通信建设海事信息化管理论文

2022-05-02 版权声明 我要投稿

摘要:VHF(甚高频)通信是海事执法、处理海事和组织施救的重要手段。统计资料表明,历年来所处理长江水域内发生的各种遇险通信中,大多数是通过VHF通信协调完成的。传统的VHF分段管理会导致管理区域的重叠,从而可能产生安全航运监管机制的混乱;同时,由于各趸船设置位置相对于VHF系统的不合理性所产生的无线电盲区也会带来船舶航运安全隐患。下面小编整理了一些《通信建设海事信息化管理论文 (精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

通信建设海事信息化管理论文 篇1:

沿海水域交通通信网建设思路研究

摘要:基于海运业高质量发展,分析沿海水域交通通信网业务需求,明确沿海水域交通通信网的功能定位,结合国际动态和我国实际,提出多层次的沿海水域交通通信网建设思路,为海事系统“十四五”发展规划和建设具有我国特色的沿海水域交通通信提供支撑。

关键词:沿海水域;交通通信;无线宽带;全球海上遇险和安全系统

文献标识码:A

沿海水域交通通信网是用于覆盖沿海水域的综合性的无线通信网络,其包含了移动(宽带)通信、甚高频通信(简称VHF)、中高频海岸电台通信(简称MF/HF通信)、各类卫星通信等,可结合用户活动区域、通信带宽需求、通信质量需要和资费承受力等,完成语音、文本、图像、视频等各类信息的传输,为海上用户提供通信保障服务。

1 面临的新形势

在党中央、国务院坚强领导下,我国航运事业取得了重大成就,形成了沟通世界、通江达海、干支衔接、支撑有力的现代航运体系,建成了五大沿海港口群,海运服务网络遍布全球,在全球航运界的地位显著提升[1]。当前我国经济社会发展处于重要战略机遇期,党的十八大以来,习近平总书记就航运发展、港口发展作出了一系列重要指示,为航运业发展指明了前进方向,我国航运业进入高质量发展阶段。

随着我国经济的发展方式、经济结构和增长动力发生变化,水上货运和客运的运输量、运输方式和运输结构等均将发生全面变化,新型水上交通业态将蓬勃出现并全面发展,有关权威文件提出,2027年我国经济总量将与美国持平,2030年航运业将出现拐点,货物运输量和船舶智能化程度将发生质的变化。国际海事组织( IMO)预测,未来相当长时期将是传统航运和不同程度智能航运迭代存在并共同发展。通信是航运活动信息传送的纽带,要求既要有服务于传统航运的交通通信网,也要有服务于不同程度智能航运的交通通信网[2]。《交通强国海事建设纲要》提出要发展多元融合、高效可靠的水上安全通信服务及海上空间信息服务[3]。

目前我国沿海交通通信常用系统的主要包括全球海上遇险与安全系统(英文简称GMDSS)下的安全通信系统(包括国际移动通信卫星、国际搜救卫星、MF/HF/ VHF)、移动(宽带)通信系统、其他海上卫星通信系统等三种。中高频( MF/HF)和甚高频(VHF)无线电通信系统侧重于语音、传真等窄带业务需求,无法满足多媒体、大数据等宽带通信需求。卫星通信系统覆盖范围更广,主要在远洋和应急救灾时使用,通信成本较为高昂,一般用户难以承受,且覆盖区域内并发用户数和通信容量较为有限。我国三大运营商的陆地移动通信网络在沿海覆盖存在明显的不足和大量的盲区,在有效覆盖区通信网络一般仅能覆盖海岸线以外10公里左右,且通信能力随着距离的延长而不断降低,无法提供更远海域的数据通信服务。

本文旨在探索建设带宽较高且资费较低的沿海水域交通通信网,以满足“船一船”、“船一岸”高效通信。

2 沿海交通通信网主要服务区域

《国内航行海船法定检验技术规则(2020年)》和《国际航行海船法定检验技术规则(2019年)》要求航行在AI+A2+A3海区的船舶必须配备的无线电通信设备包括甚高频无线电装置( VHF)、奈伏泰斯接收机、中,高频无线电装置(或中频无线电装置+船舶地面站)、Inmarsat船舶地面站等。

全国沿海装有AIS船舶的实时位置如图1所示。可以看出,沿海水域是船舶密集区(因此也是事故多发区),是各类各级涉水部门重点关注的水域,更是航运业进行大量通信信息交互的区域,沿海水域既是交通通信网的重点需求区,也是重点覆盖区。

根据2015年海事航海保障“十三五”规划大调研可知,在沿海水域,船舶最常用的通信手段有三种,即公众通信网(手机)、VHF电台通信和卫星通信。VHF通信带宽有限,卫星通信费用贵,大部分信息交互是通过公众通信网,但是公众移动通信网覆盖范围又非常有限。

3 沿海交通通信网主要服务对象

沿海水域交通通信网的主要对象包括:海上交通运输管理部门、航海用户、其他政企用户,海上临时用户等。

3.1 海上交通运输管理部门

海上交通运输管理部门需要履行维护水上交通秩序、保障船舶航行安全、实施应急救助等职责,其基本要求是在巡航、执法、救助等业务工作过程中,能够获取必要的导助航和海上安全信息等,能够与有关部门进行稳定可靠的通信沟通;其更高的要求则是提供宽带通信服务,实现船岸协同、视频通信、数据传输等业务。

3.2 航海用户

航海用户包括海上航行的船舶用户、海上平台等,是海上交通运输的主要参与者,其对沿海交通通信网的基本要求是获取全面的导助航和海上安全信息等,保证船舶的正常航行和海上工作的正常开展。在出现险情事故时,能够通过通信手段及时进行报警和后续通信。航海用户对沿海交通通信网服务更高的要求则是需要进一步丰富航海保障信息种类,访问互联网。

