智能船背景下“轮机工程+”人才培养研究与实践*

魏 一 陈 洋 王德春 孙赫男

（1.大连海事大学轮机工程学院 辽宁大连 116026；2.大连海事局 辽宁大连 116000）

一、研究背景及意义

随着人工智能、大数据、物联网迅速发展，智能航运代表高新技术与航运要素深度融合形成的航运发展新形势。2019年，交通运输部联合国家发改委、教育部、科学技术部等6个部门共同发布了《智能航运发展指导意见》（交海发〔2019〕66号），明确提出了智能航运发展的战略目标，并指出智能航运发展的十大任务[1]。其中，智能船舶作为智能航运的重要载体，推进智能船舶技术的应用，加强智能船舶的自主设计制造，也成为智能航运发展的重要组成部分。

当前，航运业认定智能船舶具有其关键属性[2]：基于先进传感技术、数据分析、控制和通信技术等现代信息及控制技术手段，能够实现船舶的辅助决策、远程控制及自主无人操作。智能船舶对比传统运输船舶，具有其明显优势[3]：其一，可以实现远程操控，降低人为操作的风险，提高航行的安全性；其二，通过智能能效管理能够提高能源效率，实现经济环保双赢；其三，通过智能航行设计，合理航线规划，提升运营效率；其四，预防潜在风险，节约维修成本；其五，增加应急能力，保障人财两全；其六，实现无人航运，推动行业变革[4]。

当前，日本、韩国、中国、欧洲等国家和地区对智能船舶的研发正如火如荼地进行[5]。多家欧洲企业正在相关国家的支持下合作推进无人船的研发，争取未来3年内在波罗的海实现船舶完全遥控运营，到2025年实现自主控制的商业海上运输。而且，凭借在船舶配套领域独有的优势，欧洲在近海智能船舶研究方面已快人一步。

2017年11月，“大智”号智能散货船由上海船舶研究设计院设计、在广州中船黄埔文冲船厂建造，是我国第一艘按照中国船级社《智能船舶规范》建造，并申请CCS智能船级符号标志的智能船舶。“大智”号属于智能船舶的1.0版本；智能船舶进入2.0智能物联阶段，可实现部分自主操作及远程控制，达到船岸港互联、完全无人自主操作的智能船舶的3.0阶段充满挑战。目前，智能船舶研究进入了“百家争鸣”的阶段。

为满足智能船舶技术的飞速发展，需要大量高水平交叉学科人才。基于该人才培养目标，传统高等航海类院校在轮机工程专业培养计划中，有的放矢地设置“智能航运”主干课、“智能船舶”特色课，制定“轮机工程+”人才培养方案，采用校企联合育人的培养模式，智能船舶特色课程采用混合式授课，充分利用流动编制教师，满足智能航运时代，通过多学科交叉，培养出更多高素质的航海类人才。

二、主要研究内容

为满足智能航运时代对航运专业复合型人才的需求，我校积极探索，优化专业课程设置，改革培养方案，加强实践环节的训练，针对轮机工程专业本科生的培养计划进行修订。

1.培养方案重构及课程体系调整

智能船背景下，将轮机工程专业培养计划进行调整，形成“轮机工程+”试点班培养计划。“轮机工程+”试点班在专业基础课程上对电工学、船舶电气及人工智能相关课程的内容及权重进行调整，内容加强，权重加大。“轮机工程+”试点班采用2+0.5+1+0.5育人模式，从全体学生中择优录取部分学生进入试点班，按照试点班培养计划进行后续学习。第1-4学期所有学生在校进行基础理论学习，其中，不同班型（实验班、英语班、普通班）前3个学期培养计划内容全部一致，语种略有差别（英语班强调英文及双语教学），方便班型调整。到第3学期末之前，所有学生均有机会进入试点班。第3学期结束，“轮机工程+”试点班动态调整完成，共择优录取30人进行建班试点。第4学期，进行专业基础课学习.第5学期育鹏轮实船实习。第6、7学期学校进入导师团队及产教联合实践基地进行学习。第8学期进入企业实习。“轮机工程+”试点班培养方案，如图1所示。

图1 “轮机工程+”试点班培养方案

在“轮机工程+”试点班培养方案里，其课程培养方案较原来有所调整：

（1）采用混合式教学模式，对传统课程进行整合的基础上减少了课内授课课时数，给学生创造更多的独立思考时间和空间。船舶柴油机、船舶辅机、轮机自动化、船舶动力装置技术管理、船舶电气设备及系统、现代轮机监控基础、船舶防污染技术7门专业课程采用混合式教学模式。教师缩短线下授课课时，只讲解基本内容，然后在网上定期发布教学视频及研究资料，提出一些思考和设计类问题，及时组织学生进行线上讨论，总结学习及研究心得，并撰写总结报告。学生可以充分利用数字经济时代带来的便利条件，关注并学习其他知名高校的公开线上课资源，获取不同老师的观点和解读，更加深入地理会课程内容。

