Ναυτική Εκπαίδευση 4.0: Νέα δεδομένα φέρνει η 4η Βιομηχανική Επανάσταση

Οι νέες μορφές εκπαίδευσης είναι ένα θέμα που απασχολεί όλο και περισσότερο την εκπαιδευτική κοινότητα και είναι επόμενο σε αυτόν τον προβληματισμό να συμμετέχει και η ναυτιλία. Για να κατανοηθεί, απαιτείται πρώτα να γίνει αναφορά στην 4η Βιομηχανική Επανάσταση (4ΒΕ). Συγκεκριμένα, η 4ΒΕ θα αλλάξει όσα γνωρίζουμε στην παραγωγή, στην απασχόληση, στην εκπαίδευση, στον τρόπο σκέψης των ανθρώπων αλλά και της επικοινωνίας σε μια κοινωνία. Σύμφωνα με ανάλυση της McKinsey, περίπου 54 εκατ. θέσεις εργασίας και πάνω από 1,7 τρισ. αμοιβές θα χαθούν στις πέντε μεγαλύτερες οικονομίες της Ευρωπαϊκής Ένωσης εφόσον υπάρξει πλήρης αυτοματοποίηση.

Στον πυρήνα της 4ΒΕ βρίσκονται οι συντελούμενες αλλαγές στα μέσα παραγωγής και στους τρόπους προώθησης και κατανάλωσης προϊόντων και παροχής υπηρεσιών που οφείλονται κατά κύριο λόγο στις αλµατώδεις τεχνολογικές εξελίξεις στους τομείς των υπολογιστών και της τεχνητής νοημοσύνης. Οι αλλαγές αυτές δεν περιορίζονται µόνο στη διαδραστική λειτουργία των µηχανών ή στην αλληλεπίδραση ανθρώπων και µηχανών. Η 4ΒΕ δεν αφορά µόνο τις «έξυπνες» διασυνδεδεµένες μηχανές. Σημαντικές εξελίξεις λαμβάνουν σήμερα χώρα όχι µόνο στην προαγωγή της τεχνητής νοηµοσύνης, αλλά και σε άλλους σημαντικούς τομείς, όπως η νανοτεχνολογία, η φωτονική, τα προηγμένα υλικά και η βιοτεχνολογία.

Το νέο µοντέλο παραγωγής είναι το «έξυπνο εργοστάσιο (smart factory)», όπου επιµέρους συστήματα, βασισμένα στη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών, είναι σε θέση να παρακολουθούν τις φυσικές διεργασίες, να δημιουργούν εικονικά αντίγραφα του φυσικού κόσμου και να λαμβάνουν αποκεντρωμένες αποφάσεις µέσω μηχανισμών αυτοοργάνωσης. Η ιδέα αυτή βρίσκεται στον πυρήνα της αυξηµένης ψηφιοποίησης της παραγωγικής διαδικασίας, κατά την οποία τα φυσικά αντικείμενα ενοποιούνται µε το δίκτυο πληροφοριών, επιτρέποντας την αποκεντρωµένη παραγωγή και την οποιαδήποτε προσαρμογή σε πραγματικό χρόνο. Αντίστοιχο με αυτό στη ναυτιλία είναι το μοντέλο shipping 4.0 (εικόνα 1), που περιλαμβάνει τα παρακάτω στοιχεία: αναλυτική επεξεργασία μεγάλων δεδομένων (big data analytics), προσομοίωση και αριστοποίηση (simulation and optimization), ολοκλήρωση κυβερνοσυστημάτων (cyber systems integration), διαδίκτυο των πραγμάτων στη θάλασσα (Internet of things at sea), κυβερνοφυσικά συστήματα (cyber physical system), διαδίκτυο υπηρεσιών (Internet of services), υπολογιστικό νέφος (cloud computing).

Οι εξελίξεις αυτές αναμένεται να επηρεάσουν σημαντικά το επίπεδο εκπαίδευσης των ναυτικών. Η ναυτική εκπαίδευση 4.0 έρχεται να καλύψει το κενό αυτό μέσω των εργαλείων ηλεκτρονικής μάθησης, τη χρήση της εξατομικευμένης μάθησης, τη μάθηση μέσω έργου (learning by project) κ.ά. Ιδιαίτερα είναι πολύ ενδιαφέρουσα ερευνητικά η αξιοποίησή της στην πρακτική μάθηση μέσω της εμπειρίας πεδίου, όπως προγράμματα πρακτικής άσκησης και προγράμματα εμπειρίας στο πλοίο.