3.3涉海(水)政企用户

涉海(水)政企用户主要包括海洋、海警、渔业管理部门,企业用户包括港口企业、航运企业、海上施工企业、海上旅游企业等。上述用户对沿海交通通信网的基本要求是能够获得导助航和海上安全信息等方面的信息、确保应急通信链路畅通等。涉海(水)政企用户对沿海交通通信网更高的要求则是需要进一步丰富航海保障信息种类,访问互联网。

3.4 海上临时用户

海上临时用户主要包括水上旅游、日常出行等个人用户,其对沿海交通通信网的基本要求是在出现险情事故時,能够通过船舶配备的通信手段及时进行报警和后续通信。其对沿海交通通信网更高的要求则是可在海上访问互联网。

3.5 小结

沿海交通通信网各类用户对沿海交通通信网有两个层面的需求,即基本需求和更高需求。基本需求是能够获取必要的导助航和海上安全信息等,能够与有关部门进行稳定可靠的通信沟通;更高需求则是能够提供宽带通信服务,包括实现船岸协同、视频通信、数据传输、访问互联网等。沿海交通通信网对于两种通信需求都应该尽量给予满足。

4 沿海交通通信网系统构成

结合国际公约和实际情况,从用户角度,沿海交通通信网系统构成可划分为两个层次。第一类是基本保障类,是指为履行国际公约在GMDSS(含GMDSS现代化)框架下提供的通信服务,包括VHF通信系统、MF/HF通信系统、GMDSS框架下的国际移动卫星、国际搜救卫星系统,以及GMDS现代化框架下的甚高频数字交换系统( VDES)、海上数字安全信息播发系统( NAVDAT),这部分是沿海交通通信网必须保障的,需要国家直接投资建设。第二类是实际需求类,主要包括非GMDSS框架下的宽带通信服务,主要包括公众移动通信和非GMDSS下的卫星通信。系统总体构成如图2所示。

5 总体建设思路

沿海水域交通通信网中的基本保障类是完全按照国际公约、标准和建议案建设的,本文不再赘述,重点提出实际需求类的总体建设思路,主要包括卫星通信系统和移动(宽带)通信系统。

5.1 卫星通信系统

卫星通信系统可分为全球性卫星通信系统,例如铱星、国际移动卫星,此外还包括区域性卫星通信系统,例如VSAT。卫星通信系统的建设涉及频率协调、轨道规划、卫星制造、卫星发射、系统控制、系统运行等诸多方面,沿海交通通信是卫星通信系统的用户,原则上不考虑建设问题。

5.2 移动(宽带)通信系统

5.2.1 建设方式分析

移动(宽带)通信系统的建设模式主要有两种方案。

公专结合模式:依托运营商既有核心网、传输网、无线网的基础设施、设备以及频点资源,建设满足沿海交通通信需求的移动(宽带)通信系统。

自建专网模式:依托沿海交通运输部门既有通信传输网等基础设施及设备资源,申请专网频点资源,独立建设移动(宽带)通信系统。

5.2.1.1 公专结合方案

本方案中移动(宽带)通信系统主要基于运营商既有网络架构和通信资源构建,在交通运输管理部门布设专用的核心网设备,统筹负责专网用户的相关业务。

专网覆盖区域的无线基站可为专网用户和普通用户提供共享接入,由鉴权系统区分用户种类,将专网用户导向专网核心网建立承载,将普通用户导向运营商核心网建立承载。专网用户可在专网核心网的控制下,开展专网平台各项业务;也可访问外部网络。普通用户也可在专网核心网和许可与控制下与专网用户建立连接。

5.2.1.2 自建专网方案

本方案中沿海移动(宽带)通信网络独立建设专网,网络结构如图4所示。专网覆盖区域的无线基站仅为专网终端提供接入,由专网核心网建立承载,实现专网平台各项业务的开展。本方案中需分别配置内网和外网核心网,专网用户可通过对应的核心网设备开展内网、外网的应用。外部用户也可通过网关及交换设备连接专网用户。

5.2.1.3 建设方式比选

便捷程度比较:公专结合模式,使用的是运营商通用频段,在全国任意区域均可接入运营商通信网络。而且,公专结合模式中用户无需购置专用通信终端,仅需开通相应号段业务,即可利用既有移动电话等通信终端接入船岸宽带传输专网,享受专网各项业务服务。自建专网模式使用的是国家划定的1.4GHz/1.8GHz专用频段,需要配置专用通信终端才能接入专网。可见,公专结合模式具有更好的便捷性与通用性.更容易在社会用户中进行推广使用。

技术特性比较:公专结合模式和自建专网模式均为基于LTE技术制式建设的专用通信网络系统,能够在4G网络条件下开展各项业务。公专结合模式依托运营商技术优势,具备平滑过渡到全面5G通信网络的条件;自建专网模式由于通信频段局限于1.4GHz/1.8GHz,且基站数量有限、间距过大,无法在未来直接过渡到5G通信网络。可见,公专结合模式具备更好的可扩展性。

投资规模比较:公专结合模式依托运营商成熟且规模庞大的产业链,单站建设成本远低于专网基站的单站建设成本,公专结合模式总投资较低。此外,公专结合模式无需配置专用通信终端,且各类通用通信终端设备在市场上广泛存在,配置成本远低于自建专网模式的专用通信终端。因此,公专结合模式在建设成本以及未来运行推广过程中都具有经济优势。

运营维护比较:公专结合模式中,相关设备设施的运营维护可委托运营商统一提供相应服务,无需建设单位承担有关费用,而且能够为专网提供更为优质的运维服务的同时,节省建设单位大量的运维工作量。自建专网模式中,专网后期设备设施和网络系统的运维管理均由建设单位自行承担。随着建设规模的不断扩大,专网运维难度也将不断增加。

