科研成果向教學資源轉(zhuǎn)化模式研究與實踐

張旭，路翠華，呂曉峰

（海軍航空大學，山東 煙臺）

一 引言

教學與科研是相輔相成、相互促進的關(guān)系。用教學促進科研，用科研反哺教學，教學與科研互動，可實現(xiàn)教學與科研雙贏[1-6]。為促進科研成果向教學轉(zhuǎn)化，圍繞科研成果向教學轉(zhuǎn)化的形式、科技成果轉(zhuǎn)化率、評價指標體系等相關(guān)研究被陸續(xù)開展[7-11]。通過將科研成果融入教學，可拓展教學內(nèi)容，豐富教學手段，深化學生對理論知識的理解掌握，提高學生分析問題、解決問題能力，從而有效提高教學質(zhì)量[12-14]。裝備課程是與部隊實踐緊密聯(lián)系的課程，目前在該類課程教學中存在教學裝備資源缺乏的問題，本文結(jié)合裝備課教學需求，開展科研成果向裝備教學轉(zhuǎn)化模式研究和實踐，以完善教育資源，改進教學實施方法，提高教學效果。

二 科研成果向教學轉(zhuǎn)化解決的教學問題

（一） 抽象內(nèi)容的可視化問題

裝備保障教學中存在很多抽象化的教學內(nèi)容，例如裝備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作機理、電磁安全等，因?qū)W生看不到裝備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、動作過程，電磁場也看不見摸不著，過于抽象，學生理解比較困難。通過整合科研成果中建立的裝備結(jié)構(gòu)和工作機理三維模型、電磁安全仿真結(jié)果等資源，解決教學過程中的難點，實現(xiàn)抽象內(nèi)容直觀化、可視化，使學生一目了然。

（二） 理論教學的深度化問題

現(xiàn)代裝備智能化程度越來越高，工作原理、接口信號、工作時序等也越來越復雜。僅通過隨裝資料，老師對裝備理解不透徹，課堂教學浮于表面，經(jīng)常存在老師講得不深，學生理解的不透。通過研制相關(guān)裝備的模擬訓練設(shè)備、模擬測試設(shè)備等，加深了老師對裝備工作原理、接口信號、工作時序等的深入理解，促進老師對教學內(nèi)容更加準確地把握，可實現(xiàn)老師的深度教學，并在科研成果的基礎(chǔ)上，引導學生深入思考和研討。可從“教”與“學”兩方面，實現(xiàn)理論教學的深度化。

（三） 實訓教學的實戰(zhàn)化問題

部隊裝備更新?lián)Q代快，而由于種種條件的限制，導致院校缺少實裝和相應(yīng)的實訓手段。通過科研的積累，研制與實裝外形、接口、功能完全一致的模擬訓練設(shè)備。整合模擬訓練設(shè)備，構(gòu)筑實戰(zhàn)化的實訓平臺，可解決實訓教學急需，實現(xiàn)實訓教學的實戰(zhàn)化。

（四） 考核內(nèi)容的全面化問題

因?qū)嵱栄b備的缺乏，裝備課課程考核長期處于“理論知識考核為主，操作能力考核為輔，排故能力考核全無”的局面?？己藘?nèi)容比較片面。通過考核，老師只能了解學生對理論知識的掌握情況，學生的實操能力、分析問題和解決問題的能力都得不到有效考核，無法真實反映學生的能力水平。通過將科研項目研制的模擬訓練系統(tǒng)應(yīng)用到課程考核中，增加操作能力考核項目和排故考核科目，可對學生的操作能力、分析問題解決問題的能力、理論指導實踐的能力進行考核，實現(xiàn)考核內(nèi)容的全面化。

三 科研成果向教學轉(zhuǎn)化的渠道

（一） 合理規(guī)劃教學內(nèi)容體系，科研成果進教材

不同層次的學生，知識基礎(chǔ)、知識結(jié)構(gòu)不同，培養(yǎng)目的、培養(yǎng)要求也不同。梳理科研成果，根據(jù)不同層次學生的培養(yǎng)要求，合理規(guī)劃教學內(nèi)容體系，并將科研成果編進教材里。

