裝備課程智慧教學模式構(gòu)建研究

李永科 李愛華 邢娜

摘? 要 針對裝備課程開展智慧教學模式研究，主要包括三部分：智慧教學內(nèi)涵研究、裝備課程智慧教學需求分析、智慧教學模式構(gòu)建研究。探索構(gòu)建符合培養(yǎng)對象特點的智慧教學體系，形成教有條件、訓有環(huán)境，使得基礎教學、指揮訓練、戰(zhàn)術訓練、綜合演練等更加貼近實戰(zhàn)化教學訓練要求。

關鍵詞 智慧教學模式;裝備課程;信息化教學;智慧教學技

術;虛擬現(xiàn)實技術

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）07-0043-03

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)、云技術、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術的發(fā)展，教育也迎來歷史性變革，智慧教學在各院校悄然興起，廣大教育工作者紛紛投入這場信息化教學改革的浪潮中，探索合適的智慧教學改革之路。裝備教學是軍校教學的重要組成部分，長期以來面臨裝備少、人員多、信息化教學手段不足等問題。針對上述問題，筆者以某勤務裝備課程為研究對象，嘗試研究構(gòu)建與之相適應的智慧型教學模式。

1 智慧教學內(nèi)涵研究

智慧教學定義? 筆者查閱了大量的文獻資料，關于教育的智慧化，目前術語最多的有智慧教育、智慧校園、智慧課堂。智慧教學目前還沒有明確的定義，但總體來說，是指利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息化技術實現(xiàn)的智能、高效的新型現(xiàn)代化教學[1]。

智慧教學技術表現(xiàn)形式研究? 智慧教學技術表現(xiàn)形式有多種，從本文的研究主題智慧教學模式角度考慮，智慧教學技術表現(xiàn)常見形式歸納如下[2]：

1）數(shù)字教學資源，指照片、圖片、視頻、電子書籍等數(shù)字化的教學資料;

2）3D模型資源，指根據(jù)實物，利用3D MAX等技術實現(xiàn)的虛擬物品;

3）虛擬現(xiàn)實資源，指利用計算機技術設計的虛擬場景，模擬現(xiàn)實崗位、情境，開展單機或者交互式的虛擬訓練。

以上均是軟件方面的技術實現(xiàn)形式，其功能的實現(xiàn)依托于硬件平臺，目前常見的智慧教學硬件形式有三種。

1）機柜式，主要用于課上訓練，優(yōu)點是操作空間大，操作方便;缺點是體積大，便攜性差。

2）平板式：既可用于課上，又可用于課下，但是由于操作界面小，操作的真實體驗感不如機柜式和頭戴式。

3）頭戴式：課上課下均可使用，但筆者認為課下運用更能突出其優(yōu)勢，不僅便攜性好，而且操作更貼近青年學員，像玩游戲一樣的虛擬體驗，學員更容易上手，甚至喜歡上操作，激發(fā)學習興趣，增強學習效果。

2 裝備課程智慧教學模式智慧需求分析

裝備課程目標及現(xiàn)狀分析? 裝備課程是軍校學員的核心課程，對知識掌握程度要求高，對不同層次的學員雖然要求有所差異，但是其共性的教學目標可歸納為：具備一定的裝備原理和構(gòu)造知識;具備一定的裝備操作技能;具有較高的實戰(zhàn)化意識和裝備實戰(zhàn)水平。然而，裝備課程因具有裝備原理抽象、裝備構(gòu)造復雜、操作使用要求高的特點，加上裝備數(shù)量少、人員多、表現(xiàn)形式不夠豐富等原因，導致教員在教的過程中難以形象、生動、高效地將裝備知識傳授于學員，學員在學的過程中吃透理論慢、操作動手少，理論和操作技能提升效率不高。

裝備課程教學模式需求分析? 根據(jù)教學目標和現(xiàn)狀分析，筆者認為裝備課程教學模式需要考慮相應的改革：裝備理論展現(xiàn)形象化、直觀化;裝備操作訓練標準化、高頻化;裝備實戰(zhàn)訓練逼真化、常態(tài)化。