5.2.2 建设方案

经综合分析,采用公专结合的方式建设沿海移动(宽带)通信网在工程建设的便捷程度、投资规模、运营维护等方面均具有优势,本文推荐采用公专结合的方式建设沿海移动(宽带)通信网。

6 总结

沿海交通通信网由基本保障类和实际需求类两个层次的通信网构成。基本保障类即GMDSS下沿海交通通信网,全部由我国政府出资按照国际公约、标准和建議案适时建设;实际需求类即非GMDSS下沿海交通通信网,包括卫星通信系统和移动(宽带)通信系统,建设重点是沿海移动宽带通信网。

推荐采用公专结合的方式建设沿海移动(宽带)通信网,在保障海事、航保、救助等水上交通管理(服务)部门带宽需求的前提下,为海洋、渔政等涉海政府管理部门和社会公众提供通信服务。受建设条件和投资的限制,一次性实现沿海连续覆盖的交通通信网条件不太成熟,建议按如下步骤推动沿海交通通信网的建设。第一步:系统梳理沿海移动(宽带)通信的业务需求,并将需求提供给工业和信息化部、国务院国有资产监督管理委员会和主要运营商;第二步:是在通航密集区或智能航运试验水域、公众移动通信覆盖不佳、主要运营商不愿投入建设的区域开展试点示范工程。第三步:结合示范工程建设经验及主要运营商的建设意愿,逐步实现沿海水域移动(宽带)通信系统的全覆盖。

参考文献:

[1]刘小明奋力开展航运高质量发展新局面[J]中国水运,2019(8).

[2]中国航海学通信导航分委会未来十五年我国水上交通安全初探(2019年学术交流)[J].2019.

[3]交通运输部海事局交通强国海事建设纲要[R] .2019

[4]交通运输部海事局交通运输部规划研究院海事系统“十四五”发展规划[R] .2020.

[5]交通运输部海事局交通运输部规划研究院沿海交通通信网建设思路研究[R] .2020.

本论文受2019年度交通运输战略规划政策项目《海岸电台安全通信系统发展思路及布局研究》和2019年度交通运输部海事局“十四五”规划前期研究支持

作者:王福斋 易中立 房延军 赵晋宇

通信建设海事信息化管理论文 篇2:

海事VHF集中控制调度指挥系统设计与实现

摘 要:VHF(甚高频)通信是海事执法、处理海事和组织施救的重要手段。统计资料表明,历年来所处理长江水域内发生的各种遇险通信中,大多数是通过VHF通信协调完成的。传统的VHF分段管理会导致管理区域的重叠,从而可能产生安全航运监管机制的混乱;同时,由于各趸船设置位置相对于VHF系统的不合理性所产生的无线电盲区也会带来船舶航运安全隐患。

本人作为项目组成员,全程参与项目设计和实现过程,承担系统的前期调研工作、VHF调度指挥的相关流程梳理,尤其是对水上安全执法流程方面进行重点调研,形成正式的工作流程,承担需求分析工作并参与后期系统测试与实施。目前,“海事VHF集中控制调度指挥系统”已完成测试并成功应用于重庆海事局的海事管理通信及搜救指挥通信。

关键词:VHF通信;集中控制;电子巡航;调度指挥

一、课题意义

随着内河航运建设步伐加快,长江黄金水道建设持续推进,长江干线的船舶交通流量也在不断增加,长江水上安全监管压力持续加大,对海事部门安全监管和应急处置能力提出了更高的要求。長江海事局将面临保障长江航运安全发展、保障干线水域交通安全通畅的新形势,同时也面临增强海事服务能力、海事监管能力、应急救助能力和通信保障能力的新要求。保障VHF通信网络的安全、可靠、稳定地运行,是提高长江海事系统水上安全监管和应急处置能力的需要。

因此,VHF调度系统升级优化的研究,有助于提高长江船岸通信网运行的可靠性,实现各调度台系统之间的相互备份,降低障碍历时,对于利用信息化网络化智能化的手段实现长江船岸通信网的集中控制和管理,从而增强海事服务能力、海事监管能力、应急救助能力和通信保障能力,都是非常必要的。

二、现状分析

目前的VHF通信系统大多是由一个远程控制中心和多个基站组成。远程中心主要是由中央控制机柜(CCU)和多个控制台组成,每个基站配备多个VHF收发信机。为了最大化VHF收发信机的收发能力,VHF收发信机通常被安装在高山或楼顶上。操作端通过微波链路[9]或专线与远程基站相连,可实现远程收发信机的控制,并且能够把收发信机接收到的信号传送回操作中心,使得操作端的人员可以通过收发信机与船舶上电台进行通信。

由于这样的VHF通信系统需要专线对模拟话音信号进行传输,其建设成本较高并且效率相对较低。另外线路不能传输数字信号、视频图像等信息,传输信息单一。更值得注意的一点,微波中继线路非常容易受到外部环境的干扰,其通信质量难以得到保证,也就极大限制了VHF通信系统的覆盖范围。此外,中央电子控制柜等设备采购成本较高,维修复杂,不利于维护。

三、 目标及研发内容

3.1 研发目标

通过对VHF调度系统的结构组成和工作原理进行研究,对VHF调度系统改造后实现以下目标:

(1)对调度台进行网络化设计,并采用IP方式实现调度台与PC主机的连接,实现调度台灵活配置(实现本地和远端多个调度台对VHF基站的控制)

(2)监控调度台和基站設备运行状况,通过远程配置、修改调度台及基站设备的参数。

(3)多个调度台之间的互为备份、连接和控制,实现点对多点的控制及互为备份。

(4) 对所有VHF基站的控制和有线转接。

3.2 研发内容

(1)干线VHF系统总体架构

系统将采用3级网络架构,把整个系统分为长江VHF通信总中心、长江VHF控制分中心、VHF远程操作终端、VHF基站,即在汉口设立长江VHF通信管理中心,在各二级通信管理局设立长江VHF控制分中心,在各通信处设立长江VHF安全通信终端,并在沿江设立VHF基站。

