基于粗糙-模糊軟計算建模技術(shù)的船海類專業(yè)實踐課程教育改革研究

焦自權(quán) 楊麗君

[摘要]船海類高校應(yīng)以培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要的具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)卓越創(chuàng)新型人才為宗旨，同時緊密結(jié)合廣西壯族自治區(qū)高等教育發(fā)展形勢和經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，對船海類專業(yè)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實踐評價模式，包括實踐教學(xué)課程體系、課堂內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等教學(xué)環(huán)節(jié)過程進(jìn)行綜合教育改革研究與實踐實施。在理論研究、調(diào)查分析和比較歸納的基礎(chǔ)上，設(shè)計出基于粗糙一模糊軟計算建模技術(shù)的船海類專業(yè)實踐課程形成性評價體系和實操教學(xué)考核模式，提出具有廣西特色、與國內(nèi)高等教育接軌，符合社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、創(chuàng)新型特征、實踐可行性強(qiáng)的船海類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)改革與發(fā)展的思路、教學(xué)改革方案和措施，為廣西優(yōu)質(zhì)的人才服務(wù)輸入提供智力保障。

[關(guān)鍵詞]粗糙-模糊軟計算實踐課程教改創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

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

[中圖分類號]G642

[文獻(xiàn)標(biāo)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(qū)充分利用國家加快建設(shè)西部陸海新通道四的交通強(qiáng)國戰(zhàn)略與決策，將全力打造全面對接粵港澳大灣區(qū)的西江黃金水道升級版，并圍繞打造北部灣區(qū)域性國際航運中心“門戶樞紐國際化”和“內(nèi)河航道高等化”等目標(biāo)，加大投入配套資金完善建設(shè)水運基礎(chǔ)設(shè)施項目，大幅提升航運服務(wù)水平。預(yù)計2025年，北部灣港完成貨物吞吐量達(dá)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(yè)高質(zhì)量發(fā)展的黃金機(jī)遇期，船海類高校應(yīng)抓住發(fā)展時機(jī)并主動承擔(dān)為經(jīng)濟(jì)社會培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才的歷史使命。北部灣大學(xué)作為我國西南沿江臨海地區(qū)唯一所具有船海類專業(yè)招生與辦學(xué)資格的公辦本科院校，近年來為廣西修造船企業(yè)培養(yǎng)輸送了一大批業(yè)務(wù)精、技術(shù)強(qiáng)的高質(zhì)量專業(yè)技術(shù)人才。但通過對相關(guān)用人單位進(jìn)行回訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廣西船海類專業(yè)高校實踐課程教學(xué)效果考核評價與實際生產(chǎn)要求的技能目標(biāo)未能達(dá)到很好的貼合。鑒于此，結(jié)合西部地區(qū)船海類企業(yè)所需人才的素質(zhì)特征，探索培養(yǎng)滿足面向海洋、兼顧內(nèi)河的修造船技術(shù)需求的專業(yè)專崗英才，本文提出基于粗糙-模糊軟計算建模技術(shù)的船海類專業(yè)實踐課程教學(xué)考核評價系統(tǒng)，體現(xiàn)出實踐課程考核評價過程中與生產(chǎn)實際的融合性與統(tǒng)一性，全面提升船海類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量以滿足船企對人才日益增長的技術(shù)需求。

一、船海類專業(yè)實踐課程考核評價知識建模理論基礎(chǔ)

本文在全面系統(tǒng)地分析國內(nèi)外關(guān)于船海類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實踐教學(xué)模式的理論依據(jù)基礎(chǔ)上，充分調(diào)研了解國內(nèi)外高校船海類專業(yè)實踐實操情況，特別是西部各高校船海類專業(yè)實踐教學(xué)現(xiàn)行情況，對專業(yè)實踐教學(xué)的內(nèi)容、方法、手段、隊伍、管理進(jìn)行實證研究，并對實踐教學(xué)的形成性評價環(huán)節(jié)進(jìn)行深入探討研究。結(jié)合本校船海類專業(yè)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(gòu)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(xué)問題，進(jìn)而改革現(xiàn)有考核制度，全面提升學(xué)生培養(yǎng)素質(zhì)。進(jìn)而將粗糙集軟計算理論引人實踐課程形成性評價體系當(dāng)中，建立多目標(biāo)的高校教師能力評價數(shù)據(jù)庫，得出一種基于模糊集理論的定量分析系統(tǒng)9，根據(jù)系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)庫簡化粗糙集知識模型，通過推理得出實踐能力評價結(jié)果，在既簡化傳統(tǒng)方法復(fù)雜度的同時，又體現(xiàn)出考核評價的獨立性和動態(tài)性。具體構(gòu)思內(nèi)容如下：（1）船海類專業(yè)實踐實操課程形成性評價體系框架的構(gòu)建;（2）實踐課程形成性評價的粗糙-模糊軟計算技術(shù)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(shù)的實踐課程考核體系知識建模