Στη Βιομηχανία 4.0 υπάρχουν τέσσερις βασικές αρχές σχεδιασμού:

• Διασύνδεση: Αφορά τη δυνατότητα των μηχανών, των συσκευών, των αισθητήρων και των ανθρώπων να συνδέονται και να επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω του ίντερνετ των πραγμάτων (IoT) ή του ίντερνετ των ανθρώπων (IoP). Η διασύνδεση προσφέρει στα πλοία τη δυνατότητα να συλλέγουν τεράστιες ποσότητες δεδομένων από όλα τα σημεία της ναυτιλιακής δραστηριότητας, υποστηρίζοντας τη λειτουργικότητα και εντοπίζοντας βασικά πεδία που μπορούν να επωφεληθούν από την καινοτομία και τη βελτίωση.
• Διαφάνεια δεδομένων: Παρέχεται από την τεχνολογία, όπου προσφέρει στους χειριστές τεράστιες ποσότητες χρήσιμων δεδομένων (Big Data), που απαιτούνται για τη λήψη ορθών αποφάσεων.
• Τεχνική βοήθεια: Αφορά τις δυνατότητες των συστημάτων υποστήριξης αποφάσεων να βοηθούν το ανθρώπινο δυναμικό, συγκεντρώνοντας και οπτικοποιώντας τις πληροφορίες εκτενώς για λήψη ορθών αποφάσεων και επίλυση επειγόντων προβλημάτων σε ταχύ χρονικό διάστημα. Επιπλέον, η ικανότητα των κυβερνο-φυσικών συστημάτων (Cyber Physical Systems ‒ CPS) να υποστηρίζουν τον άνθρωπο-χειριστή, εκτελώντας μια σειρά εργασιών που είναι δυσάρεστες, υπερβολικά εξαντλητικές ή μη ασφαλείς.
• Αποκεντρωμένες αποφάσεις: Η ικανότητα των κυβερνο-φυσικών συστημάτων να λαμβάνουν αποφάσεις από μόνα τους και να εκτελούν τα καθήκοντά τους όσο το δυνατόν πιο αυτόνομα. Μόνο στις εξαιρέσεις, παρεμβολές ή αντικρουόμενους στόχους, τα καθήκοντα μεταβιβάζονται σε υψηλότερο επίπεδο διαχείρισης.

Με τις αλλαγές που φέρνει το Shipping 4.0 είναι επιτακτική ανάγκη να επαναπροσδιοριστούν η εκπαιδευτική διαδικασία σε όλες τις εκπαιδευτικές βαθμίδες, το περιεχόμενο των προγραμμάτων σπουδών, οι παιδαγωγικές και διδακτικές προσεγγίσεις, ο ρόλος του εκπαιδευτικού, κ.λπ. Παράδειγμα εφαρμογής στην ανώτατη εκπαίδευση αποτελεί η εικόνα 2. Η έμφαση πλέον δίνεται στην ανάπτυξη ικανοτήτων και δεξιοτήτων του εκπαιδευόμενου/ναυτικού και λιγότερο στην ίδια τη γνώση, καθώς θα πρέπει να αντιμετωπίσει ένα διαρκώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Ιδιαίτερη εστίαση γίνεται στην προσωπική ανάπτυξη και σε ένα ευρύ φάσμα ικανοτήτων/δεξιοτήτων, όπως π.χ. τη διαπροσωπική και επικοινωνιακή ικανότητα, την τεχνολογική δεξιότητα, την αισθητική ικανότητα και απόλαυση, καθώς και στην αυτοκατευθυνόμενη μάθηση και την ευθύνη.

Ο εκπαιδευόμενος πρέπει να «μάθει πώς να μαθαίνει», πώς να αναζητά και να αξιολογεί τις πληροφορίες που δέχεται από παντού. Το μέλλον της ναυτικής εκπαίδευσης είναι ένα νέο όραμα για τη μάθηση, όπου ο στόχος της θα είναι γνωστός στους εκπαιδευομένους, αφού κρίνεται σημαντικό να γνωρίζουν εκ των προτέρων γιατί χρειάζονται μια γνώση και πού να την αναζητήσουν ή γιατί και πώς πρέπει να αναπτύξουν μια δεξιότητα, αντί να αποθηκεύουν στη μνήμη τους πληθώρα πληροφοριών χωρίς κριτική επεξεργασία. Επίσης, σημαντικό ρόλο στη νέα εποχή έχουν τα εξής:

• Εξατομικευμένη μάθηση, που βασίζεται στο άτομο, στην προσωπική του επιλογή για μάθηση και στην παρακολούθηση της απόδοσής του μέσω της προσαρμογής των βάσεων δεδομένων, που παρέχουν τη γνώση προς μάθηση και εφαρμογή.
• Συνεργατική μάθηση, που βασίζεται στην αξιοποίηση ομάδων εργασίας και στη μεταφορά γνώσης μεταξύ των ομάδων. Η μάθηση από ομότιμους προς ομότιμους θα επικρατήσει, μετασχηματίζοντας τον ρόλο των εκπαιδευτικών ως διαμεσολαβητών και καθοδηγητών της γνώσης γύρω από τις κοινότητες που θα οικοδομηθούν μέσα από τη διαδικασία κοινής μάθησης και δημιουργίας ιδανικών.