(2) 传输网络

① 各控制中心与下属VHF基站之间传输采用E1线路。

② 各控制分中心至长江VHF管理控制总中心之间采用IP传输线路。

③ 各控制分中心至下属远程操作终端之间使用IP传输线路。

以上传输网络的组成,依靠现有长江干线光纤传输和长江航运数据网实现。

(3) 对VHF收发信机的控制

通过在各VHF基站设置电台控制单元,实现对收发信机的操作和控制。目前VHF收发信机,通常都是操控型的,提供3类常用接口,即:

① 4线音频接口:600欧姆,4线平衡音频接口。

② 控制信令接口:提供PTT、静噪控制信令和一些开关量控制。

③ 数据接口:RS-232C接口,提供参数设置及状态监控功能,各厂家控制指令完全不同。

因此,通过基站电台控制单元将来自调度台的统一格式的指令转换成针对各不同厂家的电台专有控制指令,以此实现对各不同厂家产品的控制。

(4) 对VHF信道机MTR2000的控制

① MTR2000电台的背部面板WIRELINE接口提供4线音频接口,SYSTEM接口提供PTT静噪等控制接口,再根据MTR2000系统接口连接电台和电台控制单元,即可实现音频输入和输出,以及PTT静噪信令控制。

② MTR2000在前部面板提供RSS接口,通过RS-232C可连接PC串口,通过厂家提供的软件,可实现电台参数配置和状态监控。

③ 连接调度台:调度系统在基站配置电台控制器,提供4线音频接口和PTT信号输出,连接到MTR2000的系统接口的相关针脚,实现音频连接和PTT控制;

电台控制器提供RS-232接口[14],可连接MTR2000的RS-232接口,实现对MTR2000远程状态监控和参数配置。

(5) 软件系统

① 无线调度:通过无线调度座席终端,系统操作员可控制辖区任意无线基站的收发信机与船舶进行CH6频道和日常水上VHF通信,可对无线通话信道进行监听、选择性呼叫、广播呼叫等通话操作。

② 录音:通过系统扩展的数字录播设备,系统可自动记录和管理每一个无线通话信道的话音。可对存储的话音进行查询、备份、删除等管理操作。

③ 定时自动区播 :通过调度座席终端,系统操作员可自动定时或人工向其覆盖的航道水域播发气象、水位、险情等有关航行安全的话音信息。

④ 系统运行状态监测:通过管理维护终端,系统维护人员可对无线通信系统内所有收发信机、调度交换系统、传输链路的运行状态进行实时监控和管理。

四、系统基于软交换技术设计开发

目前用于國内的海事无线调度系统主要采用了基于时隙交换的数字交换技术,该技术属于上一代数字通信技术——电路交换。

VHF集中控制调度系统主要采用了基于IP网络包交换的软交换技术,该技术属于下一代通信技术——数据包交换。

采用电路交换模式的调度设备根据执行功能的不同,一般可分为以下4个功能平面:

(1)呼叫控制平面:由主CPU和呼叫处理软件组成,提供呼叫处理与控制功能。

(2)媒体(数字话音)交换平面:由64kbit/s的电路交换矩阵组成,提供媒体的承载连接功能。

(3)业务提供平面:业务提供嵌入到调度交换机的软件和硬件中,提供基本调度业务和补充调度业务。

(4)接入网关平面:由用户CPU和用户电路组成用户接入网关,可提供POTS、2B+D和V5等用户接口,用以接续用户终端设备;由中继CPU和中继电路组成中继网关,提供E1或30B+D等中继接口,用以接续外部网络;由信令CPU和信令电路组成的信令网关,为信令链路与信令网提供接续。主CPU与用户、中继、信令等从CPU之间的通信协议,采用由制造商自己制定的非开放的内部协议。

调度交换机的这4个功能平面,不仅在物理上合为一体,而且支持这4个功能平面的软、硬件互相牵制,不可分割。传统的调度交换机的业务提供在设计调度交换机方案时就定下来了。一旦产品定型,若想修改或增加某种业务,需要更改软件或软、硬件,提供新业务十分困难。

软交换技术建立在IP网络的基础上,將控制、交换、业务和接入这4个功能平面完全地分离,并利用了众多且有开放接口的网络部件去构造这4个功能平面。因此,软交换系统是具有开放接口协议的网络部件的集合。这些网络部件可分布在IP网络中,利用标准接口协议互通互连,构成一个开放标准、分布式的体系结构。

软交换具有高效灵活、自由开放的特点,支持用户数量多、能提供强大的业务功能支撑。

软交换调度系统解决方案首先是调度系统的网络解决方案,不同于传统调度系统是着眼于节点的解决方案。

软交换调度系统解决方案还是一个软件解决方案。核心在于软交换机中的控制逻辑和网元之间的接口协议,传送层功能由相应的底层网络自行解决,不在软交换考虑的范围。

基于上述特点,VHF集中控制调度系统不仅容量大,而且布署相当灵活,运行稳定可靠。由于业务定制基于软件方案,所以对于修改调度系统的业务功能和流程也具有传统电路交换技术不可比拟的优势。

总结

本文对系统的需求、结构分析、方案设计、局部设计、实现及测试等方面进行了陈述。系统研发如期完成。

参考文献

[1]魏云雨,船舶信号与VHF通信[D],大连海事大学出版社,2008 年 8 月版.

[2]中华人民共和国交通行业标准JT/T 624-2005海(江)岸电台中频/甚高频数字选择呼叫(MF/VHF DSC)系统维护和修理技术要求.

