武器毀傷效應(yīng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)探索與構(gòu)建

梁民族

摘要：為提高我?！拔淦鳉?yīng)”系列課程的教學(xué)水平，增強(qiáng)學(xué)生的軍事科技素質(zhì)，滿足新形勢(shì)下軍隊(duì)崗位任職能力需求，提出了武器毀傷效應(yīng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的探索與構(gòu)建。文章介紹了我校毀傷效應(yīng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)情況和教學(xué)效果，并總結(jié)了使用過程存在的不足之處，提出了改進(jìn)方向。

關(guān)鍵詞：武器毀傷效應(yīng);實(shí)踐教學(xué);平臺(tái)建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）40-0144-02

武器毀傷效應(yīng)是指武器戰(zhàn)斗部爆炸產(chǎn)生的爆轟產(chǎn)物、破片等毀傷元對(duì)目標(biāo)造成的毀傷作用和效果。武器毀傷效應(yīng)教學(xué)著眼于培養(yǎng)具有優(yōu)良科技素質(zhì)的信息化戰(zhàn)爭指揮人員。其中實(shí)踐教學(xué)是武器毀傷方面人才培養(yǎng)不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是貼近實(shí)戰(zhàn)教學(xué)體系的重要支撐。國防科技大學(xué)武器效能評(píng)估教研室面向“向?qū)崙?zhàn)聚焦、向部隊(duì)靠攏”的教學(xué)改革要求，初步建成了具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系的武器毀傷效應(yīng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)[1，2]。

一、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)需求分析

我校開設(shè)了一系列武器毀傷效應(yīng)課程，包括本科生公共基礎(chǔ)必修課、新生研討課、研究生公共科技選修課和研究生專業(yè)課等。為了提升課程教學(xué)效果，將實(shí)物演示教學(xué)和虛擬仿真教學(xué)引入毀傷效應(yīng)系列課程的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，支持公共基礎(chǔ)課程和本專業(yè)研究生課程的教學(xué)工作。同時(shí)該教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)也可以為本科畢設(shè)和大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目提供重要支撐。圍繞現(xiàn)代信息化作戰(zhàn)條件下對(duì)武器高效毀傷的發(fā)展要求，設(shè)立了“信息化條件下的武器高效毀傷專題”、“戰(zhàn)場信息化與武器高效毀傷”等畢業(yè)設(shè)計(jì)專題。瞄準(zhǔn)提高大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，利用該平臺(tái)為學(xué)生提供武器毀傷領(lǐng)域創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加深學(xué)生對(duì)武器裝備及毀傷評(píng)估的了解。

二、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)情況

實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)主要包括兩個(gè)模塊：實(shí)物模型演示互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室和武器虛擬仿真系統(tǒng)。我校與大量軍隊(duì)院校和國防工業(yè)科研單位保持合作關(guān)系，在合作單位的幫助下教學(xué)團(tuán)隊(duì)購買了大量武器戰(zhàn)斗部實(shí)物模型，搭建了典型戰(zhàn)斗部的實(shí)物模型演示互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)物模型著重展示了爆破彈、破片彈、破甲彈、穿甲彈、鉆地彈、子母彈等多種武器的典型結(jié)構(gòu)、毀傷原理和發(fā)展趨勢(shì)等。結(jié)合展示的實(shí)物模型，學(xué)生能夠加深對(duì)武器毀傷效應(yīng)基本內(nèi)涵的了解，進(jìn)一步探討武器彈藥結(jié)構(gòu)組成、目標(biāo)的特性及其易損性分析，如圖1所示。鍛煉了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，加強(qiáng)了學(xué)生之間的交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教學(xué)實(shí)踐表明，實(shí)物模型演示教學(xué)調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生聯(lián)合作戰(zhàn)思維。