工業(yè)部門交付部隊的隨裝資料相對比較簡單，一般不包含裝備接口信號、工作時序等資料。通過研制測試訓練設(shè)備，對裝備的接口信號、工作時序等內(nèi)容有了更深入的了解，可將相關(guān)內(nèi)容編到本科教材里，為深度教學和深度學習提供基礎(chǔ)。

（二） 認真梳理整合教學內(nèi)容，科研成果進課堂

分析課堂教學內(nèi)容，明確重難點，找出課堂教學過程中，學生難以理解的部分，對照科研成果，引入課堂。例如，典型火工品-電爆管內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理的教學過程中，因內(nèi)部結(jié)構(gòu)是封裝在里面，看不見，在介紹內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理時，學生理解相對困難?？蒲许椖恐性鴮﹄姳芙⒘巳S模型，將建立的電爆管結(jié)構(gòu)三維模型引入到課堂中，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系一目了然，學生可清楚掌握火工品各組成部分形狀、配合關(guān)系?；鸸て冯姶虐踩?，因電磁場看不見摸不著，課堂中士官職業(yè)技術(shù)教育學生理解相對困難。將火工品在電磁環(huán)境中的安全仿真應(yīng)用到火工品安全教學中，使晦澀難懂火工品電磁安全問題轉(zhuǎn)化為可觀測到電火工品內(nèi)部電流，給學生以感性的直觀現(xiàn)象，實現(xiàn)了抽象教學內(nèi)容的可視化。

另外，通過建立的火工品三維模型，學生可對火工品的三維模型進行自由拆解及組裝，通過調(diào)整火工品電磁仿真參數(shù)，學生可觀測到電火工品內(nèi)部電流的變化，加深學生對理論的理解，實現(xiàn)了教學的深度化。

（三） 及時動態(tài)更新教學裝備，科研成果進實驗室

因存在新裝備無法直接配發(fā)院?；驕笈浒l(fā)學校的情況，導致院校裝備教學與部隊需求倒掛，院校裝備實訓與部隊裝備保障脫節(jié)，無法滿足新裝備同步教學。

另外，由于安全性問題，彈上火工品等危險品無法直接用于學生的實訓課程中。項目組將研制的裝備模擬件、測試訓練設(shè)備等科研成果引進實驗室，及時動態(tài)更新教學裝備，解決了院校實訓裝備的需求，實訓過程與部隊技術(shù)保障流程一致，實現(xiàn)了實訓教學的實戰(zhàn)化。

（四） 以能力素質(zhì)為牽引改變考核模式，科研成果進考場

考核是提高學生學習動力，掌握學生學習情況的有效手段。在缺乏實訓裝備的情況下，裝備課程的考核以理論知識考核為主，考核內(nèi)容片面，只了解學生理論知識的掌握情況，對學生的實操能力、排故能力無法了解和掌握。將研制的模擬訓練設(shè)備引入到考場中，可實現(xiàn)操作能力的考核。另外，通過對研制的模擬件或測試設(shè)備設(shè)置故障，讓學生現(xiàn)場排故，可完成對學生分析問題和解決問題能力的考核，實現(xiàn)了考核內(nèi)容的全面化。

四 科研成果向教學轉(zhuǎn)化的模式

（一） 構(gòu)建基于模擬訓練設(shè)備的實戰(zhàn)化實訓平臺，實現(xiàn)實訓教學與部隊裝備技術(shù)保障流程的一致性

整合研制的裝備模擬件、測試訓練系統(tǒng)等，構(gòu)建基于模擬訓練設(shè)備的實戰(zhàn)化實訓平臺?；趯嵱柶脚_，按照部隊的操作規(guī)程，開展實操訓練。實訓流程和測試設(shè)備顯示與部隊裝備保障一致，實現(xiàn)實訓教學與部隊裝備技術(shù)保障流程的一致性。

（二） 搭建基于信息化成果的教學平臺，實現(xiàn)抽象內(nèi)容的可視化，并可開展線上自主學習

整合建立的三維模型、仿真結(jié)果等信息化資源，搭建信息化教學平臺，豐富教學資源，使裝備結(jié)構(gòu)組成、工作原理、電磁安全等抽象內(nèi)容可視化、直觀化，提升教學效果。