作者:唐潇骁

通信建设海事信息化管理论文 篇3:

澳大利亚TAFE学院ICT建设的经验与启示

摘要:澳大利亚TAFE学院非常重视信息通信技术(ICT)在职业教育与培训中的应用,在数字资源库建设、信息化学习环境建设以及教师将ICT融入教学的策略等方面有着丰富的经验。因此,我国高职院校可以借鉴澳大利亚TAFE学院的举措,进一步推进数字资源库建设与服务功能打造,完善职业院校信息平台建设以及提高教师融合ICT教学的实践能力,加快我国职业教育信息化建设的发展。

关键词:澳大利亚;TAFE学院;信息通信技术(ICT);ICT建设;职业教育信息化

作者简介:徐榕霞,女,华东师范大学教育学部职业教育与成人教育研究所硕士研究生,主要研究方向为比较职业教育、职业教育信息化;付雪凌,女,华东师范大学职业教育与成人教育研究所讲师,博士,主要研究方向为比较职业教育;石伟平,男,华东师范大学终身教授,博士,博士生导师,主要研究方向为比较职业教育、职业教育政策。

文献标识码.A

自从进入信息化时代,信息技术对社会生活的各个方面都产生了革命性影响,带着对信息技术引领教育变革的期待.世界各国都在不同程度地加大教育信息化的投入[1]。目前,我国职业教育信息化建设已经取得了一定的成果,但是,与国家“互联网+”战略以及职业教育现代化的要求相比,还有很大的提升空间[2]。《教育信息化2.0行动计划》指出,当前我国教育信息化建设中还存在“数字教育资源开发与服务能力不强,信息化学习环境建设与应用水平不高,教师信息技术应用能力基本具备但信息化教学创新能力尚显不足,信息技术与学科教学深度融合不高”等问题[3]。职业教育作为一种类型教育,其信息化建设亦存在类似的问题,例如:数字资源库建设不够健全,信息化学习环境不够完善即网络教学功能不突出,教师信息化教学能力创新不足以及信息通信技术与职业教育未达到深度融合等。因此,分析和借鉴澳大利亚TAFE学院的ICT建设经验,对我国职业教育信息化建设有重要的启示作用。

澳大利亚TAFE学院一直非常重视教育信息化的建设,其信息通信技术与职业教育教学已经达到了深度融合。其中,澳大利亚新南威尔士TAFE学院(以下简称TAFE NSW)是澳大利亚最大的职业教育和培训机构,每年有超过500 000名学生参加其全国认可的课程和培训这[4]。因此,以TAFE NSW为例,讲述澳大利亚TAFE学院的ICT建设经验具有一定的典型性和可借鉴性。

一、TAFE学院ICT支持下的数字资源库建设

TAFE NSW数字库资源非常丰富且教育范围广。TAFE NSW不仅购买了企业开发的数字资源库,还开发了大量优质的在线课程资源,学生在了解当前市场上行业企业对技能需求的同时,还可以在任何时间、任何地点开展学习。

(一)订阅购买的数字资源库

TAFE NSW图书馆购买了全州范围内的数据库资源,包括电子书、电子期刊、电子视频等,该学校的所有教职工以及每一个注册的学生都可以通过图书馆的线上网站访问所有的电子资源。不仅如此,为了帮助学生更好地了解行业企业对技能技术的最新需求,学校还专门订阅了企业开发的数据库资源。例如:TAFE NSW图书馆其中的一个订阅数据库——Lynda.com,是领英(Linkedln)公司旗下的一个在线学习平台,旨在帮助会员实现个人和职业目标。TAFE NSW图书馆购买了其团体会员资格,教师和学生都可以通过TAFE账号,登录Lynda.com,获得里面的学习资源。学习者在Lynda.com完成课程后,将自动获得完成证书,并且可以把证书打印出来或分享到社交媒体上。

Lynda.com是一个在线图书馆,提供11 000多个在线课程和教学视频,这些视频由公认的行业专家讲授,涵盖最新的技术、创意和商业技能[5]。Lynda.com提供五种语言的课程,其课程按照技能等级、主题、软件、公司或者按照科目以及职业规划路径等进行了系统化分类和整理,并且Lynda.com在线图书馆服务支持电脑和移动端访问,用户可以快速有效地找到自己需要的课程,大大提高了资源利用率。Lynda.com除了可以为学生提供大量的在线学习资源之外,还可以为教师提供补充教学的服务,如教师可以通过将Lynda.com与翻转课堂相结合,使教学效率最大化,甚至可以让学生自己负责个人的学习进度,因为Lynda.com可以做到与学院的学习管理系统无缝集成,学生能够更方便地组织和分配自己的学习时间与内容。

(二)自主开发的课程资源库

除了订阅购买的数字资源库外,TAFE NSW还开发了大量高质量的在线课程资源,为澳大利亚甚至世界提供优质的远程教育服务。TAFENSW提供远程教育已经超过100年,是澳大利亚最大的远程教育提供商,他们提供远程教育的途径就是在線学习系统-TAFE Digital。TAFEDigital提供了动物、农业与环境研究、艺术、设计与数字媒体、航空与海事、建筑、施工和财产等13个行业领域的课程类别,共涵盖了超过250种相关行业的1 200多种课程,包括职业课程、短期课程、证书课程甚至是学位课程[6]。在TAFE Digital的系统首页,TAFE NSW设置了按关键词搜索、快速课程、免费培训、短期课程、热门课程、职业路径浏览等多种可以搜索到课程的途径,用户可以根据自己的需求快速找到相应的课程,进一步选择是获得文凭还是获得证书。无论用户身处何处,都可以随时获得TAFE Digital的高质量在线培训课程。这些课程通过澳大利亚学历资格框架(AQF),为毕业生提供全国认可的资格证书,并且这些资格证书在澳大利亚甚至国际上都受到业界的高度重视。

