基于仿真的課程案例教學(xué)方法研究

張耀鴻　譚東風(fēng)

摘 要 案例教學(xué)有助于提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，優(yōu)化課堂教學(xué)，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。本文提出了根據(jù)課程教學(xué)要求，確定案例教學(xué)目標(biāo)，采用建模仿真技術(shù)實(shí)施案例教學(xué)的實(shí)施過程，介紹了相應(yīng)的案例教學(xué)平臺(tái)。通過案例教學(xué)培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新實(shí)踐能力，提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 案例教學(xué) 課程建設(shè) 教學(xué)改革

Abstract Case teaching is helpful to improve interest in learning， to develop autonomous learning ability， and to optimize classroom teaching， and it is an important means to improve teaching quality. This paper put forward the process of the implementation of case teaching according to the requirements of the course teaching and the implementation of case teaching by using modeling and simulation technology， and introduces the corresponding case teaching platform. The students' innovative practice ability has been trained and the teaching effect has been improved by case teaching.

Key words case teaching； course construction； teaching reform

0 引言

案例教學(xué)是在教員的引導(dǎo)下，通過案例所呈現(xiàn)的具體典型情景或故事，由學(xué)員充當(dāng)案例中的某一角色，對相關(guān)問題進(jìn)行分析、演繹、推斷、歸納和處置，從而培養(yǎng)學(xué)員認(rèn)識(shí)和解決問題的創(chuàng)造性思維，提高解決實(shí)際問題能力的一種教學(xué)形式。[1]

在軍事院校教育中，案例教學(xué)是培養(yǎng)高素質(zhì)軍事人才的重要途徑，也是推進(jìn)院校教學(xué)改革的著力點(diǎn)。同時(shí)也有利于訓(xùn)練學(xué)員的實(shí)踐能力、實(shí)現(xiàn)知識(shí)到能力素質(zhì)的轉(zhuǎn)化。[2]目前在軍事院校中，案例教學(xué)得到了廣泛應(yīng)用。例如，王瑞研究了美軍院校開展管理案例教學(xué)的理論基礎(chǔ)和理論模型；[3]解永芬等探討了在任職培訓(xùn)教學(xué)中采用與Seminar相融合的案例教學(xué)法；[4]郭巍、常翔等在航空裝備教學(xué)中，通過航空裝備故障判斷案例及其處理方法，培養(yǎng)學(xué)員的實(shí)際工作能力；[5]張復(fù)春等結(jié)合航空理論學(xué)科特性，就航空理課程案例教學(xué)的實(shí)施過程等方面問題進(jìn)行了探索。[6]

總體而言，案例教學(xué)中案例的建設(shè)以及基于案例的教學(xué)模式是影響案例教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。在我?！拔淦餮b備系統(tǒng)概論”的教學(xué)中，結(jié)合課程特點(diǎn)，探索了一種基于武器裝備建模仿真技術(shù)支撐的案例教學(xué)方式，并取得了較好的效果。

1 案例教學(xué)的目標(biāo)

“武器裝備系統(tǒng)概論”是我校軍事指揮類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)必修課程和工程技術(shù)各專業(yè)的公共基礎(chǔ)選修課程，選課人數(shù)較多。

課程旨在使學(xué)員掌握主要武器裝備的特點(diǎn)、分類、發(fā)展簡史、裝備性能以及基本科技原理，理解典型作戰(zhàn)樣式中武器裝備的運(yùn)用原則與方法。

課程教學(xué)將武器裝備系統(tǒng)劃分為彈藥、武器、平臺(tái)和體系四個(gè)層次，首先彈藥是對目標(biāo)實(shí)施直接毀傷的裝備，如通常所稱的戰(zhàn)斗部；武器是將戰(zhàn)斗部直接投射到目標(biāo)位置的裝備，如槍炮、導(dǎo)彈等；平臺(tái)是具有裝載武器、彈藥或其它裝備，并能夠在相應(yīng)作戰(zhàn)空間中機(jī)動(dòng)到目標(biāo)區(qū)域的裝備，如陸上、海上、空中和空間作戰(zhàn)平臺(tái)等；體系則是上述彈藥、武器和平臺(tái)裝備組成的具有多種綜合作戰(zhàn)能力的集成系統(tǒng)，如航母戰(zhàn)斗群、聯(lián)合火力打擊裝備體系等。[7]