裝備課程教學模式需求智慧著力點分析? 在明確了裝備課程教學模式需求基礎上，結(jié)合培訓學員的人才培養(yǎng)目標，以某技術勤務課程為例，依托信息化技術，確定智慧著力點：裝備原理的信息化技術展現(xiàn);裝備構(gòu)造的3D展現(xiàn);裝備操作的虛擬訓練;裝備聯(lián)動的虛擬訓練;裝備實戰(zhàn)運用的虛擬戰(zhàn)場。

3 裝備課程智慧教學模式構(gòu)建研究

裝備課程智慧教學模式構(gòu)建，從教學過程來看，主要從課前、課中、課后三個階段考慮，而每個階段從線上、線下兩個方面進行教學模式設計[2-4]。從教學環(huán)節(jié)設置來看，主要有理論學習與訓練、操作學習與訓練、實戰(zhàn)訓練等。從智慧教學硬件條件來看，主要構(gòu)建基于機柜式和頭戴式相結(jié)合的方式，機柜式硬件設備主要用于課上，分學員機（操作系）和教師機（導調(diào)席），學員集中操作開展裝備虛擬訓練，教師作為指揮席全程導調(diào)、監(jiān)控、記錄、存儲。頭戴式設備主要用于課下，Wi-Fi連接校園局域網(wǎng)，學員根據(jù)個體情況隨時隨地在碎片化時間內(nèi)開展訓練，遠程服務器記錄并保存學員學習痕跡。

課前預習? 在校園局域網(wǎng)全覆蓋的情況下，學員利用頭戴式工具在校園的任意地點和自由時間內(nèi)進行課前預習，包括理論初印象、裝備新認知、裝備初操作等。

1）學習內(nèi)容呈現(xiàn)采取文字、圖片、照片、視頻、3D、VR等方式，全方位、多角度認知裝備。

2）預習模塊設置包括學習內(nèi)容、預習測試、學習記錄。經(jīng)過內(nèi)容學習，學員自行進行預習測試，測試試題解答可以有三次機會，測試的最終結(jié)果會保存在本地，在連接局域網(wǎng)情況下，實時上傳到服務器，便于教員根據(jù)數(shù)據(jù)了解學員預習情況、知識的認知水平，有針對性地開展課堂教學。

課中學習? 課中學習采取虛實相結(jié)合的方式，某技術勤務課程以機柜式設備開展課堂教學，包括教師機和學生機。教師機作為指揮控制席位，一方面對教學來講，具有發(fā)quiz、發(fā)問卷、發(fā)主觀題、發(fā)客觀題、發(fā)討論題，發(fā)彈幕等功能;另一方面對裝備實戰(zhàn)來講，負責整體的任務接收、發(fā)送以及訓練的監(jiān)控。學生機作為操作席位，一方面對教師機發(fā)的教學題目在規(guī)定時間內(nèi)作答并提交，并且具有發(fā)小紙條、舉手提問等功能;另一方面對裝備實戰(zhàn)來講，主要接收上級席位的指令或者教員口頭的教學任務開展操作。

課堂教學過程構(gòu)建

1）理論學習與訓練。理論學習與訓練采取教員現(xiàn)場授課與設備虛擬訓練相結(jié)合的方式。對于概述性內(nèi)容等理論性比較強的內(nèi)容，教員現(xiàn)場授課，每完成一個環(huán)節(jié)或者模塊的學習，利用教師機的智慧功能，以quiz、討論題等形式檢驗學習效果，活躍課堂學習氛圍。對于裝備結(jié)構(gòu)和工作原理等語言表述比較抽象的內(nèi)容，除了教員現(xiàn)場以視頻、動畫、3D、實裝等展示之外，借助學生機中的虛擬現(xiàn)實軟件了解裝備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，學員仿佛在裝備內(nèi)部進行了一場遨游，印象深刻，全面地掌握內(nèi)容。

2）操作學習與訓練。主要針對動手操作性內(nèi)容，比如操作使用、裝備維修等內(nèi)容，為了解決實裝少、人員多的矛盾，并且降低對裝備的損壞，在真正實裝之前，學員可以經(jīng)過三步走：虛擬的訓練、模擬訓練器的訓練、實裝訓練。比如飛行控制柜的操作使用，教員講解具體的操作方法時，學員可以跟著教員利用在學員機上安裝的軟件進行虛擬操作，主要鍛煉對操作流程的掌握以及部件的認識;當虛擬訓練熟悉之后，再利用模擬訓練器進行訓練，主要關注實裝操作細節(jié)（此處的模擬器是指模擬制作的真實的裝備部件，比如按比例制作的飛行控制柜，設計的接口、界面、操作按鍵與實裝基本一致）;最后利用實裝進行訓練，主要關注真實裝備的操作細節(jié)、操作安全、完整功能等。