二、TAFE学院ICT支持下的信息化学习环境建设

澳大利亚从1993年就开始部署“灵活学习框架”,通过多次制定并实施了2000-2004年、2005-2007年、2008-2011年“灵活学习框架”,逐步完成了重要的基础设施、资源、标准和数据库等建设,并在此基础上进一步提高了ICT在职业教育与培训中的应用层次[7]。在这一背景下,作为澳大利亚最大的职业教育与培训机构,TAFENSW通过建设信息化学习环境,为学生灵活的学习需求提供了有利保障。

(一)灵活的学习需求

参与职业教育与培训的学习者有着多样化的需求,为了帮助其打造个性化的培训计划,提供更大的选择范围,也包括为特殊人群,如残疾人士、边缘青少年、社交恐惧症人群等弱势学习群体提供继续学习的机会,TAFE NSW为学习者打造了灵活的学习方式。在TAFE NSW,学习者可以根据自身条件选择灵活的学习方式,控制学习进度、地点和时间。在学习地点上,学习者可以选择在课堂上学习,也可以选择在工作场所里学习,或选择任何可进行线上学习的场所。在学习时间上,学习者若选择全日制学习,则必须每周在教室里至少学习18个小时;若选择兼职学习,则可以选择白天、晚上或者周末进行学习。在学习形式上,可以完全通过线上学习,也可以通过混合的方式进行学习,即在线学习与面对面学习结合。

同时,TAFE NSW致力于为残障人士提供高质量的服务和支持。TAFE NSW残疾支持部门的教师顾问不仅会随时在线帮助残疾人提供入学课程建议,如提供学习材料,协助他们进行学习时间的管理,还会组织他们考试和作业的特殊安排,如加时、休息,甚至提供手语解释以及文本到语音的转换或语音识别软件等。通过这些方式,TAFENSW能够证明其对盲人或有视力障碍、耳聋或听力受损、有智力或学习障碍、患有精神或身体慢性疾病的学生开放,如果残疾学生满足一定条件,还可以获得免费的入学资格。

(二)信息化学习环境建设

信息通信技术可以为每个人提供教育,尤其是可以满足农村偏远地区和社会经济发展落后的社区的需求,学习者可以在工作或退学之后,或者在流离失所、裁员或监禁后重新学习。为了实现学习者灵活的学习需求,TAFE NSW通过开发线上支持工具和建设线下数字化学习空间,从而保证学习者随时随地以多种方式进行灵活的学习。

1.线上支持工具。首先,TAFE Digital是TAFENSW提供远程教育的在线学习系统,TAFE Digital吸取了以前TAFE NSW所有的在线学习平台(包括OTEN,TAFEnow和TAFE Online)中的精华,具备极其灵活的交互功能,能够快速链接到facebook、推特、YouTube等社交网站,并支持电脑和移动端随时随地地访问。网站还提供了包括英文、广东话、荷兰等15种语言在内的音频或文字介绍,方便不同国家的学习者学习。为了更好地服务选择远程教育的学生与教师,TAFE Digital专门开发了多个支持工具,如在线学习支持网站(Online LearningSupport,OLS),该网站为所有TAFE Digital学生提供全天候在线支持[8],是学生和教师互相学习和联系的地方。学生通过个人电脑以及手机、平板等移动端,随时随地访问OLS,在获取需要的所有在线学习资源的同时,还可以查看作业,在线提交和检查自己的课程学习进度,参与同学们的在线讨论等。教师则可以通过OLS,给学生发布任务以及随时地查看学生作业提交情况。每当学生提交作业时,系统会自动向他们发送鼓励电子邮件,如果学生未在设定的时间范围内完成作业,则系统不仅会发出自动提醒,还会为学生提供有关的学习资源辅助其完成作业,如有必要,工作人员还会跟进个人电话。

TAFE Digital还开发了学生管理系统(TheStudent Administration and Management System,SAM)。SAM可以为每个学生提供全面的、可审计的活动记录以及聊天记录,并每年管理着超过30万个学习资源项目,能够有效地管理选择远程教育的学生以及相关教师。另一个TAFE Digital定制设计的在线工具是Your Decision,它可以帮助新来的学生评估远程学习是否适合他们的需求和环境。这个互动平台提供视频、课程试听和自我反思工具,帮助学生选择正确的课程,让学生学会自我学习和自我管理等。

TAFE Digital的包容性数字环境不仅使用户可以轻松访问TAFE NSW的广泛学习资源,还可以通过实时虚拟教室、论坛,和聊天机器人、教师、在线同学进行实时互动,成为学习社区的一部分。TAFE Digital还提供多媒体的最新技术,包括虚拟现实(VR)和增强现实(AR)模拟练习,用户可以通过数字化方式练习实践技能[6]。

2.线下支持空间。与线上空间对应的是,TAFE NSW在新南威尔士州城镇地区范围内建设了最新的数字学习设施——互联学习中心(Con-nected Learning Centers,CLCs),这些学习中心通过与信息通信技术的结合扩大了教育范围,为更多的人提供了受教育机会。TAFE NSW已经在新南威尔士州的十四个区域建立了十四个新的CLCs,这些数字学习中心使更多地区及更多人群接受TAFE NSW课程。这意味着学生不需要跑到市中心接受面对面的学习或者混合学习,在当地社区就可以接受精英培训和一流教育,学生将有机会学习TAFE NSW在全州各地提供的任何课程。每个CLCs都经过定制设计,用户可以利用现代化的数字技术,如模拟和虚拟现實体验等,接受模拟真实的工作环境以及针对未来短缺技能的相关培训。利用CLCs里面的硬件设备和ICT技术,学习者可以轻松访问TAFE NSW大量的学习资源,还可以远程访问现场和非现场教师,从而更好地获得教师的支持服务[9]。CLCs为学生提供了更广泛的选择,更便捷实用的培训和灵活的学习方式,学生也将获得更多个性化的学习体验。

