裝備實踐課程數(shù)智教學(xué)探索

摘要：本文針對當(dāng)前軍校崗位任職教育裝備實踐課程教學(xué)存在的問題，分析了對外軍事培訓(xùn)教學(xué)的職能定位，挖掘了其特色，結(jié)合“對空通信裝備”課程，根據(jù)教學(xué)需求，重組教學(xué)模塊，開發(fā)了組訓(xùn)系統(tǒng)，開展了教學(xué)資源建設(shè)，并借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)實習(xí)情境，設(shè)計了裝備教學(xué)“情境線”，同時升級改造硬件條件，布局形成了“虛擬+構(gòu)造+實裝”的實習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)了裝備實踐課程的數(shù)智教學(xué)。

關(guān)鍵詞：裝備實踐課程；數(shù)智教學(xué)；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；情境線；互動線

中圖分類號：G434"文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A"論文編號：1674-2117（2025）02-0093-05

引言

軍隊院校裝備類課程是崗位任職類的核心課程，面向大四學(xué)年的本科學(xué)員或任職培訓(xùn)類學(xué)員。該類課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)員能夠理解與運用裝備相關(guān)基礎(chǔ)理論知識，具備熟練的裝備操作能力，具有良好的分隊管理能力和開拓創(chuàng)新精神，成為適應(yīng)未來戰(zhàn)爭的指技合一的軍官或?qū)I(yè)技術(shù)技師。因而，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的裝備實踐課程教學(xué)必須立足裝備，以學(xué)員的崗位任職需求為牽引，注重提高學(xué)生的綜合能力。

裝備實踐課程教學(xué)普遍存在的問題

一是，院校實驗室裝備數(shù)量、型號普遍偏少，教學(xué)時一般采取分組輪訓(xùn)的方式，導(dǎo)致課堂組訓(xùn)效率低、手段單一；

二是，無法對學(xué)員操作過程進(jìn)行實時記錄，無法依據(jù)客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)過程評價，教學(xué)設(shè)計僅憑教師經(jīng)驗，精準(zhǔn)教學(xué)無從談起；

三是，教學(xué)中僅能對裝備指標(biāo)進(jìn)行測試，無法進(jìn)行故障想定、模塊替換等維修操作；

四是，在組訓(xùn)過程中，裝備運用與崗位需求無法很好地匹配，導(dǎo)致無法根據(jù)實際需求進(jìn)行分析，不能有效地提高學(xué)生綜合能力。

裝備實踐課程數(shù)智教學(xué)探索

為解決以上教學(xué)問題，需要采取模擬裝備使用維護(hù)情境、提高組訓(xùn)效率、多樣化教學(xué)手段、跟蹤行業(yè)前沿等措施，探索形成裝備運用實景化、原理理解可視化的裝備實踐課程數(shù)智教學(xué)模式。[1]因此在教學(xué)中，筆者以外訓(xùn)“對空通信裝備”課程建設(shè)為例，開展裝備實踐課程教學(xué)改革的探索與實踐。該課程是面向?qū)ν廛娛屡嘤?xùn)通信導(dǎo)航專業(yè)開設(shè)的關(guān)于無線通信裝備操作與運用的任職培訓(xùn)類核心課程，是立足于通信裝備的發(fā)展實際，介紹裝備的原理、技術(shù)與應(yīng)用的一門實踐課程，主要講授面向生源國出口的外貿(mào)短波、超短波、衛(wèi)星軍事無線通信裝備，培養(yǎng)學(xué)員作為通信部隊技術(shù)指揮軍官與維護(hù)技師的能力素質(zhì)。

1.基于外訓(xùn)特色，面向崗位需求，重組教學(xué)模塊

在教學(xué)改革前，“對空通信裝備”課程的教學(xué)內(nèi)容按照短波、超短波、衛(wèi)星裝備分模塊教學(xué)，每個模塊教學(xué)各20學(xué)時，通常由相關(guān)教員負(fù)責(zé)相關(guān)模塊教學(xué)，幾個模塊的實習(xí)內(nèi)容無交叉，無法進(jìn)行不同種類裝備的綜合運用與對比分析；實習(xí)室現(xiàn)有裝備雖然種類多，但數(shù)量少，型號老舊，且裝備更新代價大，對最新外貿(mào)裝備研究與應(yīng)用發(fā)展跟蹤不緊密。

