沈 陽,郭 強(qiáng),桂 樹
(中國人民解放軍國防科技大學(xué) 電子對抗學(xué)院,安徽 合肥 230037)
電磁空間是繼陸??仗鞈?zhàn)場空間后的第五維戰(zhàn)場,戰(zhàn)場電磁環(huán)境是信息化戰(zhàn)爭的突出戰(zhàn)場環(huán)境要素。隨著軍事信息技術(shù)的發(fā)展和戰(zhàn)場電磁環(huán)境領(lǐng)域研究的深入,認(rèn)識(shí)電磁環(huán)境,掌握核心技術(shù),直到控制利用電磁環(huán)境,一直是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)難點(diǎn)問題。戰(zhàn)場電磁環(huán)境是一門理論方法和技術(shù)應(yīng)用兼具的專業(yè)課程,研究它的課程教學(xué)設(shè)計(jì)顯得十分重要。隨著軍隊(duì)院校教育、部隊(duì)訓(xùn)練實(shí)踐、軍事職業(yè)教育“三位一體”新型軍事人才培養(yǎng)體系的建設(shè)推進(jìn),基于MOOC 和虛擬實(shí)驗(yàn)等資源的戰(zhàn)場電磁環(huán)境教學(xué)改革勢在必行。論文圍繞課程教學(xué)設(shè)計(jì)的目標(biāo)、內(nèi)容和策略等核心問題,針對課程內(nèi)容的理論、技術(shù)和應(yīng)用特點(diǎn),探討了戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程的目標(biāo)和內(nèi)容設(shè)計(jì),分別研究了學(xué)導(dǎo)式、實(shí)驗(yàn)式和作業(yè)式教學(xué)模式,提出了目標(biāo)指向的模塊化融合式教學(xué)設(shè)計(jì)。通過這種教學(xué)策略設(shè)計(jì),更好地借助MOOC、虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),發(fā)揮戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程在“三位一體”人才培養(yǎng)體系建設(shè)中的質(zhì)量和效益,夯實(shí)人才培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)、技術(shù)支撐和應(yīng)用能力。
1.理論知識(shí)講授教學(xué)
隨著信息技術(shù)發(fā)展和信息化建設(shè)的推進(jìn),人們對電磁環(huán)境已經(jīng)從陌生變?yōu)槭煜?,電磁環(huán)境基本理論知識(shí)體系已經(jīng)形成。對于電磁環(huán)境的非直觀感受性,借助MOOC 平臺(tái)的優(yōu)勢開展電磁環(huán)境理論教學(xué)十分便捷。MOOC 平臺(tái)可以集合眾多學(xué)習(xí)資源,便于學(xué)員全方位、直觀地認(rèn)識(shí)電磁環(huán)境的概念、組成、特性和效應(yīng)等知識(shí)點(diǎn),也能采取先行自學(xué)、資源瀏覽、互動(dòng)交流、隨堂測驗(yàn)等方式開展理論知識(shí)學(xué)習(xí)。因此,戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程理論講授教學(xué),需要針對知識(shí)點(diǎn)的特色,提供自學(xué)材料和音視頻資源,幫助學(xué)員更直觀地認(rèn)識(shí)電磁環(huán)境理論知識(shí)點(diǎn),結(jié)合隨堂測驗(yàn)題集,檢驗(yàn)理論知識(shí)學(xué)習(xí)效果。
2.技術(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)
隨著電磁環(huán)境領(lǐng)域研究的深入和實(shí)踐的發(fā)展,人們對電磁環(huán)境的理解和認(rèn)知已不僅僅是理論上的理解,已經(jīng)上升到效應(yīng)機(jī)理和技術(shù)掌握。對于電磁環(huán)境的外在特性、內(nèi)部機(jī)理和應(yīng)用技術(shù),在基礎(chǔ)理論知識(shí)掌握的基礎(chǔ)上,采用定量方法技術(shù)研究和探討電磁環(huán)境效應(yīng)及應(yīng)用技術(shù),可以加深學(xué)員對復(fù)雜電磁環(huán)境效應(yīng)機(jī)理的掌握?;贛OOC 平臺(tái)資源,設(shè)計(jì)戰(zhàn)場電磁環(huán)境的表征建模、影響機(jī)理和實(shí)踐應(yīng)用等技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法,設(shè)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件,布置實(shí)驗(yàn)科目和任務(wù),規(guī)定學(xué)員提交實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)成果,以此檢驗(yàn)學(xué)員的技術(shù)實(shí)現(xiàn)能力,促進(jìn)學(xué)員對電磁環(huán)境表征技術(shù)、效應(yīng)分析技術(shù)和試驗(yàn)訓(xùn)練評估技術(shù)的理解和掌握。
