虛擬仿真技術(shù)在新裝備教學(xué)中的應(yīng)用

張娜++陶冬香++陳鴻

【摘要】本文結(jié)合近年來分院辦學(xué)轉(zhuǎn)型中利用虛擬仿真技術(shù)輔助新裝備教學(xué)條件建設(shè)的切身體會(huì)，從幾個(gè)方面進(jìn)行了深入地分析、改革和探索，并付諸于實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)的“三貼近”，帶動(dòng)了教員隊(duì)伍的轉(zhuǎn)型，促進(jìn)了教學(xué)條件的建設(shè)，具有一定的實(shí)際意義。

【關(guān)鍵字】虛擬仿真 裝備教學(xué) 任職教育

【中圖分類號(hào)】TP391 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）04-0028-01

伴隨著學(xué)校辦學(xué)轉(zhuǎn)型工作的不斷走向深入，崗位任職教育具有明確的指向性，這就要求教員必須以學(xué)員的崗位任職為中心，重在提高實(shí)際工作能力，如新裝備的操控能力及故障排除能力。隨著海軍航空兵的新裝備陸續(xù)裝備部隊(duì)，新裝備教學(xué)能力形成及課程建設(shè)迫在眉睫，為了培養(yǎng)合格的航空新裝備維修人才，人才培養(yǎng)方式的改進(jìn)提高是院校與部隊(duì)工作的重要內(nèi)容之一，如何才能在短時(shí)間內(nèi)順利地完成新裝備教學(xué)，使崗位任職教育順利進(jìn)行并達(dá)到良好的教學(xué)效果，已經(jīng)是擺在我們面前的課題。

對于以前的新裝備教學(xué)，通常手頭的資料不全，資料的的來源也不暢通，更不用說有條件開展新裝備的通電檢查與故障排除等內(nèi)容的教學(xué)了，要獲得一個(gè)立項(xiàng)的教學(xué)效果，其困難可想而知。盡管教員都能認(rèn)真?zhèn)湔n，也十分用心，然而在教學(xué)中，尤其是涉及新裝備維護(hù)等內(nèi)容，教員言之無物，學(xué)員味同嚼蠟。為了破解缺乏實(shí)裝的難題，教研室千方百計(jì)申領(lǐng)新裝備，以力圖改進(jìn)教學(xué)效果，但由于新裝備只能首先滿足海航一線部隊(duì)，且價(jià)格十分昂貴，所以申領(lǐng)的過程十分艱難，僅一枚吊艙和部分檢測設(shè)備在分院首長的大力支持下申領(lǐng)到位，其它新裝備始終處于人等裝備的狀態(tài)。

教研室面對這種情況，決定以軟代硬，開發(fā)研制新裝備的虛擬仿真軟件，以交互式仿真軟件代替實(shí)際裝備， 使新裝備教學(xué)能力得以加快形成，把缺少裝備所產(chǎn)生的影響減到了最低限度，我們通過分析生長干部任職教育學(xué)員特點(diǎn)、培養(yǎng)目標(biāo)和“新大綱”要求，在實(shí)踐中總結(jié)了一套基于新裝備教學(xué)的方法和思路，經(jīng)過幾年的實(shí)踐積累，使學(xué)員能夠深入理解和掌握教學(xué)內(nèi)容，從而使學(xué)員學(xué)習(xí)目的更加明確，記憶更加牢靠。幾年來，該方法和思路分別在“航空電子干擾設(shè)備”和“航空電子偵察設(shè)備”兩類課程中進(jìn)行了嘗試，得到了聽課教員和學(xué)員的肯定，取得了良好的效果。筆者有幾點(diǎn)體會(huì)。

一、利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助新裝備教學(xué)應(yīng)在頂層設(shè)計(jì)上把培養(yǎng)學(xué)員嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的機(jī)務(wù)作風(fēng)融入進(jìn)去

通常來說，訓(xùn)練人員利用軟件進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，都有一種強(qiáng)烈的心里暗示：即，我這是操作軟件，隨意操作沒有關(guān)系，到真的設(shè)備上我再認(rèn)真操作，殊不知，平時(shí)訓(xùn)練時(shí)不認(rèn)真，不抓緊，到關(guān)鍵時(shí)刻怎能技術(shù)過得硬？所以系統(tǒng)應(yīng)在從頂層設(shè)計(jì)階段最大限度地減少這種心里暗示，對地勤人員養(yǎng)成按照規(guī)程進(jìn)行維護(hù)操作的優(yōu)良機(jī)務(wù)作風(fēng)。教研室具體的實(shí)施方法是研發(fā)了“訓(xùn)練評估”模塊，該模塊內(nèi)容分為：模擬考核、成績查詢、打印輸出三部分，其中模擬考核部分系統(tǒng)可以提供一個(gè)虛擬的操作環(huán)境，對地勤人員進(jìn)行模擬考核，考核人員可以隨意操作，但后臺(tái)有一個(gè)程序在運(yùn)行記錄，將不正確的，隨意性的操作記錄存儲(chǔ)下來，可以將評估成績查詢以及打印輸出，作為上崗培訓(xùn)是否合格的依據(jù)之一。這樣可以減少維護(hù)人員進(jìn)行隨意性操作，養(yǎng)成良好的按規(guī)程操作的機(jī)務(wù)作風(fēng)。訓(xùn)練評估部分的設(shè)計(jì)思路框圖如圖1所示，同時(shí)，每當(dāng)教員講解完后，都給學(xué)員留下了自己動(dòng)手，發(fā)揮自我，開發(fā)潛能的空間，這樣既培養(yǎng)了學(xué)員的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋C(jī)務(wù)作風(fēng)，同時(shí)又激發(fā)了學(xué)員的思維，調(diào)動(dòng)了學(xué)員的積極性學(xué)員，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行演練，計(jì)算機(jī)將學(xué)員的每一個(gè)動(dòng)作都記錄下來，最后給出成績并打印出來。就這樣，這門課順利地進(jìn)行下來，起到了很好的教學(xué)與訓(xùn)練效果。