在深入分析對外軍事培訓(xùn)、院校教學(xué)大綱、專業(yè)人才培養(yǎng)方案等相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，明確本課程的培養(yǎng)目標(biāo)為通信裝備專業(yè)知識和應(yīng)用能力培養(yǎng)以及對中國的了解與認(rèn)同。[2-5]

基于以上分析，筆者所在課程組對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重構(gòu)，將原本60學(xué)時的裝備實踐教學(xué)學(xué)時，拆分為“裝備絲綢之路8學(xué)時”和“課程教學(xué)52學(xué)時”兩個教學(xué)部分。

“裝備絲綢之路”分為線上輔助教學(xué)資源、企業(yè)見學(xué)，共8學(xué)時。線上輔助資源主要引入優(yōu)秀通信基礎(chǔ)課教學(xué)資源作為裝備原理理解的輔助，同時結(jié)合課程和外訓(xùn)學(xué)員特點，建設(shè)了“裝備絲綢之路”思政教學(xué)資源，主要介紹我國裝備生產(chǎn)企業(yè)及前沿裝備的技術(shù)、性能等，促使學(xué)員了解中國的通信裝備生產(chǎn)企業(yè)以及我國的通信科技技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。同時，課程組利用裝備實踐課程的特點，促進(jìn)學(xué)校與企業(yè)的深度合作，建立起企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)、學(xué)校培訓(xùn)推廣、海外市場拓展的“裝備絲綢之路”的校企合作模式。每學(xué)期安排學(xué)員到駐地附近的對外貿(mào)易軍工企業(yè)參觀見學(xué)，促進(jìn)行業(yè)前沿進(jìn)課堂，同時開展實裝操作維護(hù)教學(xué)，提高教學(xué)成效。

“課程教學(xué)52學(xué)時”將實習(xí)科目重組為“裝備操作、裝備運用、情況處置”三大模塊。在裝備操作模塊，結(jié)合裝備數(shù)量少、種類多的特點，實施并行分組練習(xí)，著重介紹裝備的接口、連接使用與界面功能調(diào)用，達(dá)到熟悉裝備、熟練操作的目的；裝備運用模塊圍繞軍事無線通信裝備的運用，結(jié)合戰(zhàn)備、演習(xí)等裝備使用的具體情境，按崗位需求凝練形成通信保障任務(wù)融入實習(xí)情境，達(dá)到熟悉裝備功能性能，會根據(jù)實際情況選擇裝備型號、通信站址，設(shè)計開通流程，實施分隊管理的目的；情況處置模塊則在裝備運用的基礎(chǔ)上，設(shè)置通信或裝備故障，訓(xùn)練學(xué)員在接近真實戰(zhàn)場環(huán)境條件下的應(yīng)對能力，摸索出故障排除、特情處置的流程與預(yù)案，提高學(xué)員的崗位任職綜合能力。每個模塊教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配如表1所示。

2.開發(fā)VR實訓(xùn)系統(tǒng)，創(chuàng)建沉浸式實習(xí)情境

為構(gòu)建沉浸式實訓(xùn)場景，同時降低裝備需求成本、提高組訓(xùn)效率，可以利用實習(xí)室建設(shè)改造時機(jī)，搭建VR實訓(xùn)軟件平臺。[6-7]軟件平臺能夠匯聚電臺模擬、戰(zhàn)場仿真、戰(zhàn)術(shù)決策支持等模塊，形成一個高度集成的訓(xùn)練環(huán)境。教員可以在這個平臺上，全面鍛煉學(xué)員從通信操作到戰(zhàn)術(shù)決策的各項能力。軟件可對訓(xùn)練科目、訓(xùn)練方式、參訓(xùn)人員、訓(xùn)練想定等進(jìn)行規(guī)劃，如自主編輯和設(shè)定各種教學(xué)情境，設(shè)置設(shè)備故障、使用環(huán)境等，同時可自動記錄受訓(xùn)人員訓(xùn)練數(shù)據(jù)，支持多種任務(wù)類型的設(shè)定，如單人任務(wù)、團(tuán)隊協(xié)作等；大屏幕可實時顯示電子地圖、裝備態(tài)勢信息等，并能夠?qū)崟r顯示受訓(xùn)人員訓(xùn)練情況。

