(yè)建設(shè)相對滯后,課程體系及教材同船舶電子電氣及自動化技術(shù)的應(yīng)用相差甚遠(yuǎn)。直到2011年幾經(jīng)討論的《船舶電子電氣員適任證書考試大綱》正式生效,船舶電子電氣專業(yè)的課程體系才基本健全統(tǒng)一?!洞半娮与姎鈫T適任證書考試大綱》是船舶電子電氣員課程體系的基礎(chǔ),課程體系的設(shè)置應(yīng)遵循大綱但不能拘泥于大綱,必須考試與技能培養(yǎng)兼顧。
目前船舶電子電氣專業(yè)課程體系主要包括專業(yè)基礎(chǔ)類、船舶電氣類、機(jī)艙自動化類、電航通導(dǎo)類、船舶管理類、船舶電子電氣英語類及相關(guān)實驗實訓(xùn)類等課程。
專業(yè)基礎(chǔ)類課程主要為《電路分析》、《電子技術(shù)》等課程?!峨娮蛹夹g(shù)》課程應(yīng)包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的內(nèi)容,其開設(shè)的先后順序一般為先“?!焙蟆皵?shù)”,若后續(xù)課程需要亦可先“數(shù)”后“?!?。高職專業(yè)培養(yǎng)周期短,專業(yè)基礎(chǔ)課程應(yīng)盡早開設(shè)不宜過多過細(xì),保證質(zhì)量夠用即可。
船舶電氣類課程一般包括《船舶電機(jī)及電氣控制》、《船舶電站》、《船舶電力推進(jìn)技術(shù)》等?!洞半姍C(jī)及電氣控制》主要講述船舶電機(jī)、船舶電力拖動控制等經(jīng)典內(nèi)容,其中電機(jī)學(xué)部分所涉內(nèi)容理論性過強(qiáng),對學(xué)生而言生澀難懂不易接受,加之現(xiàn)在電機(jī)技術(shù)成熟故障率低維護(hù)方便,建議僅對基本原理作簡要介紹;而體現(xiàn)專業(yè)管理技能的船舶電力拖動部分則應(yīng)重點講解?!洞半娬尽肥且婚T較為經(jīng)典的課程,但新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用不容忽視,網(wǎng)絡(luò)型電站管理系統(tǒng)已在新型船舶上廣泛應(yīng)用,有必要使學(xué)生掌握新型自動化船舶電站的控制機(jī)理及管理方法;在海工平臺、超大型船舶及特種船舶上已經(jīng)開始應(yīng)用高壓電站,其運(yùn)行特點及管理方式較低壓電站在細(xì)節(jié)上有很大不同,也應(yīng)使學(xué)生有所了解?!洞半娏ν七M(jìn)》則是體現(xiàn)新技術(shù)應(yīng)用的課程,特別是吊艙式全電力推進(jìn)技術(shù)?!洞半娏ν七M(jìn)技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容一般包括電力電子器件、變流技術(shù)及裝置、簡單的交直流調(diào)速技術(shù)、典型的船舶電力推進(jìn)形式及系統(tǒng)等。本課程相關(guān)基礎(chǔ)資料零散,專業(yè)資料較少,教學(xué)難度大,建議教學(xué)過程中在考試大綱的基礎(chǔ)上兼顧新技術(shù),慢慢積累經(jīng)驗。
船舶機(jī)艙自動化內(nèi)課程一般可包括《微機(jī)原理及應(yīng)用》、《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》、《PLC及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)》、《船舶機(jī)艙自動控制》、《船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)》、《船舶機(jī)艙集中監(jiān)視與報警系統(tǒng)》等課程。計算機(jī)、通信、控制技術(shù)在船舶自動化中的應(yīng)用越發(fā)廣泛,為更好掌握機(jī)艙自動化技術(shù)學(xué)習(xí)該類課程非常必要。但由于高職生培養(yǎng)周期較短不可能全面展開,只能是有針對的開設(shè)。
《微機(jī)原理及應(yīng)用》課程可以微處理器的基本組成及工作原理入手,再以8051系列單片機(jī)為核心講述單片微型計算機(jī)及接口技術(shù)而為后續(xù)專業(yè)課服務(wù)。微機(jī)原理教學(xué)中既涉及到硬件電路又涉及到軟件編程,高職生入門較為不易,建議以8051系列較簡單的芯片為載體講授,對其它CPU和高性能單片機(jī)芯片的應(yīng)用稍作介紹即可。《微機(jī)原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)目的主要讓學(xué)生吃透軟硬件協(xié)作的機(jī)理,而深入了解計算機(jī)控制的精髓?!