課程特點(diǎn)是內(nèi)容較多，知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，單純依靠教員的課堂講授很難面面俱到，必須充分發(fā)揮學(xué)員的主觀能動(dòng)性。同時(shí)，針對教學(xué)對象是大四的學(xué)員，已具備一定的科技基礎(chǔ)知識(shí)。因此案例教學(xué)目標(biāo)在于通過教學(xué)，了解武器裝備基本性能參數(shù)，掌握武器裝備體系制勝機(jī)理，夯實(shí)學(xué)員技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)相結(jié)合的指揮素養(yǎng)。

案例教學(xué)的重點(diǎn)是以作戰(zhàn)應(yīng)用案例為背景，采用武器裝備建模仿真手段，構(gòu)建武器裝備體系，通過對作戰(zhàn)過程的推演、問題分析和情況處置，提升學(xué)員對課程知識(shí)點(diǎn)的理解，培養(yǎng)其創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2 案例教學(xué)的實(shí)施

案例教學(xué)圍繞課程要求，充分發(fā)揮學(xué)員主導(dǎo)的教學(xué)模式，在案例設(shè)計(jì)、問題分析、仿真設(shè)計(jì)、對策研究和實(shí)驗(yàn)評(píng)估的各個(gè)環(huán)節(jié)中，采用學(xué)員分組實(shí)施、共同參與、共同討論、共同協(xié)作的組織形式，提高學(xué)生的參與度。

（1）案例設(shè)計(jì)。案例設(shè)計(jì)是實(shí)施案例教學(xué)的關(guān)鍵，結(jié)合當(dāng)前國際形勢和我軍軍事斗爭準(zhǔn)備需要，選擇某熱點(diǎn)地區(qū)，例如南海區(qū)域。將學(xué)生分為若干小組，扮演地區(qū)沖突的各方，設(shè)計(jì)案例背景、作戰(zhàn)條件、雙方可能參與的行動(dòng)、以及作戰(zhàn)過程，討論形成一個(gè)作戰(zhàn)想定。

（2）問題分析。從作戰(zhàn)想定中，結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容，教員截取作戰(zhàn)過程的片段，指導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行細(xì)化分析，從中提取出一些關(guān)鍵問題，例如防空作戰(zhàn)中，多部雷達(dá)的聯(lián)網(wǎng)對作戰(zhàn)的影響；在電子戰(zhàn)中，干擾節(jié)點(diǎn)的選擇；作戰(zhàn)過程中的目標(biāo)分配問題等等。

（3）仿真設(shè)計(jì)。將問題分配給學(xué)員小組展開獨(dú)立研究。學(xué)員首先要查閱資料，整理武器裝備性能參數(shù)、兵力編成、作戰(zhàn)規(guī)則、作戰(zhàn)條件等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；隨后根據(jù)想定中的作戰(zhàn)行動(dòng)，依托課程教學(xué)平臺(tái)，根據(jù)建模規(guī)則，建立武器裝備體系；最后對體系中的模型參數(shù)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行配置。這一步需要學(xué)員分工協(xié)作完成。

（4）對策研究。學(xué)員小組根據(jù)自己的角色（沖突各方的指揮員）的角度，根據(jù)武器裝備的特點(diǎn)、敵情等方面從武器裝備運(yùn)用的角度探索裝備運(yùn)用的策略以及提高裝備效能的方法。例如電子戰(zhàn)中，不同的干擾方式、不同的干擾目標(biāo)對整個(gè)作戰(zhàn)體系的影響，將不同的策略轉(zhuǎn)化為不同的仿真方案。endprint

（5）實(shí)驗(yàn)評(píng)估。通過不同的仿真方案、仿真參數(shù)的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，對仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析，促進(jìn)學(xué)生對現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的武器裝備運(yùn)用策略的思考，并撰寫研究報(bào)告。

3 案例教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

考慮學(xué)生的技術(shù)水平和課程教學(xué)要求，所采用的案例教學(xué)平臺(tái)必須能夠?qū)崿F(xiàn)武器裝備建模仿真、數(shù)據(jù)采集和對比分析，同時(shí)應(yīng)該使用簡便，結(jié)構(gòu)靈活，使得學(xué)員能夠快速掌握其使用，集中主要精力在研究的問題上。