3.實(shí)踐應(yīng)用作業(yè)教學(xué)
學(xué)習(xí)電磁環(huán)境的最終目的是要在軍事實(shí)踐中運(yùn)用和應(yīng)對,包括作戰(zhàn)、試驗(yàn)和訓(xùn)練時(shí)如何利用電磁環(huán)境贏得電磁優(yōu)勢。軍校的實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)具有鮮明的軍事特色,一般采取想定作業(yè)、模擬對抗、實(shí)兵演練等形式。電磁環(huán)境實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)主要針對電磁頻譜籌劃管理、試驗(yàn)和實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)規(guī)劃以及試驗(yàn)訓(xùn)練評估方案擬制等教學(xué)內(nèi)容。在MOOC 背景下,采取想定作業(yè)的形式,加以靈活分組實(shí)施,開展電磁環(huán)境實(shí)踐應(yīng)用教學(xué),提升學(xué)員在電磁頻譜籌劃、電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)規(guī)劃和試驗(yàn)訓(xùn)練評估方案擬制方面的能力素質(zhì)。
戰(zhàn)場電磁環(huán)境是信息化條件下戰(zhàn)場環(huán)境的重要因素,無論是軍事理論、裝備技術(shù)還是作戰(zhàn)運(yùn)用,都不可避免要學(xué)習(xí)、了解電磁環(huán)境有關(guān)知識(shí),戰(zhàn)場電磁環(huán)境是一門專業(yè)拓展類的通識(shí)課程,教學(xué)對象既有本科生、研究生,也有職業(yè)教育學(xué)生,每一類教學(xué)對象的教學(xué)重點(diǎn)是有所區(qū)別的。
針對本科生教學(xué),重點(diǎn)是理論知識(shí)學(xué)習(xí),了解掌握電磁環(huán)境基本概念、組成要素、本質(zhì)特征和定量分析電磁環(huán)境的技術(shù)方法,解決對電磁環(huán)境的認(rèn)識(shí)問題,達(dá)到理解電磁環(huán)境“是什么”的要求。針對研究生教學(xué),重點(diǎn)是關(guān)鍵技術(shù)研究,理解掌握電磁環(huán)境建模仿真、逼真構(gòu)設(shè)和試驗(yàn)評估的關(guān)鍵技術(shù),培養(yǎng)研究電磁環(huán)境的能力,達(dá)到探究電磁環(huán)境“為什么”的要求。針對職業(yè)教育學(xué)生,重點(diǎn)是軍事實(shí)踐應(yīng)用,理解掌握裝備試驗(yàn)、部隊(duì)訓(xùn)練和電磁作戰(zhàn)中的電磁環(huán)境應(yīng)用方法,訓(xùn)練控制利用電磁環(huán)境的技能,達(dá)到應(yīng)對電磁環(huán)境“怎么辦”的要求。
著眼信息化戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場電磁環(huán)境要素,瞄準(zhǔn)人才培養(yǎng)的電磁作戰(zhàn)支持能力目標(biāo),設(shè)計(jì)戰(zhàn)場電磁環(huán)境的課程目標(biāo)。按照課程目標(biāo)的“量”和“質(zhì)”層次化描述,設(shè)計(jì)戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程目標(biāo)。課程目標(biāo)“量”等級分為“熟悉”“理解”“掌握”“形成”四級,各等級目標(biāo)“質(zhì)”描述見表1,建立“知識(shí)+能力+素質(zhì)”的課程目標(biāo)。
表1 課程目標(biāo)體系
通過課程學(xué)習(xí),使學(xué)生建立電磁環(huán)境的知識(shí)體系,包括電磁環(huán)境的概念內(nèi)涵和特征組成,還有電磁環(huán)境軍事實(shí)踐的逼真構(gòu)設(shè)、效應(yīng)評估和作戰(zhàn)支持等知識(shí)模塊。課程的知識(shí)目標(biāo)是熟悉相關(guān)概念,理解屬性特征,是課程目標(biāo)的基礎(chǔ)。
通過課程學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握對電磁環(huán)境的研究能力,包括電磁環(huán)境的建模仿真和表征分析,還有電磁環(huán)境效應(yīng)機(jī)理、逼真構(gòu)設(shè)和作戰(zhàn)支持等方法技術(shù)。課程的能力目標(biāo)是掌握有關(guān)電磁環(huán)境核心技術(shù),是聯(lián)系知識(shí)目標(biāo)與素質(zhì)目標(biāo)的紐帶。
通過課程學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握對電磁環(huán)境的應(yīng)用技能,包括電磁環(huán)境在裝備試驗(yàn)訓(xùn)練中的構(gòu)設(shè)、試驗(yàn)訓(xùn)練效果評估和電磁作戰(zhàn)中的輔助決策支持等實(shí)踐應(yīng)用。課程的素質(zhì)目標(biāo)是掌握有關(guān)電磁環(huán)境實(shí)踐應(yīng)用方法,是人才培養(yǎng)的素質(zhì)教育集中體現(xiàn)。