結(jié)合對外軍事培訓(xùn)學(xué)員語種多樣化的特點，軟件系統(tǒng)還充分考慮了界面語言的兼容性，支持五種主流語言切換。同時，為體現(xiàn)文化育人特性，課程組將軟件名稱和圖標(biāo)設(shè)計為“中國結(jié)”。該軟件各分系統(tǒng)功能實現(xiàn)如下：

①電臺模擬操作軟件：精確復(fù)制電臺設(shè)備的外觀與操作按鈕，仿真部件連接方式與菜單設(shè)置，支持通信任務(wù)工作模式的模擬，并提供模擬真實設(shè)備的通話和數(shù)傳功能。

②視距通信實訓(xùn)場景仿真軟件：模擬真實世界的各種地貌環(huán)境，能夠支持對特定任務(wù)進(jìn)行場景建模和情境設(shè)定，提供逼真的訓(xùn)練環(huán)境。

③超視距通信實訓(xùn)場景仿真教學(xué)軟件：提供地球環(huán)境展示、天波反射效果呈現(xiàn)、短波電臺仿真計算、衛(wèi)星軌道運行模擬等，涵蓋地球環(huán)境、天波反射、電離層反射模擬以及短波、衛(wèi)星電臺參數(shù)調(diào)設(shè)實驗等功能。

④突發(fā)情況處置教學(xué)軟件：從電臺性能指標(biāo)測試、一般故障排除、環(huán)境干擾影響分析、電磁干擾影響分析、抗干擾預(yù)案設(shè)計等方面，設(shè)置突發(fā)情況，并歸納總結(jié)突發(fā)情況處置流程方法，提升學(xué)員裝備突發(fā)情況應(yīng)急處置能力。內(nèi)置突發(fā)情況組合設(shè)計算法，根據(jù)學(xué)員訓(xùn)練情況，實時調(diào)整訓(xùn)練重點。

⑤智慧教學(xué)系統(tǒng)：教員端主控席位軟件，支持教員自主編輯和設(shè)定各種教學(xué)情境，如訓(xùn)練、考核模式設(shè)定，任務(wù)類型設(shè)定，實訓(xùn)環(huán)境設(shè)定，模擬突發(fā)情況設(shè)定等，并下發(fā)任務(wù)給學(xué)員。學(xué)員可通過虛擬化身角色進(jìn)入系統(tǒng)，完成單人或多人協(xié)同任務(wù)。

3.升級硬件系統(tǒng)，布局形成“虛擬+構(gòu)造+實裝”環(huán)境

根據(jù)以上功能性軟件建設(shè)需求，學(xué)校需對原有的裝備實踐教室進(jìn)行硬件系統(tǒng)的升級改造，具體硬件條件建設(shè)如下：

①關(guān)鍵系統(tǒng)硬件：1臺高性能服務(wù)器作為系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)運行模擬訓(xùn)練軟件和處理數(shù)據(jù)，服務(wù)器機(jī)柜負(fù)責(zé)在教室內(nèi)存放服務(wù)器。

②顯示設(shè)備：兩塊高清顯示大屏，用于導(dǎo)調(diào)信息、戰(zhàn)場信息的展示。

③主控席位：1套專為教員設(shè)計的席位，包括1臺高性能計算機(jī)、高清顯示屏、顯示器和其他必要的輸入輸出設(shè)備，用于監(jiān)控訓(xùn)練過程、設(shè)置訓(xùn)練場景、評估學(xué)員表現(xiàn)，并提供實時反饋。

④學(xué)員操作席位：16套學(xué)員操作席位，每套配備高性能計算機(jī)、高清顯示屏、耳機(jī)、VR眼鏡，確保學(xué)員能夠在模擬環(huán)境中有效地進(jìn)行通信操作和戰(zhàn)術(shù)決策訓(xùn)練。