毒W(wǎng)絡(luò)技術(shù)》重點講述計算機(jī)通信基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)基本理論及局域網(wǎng)技術(shù)等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對船舶電子電氣專業(yè)學(xué)生而言既是學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ),也是一種專業(yè)技能。隨著局域網(wǎng)技術(shù)和控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在船舶上的廣泛應(yīng)用,基本的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)技能也是必要的。《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》的教學(xué)目的是讓學(xué)生獲得基本的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)技能和基本的網(wǎng)絡(luò)理論知識,也可作為后續(xù)機(jī)艙自動化類課程的基礎(chǔ)。
PLC在船舶機(jī)艙控制的應(yīng)用越來越廣泛,并且現(xiàn)代PLC控制往往不是以孤島形式,而是以工業(yè)網(wǎng)絡(luò)這一自動化體系出現(xiàn)。為此《PLC及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)》的學(xué)習(xí)尤為重要,PLC控制技術(shù)部分建議以實船控制系統(tǒng)為例,由淺入深,部分實例也可采用實船應(yīng)用的繼電器-接觸器控制電路為基礎(chǔ)進(jìn)行轉(zhuǎn)化式舉例講解。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)部分應(yīng)簡化理論而偏重應(yīng)用,主要以船舶機(jī)艙應(yīng)用廣泛的Profibus-Dp網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)為重點;使學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)組態(tài)及維護(hù)管理等技能?!禤LC及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)》在考試大綱中所占比重雖不大,但從專業(yè)技能培養(yǎng)角度出發(fā)還需慎重考慮。
《船舶機(jī)艙自動控制》、《船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)》、《船舶機(jī)艙集中監(jiān)視與報警系統(tǒng)》等三門課程是機(jī)艙自動化類的核心專業(yè)課程?!洞皺C(jī)艙自動控制》內(nèi)容包括自動控制理論、船用自動化儀表及機(jī)艙典型輔助控制系統(tǒng)等內(nèi)容。各院校在這幾部分內(nèi)容的課程設(shè)置上不完全相同??刂评碚撦^抽象全面講解效果甚至恰得其反,此部分可遵照考試大綱講解反饋基本概念及PID控制規(guī)律即可。船用自動化儀表部分主要講述機(jī)艙常用控制器、顯示儀表及變送器等內(nèi)容,也可把部分內(nèi)容融入機(jī)艙典型輔助控制系統(tǒng)部分或其他課程之中。機(jī)艙典型輔助控制系統(tǒng)主要包括冷卻水溫度控制、分油機(jī)控制、燃油粘度控制、船用鍋爐控制、空壓機(jī)控制及中央空調(diào)控制等內(nèi)容。《船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)》主要包括主機(jī)工況監(jiān)測基礎(chǔ)、氣動操作系統(tǒng)、經(jīng)典主機(jī)遙控系統(tǒng)AC-4、新型主機(jī)遙控系統(tǒng)ACC20等內(nèi)容。主機(jī)遙控是機(jī)艙自動化的地位舉足輕重,此課程開設(shè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生啟動控制系統(tǒng)分析能力,進(jìn)而全面掌握主機(jī)監(jiān)測及遙控系統(tǒng)管理與維護(hù)要點?!洞皺C(jī)艙集中監(jiān)視與報警系統(tǒng)》一般應(yīng)在《船舶機(jī)艙自動控制》、《船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)》之后開設(shè),即對機(jī)艙自動化課程的關(guān)門之作。只有深入了解了機(jī)艙自動控制技術(shù),才能更好的掌握該課程?!