三、TAFE学院基于ICT的教学融合策略

无论是资源库建设,还是信息化环境建设,澳大利亚TAFE学院的信息通用技术水平已经非常先进。为了使信息技术与教育在日常教学工作上深度融合,TAFE学院的教师采取了多元的ICT教学策略。

(一)基于ICT的课堂信息传递策略

这种策略与传统的信息化课堂教学类似,教师使用ICT的目的是加强教学内容的有效传递。教师通过使用教室的ICT工具设备,达到准确展示学科知识和内容并分享课程材料的目的。教师一般采用的ICT工具有:PowerPoint演示文稿、YouTube视频、搜索引擎和共享驱动器等。在这种策略当中,教师是课堂的中心,他们被视为专家,是学科知识的主要来源。相比之下,学生是相对被动的参与者,在课堂上他们从教师那里获取信息,接收教师笔记和其他学习材料,倾听教师的意见并遵循他们的指示。与不使用ICT工具的传统课堂相比,教师节省了在黑板上板书的时间,提高了授课效率,教师往往也更受学生关注。

(二)基于ICT的理论与实践结合策略

这种策略将重心转向了理论理解与实际技能的联系,侧重于提供与活动相关的必要知识,以确保学生理解并可以应用所学内容。这种方法的独特之处在于它明确地指向了学生应用学习内容的能力,教师会根据学生所学内容的相关任务进行分组,然后为学生讲解任务的目的和实现的方法,并且给出需要的全部信息,旨在帮助学生理解内容并且能够解决问题或者完成任务目标。其中,教师会利用ICT传达信息和提供任务,帮助学生理解概念和获取信息,或者指导学生使用ICT来获取额外的信息。因此,学生不仅要理解教师传递的信息,还要积极参与教师创造的学习机会来应用所学知识。

与此同时,教师还注重培养学生与行业需求相关的知识、技能和其他能力。教师会组织和鼓励学生参与相关的专业实践,为学生提供参加工作实习和获得工作经验的机會。此外,教师会邀请相关行业的专家访问TAFE机构,邀请专家为学生讲课,让学生了解他们所在行业正在发生的事情和行业当前与未来的技术发展。线上基于ICT的在线讨论论坛也扩展到了行业,学生可以与行业从业者进行互动。因此,学生有机会与相关专业团体进行合作,这有助于培养学生习得满足当前工作场需求的能力。

(三)基于ICT的学生自主学习促进策略

这种策略强调为学生提供积极的学习环境。教师通过ICT,为学生提供了一个可以共同工作和学习的平台,即学习管理系统,如上文TAFEDigital提供的OLS和SAM等。教师在平台上发布一个任务或者一个主题,学生通过合作的方式解决问题,共同参与不同的项目,并使用这些学习管理系统积极参与小组讨论。学生可以在学习管理系统上或者wiki上发布带有他们观点的帖子,其他学生就可以针对某一个主题在论坛上进行讨论,学习者可以看到对方的答案。在学期末,学习者和教师只要将页面向上滚动,就可以看到整个学期讨论的所有主题。教师的角色不再是信息的提供者和课堂的主导者,而是促进者,负责为学生的自主学习创造环境。

(四)基于ICT的教学效果实时反馈策略

这种策略强调教师使用ICT进行课堂评估,该评估利用不同的方法,如在线测验、简短问题和其他及时评估的反馈技术,使得学生答完题就可以立即看到自己的分数。教师可以及时看到自己的教学和学生的学习情况,了解学生的学习需求,据此调整自己的教学进度。学生也可以了解自己对所学知识的掌握情况,监控自己的学习进度,从而打下坚实的学习基础。教师还可以通过设置学生克服挑战的奖励,维持学生的学习兴趣,增强学生对整个教学过程的参与,提高教学效果。因此,在这个方法中,ICT除了用来传递信息外,还充当了一种补救性教学的角色[10]。

四、TAFE学院的lCT建设经验对我国的启示

澳大利亚TAFE学院有关数字化教育资源的开发与服务已经非常完善,信息化学习环境的建设与应用正在普及到各种学习群体。在我国职业教育信息化发展的背景下,随着教师的信息化教学能力不断提升,借鉴澳大利亚TAFE学院的经验,可以更好地将ICT应用在职业教育领域,做到信息通信技术与职业教育深度融合。

(一)推进数字资源库建设与服务功能打造

目前,我国高职院校的数据库建设发展迅速,但在高职资源库建设过程中,忽略了其结构化、系统化的顶层设计,仍然存在着资源的大量堆积、内部结构粗糙混乱等问题。各个院校之间的资源库互相独立,教育资源重复建设,资源共享率和使用率较低。另外,在现有的职业教育数字资源建设和应用中,资源的内容和形式并没有完全贴合各个职业院校的需求,教师和学生很难在实际教学和科研中运用这些数字资源[11],其服务教师与学生的能力不强。

借鉴澳大利亚TAFE学院的经验,需要推进高职院校资源库建设的进一步完善。(1)由于职业教育的区域性特点显著,在区域范围内应加强教学资源的共建共享,增强校校和校企之间的资源共享合作,与企业行业保持密切的联系,避免造成资源的重复建设与人力的浪费。为此,政府应发挥主导作用,建立统一的数据库标准,组织行业、企业与职业院校组成共建共享平台,做好四方的职责分工。(2)在开发数字资源时,应对资源库进行结构化和系统化设计。切实从行业对人才的需求和学生对自己技能提升的需求角度出发,开发高质量的学习资源,严格把控学习资源的质量,并且对开发的资源进行合理的整理与分类,确保用户可以快速搜索到自己需要的资源。(3)促进数字资源的应用。鼓励高职院校的教师在教学中使用数字资源,鼓励学生通过数字资源进行自学。只有在应用过程中发现问题、总结经验,数字资源库才能不断完善与更新,得到更多的使用,从而促进信息通信技术与职业教育的进一步融合。