通過船海類實踐教學(xué)形成性評價累積的數(shù)據(jù)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(jié)合的理論在統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理中的重要作用，分析模糊集、粗糙集通過構(gòu)造包含函數(shù)進(jìn)行知識約簡及提取的知識獲取機(jī)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(guī)律奠定基礎(chǔ)，充分挖掘統(tǒng)計數(shù)據(jù)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(yè)實踐課程形成性評價體系的構(gòu)建

①受教主體。形成性評價強(qiáng)調(diào)主體的客觀多元化，不但要考慮受教者的技術(shù)需求，而且要結(jié)合施教者的教學(xué)水平，以評促教，以教輔評，以期達(dá)到教評相輔之效果。

②考核指標(biāo)。形成性評價是以科學(xué)可行的考核指標(biāo)體系為核心內(nèi)容，該考核體系首要滿足條件為易于實施考察，在此基礎(chǔ)上還要能準(zhǔn)確反映出受教學(xué)生實踐課程的教學(xué)效果，以此真實體現(xiàn)出學(xué)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(biāo)在實踐能力評估中所占的權(quán)重。其中，權(quán)重選取應(yīng)充分發(fā)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(shù)知識建模

在課程教育實踐過程中，通過現(xiàn)場實操考核獲得學(xué)生的考核信息以架構(gòu)評價數(shù)據(jù)庫。首先，利用數(shù)理統(tǒng)計方法進(jìn)行數(shù)據(jù)梳理，充分借助計算機(jī)的大規(guī)模運算能力，采用粗糙集理論中數(shù)據(jù)概率計算進(jìn)行篩選約簡;其次，運用粗糙集理論分類技術(shù)（領(lǐng)近分類技術(shù)和K近似算法），對原始精簡數(shù)據(jù)進(jìn)行高效挖掘分類，進(jìn)而可以獲得推理預(yù)測值或者迭代出最接近真實狀態(tài)的預(yù)測效果;再次，基于粗糙集理論中數(shù)據(jù)庫分類能力保持穩(wěn)定的前提下，剔除不完善的知識模型數(shù)據(jù)，對其知識模型進(jìn)行約簡（粗糙集理論信息熵的運算、核的運算），以此全面架構(gòu)以粗糙集理論為核心技術(shù)的知識模型框架四：最后，運用模糊理論與回歸方法創(chuàng)建知識評價補(bǔ)充模型，對其模型進(jìn)行推理計算進(jìn)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(xùn)》與《船舶與海洋工程測量技術(shù)》這兩門實踐課程開展形成性考核評價，根據(jù)真實教學(xué)效果創(chuàng)建對應(yīng)的成績考核機(jī)制和詳細(xì)考核指標(biāo)，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(xùn)練過程、認(rèn)知態(tài)度和實踐效果，受教考核包含積極努力的學(xué)習(xí)程度、課堂紀(jì)律以及實操考核的反饋等信息。該信息系統(tǒng)不僅詳細(xì)記載了學(xué)生在各種教學(xué)活動指標(biāo)下的理解掌握程度，而且也能全面反映學(xué)生真實實際技能與考核評價體系之間蘊涵的主客觀規(guī)律，并利用蘊涵規(guī)律對學(xué)生真實技能進(jìn)行評價決策分析），以此得出學(xué)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(jìn)而全面提升教學(xué)水平。

本文所涉及粗糙-模糊軟計算理論對船海類專業(yè)實踐課程進(jìn)行形成性評價知識建模并通過實際教學(xué)效果分析對比，考核評價指標(biāo)具體詳細(xì)，易于實操課堂上的精準(zhǔn)實施。思路和方法針對的是教學(xué)效果評價在技術(shù)層面上的改革，在人才培養(yǎng)模式方面進(jìn)行了整體推進(jìn)和局部突破方式的創(chuàng)新，牽涉面針對性強(qiáng)也較為單純，預(yù)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(wù)部門為本研究成果稍作推廣應(yīng)用，可望收到事半功倍之實效。

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作者簡介：

焦自權(quán)（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(xué)研究。