洞皺C(jī)艙集中監(jiān)視與報警系統(tǒng)》主要包括機(jī)艙常用傳感器、計算機(jī)I/O通道、CAN總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)型船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)及其它輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(如火警監(jiān)控)等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)型船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)主要以當(dāng)前應(yīng)用廣泛的Data chief C20和K-chief 500為載體進(jìn)行講解,Data chief C20監(jiān)控系統(tǒng)為NORCONTROL(KONGSBERG前身)l經(jīng)典自動化系統(tǒng)產(chǎn)品,K-chief500監(jiān)控系統(tǒng)為KONGSBERG近年新推自動化系統(tǒng)產(chǎn)品中的杰出代表,使學(xué)生通過學(xué)習(xí)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)承接及發(fā)展,掌握機(jī)艙監(jiān)視與報警系統(tǒng)的管理與維護(hù)方法,從而達(dá)到舉一反三的目的。
船舶機(jī)艙自動化類課程涉及知識點較多,教學(xué)處理上難度較大。分散基礎(chǔ)知識對高職教學(xué)來說不失為一種好辦法。如:機(jī)艙自動化中涉及的機(jī)艙常用傳感器部分劃入《船舶機(jī)艙集中監(jiān)視與報警系統(tǒng)》課程,轉(zhuǎn)速及主機(jī)工況監(jiān)測傳感器劃入《船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)》課程;廣泛應(yīng)用于船舶自動化的現(xiàn)場總線——CAN總線、Profibus總線和工業(yè)以太網(wǎng),前者劃入《船舶機(jī)艙集中監(jiān)視與報警系統(tǒng)》,后兩者劃入《PLC及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)》。這樣可使基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與應(yīng)用銜接得更加緊密,掌握起來更系統(tǒng)化。當(dāng)然這僅是課程設(shè)置重點一種方法而已,效果還得在多次實踐中驗證,進(jìn)而不斷改進(jìn)。
船舶電子電氣英語類課程主要包括《船舶電子電氣英語聽力與會話》與《船舶電子電氣專業(yè)英語》。對遠(yuǎn)洋船員而言,英語能力的重要性不亞于專業(yè)技能。國內(nèi)航海類院校對專業(yè)英語教學(xué)的重視高度一致;航海類專業(yè)英語的學(xué)習(xí)貫穿于整個大學(xué)學(xué)習(xí)的始終。然而《船舶電子電氣專業(yè)英語》的教學(xué)是始終是一大難點;其原因有二:課程內(nèi)容多而雜對教師要求高,高職學(xué)生英語基礎(chǔ)薄弱。對英語專業(yè)教師專業(yè)背景而言,既要求專業(yè)課知識全面又要求英語基本功扎實。目前大部分高校都是挑選專業(yè)精英且英語基礎(chǔ)過硬的教師擔(dān)任專業(yè)英語的教學(xué),從考證通過率來看教學(xué)效果一般;而個別院校培養(yǎng)英語專業(yè)教師擔(dān)任專業(yè)英語教學(xué)卻取得了較好的成績。這一現(xiàn)象值得研究。
電航通導(dǎo)類課程是應(yīng)大綱要求新增加的專業(yè)課程。該類課程教學(xué)目前主要由航海系老師擔(dān)任;內(nèi)容主要包括《電航儀器》與《通信導(dǎo)航系統(tǒng)》。船舶管理類課程主要包括《船舶動力裝置》與《船舶管理》等課程?!洞皠恿ρb置》主要講述機(jī)艙動力設(shè)備的基本原理及基本維護(hù)方法,也可稱之為《輪機(jī)工程概論》,所涉內(nèi)容亦是學(xué)習(xí)船舶電氣、機(jī)艙自動化類課程的基礎(chǔ)?!洞肮芾怼分饕ù肮芾矸椒跋嚓P(guān)法規(guī)。