(二)完善职业院校信息平台的网络教学功能建设

校园门户网站主要包括教育管理和网络教学两大块功能。澳大利亚TAFE学院重视网络教学功能建设,在充分整合ICT资源地基础上,为学生和教师提供了一个良好的网络教学环境。电子资源库为师生提供丰富的在线数字资源,远程教育系统为支持远程教育提供良好的学习环境,学习支持工具为教师与学生的线上交流以及学生的协作学习等提供一个便捷的线上学习平台,等等,这些ICT建设都为学生运用更深层次的学习方式奠定了坚实的基础。但近年来,我国高职院校对于学校网站的网络教学环境建设并没有引起足够的重视。借助于智慧校园的建设,我国职业院校的学校网站纷纷把各类管理信息系统整合在一个标准的信息化平台当中,这仅仅满足了学校的智慧管理,而网络教学功能的建设并没有得到明显加强,这对于促进信息技术与教学实践的深度融合是一个很大的阻碍。

借鉴澳大利亚TAFE学院的经验,高职院校应加强信息平台功能的顶层设计。(1)加强学习支持系统的建设,充分发挥互联网突破时间和空间限制的优点,为师生提供一个线上的学习空间。同时,加强学习支持工具的开发,充分保障生生之间以及师生之间的在线联系与交流,促进学生自主学习与教师对数字化资源的有效利用。(2)发展远程职业教育,打造高水平的远程职业教育平台,满足学生多样的学习需求,为偏远地区群体及弱势群体增加受教育的机会。实施远程教育的高职院校应逐步建设功能完善的远程教育平台,开发高水平的远程教学资源库和远程教育保障体系,发展校校合作或与远程教育培训机构的合作,整合现有资源和经验,加快远程教育的发展。(3)整合所有的信息化学习平台,包括信息化管理平台、学习支持系统、远程教育系统以及完善的教学资源库等,开发灵活多样的学习方式,吸引在职的社会人员、退学群体以及弱势群体等参与继续教育,借助信息通信技术完善终身教育体系。

(三)提高职业教育教师融合ICT教学的实践能力

教师的信息化水平直接影响信息化教学的效果,教育现代化的进程离不开信息技术的应用。为促进ICT与职业教育深层次的融合,抓紧建设一支具有现代化信息技术应用水平的教师队伍尤为重要。因此,职业院校要加强教师信息技术以及信息化教学模式的培训,鼓励教师进行信息化教学的创新与研究,将教师信息化教学效果列入考核项目中。职业教育的教师看重的是培养学生的理解能力、实践能力以及与行业的紧密联系。得益于我国教育信息化基础设施建设的普及,我国职业教育教师多数采取的是上述第一種策略,但仅仅将ICT工具仅仅用来传递课堂内容。因此,我国职业教育教师要进一步增强融合ICT教学的能力。

在借鉴澳大利亚TAFE学院教师利用ICT增强教学的四种策略上,我国职业教育教师应根据不同的专业和科目,采取适合的ICT增强教学方法,如:电气工科类专业适合采取理论与实践知识相结合的策略,学科基础课程则适合反馈策略等。由于我国不同区域之间的经济发展水平差距大,教育信息化水平差距也较大。根据当地实际情况,东部发达地区的教师应在原有信息化教学的基础上加强创新,增强学生理论与实践知识相结合,提升学生自主学习能力,加强学生与行业的联系;中西部地区教师应加强自身与学生的信息素养,培养学生的实践能力,增强课堂反馈策略等的使用。教师要根据实际情况,因地制宜、因科目制宜,加强自身利用ICT教学的能力,勇于创新,达到切实增强教学的效果。

参考文献:

[1]顾小清,王春丽,王飞.信息技术的作用发生了吗:教育信息化影响力研究[J].电化教育研究,2016,37 (10):5-13.

[2]赵志群,陈玉琪.德国职业教育教学信息化发展对我国 的启示[J].电化教育研究,2018,39 (4):109-114,121.

[3]中华人民共和国教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL]. [2019-09-01].http: //www.moe.gov.c n/srcsite/A1 6/s3 342/201 804/t20180425—334188.html.

[4] TAFE NSW. ABOUT TAFE NSW[EB/OL].[2019-09-01].https: //www.tafensw.edu.au/international/about/about-tafe-nsw.

[5] TAFE NSW Libraries. Lvnda.com video tutorials: GettingStarted [EB/OL].[2019-09-01]. https://tafensw.lihguides.com/tafelynda/about.

[6] TAF-E Digital. ABOUT US:Why TAFE Digital? [EB/OL].[2019-09-01]. https: //www.tafensw.edu.au/digital/why-tafe-digital,about—us.

[7]张磊,张京华.“2008—2011年澳大利亚灵活学习框架”战略计划及启示[J]中国职业技术教育,2010(4):76_80.

[8]TAFE Digital.0NLINE STUDY SUPPORT[EB/0L].[2019—09—01].https:/,oten.tafensw.edu.au/support—services/ollline—study—suppon/.

[9]TAFE NSW.YOUR NEW WORLD—CLASS DIGITALLY—ENABLED CAMPUS[EB/0L].[2019—09一01].https:,/www.tafensw.edu.au/clc.

[10]KHAN M.S.H,MARKAUSKAITE L.Approaches toICT—Enhanced Teaching in Technical and Vocational Education:A Phenomenographic Per8pective[J].HighEduc,2017(73):691一707.

[11]高峰,卢立涛.基于GEIS合作的职业教育数字资源共建共享模式建构研究[J]中国管理信息化,2019,22(5):222—225.

[责任编辑 王文静]

作者:徐榕霞 付雪凌 石伟平

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