另外，利用信息化平臺可開展線上自學。學生可以根據(jù)自己的知識結(jié)構(gòu)、任職需求，靈活選取學習內(nèi)容，實現(xiàn)學習的靈活性和自主性，解決了課堂授課中所有學生同一時間、同一地點、同一進度，學習相同的內(nèi)容，而忽視學生知識結(jié)構(gòu)和接受能力差異的問題。

（三） 將科研成果引進教材、課堂、實驗室、考場，實現(xiàn)了科研成果與教學全方位的融合

將科研成果引進教材、課堂、實驗室、考場，例如，將火工品測試系統(tǒng)研制過程中分析得到的火工品工作原理、接口信號定義、形式等內(nèi)容補充到教材中；將火工品三維型、電磁安全仿真結(jié)果引進課堂；將研制的模擬訓練設(shè)備和測試系統(tǒng)引進實驗室和引進考場等，實現(xiàn)科研成果向教學的多渠道轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)科研成果與教學全方位的融合。

五 科研成果向教學轉(zhuǎn)化的效果

（一） 改進了教學實施方法，加深了學生的理解

科研成果向教學轉(zhuǎn)化，改變了裝備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、基本工作原理對著結(jié)構(gòu)框圖講、火工品電磁安全教學純理論講解的教學實施方法。學生通過建立的裝備三維模型，可對裝備進行自由組裝和拆卸，通過建立的電磁仿真模型，可對電磁安全仿真參數(shù)自主調(diào)整，提高學生學習的自主性。

以電爆管三維仿真模型和電火工品電磁安全仿真為例，分析科研成果對教學實施方法的改變。實裝電爆管是封裝的，無法拆卸的。在介紹電爆管的傳統(tǒng)教學過程中，通過框圖和教員描述來完成結(jié)構(gòu)、工作原理的教學，教學過程中有時會存在教員講的和學員理解的不一致的問題。將建立的電爆管的三維模型引入到課堂教學中，在介紹電爆管的結(jié)構(gòu)組成時，學生可通過對電爆管仿真模型拆卸和組裝完成結(jié)構(gòu)組成的學習，然后再結(jié)合仿真模型完成工作原理學習，實現(xiàn)從感性認識到理性認識的升華，符合學生的認知規(guī)律。另外，在電火工品電磁安全教學過程中，傳統(tǒng)教學是老師通過理論分析方式介紹電磁信號對電火工品的影響。但電磁信號看不見、摸不著，學生理解比較困難，尤其是對士官職業(yè)技術(shù)教育學生。將電火工品安全電磁仿真科研成果引入教學中后，通過仿真學生可以清楚地看到火工品周圍的電磁環(huán)境和電火工品在電磁場中的感應(yīng)電流密度。通過調(diào)整電火工品周圍的電磁場，還可觀測到電火工品感應(yīng)電流密度的變化，給學生直觀的印象，使抽象內(nèi)容具體化，由感性認識上升到理性認識，學生更容易理解和接受，能夠取得更好的教學效果。

（二） 搭建了貼近部隊實裝的實訓平臺，提高了學生的崗位任職能力

整合研制的裝備模擬件和訓練設(shè)備等科研成果，搭建了基于模擬訓練設(shè)備的實訓平臺，開展與部隊裝備保障一致的實訓流程，滿足了裝備技術(shù)保障實訓要求，實現(xiàn)了學生由院校到部隊的平穩(wěn)過渡，無縫連接。

以彈上火工品測試為例，分析裝備模擬件和訓練設(shè)備在教學中應(yīng)用。實裝火工品內(nèi)部裝有火工藥劑，對外界刺激相對比較敏感，根據(jù)裝藥和結(jié)構(gòu)，有的火工品對撞擊敏感，有的火工品對靜電敏感。對于在校學生，在開展火工品測試訓練時，往往都是第一次接觸火工品，在測試操作中，經(jīng)常會發(fā)生火工品跌落、操作不規(guī)范等行為。如果在學生學習訓練中采用實裝很難保證學生和裝備的安全。另外，裝有火工藥劑的火工品屬于危險物品，如果實驗室存放實裝火工品，需要具備相應(yīng)的資質(zhì)，并且管理起來與火工品模擬件相比也要復雜得多。在將火工品模擬件和測試訓練設(shè)備引入實驗室之前，學生的火工品測試訓練主要通過觀看視頻和老師介紹來完成，效果較差，學生的實操能力沒有得到真正的提高。為解決實訓需求，將研制的各種型號彈藥的火工品模擬件和配套的測試訓練設(shè)備引進實驗室，搭建了基于火工品模擬件和測試訓練設(shè)備的實訓平臺。學生可在實訓平臺上開展火工品測試操作，測試流程、數(shù)據(jù)顯示與實裝測試完全一致，并且可進行多種型號、多崗位、多站位的實操訓練，提高了學生的崗位任職能力。