H Ναυτική Εκπαίδευση 4.0, για να μπορεί να καταστεί ικανή να ανταποκριθεί στις ανάγκες του μέλλοντος, θα πρέπει να περιλαμβάνει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• Ανταπόκριση στις ανάγκες της 4ΒΕ στη ναυτιλία, με συνδυασμό ανθρώπινων και τεχνολογικών δυνατοτήτων.
• Αξιοποίηση του παγκόσμιου ιστού (web) και του «διαδικτύου των πραγμάτων» (Internet of Things) μέσω των ψηφιακών τεχνολογιών, των εξατομικευμένων δεδομένων και του ανοιχτού περιεχομένου.
• Καθιέρωση ενός πλάνου για τη μελλοντική μάθηση (διά βίου μάθηση), από τη βασική ναυτική εκπαίδευση μέχρι τη διαρκή ενήλικη μάθηση, και τη διαδικασία απόκτησης γνώσεων.

Η διδασκαλία στο πλοίο είναι ένας σημαντικός τρόπος εξάσκησης των τεχνικών γνώσεων που περιλαμβάνονται στην αναδυόμενη έννοια Ναυτική Εκπαίδευση 4.0. Η Ναυτική Εκπαίδευση 4.0 θεωρεί, αφενός, ότι η αξιοποίηση των ανεπτυγμένων τεχνολογιών (π.χ. προηγμένες τεχνικές οπτικοποίησης που ενσωματώνουν την εικονική πραγματικότητα) για τη διευκόλυνση της διδακτικής διαδικασίας και, αφετέρου, τις μεθόδους και τα εργαστήρια που θα εξοικειώσουν τους επίδοξους μηχανικούς με αυτές τις τεχνολογίες, όπως θα λειτουργήσει σε περιβάλλοντα Shipping 4.0.

Η Ναυτική Εκπαίδευση 4.0 κάνει τους μαθητές/εκπαιδευομένους να υιοθετήσουν δεξιότητες πραγματικού περιβάλλοντος σε πλοίο που είναι αντιπροσωπευτικές της εργασίας τους. Αυτό σημαίνει ότι το πρόγραμμα σπουδών θα σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να δημιουργεί περισσότερο χώρο για τους μαθητές να εκπληρώσουν πρακτική άσκηση, να παρακολουθήσουν έργα και να εργαστούν σε δραστηριότητες που βασίζονται σε έργα. Οι μαθητές θα έχουν την ευκαιρία να δημιουργήσουν τις κατάλληλες νοοτροπίες για τον χώρο εργασίας τους. Επομένως, αυτοί οι παράγοντες δεν δίνουν μόνο τεχνικές ικανότητες στους μαθητές αλλά στους μελλοντικούς εργαζομένους της Ναυτιλιακής Βιομηχανίας 4.0.

Τέλος, σε αυτό το νέο μαθησιακό περιβάλλον έχουν τεκμηριωθεί εννέα τάσεις που σχετίζονται με την Εκπαίδευση 4.0, οι οποίες πρέπει να υιοθετηθούν σε όλα τα εκπαιδευτικά περιβάλλοντα, προκειμένου αυτά να προσαρμοστούν στη νέα πραγματικότητα. Οι τάσεις αυτές αναλύονται παρακάτω:

• Ασύγχρονη μάθηση. Αφορά τη μάθηση που δεν έχει χωρικούς ή χρονικούς περιορισμούς, χάρη στα εργαλεία ηλεκτρονικής μάθησης (e-Learning), που παρέχουν σημαντικές δυνατότητες για απομακρυσμένη, αυτοκατευθυνόμενη, προσαρμοσμένη στις ανάγκες του κάθε ατόμου, μη υποχρεωτική μάθηση. Οι αίθουσες διδασκαλίας θα αναστραφούν, πράγμα που σημαίνει ότι το θεωρητικό μέρος μαθαίνεται έξω από την τάξη, ενώ το πρακτικό μέρος μπορεί να διδάσκεται πρόσωπο με πρόσωπο, διαδραστικά (face-to-face).
• Εξατομικευμένη μάθηση. Αφορά τη μάθηση που είναι προσαρμοσμένη στον εκάστοτε εκπαιδευόμενο, με τη βοήθεια εξειδικευμένων εργαλείων. Αυτό σημαίνει ότι στους εκπαιδευόμενους οι οποίοι διαθέτουν ικανότητες πάνω από τον μέσο όρο θα τους παρέχεται πιο απαιτητικό μαθησιακό περιβάλλον από άλλους που βρίσκονται πιο χαμηλά. Ταυτόχρονα, οι εκπαιδευτικοί τούς υποστηρίζουν για να βιώσουν μια πιο θετική μαθησιακή εμπειρία, προωθώντας την εμπιστοσύνη τους για τις δικές τους μαθησιακές/γνωστικές ικανότητες.
• Ελεύθερη επιλογή. Παρόλο που κάθε αντικείμενο που διδάσκεται έχει τον ίδιο τελικό μαθησιακό σκοπό, ο δρόμος που οδηγεί προς αυτόν τον προορισμό μπορεί να διαφέρει για κάθε εκπαιδευόμενο. Ομοίως με την εξατομικευμένη μάθηση, οι εκπαιδευόμενοι θα μπορούν να τροποποιήσουν τη μαθησιακή τους διαδικασία με τη χρήση εργαλείων τα οποία θεωρούν πιο κατάλληλα γι’ αυτούς. Οι εκπαιδευόμενοι θα μάθουν χρησιμοποιώντας διαφορετικές συσκευές, διαφορετικά προγράμματα και τεχνικές με βάση τις προσωπικές προτιμήσεις τους.
• Σχεδιασμός μαθημάτων με βάση τη μέθοδο έργων. Αφορά την εκμάθηση με αξιοποίηση έργων (project). Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να μάθουν πώς να εφαρμόζουν και να προσαρμόζουν τις δεξιότητές τους σε «πραγματικές συνθήκες».
• Διαχείριση δεδομένων. Η ερμηνεία και η ανάλυση των δεδομένων θα αποτελέσουν πολύ σημαντικότερο μέρος των μελλοντικών προγραμμάτων σπουδών, συνδυαστικά με την κατάρτιση στα μαθηματικά και στη στατιστική.
• Σύστημα αξιολόγησης. Η αξιολόγηση των εκπαιδευομένων αλλάζει, αφού οι πραγματικές γνώσεις τους θα αξιολογούνται κατά τη διάρκεια της μαθησιακής διαδικασίας, ενώ η εφαρμογή της γνώσης θα μπορεί να εξεταστεί κατά τις εργασίες (projects) τους στο κάθε πεδίο.
• Μαθητική εμπλοκή. Οι εκπαιδευόμενοι θα συμμετέχουν όλο και περισσότερο στη διαμόρφωση των προγραμμάτων σπουδών τους. Η διατήρηση ενός ενημερωμένου και χρήσιμου προγράμματος σπουδών είναι ρεαλιστική μόνο όταν εμπλέκονται νέοι και έμπειροι επαγγελματίες του χώρου. Έτσι, η κριτική από πλευράς εκπαιδευομένων για το περιεχόμενο των σπουδών τους είναι σημαντική προϋπόθεση για ένα ολοκληρωμένο σύγχρονο πρόγραμμα σπουδών.
• Καθοδήγηση. Οι εκπαιδευόμενοι θα γίνουν πιο ανεξάρτητοι στη δική τους εκμάθηση, ενώ οι εκπαιδευτικοί/εκπαιδευτές θα ενεργούν ως διευκολυντές της μάθησης, καθοδηγώντας και υποστηρίζοντας τους εκπαιδευομένους μέσα από την εκπαιδευτική πράξη.

Οι νέες τεχνολογίες της 4ΒΕ στη ναυτιλία είναι επόμενο να επηρεάσουν την εκπαίδευση και να προβάλουν το νέο περιβάλλον της Ναυτικής Εκπαίδευσης 4.0, η οποία χρησιμοποιεί νέο εκπαιδευτικό μοντέλο, επανακαθορίζοντας τη θέση του εκπαιδευτή και του εκπαιδευομένου στην όλη διαδικασία. Η παραπάνω επαναστατική θεώρηση αναμένεται να δημιουργήσει νέα πραγματικότητα στη ναυτική εκπαίδευση και στον τρόπο πιστοποίησης των μελλοντικών γενεών στη ναυτιλία.