根據(jù)戰(zhàn)場電磁環(huán)境的課程目標(biāo),圍繞戰(zhàn)場電磁環(huán)境的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)踐應(yīng)用設(shè)計(jì)戰(zhàn)場電磁環(huán)境的課程內(nèi)容體系(見表2),回答戰(zhàn)場電磁環(huán)境“是什么、為什么和怎么辦”的核心問題。
表2 課程內(nèi)容體系
戰(zhàn)場電磁環(huán)境物理屬性上是電磁現(xiàn)象,其基礎(chǔ)理論包括電磁空間與電磁環(huán)境概念內(nèi)涵、戰(zhàn)場電磁環(huán)境及其發(fā)展、戰(zhàn)場電磁環(huán)境的本質(zhì)屬性和戰(zhàn)場電磁環(huán)境認(rèn)知模型,涵蓋了電磁環(huán)境的由來、發(fā)展和人們對它的基本認(rèn)知?;A(chǔ)理論層內(nèi)容是課程內(nèi)容體系的基石,是教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)。
戰(zhàn)場電磁環(huán)境本質(zhì)屬性上是環(huán)境要素,其關(guān)鍵技術(shù)包括電磁環(huán)境表征技術(shù)、電磁環(huán)境效應(yīng)技術(shù)、電磁環(huán)境構(gòu)設(shè)技術(shù)和電磁環(huán)境評估技術(shù),涵蓋了電磁環(huán)境的本身、對受體影響和實(shí)踐應(yīng)用涉及的構(gòu)設(shè)與評估。關(guān)鍵技術(shù)層內(nèi)容是課程內(nèi)容體系的核心,是教學(xué)活動(dòng)的重難點(diǎn)。
戰(zhàn)場電磁環(huán)境最終目的是控制利用,其實(shí)踐應(yīng)用包括裝備環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)應(yīng)用、部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練應(yīng)用和電磁作戰(zhàn)支持應(yīng)用,涵蓋了軍事實(shí)踐的作戰(zhàn)、試驗(yàn)和訓(xùn)練等主體領(lǐng)域。實(shí)踐應(yīng)用層內(nèi)容是課程內(nèi)容體系的燈塔,是教學(xué)活動(dòng)的瞄準(zhǔn)點(diǎn)。
1.學(xué)導(dǎo)式教學(xué)模式
向?qū)W員傳授電磁環(huán)境理論知識(shí)是戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程教學(xué)的基本任務(wù),是解答學(xué)員對電磁環(huán)境“是什么”的疑問,打牢這門課理論基礎(chǔ)的首要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)常采用“講授式”的模式,這是由課堂教學(xué)的特點(diǎn)決定的。在MOOC 背景下,對電磁環(huán)境理論知識(shí)的傳授可以采用“學(xué)導(dǎo)式”的模式,如圖1 所示。學(xué)導(dǎo)式的教學(xué)模式是從學(xué)員自學(xué)入手,實(shí)行教員引導(dǎo)和學(xué)員自學(xué)相結(jié)合的方法,它在電磁環(huán)境MOOC 知識(shí)資源的支撐下,由開課教員引導(dǎo)學(xué)員自學(xué)理論知識(shí)點(diǎn),學(xué)員反饋?zhàn)詫W(xué)過程中的疑問,教員結(jié)合疑問進(jìn)行理論精講,配合交流互動(dòng)和隨堂測試鞏固提高理論知識(shí)熟悉理解。
圖1 學(xué)導(dǎo)式教學(xué)模式
2.實(shí)驗(yàn)式教學(xué)模式
幫助學(xué)員理解電磁環(huán)境的本質(zhì)特征并厘清復(fù)雜電磁環(huán)境的影響機(jī)理,搞清楚戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程的“為什么”,進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)式教學(xué)勢在必行,是筑牢這門課程應(yīng)用基礎(chǔ)的核心環(huán)節(jié)。在講授電磁環(huán)境表征方法、復(fù)雜性度量和效應(yīng)分析等關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容時(shí),傳統(tǒng)的課堂教學(xué)僅僅推導(dǎo)給出一些電磁環(huán)境度量方法,學(xué)員不能及時(shí)地對實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這些度量方法,對于電磁環(huán)境的“為什么”理解不深、掌握不透。在MOOC 背景下,對電磁環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)的傳授可以采用“實(shí)驗(yàn)式”的模式,如圖2 所示。