3）實戰(zhàn)模擬訓練。實戰(zhàn)訓練主要由教師機擔任指揮控制中心，學生機擔任操作站，模擬實戰(zhàn)訓練場景，實現(xiàn)“任務下達—任務實施—任務完成—總結(jié)講評”全過程的實戰(zhàn)模擬訓練。各站的情況指揮控制中心實時收集并存儲。

4）實裝訓練。在具備一定的理論基礎和虛擬操作的經(jīng)驗之后，學員進行實裝訓練，真正接觸裝備進行學習訓練。

課下復習? 課下復習最大的特點是：可利用便攜的頭戴式設備，借助校園網(wǎng)，在校園范圍內(nèi)（如宿舍、自習室等地點）自由開展復習，復習內(nèi)容呈現(xiàn)形式宛如置身于真實場景之中。這樣一方面激發(fā)學員學習興趣，另一方面讓學員更進一步了解裝備的操作和運用場景，增強復習效果。與此同時，教員在后臺服務器可隨時查看學員復習情況，并能實現(xiàn)個性化的師生交互。

復習內(nèi)容及方法

1）理論知識的復習。在開啟頭戴式設備后，選擇復習內(nèi)容，進入虛擬場景，學員仿佛置身于真實環(huán)境。比如：裝備的日常管理等知識性的復習，進入虛擬課堂，聆聽授課;結(jié)構(gòu)和工作原理等的復習，以無人機地面控制站飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理復習為例，開啟設備后，選擇復習的科目，進入地面控制站飛行控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)虛擬界面，鼠標放置于不同位置，呈現(xiàn)其名字和作用，并能根據(jù)自己選擇顯示工作的上行和下行信號流程。

2）實踐操作的訓練。開啟頭戴式設備后，選擇訓練科目，比如油機的操作使用，采用虛擬現(xiàn)實技術設計的真實的油機場景呈現(xiàn)在眼前。學員可以有兩種方法展開訓練：方法一是采取引導式復習，根據(jù)操作流程提示開展一步步練習;方法二是采取考核模式，隱去操作流程，自行操作，對操作的痕跡有記錄，學員可以根據(jù)記錄查找不足，檢驗學習效果。上述是單機訓練或者單站模式訓練，還可設計聯(lián)網(wǎng)競技模式：對于單站操作訓練，幾個學員宛如玩游戲一般，競技裝備操作的效果和操作的速度;對于多站協(xié)同訓練，可以組建無人機作戰(zhàn)分隊，按照無人機飛行行動的過程開展有組織的訓練，鍛煉學員對知識的綜合運用能力、表達能力、組織能力、團隊協(xié)作能力等。

3）復習效果的檢驗。根據(jù)本講的主要學習內(nèi)容，自動組卷，包括理論知識和實踐操作，學員在規(guī)定的時間內(nèi)答題，每一步的得分由計算機自動給出并記錄操作過程，遠程服務器保存并記錄，方便師生查看。

4 結(jié)語

筆者嘗試構(gòu)建的智慧教學體系在一定程度上解決了裝備授課中的裝備訓練機會不足、及時檢驗不便、個性化的師生交互難、實戰(zhàn)化組織訓練難等傳統(tǒng)教學中的疑難問題。智慧教學的興起推動了教育的重大變革，裝備教員借教育改革的東風，認真鉆研、開拓進取，探索構(gòu)建符合培養(yǎng)對象特點的智慧教學體系，形成教有條件、訓有環(huán)境，使得基礎教學、指揮訓練、戰(zhàn)術訓練、綜合演練等更加貼近實戰(zhàn)化教學訓練要求?！?/p>

參考文獻

[1]智慧教學[EB/OL].（2020-05-02）[2020-09-12].https：//

wenku.baidu.com/view/7abfa6b4fb0f76c66137ee06eff9aef8941e48e0.html.

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