武器虛擬仿真深度融合了工程力學(xué)、信息技術(shù)等專業(yè)，已經(jīng)成為我校培養(yǎng)高素質(zhì)合格軍事人才的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)。將虛擬仿真應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)中，可以突破實(shí)物模型場地不足、模型有限、毀傷效應(yīng)難以展現(xiàn)等限制，有效輔助毀傷效應(yīng)系列課程，并實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)資源的共享。目前針對(duì)信息化聯(lián)合作戰(zhàn)背景，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)自身科研經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了一系列仿真演示軟件系統(tǒng)。初步建成了“破片戰(zhàn)斗部打擊輕裝甲目標(biāo)”、“子母彈打擊機(jī)場跑道”、“侵徹彈打擊地下深處建筑物”等毀傷演示軟件系統(tǒng)。同時(shí)與專業(yè)團(tuán)隊(duì)合作建成了“武器毀傷效應(yīng)多媒體信息庫”、“武器毀傷效應(yīng)可視化教學(xué)平臺(tái)”、“武器毀傷效應(yīng)效果預(yù)測及其互動(dòng)演示系統(tǒng)”、“武器威力及目標(biāo)易損性信息庫”一系列虛擬仿真教學(xué)輔助系統(tǒng)，大大提高了武器毀傷效應(yīng)實(shí)踐教學(xué)的效率和教學(xué)效果。

以“目標(biāo)易損性數(shù)據(jù)庫”的建設(shè)為例，由于毀傷目標(biāo)種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)課堂很難將目標(biāo)易損性完全講清楚。為了幫助學(xué)生建立起較為完善的目標(biāo)易損性認(rèn)識(shí)，建立了包含海陸空常見目標(biāo)的結(jié)構(gòu)與幾何尺寸、材料屬性、功能或技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)、關(guān)鍵部件及其潛在易損單元位置和防護(hù)情況等。如圖2所示，如果選擇美軍M1坦克為目標(biāo)，學(xué)生可以通過武器虛擬仿真平臺(tái)自己動(dòng)手拆解，分析目標(biāo)包含的部件，獲取坦克的具體參數(shù)信息。通過簡單操作可以直觀了解目標(biāo)組成和各部件強(qiáng)弱和容易破壞的程度等。與課程中的易損性分析相結(jié)合，建立起毀傷效果和毀傷原因之間的關(guān)系，如圖3所示。通過對(duì)目標(biāo)易損性與武器毀傷關(guān)系的思考和討論，讓學(xué)生自己主動(dòng)了解武器威力、發(fā)掘武器潛力，激發(fā)學(xué)生對(duì)武器毀傷效能的改進(jìn)、提高裝備的生命力的探索。

三、存在的不足

結(jié)合近幾年學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)感想以及對(duì)兄弟院校和軍工企業(yè)等相關(guān)平臺(tái)建設(shè)的調(diào)研結(jié)果，發(fā)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)有些環(huán)節(jié)還存在不足，主要體現(xiàn)在戰(zhàn)斗部模型種類過于陳舊、毀傷演示互動(dòng)不夠等問題[3，4]。下一步加強(qiáng)投入，瞄準(zhǔn)實(shí)戰(zhàn)，增加一批國內(nèi)外現(xiàn)役武器裝備模型，使學(xué)生踏入基層部隊(duì)之前能夠?qū)ξ臆姷奈淦鲝椝幱休^為系統(tǒng)的了解;瞄準(zhǔn)貼近實(shí)戰(zhàn)需求，根據(jù)信息化作戰(zhàn)流程，加強(qiáng)數(shù)字化戰(zhàn)場建設(shè)，模擬未來作戰(zhàn)模式，使學(xué)生能夠盡快掌握信息化作戰(zhàn)涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)。

四、結(jié)束語

經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，武器毀傷效應(yīng)演示教學(xué)中心在課程改革中發(fā)揮非常重要的作用。借助實(shí)物和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，能夠全面輔助毀傷系列課程教學(xué)。探索武器毀傷效應(yīng)綜合實(shí)踐體系建設(shè)，深化實(shí)踐教學(xué)體系改革，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)軍事科技人才培養(yǎng)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

武器毀傷效應(yīng)教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)過程中，注重營造聯(lián)合作戰(zhàn)氛圍、加強(qiáng)實(shí)物展示實(shí)驗(yàn)室正規(guī)化管理、突出虛擬仿真系統(tǒng)的信息化，已經(jīng)取得了很好的實(shí)踐教學(xué)效果。但是武器毀傷效應(yīng)教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)是一項(xiàng)長期的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程。國內(nèi)外武器發(fā)展非常迅速，武器效應(yīng)教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)將繼續(xù)建設(shè)與探索。

參考文獻(xiàn)：

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[2]蔣邦海，張舵，李翔宇，等.《武器戰(zhàn)斗部投射與毀傷》課程的演示與仿真教學(xué)[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2013，（36）：106-108.

[3]曹紅松，劉闖，張會(huì)鎖，等.兵器工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，（35）：102-106.

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