可以采用的案例教學(xué)平臺(tái)可分為仿真軟件類和戰(zhàn)爭游戲類，如MAK公司的VR-FORCE，VPI公司的STAGE，matrixgames的COMMAND NAVAL Air operations 等。這里介紹北京華如科技股份有限公司研發(fā)的通用仿真建模與仿真平臺(tái)（XSimStudio，簡稱XSIM）。XSIM包括專業(yè)模型庫，支持用戶利用已有資源直接開展專業(yè)領(lǐng)域的研究、論證、試驗(yàn)和訓(xùn)練工作；同時(shí)提供了建?？蚣芎蛻?yīng)用框架，支持用戶進(jìn)行模型和應(yīng)用的定制。其主要功能如下：[8]

（1）模型設(shè)計(jì)。提供公共的模型框架和建模規(guī)范，支持組件化的開發(fā)模式，用于輔助開發(fā)系統(tǒng)所需組件模型。

（2）仿真驅(qū)動(dòng)。提供規(guī)范的軍事模型框架和作戰(zhàn)流程框架，根據(jù)想定內(nèi)容集成、驅(qū)動(dòng)各領(lǐng)域模型，通過時(shí)間管理、戰(zhàn)場管理和環(huán)境管理等服務(wù)調(diào)度各軍兵種模型的運(yùn)行和交互。

（3）管理控制。支持仿真想定多方案多樣本的分布式運(yùn)行；支持云端節(jié)點(diǎn)管理，包括運(yùn)行環(huán)境部署、系統(tǒng)狀態(tài)管理及軟件遠(yuǎn)程啟動(dòng)。

（4）模型組件庫。提供飛機(jī)、雷達(dá)、艦船、導(dǎo)彈等功能級(jí)實(shí)體模型組件，以及空中作戰(zhàn)、地面火力打擊等戰(zhàn)術(shù)規(guī)則類行為模型組件等，可供用戶選配使用。

（5）想定編輯。將作戰(zhàn)行動(dòng)方案、戰(zhàn)術(shù)意圖轉(zhuǎn)化為仿真方案，為分析、優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)提供支持。

（6）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。對仿真過程和結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)，以圖表方式直觀地展示出來，為在線和事后分析、回放提供支撐。

由于XSIM提供了豐富的模型庫，學(xué)員主要工作是使用想定編輯功能，通過左側(cè)的模型組件庫中選擇使用的模型組件，拖動(dòng)到右側(cè)的編輯窗口中，并進(jìn)行簡單的配置后即可形成仿真方案，并展開案例研究。

4 結(jié)束語

案例教學(xué)有助于提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，優(yōu)化課堂教學(xué)，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。目前采用軟仿真手段實(shí)施課程案例教學(xué)，沒有和實(shí)際裝備相結(jié)合，以及學(xué)員的建模仿真能力，導(dǎo)致仿真可信度不高，可以通過課程教學(xué)成果的積累不斷進(jìn)行修改完善。通過仿真推演過程，可以讓學(xué)生理解武器裝備結(jié)構(gòu)、指揮體系、指揮流程、兵力部署等關(guān)鍵要素，促進(jìn)對技術(shù)轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗力的思考。

參考文獻(xiàn)

[1] 李春立.信息化教學(xué)模式導(dǎo)論[M].北京：軍事科學(xué)出版社，2012.

[2] 周道雷，周振擇，魏軍儒.軍事案例教學(xué)創(chuàng)新研究[M].北京：軍事誼文出版社，2009.

[3] 王瑞.美軍院校開展管理案例教學(xué)的理論探究[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2013.36（2）：68-71.

[4] 解水芬，張樺，陳煒鋼等.與Seminar相融合的案例教學(xué)法[J].繼續(xù)教育，2015（2）：21-22.

[5] 郭巍，常翔，李進(jìn)全.航空裝備教學(xué)中應(yīng)用案例教學(xué)法的思考[J].海軍院校教育，2014.24（3）：53-54.

[6] 張復(fù)春，都雁中，王慧.以案例教學(xué)提升航空理論教學(xué)有效性[J].空軍航空大學(xué)學(xué)報(bào)，2013.6（4）：24-26.

[7] 譚東風(fēng)，朱一凡，戴長華等.武器裝備系統(tǒng)概論[M].北京：科學(xué)出版社，2015.

[8] 華如科技股份有限公司，XSIM 產(chǎn)品介紹.[EB/OL].http：//www.huaru.cc/product/xsim.htmlendprint