（三） 尊重了學生的差異，提升了學生學習的靈活性和自主性

不同學生的知識結(jié)構(gòu)、接受新知識的能力是不一樣的，有的學生理解的快一點，有的慢一點。在同一時間學習相同的內(nèi)容，忽視了個體的差異，課堂教學過程中經(jīng)常會出現(xiàn)部分學生無法完全理解掌握課堂內(nèi)容的情況。通過整合建立的裝備三維模型、電磁仿真結(jié)果、裝備工作機理模型等信息化資源，搭建信息化平臺，可開展線上自主學習。學生可以根據(jù)自身情況開展課前預習和課后復習，發(fā)揮了學生學習的主動性，實現(xiàn)對課堂內(nèi)容的全部理解和掌握。例如在介紹做功火工品的工作機理時，火工品起爆后，內(nèi)部組件是如何運動的，如何做功的。有的學生通過自己分析就能明白，有的學生一指導、一提示就能明白，而有的學生就理解地慢一點。課堂教學要照顧大部分同學的進度，個別課堂上沒有弄明白的學生，課后可以在信息化教學平臺選擇相關(guān)內(nèi)容，通過反復觀看工作機理三維模型，思考、交流以實現(xiàn)對該部分內(nèi)容的掌握。

另外，士官職業(yè)技術(shù)教育學生來自部隊，在部隊有具體的崗位，對崗位需求比較明確，知識結(jié)構(gòu)和關(guān)注的學習重點差異比較大。通過開放信息化教學平臺，學生可以根據(jù)自身需求和知識結(jié)構(gòu)，在課余時間重點學習自己關(guān)注的內(nèi)容，并可自主控制學習進度，發(fā)揮了學生學習的靈活性和自主性。

（四） 完善了教學資源，提升了教學質(zhì)量

通過將研制的裝備模擬件、測試訓練設(shè)備、建立的裝備三維可視化模型、仿真的結(jié)果等科研成果引進教學，搭建貼近部隊實裝的實訓平臺和信息化教學平臺，豐富了教學資源，有效提高了學生對裝備的理解掌握和實操能力。通過對訓練設(shè)備設(shè)置故障，引導學生分析故障、排除故障，提高學生分析問題和解決問題的能力。

另外，將相關(guān)資源引入考場，可對學生理論知識的掌握情況、實操能力、分析故障排故障的能力進行全面考核，有利于老師對學生學習效果的全面掌握，為進一步優(yōu)化教學內(nèi)容、改進教學設(shè)計提供依據(jù)。

六 結(jié)語

為實現(xiàn)科研成果反哺教學，結(jié)合裝備教學需求，對相關(guān)科研成果進行了梳理，將建立的裝備結(jié)構(gòu)和工作機理三維仿真模型、火工品電磁安全仿真系統(tǒng)、裝備模擬件及其測試設(shè)備等成果引進教材、課堂、實驗室、考場，實現(xiàn)了科研成果與教學全方位的融合。搭建了基于信息化成果的教學平臺和基于模擬訓練設(shè)備的實戰(zhàn)化實訓平臺，完善了教學資源，改進了教學實施方法，實現(xiàn)了抽象教學內(nèi)容的可視化、理論教學的深度化、實訓教學的實戰(zhàn)化和課程考核的全面化。教學過程更符合學生的認知規(guī)律，尊重了學生知識結(jié)構(gòu)、接受能力的差異。學生對理論知識的掌握深度、實操能力、分析問題解決問題的能力都得到有效提高，為部隊崗位任職打下良好的基礎(chǔ)。