官方關(guān)于船舶電子電氣員實驗實訓(xùn)評估的文件還處于試運(yùn)行階段,目前也沒有絕對統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),實驗實訓(xùn)類課程的開設(shè)主要依賴學(xué)校的辦學(xué)條件。近幾年來國內(nèi)航海類高職教育頗受重視,發(fā)展速度較快,實驗實訓(xùn)基地建設(shè)比較完善。船舶電子電氣大部分實驗實訓(xùn)課程都可以順利的開設(shè),教學(xué)效果良好。但是電子電氣及自動化技術(shù)在船舶上的更新?lián)Q代速度較快,目前新技術(shù)實驗實訓(xùn)項目較為缺乏。幸運(yùn)的是,目前部分航海類高職院擁有先進(jìn)的自動化機(jī)艙實訓(xùn)基地,新型技術(shù)實驗實訓(xùn)在此可以得以緩沖。近年,船舶電子電氣專業(yè)實驗實訓(xùn)室基地的建設(shè)也得到了很好的重視,部分院校以經(jīng)開始投入人力物力著手建設(shè),如船舶電力推進(jìn)實驗實訓(xùn)室、船舶中壓電力系統(tǒng)實驗實訓(xùn)室、全船網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實驗實訓(xùn)室、船用智能化儀表實驗實訓(xùn)室等。
雖然船舶電子電氣專業(yè)有著船舶電氣的專業(yè)歷史積淀,但是從技術(shù)發(fā)展角度看,其差異不可忽視;所以其課程體系的建設(shè)必須予以高度重視。在此就船舶電子電氣專業(yè)課程體系的特殊性提幾點建議,望同行批評指正。
(1)動態(tài)地完善課程體系內(nèi)容。目前船舶電子電氣專業(yè)課程體系主要是依據(jù)國家海事局發(fā)布的考試大綱制定,而課程體系建設(shè)是一個動態(tài)過程,建設(shè)過程中應(yīng)根據(jù)技術(shù)的發(fā)展及社會的需求進(jìn)行不斷地完善。建議對課程體系的建設(shè)與研究形成閉環(huán)系統(tǒng),及時修正錯誤彌補(bǔ)不足。
(2)專業(yè)教師按課程組別配備。按照上述的課程體系分類,專業(yè)教師可按船舶電氣類、機(jī)艙自動化類、電航通導(dǎo)類、專業(yè)英語類分成四個課程組。課程組內(nèi)的專業(yè)教師應(yīng)在兩到三年內(nèi)精同組內(nèi)的所有通理論課與實驗實訓(xùn)課。這樣可以在人才的培養(yǎng)和教師個人發(fā)展兩方面取得雙贏,甚至可以把人才流動對教學(xué)的影響降到最小。
(3)專業(yè)教師科研直接為課程教學(xué)服務(wù)。高職類院校是否該重視科研是一頗受爭議的話題。個人認(rèn)為高職專業(yè)教師科研方向的定位不能照搬重點高校和科研院所,科研方向應(yīng)是對工程技術(shù)的研究;換言之高職專業(yè)教師應(yīng)是出色的工程師與優(yōu)秀教師的完美組合??蒲蓄I(lǐng)域應(yīng)在教研之中;如,承擔(dān)機(jī)艙自動化課程類教師應(yīng)精通機(jī)艙自動化技術(shù)的應(yīng)用,把握其發(fā)展,研究其技術(shù)特點及管理維護(hù)方法,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行工程創(chuàng)新;這樣才能做到科研與教學(xué)相輔相成。
(4)電子電氣及自動化技術(shù)發(fā)展可謂日新月異,課程體系再完美也難做到面面俱到,肯定會存在這樣或者那樣的不足,建議定期或不定期開設(shè)專業(yè)知識講座,以彌補(bǔ)課程體系的不足。
船舶電子電氣專業(yè)的開設(shè)及船舶電子電氣員的培養(yǎng)是船舶電子電氣及自動化技術(shù)發(fā)展的必然要求。課程體系建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ),課程體系是否健全是專業(yè)建設(shè)成功與否的表現(xiàn)之一。船舶電子電氣技術(shù)的更新要求課程體系的建設(shè)必須是一動態(tài)的過程,而在此過程中需要業(yè)內(nèi)同行的潛心地鉆研與熱烈地探討。以上論述僅代表一種觀點,肯定存在不到之處,懇請批評指正。
1 大連海事大學(xué).船舶電子電氣工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃[EB/OL].大連海事大學(xué),2009.
2 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院.船舶電子電氣技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)計劃[EB/OL].青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院,2011.
3 南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院.船舶電子電氣技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)計劃[EB/OL].南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,2011.
4 牛金章.輪機(jī)工程專業(yè)船舶電氣教學(xué)改革探討[J].中國水運(yùn)(學(xué)術(shù)版),2006(9).