⑤綜合布線及信息化升級：鋪設(shè)符合設(shè)備功率需求的電纜，構(gòu)建支撐系統(tǒng)運行所需的局域網(wǎng)絡(luò)，配備專業(yè)機(jī)柜與網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，實施防靜電地板鋪設(shè)工作。

⑥結(jié)合通信裝備體積小、界面小、按鍵操作的特點，在虛擬仿真軟件實現(xiàn)裝備功能的基礎(chǔ)上，增加半實物仿真設(shè)備，以降低裝備建設(shè)成本，并同時配備1對實裝電臺，形成“虛擬+構(gòu)造+實裝”的裝備組成。每張實習(xí)桌兩側(cè)擺放實裝或半實物仿真電臺，中間安裝可升降高清顯示器配套VR眼鏡。

4.融合線上教學(xué)工具，分模塊探索混合式教學(xué)方法

針對“裝備操作、裝備運用、情況處置”三大教學(xué)模塊，課程組分別設(shè)計了相應(yīng)的教學(xué)活動、實施環(huán)節(jié)，突出互動，融合線上線下、過程與評價、方法與流程，開展課程數(shù)智化教學(xué)改革。[8-9]

（1）“裝備操作”模塊：多元融合，精講多練

該模塊教學(xué)改革的重點是如何調(diào)動學(xué)員學(xué)習(xí)積極性，提高課堂效率。課程組根據(jù)實習(xí)步驟，設(shè)計了網(wǎng)頁式引導(dǎo)界面，網(wǎng)頁式引導(dǎo)界面配合實裝、半實物仿真設(shè)備，實現(xiàn)對訓(xùn)練過程的引導(dǎo)。課堂教學(xué)實施具體過程如下：

①學(xué)員用自己的姓名和國籍登錄，選擇界面語言和裝備型號，進(jìn)入操作練習(xí)引導(dǎo)界面。學(xué)員觀看裝備外設(shè)連接部件的簡介視頻及三維操作演示視頻，掌握接口的特點與插拔方式，并進(jìn)行練習(xí)操作，完成后點擊下一步。

②啟動開機(jī)，點擊下一步，圖片逐一介紹電臺主界面圖標(biāo)與參數(shù)的含義，每次都經(jīng)過“確認(rèn)”再彈出下一項。

③在主界面學(xué)習(xí)完成后，點擊下一步，呈現(xiàn)的內(nèi)容是對電臺按鍵規(guī)則的介紹，如確認(rèn)、退出、上下翻頁、光標(biāo)移動方法、音量調(diào)整、鍵盤上下功能切換等。

④繼續(xù)點擊下一步，是對通信參數(shù)設(shè)置的圖片引導(dǎo)，從波道、模式、頻率等方面逐步引導(dǎo)。如此引導(dǎo)練習(xí)，當(dāng)學(xué)員將電臺所有界面功能調(diào)用練習(xí)都完成后，進(jìn)入考核模式。

⑤在考核模式下，采取填空和選擇題的形式，學(xué)員對照電臺輸入正確的操作步驟與參數(shù)。每組學(xué)員在練習(xí)完當(dāng)前裝備的操作后，交換裝備練習(xí)，直至每位學(xué)員都練習(xí)和操作了所有裝備。

在實施這個模塊教學(xué)時，教員的任務(wù)是：在上課前線上發(fā)布分組和實習(xí)裝備型號、布置預(yù)習(xí)；課堂上巡視，針對性開展個別指導(dǎo)和小組討論；課后則通過線上視頻對裝備的型號、性能、功能以及裝備生產(chǎn)企業(yè)等作進(jìn)一步拓展介紹，同時布置下一次實習(xí)安排。