（2）针对智能船舶大环境，新增部分专业课程，弥补原有课程设置在人工智能领域的空缺，为学生适应智能船舶时代发展打下良好的基础。

智能航运时代要求航海类院校培养的船海型人才不只简单地满足航运需求。智能船3.0阶段，船舶已实现无人驾驶远程控制，该阶段的船海型人才更多需要掌握包括物联网、人工智能、控制理论等在内的多个学科理论知识。与传统型船海类人才需求不同，需要补充相关专业课程的设置，见表1所列。

表1 智能船舶轮机工程新增专业课程

2.多导师制赋能试点班高水平人才培养

“轮机工程+”试点班在制定人才培养方案时，采用校企双导师制，就是以导师制为基础逐渐形成的。其不仅可促进学生综合素质、轮机工程专业能力、智能船实践水平等快速提升，还可拓展学生的产、学、研用视野，并真正解决在学生个性化需求与智能船背景下出现的各种教学问题。

学校走访了曾建造、监造过智能船的一些工程师，围绕智能船舶聘请本专业毕业优秀校友、国内外行业专家学者及相关政府部门、企业专家等企业行业高精尖人才作为流动编制教师，通过开设“智能船系列论坛”，开展科研项目选题，进行一些大学生创新实验，采用“降维模式”，使学生提前接触到行业最前沿、最先进的技术及科技成果，能够站在巨人的肩膀上学习，同时增强学生的行业认知感、归属感和自豪感。校内青年教师既可与学生一起参与学习，这样学生就能带着问题进行“挑战性的学、创新性的做”。也可通过给企业导师助课，及时掌握行业领域前沿动态，达到知识更新，实现了双螺旋式的教学互涨。

3.科教融合保证“轮机工程+”试点班人才培养质量

智能航运的发展，既是科技发展的过程，也是创新的过程。这要求航海类院校在人才培养过程中更要重视科教融合。面向智能船的“轮机工程+”人才培养中的科教融合，应以能力培养和素质提升为纵向维度，以智能航运发展的“配备自动系统和辅助决策的船舶”“有船员在船的遥控船”“无船员在船的遥控船”“完全自主船舶”4个阶段为横向维度，结合本校教师在研科研项目，包括无人驾驶船舶、清洁能源船舶等，以项目为导向，将“轮机工程+”试点班学生纳入成项目组成员参与学习。在跟进项目过程中，学生能够得到多项学习与锻炼，包括对项目背景知识、项目研究方法、项目开发相关经验等的学习，有助于培养学生的自主学习能力、协调合作能力以及创新能力。

将学生培养过程以教师的科研项目为驱动，贯穿基础研究、技术创新、工程应用等教科研融合过程，能够强化“轮机工程+”试点班学生的学术视野、创新能力，真正实现教学互动、科教融合。

4.产教融合提高“轮机工程+”试点班人才培养质量

充分利用育鲲轮、育鹏轮实践基地的实船工作环境，积极拓展新工科背景下服务于智能船舶的新型实践基地，通过校企联合“双轨制”育人方式，培养出具备丰富知识的服务于智能船舶的高端人才。

开放校内船岸一体化实验室与实践基地资源共享，充分利用大连海事大学现有的育鲲轮、育鹏轮、陆地机舱等国家级平台，可以为提供实践基地的合作企业开展智能船相关配套产品的实验及研发，智能船背景下“轮机工程+”培养计划校企一起制定，强化学生的学习与实践结合起来，利用产教融合，将学校的书本较难理解的如物联网、人工智能等理论，融入智能船相关系统调试中。学生的毕业设计课题来自企业的技术攻关题目，使学生的毕业选题有实际应用价值。校企共建创新研究共同体，增强学生的实践能力、创新能力，同时开展校企互动课堂，互相合作，将“校企共建研究中心”作为载体，搭建开放互动的产教融合教学平台，服务智能航运人才培养。加强校企的交流，探索建立适应企业选人、用人的就业与实习、实践相结合的模式，将校外实践基地建设发展成为校企合作共赢、互利互惠的共同目标。

“轮机工程+”试点班通过培养方案的重构，调整课程体系，加强科教融合和产教融合，旨在培养适应智能船舶时代科技发展需求的船海类创新型人才。从课程上引入学术与实践前沿，让学生快速接收最新科研成果，并了解行业最新需求。学生接收所学灵活运用，能够快速领悟国内外最新理念、掌握国家最新政策及行业最新动态，及时运用到相关领域，满足时代发展需求，如图2所示。

图2 创新型人才培养模式

总结

智能航运背景下，智能船舶的发展，需要与之匹配的渊博学识与国际视野的多学科交叉人才。智能船舶3.0的到来，不仅不会取代船员的存在，而且对新型船员提出了新的技能要求，航海类院校的人才培养模式也应随之进行调整。在传统轮机工程专业基础上，融合计算机、大数据、人工智能等方面的专业知识，充分依托校外实践基地，采用校企多导师制协同育人，够拓展轮机工程专业毕业学生的就业领域，同时满足智能航运行业发展需求。因此，为迎接智能船舶3.0时代，传统航海类高校，应提前谋划轮机工程+试点班的培养方案及人才培养模式，助力交通强国、海洋强国目标的早日实现。