圖1 訓(xùn)練評估模塊的設(shè)計(jì)

二、利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助新裝備教學(xué)應(yīng)考慮軟件的逼真度、學(xué)員感知及投入費(fèi)用等諸因素的關(guān)系

作為一線的教學(xué)人員與軟件的研發(fā)人員，深知虛擬仿真軟件的研發(fā)要付出大量的人力、物力和財(cái)力和精力，但個(gè)人認(rèn)為，只要系統(tǒng)已經(jīng)可以達(dá)到學(xué)員認(rèn)知的目的，系統(tǒng)的認(rèn)知價(jià)值就已經(jīng)達(dá)到了，再增加研發(fā)的投入，可以增加系統(tǒng)的逼真度，但不會(huì)增加系統(tǒng)在教學(xué)訓(xùn)練中的感知價(jià)值，根據(jù)筆者教學(xué)與研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，繪制了如圖3所示的仿真費(fèi)用與逼真度關(guān)系曲線，即在達(dá)到受訓(xùn)人員的感知門限的同時(shí)，任何仿真效果的增加導(dǎo)致研發(fā)經(jīng)費(fèi)的增加都是毫無意義的。教研室在訓(xùn)練系統(tǒng)的研發(fā)過程中始終貫穿這一思想理念，在研發(fā)及使用的過程中，不需要專門的設(shè)備，不需要特殊硬件的投入，在部隊(duì)與院校配發(fā)的通用計(jì)算機(jī)上即可很好地運(yùn)行。節(jié)省了大量的人力物力及財(cái)力，使有限的經(jīng)費(fèi)和精力可用于其它的教學(xué)與科研的建設(shè)中去。

圖3 仿真費(fèi)用與逼真度關(guān)系圖

三、利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助新裝備教學(xué)應(yīng)最大限度地考慮系統(tǒng)的可移植性、容錯(cuò)性和可操作性。

一個(gè)虛擬仿真系統(tǒng)，是全體研發(fā)人員工作的結(jié)晶，在試用階段應(yīng)進(jìn)行反復(fù)地測試，力求將可能出現(xiàn)的問題解決在系統(tǒng)使用之前。無論是講課教員使用，還是學(xué)員訓(xùn)練使用，還是配發(fā)部隊(duì)，都應(yīng)將系統(tǒng)能夠脫離開發(fā)環(huán)境，且應(yīng)用于目前微機(jī)使用的所有操作系統(tǒng)，同時(shí)應(yīng)流暢無誤地運(yùn)行，再者，應(yīng)將系統(tǒng)的幫助功能最大限度地完善，作為軟件系統(tǒng)的幫助，通常系統(tǒng)研發(fā)的時(shí)候研發(fā)人員都能考慮在內(nèi)，即教操作者如何使用該系統(tǒng)，但另一方面，也就是設(shè)備維護(hù)操作時(shí)的在線幫助，這一部分是溶入到軟件內(nèi)容中的，也應(yīng)該考慮在內(nèi)，即可以讓使用該軟件的人在操作設(shè)備的時(shí)候，隨時(shí)提供一個(gè)在線幫助，甚至是其它專業(yè)的操作人員、初次使用該軟件的操作人員，都能根據(jù)系統(tǒng)的在線幫助順利使用該系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)傻瓜化功能。

通過以上的設(shè)計(jì)理念，通過與近期畢業(yè)學(xué)員座談，學(xué)員反映利用基于上述理念的虛擬仿真使他們對新裝備有了進(jìn)一步深入的認(rèn)識(shí)，對今后的維護(hù)工作打下了良好的基礎(chǔ)。

在此后的設(shè)備課教學(xué)中，我們利用虛擬仿真軟件緊緊抓住實(shí)踐這一環(huán)節(jié)，把啟發(fā)式引導(dǎo)式貫穿于教學(xué)之中，使教學(xué)緊密聯(lián)系部隊(duì)機(jī)務(wù)維護(hù)實(shí)際，同時(shí)使學(xué)員有充分鍛煉、發(fā)揮的空間。這一舉措大大調(diào)動(dòng)了學(xué)員學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，學(xué)習(xí)效果顯著提高，動(dòng)手能力明顯增強(qiáng)，深受學(xué)員的歡迎。

通過長期的系統(tǒng)研發(fā)和教學(xué)實(shí)踐使我們感到：虛擬仿真與教學(xué)訓(xùn)練實(shí)踐相結(jié)合是一個(gè)全方位多角度的綜合性問題，截止到目前，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)解決新裝備教學(xué)中與設(shè)備脫節(jié)的難題這一觀念已經(jīng)得到了分院領(lǐng)導(dǎo)和教員的共識(shí)，但在在如何充分貫徹分院三貼近的教學(xué)思想上，教研室在頂層設(shè)計(jì)和理念上做了進(jìn)一步的探索和研究，總裝的一位領(lǐng)導(dǎo)提出：“軟件也是裝備”。這將對研發(fā)的教員提出了更高的要求?！按蜩F還須自身硬”，作為一名在一線工作和研發(fā)的教員，首先只有不斷地提高自己，自己首先轉(zhuǎn)型，在實(shí)踐教學(xué)中不斷深入，不斷地積累更多的技能，才能將崗位任職教育引向深入。