（2）“裝備運用”模塊：情境融合，互動生成

這個模塊的教學(xué)充分利用VR實訓(xùn)場景，學(xué)生登錄任務(wù)角色進(jìn)入系統(tǒng)實施貼近實際的通信保障。課程組先期開發(fā)了5個通信保障任務(wù)場景，任務(wù)場景與任務(wù)角色設(shè)定如表2所示。這部分的課堂教學(xué)實施過程是以結(jié)合智慧教學(xué)系統(tǒng)開展互動研討與模擬運用訓(xùn)練的模式展開的。學(xué)員在VR、顯示屏或?qū)嵮b設(shè)備上同步實施操作練習(xí)，VR實訓(xùn)場景“中國結(jié)”作為串聯(lián)教學(xué)過程的“情境線”，而“雨課堂”則作為串聯(lián)教學(xué)過程的“互動線”。

在實施該模塊教學(xué)時，教員的任務(wù)是：課前在線上發(fā)布人員分組、實習(xí)情境、組訓(xùn)示范視頻以及組訓(xùn)流程。課中，首先進(jìn)行互動式前測，進(jìn)一步明確實習(xí)任務(wù)，并結(jié)合“中國結(jié)”VR實習(xí)場景練操作；其次，學(xué)習(xí)小組結(jié)合場景，討論制訂任務(wù)實施方案，按小組進(jìn)入VR虛擬化身，沉浸式還原架設(shè)場景與操作過程，練流程；最后，進(jìn)行自評、互評與總結(jié)講評。中間每個步驟都結(jié)合“雨課堂”實施互動引導(dǎo)與討論過程記錄。課后，教員在線上發(fā)布相關(guān)習(xí)題和案例，推送該模塊的思維導(dǎo)圖，以鞏固知識，針對學(xué)員的個體學(xué)習(xí)情況分別跟進(jìn)，針對性解決疑問。

（3）“情況處置”模塊：流程梳理，綜合訓(xùn)練

該模塊主要訓(xùn)練學(xué)員在接近真實戰(zhàn)場環(huán)境條件下的應(yīng)對能力，摸索出故障排除、特情處置的流程與預(yù)案，提高學(xué)員的崗位任職綜合能力。

在實施這個模塊教學(xué)時，教員的任務(wù)是：課前在線上發(fā)布故障排除方法文檔或視頻，布置預(yù)習(xí)。課中一邊結(jié)合“中國結(jié)”VR教學(xué)系統(tǒng)，訓(xùn)練學(xué)員故障處置能力，一邊利用“雨課堂”，組織學(xué)員討論故障排除的方法與流程。當(dāng)產(chǎn)生故障時，結(jié)合學(xué)員操作情況，在內(nèi)置算法的評估下，實施易錯點和錯題重練，并在訓(xùn)練結(jié)束后對照標(biāo)準(zhǔn)流程，進(jìn)行分析和判斷，給出評分，并將結(jié)果計入過程性考核成績中。學(xué)員課后完成實習(xí)反思和總結(jié)。在專題故障處置訓(xùn)練完畢后，設(shè)置“綜合演練”環(huán)節(jié)，并結(jié)合任務(wù)情境，單人操作和多人協(xié)同任務(wù)，實施裝備的參數(shù)設(shè)置、通信模擬以及故障排查，檢驗課程學(xué)習(xí)效果。

結(jié)語

以上裝備實踐課程混合式教學(xué)模式，從根本上解決了當(dāng)前外訓(xùn)對空通信裝備實踐課程教學(xué)中存在的教學(xué)問題，有效提高了組訓(xùn)效率和教學(xué)體驗。本課程教學(xué)改革中建設(shè)的實訓(xùn)場景和教學(xué)系統(tǒng)[10-15]，筆者所在課程組計劃下一步將其推廣應(yīng)用至內(nèi)訓(xùn)裝備課程教學(xué)，結(jié)合校園網(wǎng)實施數(shù)智課程教學(xué)改革，從而解決裝備課程教學(xué)存在的問題，提高裝備課程教學(xué)的質(zhì)量。

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作者簡介：蔣馥蔚（1984—），女，四川南充人，講師，碩士，研究方向為對外軍事培訓(xùn)教育教學(xué)改革研究。

本文受空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院校級教育理論研究課題“裝備實踐課程混合式教學(xué)模式探索與實踐”資助。