實(shí)驗(yàn)式的教學(xué)模式是從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備開始,教員和學(xué)員都會(huì)針對實(shí)驗(yàn)課目準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)條件,在教員的引導(dǎo)下實(shí)施實(shí)驗(yàn)課目,它在電磁環(huán)境MOOC 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的支撐下,由開課教員引導(dǎo)學(xué)員熟悉實(shí)驗(yàn)條件,學(xué)員按照學(xué)習(xí)理解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作,教員依托實(shí)驗(yàn)平臺(tái)檢查實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果,并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)和反饋,學(xué)員可以查詢實(shí)驗(yàn)結(jié)果評價(jià)并與教員交流互動(dòng)。
圖2 實(shí)驗(yàn)式教學(xué)模式
3.作業(yè)式教學(xué)模式
在學(xué)習(xí)掌握了電磁環(huán)境的理論知識(shí)和關(guān)鍵技術(shù)之后,戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程教學(xué)的重點(diǎn)是解決“怎么辦”的問題,就是在部隊(duì)作戰(zhàn)試驗(yàn)訓(xùn)練中如何應(yīng)用復(fù)雜電磁環(huán)境解決實(shí)際問題,這是軍校教學(xué)的特點(diǎn)。雖然傳統(tǒng)教學(xué)也有想定作業(yè)、戰(zhàn)術(shù)演習(xí)等實(shí)踐模式,但依托信息技術(shù)的電磁環(huán)境實(shí)踐教學(xué)應(yīng)賦予更多特色,MOOC 背景下的電磁環(huán)境實(shí)踐應(yīng)用的“作業(yè)式”教學(xué)模式,如圖3 所示?;趹?zhàn)場電磁環(huán)境課程,MOOC 的作業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),可方便開展復(fù)雜電磁環(huán)境的構(gòu)設(shè)規(guī)劃作業(yè)、部隊(duì)訓(xùn)練效果評估作業(yè)和戰(zhàn)場電磁頻譜管理作業(yè)等實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)。作業(yè)式教學(xué)模式以教員布置和學(xué)員熟悉作業(yè)條件為起點(diǎn),在教員分組指導(dǎo)下學(xué)員進(jìn)行分組作業(yè),作業(yè)過程中,分組內(nèi)進(jìn)行交流研討,最后各組提交作業(yè)成果,教員依托實(shí)踐作業(yè)平臺(tái)開展作業(yè)講評教學(xué)。
圖3 作業(yè)式教學(xué)模式
戰(zhàn)場電磁環(huán)境是一門技術(shù)性強(qiáng)、應(yīng)用性廣的專業(yè)課程,課程教學(xué)目標(biāo)是夯實(shí)理論基礎(chǔ)、提升技術(shù)技能、強(qiáng)化應(yīng)用能力,針對課程的“知識(shí)+能力+素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標(biāo),圍繞課程的“理論+技術(shù)+應(yīng)用”的知識(shí)體系,進(jìn)行目標(biāo)指向的模塊化融合式教學(xué)設(shè)計(jì),如圖4 所示。
圖4 目標(biāo)指向的模塊化融合式教學(xué)設(shè)計(jì)
目標(biāo)指向的模塊化融合式教學(xué)設(shè)計(jì),就是針對戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程教學(xué)目標(biāo),圍繞課程的知識(shí)體系,分別梳理設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn),按照知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的屬性,選擇相應(yīng)的教學(xué)模式,達(dá)到課程目標(biāo)統(tǒng)一下的模塊化融合式教學(xué),促進(jìn)各類各級的教學(xué)質(zhì)量水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量提升。
戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程教學(xué)目標(biāo)是知識(shí)學(xué)習(xí)、能力訓(xùn)練、素質(zhì)培養(yǎng)的“知識(shí)+能力+素質(zhì)”,按照知識(shí)內(nèi)容屬性,戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程知識(shí)體系包括基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和軍事應(yīng)用三個(gè)層次,每個(gè)層次包含相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。組織實(shí)施教學(xué)時(shí),首先進(jìn)行理論知識(shí)學(xué)習(xí),采取學(xué)導(dǎo)式教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性;其次進(jìn)行方法能力訓(xùn)練,采取實(shí)驗(yàn)式教學(xué)模式,驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)方法;最后進(jìn)行綜合素質(zhì)培養(yǎng),采取作業(yè)式教學(xué)模式,提升學(xué)生軍事實(shí)踐素質(zhì)。通過目標(biāo)指向式教學(xué)設(shè)計(jì),把原本理論與實(shí)踐分割的課程知識(shí)體系融合起來,形成“理論+技術(shù)+應(yīng)用”的學(xué)習(xí)環(huán)路,共同達(dá)成課程教學(xué)的“知識(shí)+能力+素質(zhì)”目標(biāo)。
在戰(zhàn)場電磁環(huán)境表征知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)中,瞄準(zhǔn)“知識(shí)+能力+素質(zhì)”的課程目標(biāo),融合理論知識(shí)學(xué)導(dǎo)式教學(xué)、表征方法實(shí)驗(yàn)式教學(xué)和表征應(yīng)用作業(yè)式教學(xué)模式,組織實(shí)施該知識(shí)點(diǎn)的模塊化融合式教學(xué),如圖5 所示。
圖5 戰(zhàn)場電磁環(huán)境表征模塊化融合式教學(xué)實(shí)施
在理論知識(shí)學(xué)導(dǎo)式教學(xué)中,依托MOOC 資源,學(xué)生開展知識(shí)點(diǎn)自學(xué),教師進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)答疑互動(dòng),還能隨堂測試檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。這種理論知識(shí)的學(xué)導(dǎo)式教學(xué)模式,從學(xué)生視角出發(fā),打牢電磁環(huán)境的物理學(xué)和電磁學(xué)基礎(chǔ),奠定電磁環(huán)境表征方法及其軍事應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。針對電磁環(huán)境表征理論知識(shí)點(diǎn),開展方法技術(shù)的實(shí)驗(yàn)式教學(xué),給定戰(zhàn)場電磁環(huán)境條件,學(xué)生進(jìn)行表征實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),驗(yàn)證電磁環(huán)境表征的方法技術(shù),加深電磁環(huán)境表征理論知識(shí)理解。最后,面向信息化戰(zhàn)場環(huán)境的新質(zhì)要素,布置戰(zhàn)場電磁環(huán)境態(tài)勢分析顯示作業(yè),開展實(shí)踐應(yīng)用的作業(yè)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生分析電磁環(huán)境態(tài)勢需求,運(yùn)用電磁環(huán)境表征方法技術(shù),實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場電磁環(huán)境態(tài)勢分析顯示作業(yè),為各類指揮員提供戰(zhàn)場態(tài)勢支撐。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,戰(zhàn)場電磁環(huán)境已經(jīng)成為信息化戰(zhàn)場的重要環(huán)境因素之一。經(jīng)過長期的研究和積累,由最初的電磁環(huán)境概念定性認(rèn)知到影響機(jī)理的定量分析,直到現(xiàn)階段部隊(duì)作戰(zhàn)試驗(yàn)訓(xùn)練各領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用,戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程也經(jīng)歷了由定性到定量、由理解到應(yīng)對的認(rèn)知躍升。目標(biāo)指向的模塊化融合式戰(zhàn)場電磁環(huán)境教學(xué)設(shè)計(jì),著眼于人才培養(yǎng)的各類各級需求,針對課程教學(xué)目標(biāo),圍繞課程教學(xué)內(nèi)容體系,采用模塊化融合式的教學(xué)策略,進(jìn)行教學(xué)模式改革,提升培養(yǎng)對象的復(fù)雜電磁環(huán)境理論、技術(shù)和應(yīng)用能力素質(zhì),為三位一體的新型軍事人才培養(yǎng)體系建設(shè)提供戰(zhàn)場電磁環(huán)境課程教學(xué)。