依托訓練模擬器的裝備課教學改革與實踐

韓宏偉　孫春生　張爽

［摘 要］ 為提高裝備教學效率和人才培養(yǎng)質(zhì)量，將模擬訓練系統(tǒng)引入裝備課程教學，探索依托訓練模擬器的教學改革方法和手段。介紹了所建設的裝備訓練模擬器專業(yè)實驗室的基本情況，以及課程教學改革的具體策略和做法。教學效果表明，依托訓練模擬器的教學改革，提高了裝備課的教學質(zhì)量和學員的崗位任職能力。但同時也應指出，模擬訓練有自身的使用特點和局限性，實裝的作用不可替代，虛實結合更好地提升裝備教學效果。

［關鍵詞］ 裝備課；教學改革；訓練模擬器

［基金項目］ 2023年度海軍工程大學教育科學研究課題（NUE2023ER34）

［作者簡介］ 韓宏偉（1983—），男，河北邯鄲人，工學博士，海軍工程大學兵器工程學院講師（通信作者），主要從事光電成像技術研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2024）04-0042-04［收稿日期］ 2022-10-25

引言

隨著軍隊改革的深入發(fā)展，新時期軍隊人才培養(yǎng)實行軍隊院校教育、軍事職業(yè)教育和部隊訓練實踐“三位一體”的培訓體制［1］。軍隊院校承擔著為軍隊培養(yǎng)高素質(zhì)新型軍事人才的艱巨使命。海軍工程大學承擔著為海軍培養(yǎng)專業(yè)高等教育生長軍官的任務，裝備課是該專業(yè)的崗位任職課，以多個不同平臺上的多型裝備為學習對象，主要包括理論原理、操作使用、組織訓練等三個方面的教學內(nèi)容，目的是使學員懂艦艇裝備原理、會艦艇裝備操作，能組織完成艦艇裝備訓練，從而將所學知識與艦艇裝備結合并轉化為崗位任職能力。

一、裝備課教學現(xiàn)狀

我校在裝備課教學過程中還存在許多與培養(yǎng)懂原理、會操作、能指揮的高素質(zhì)新型軍事人才的要求不相符的問題，集中表現(xiàn)為實戰(zhàn)化教學水平不高。究其原因，主要受以下幾個因素的影響。

1.教學定位不準確。我校的專業(yè)培訓層次為生長干部學員，其未來崗位對裝備的理論知識和操作運用技能需求是區(qū)別于職業(yè)技術教育士官和初級預選士官培訓層次的。而目前裝備課的教學計劃和教學重點等對此體現(xiàn)不明顯，教學主要關注單個裝備的專業(yè)知識，容易造成學員課程中所學內(nèi)容與實際工作崗位需要脫節(jié)的問題［2］。

2.缺少裝備。目前，我軍裝備正處于一個發(fā)展的階段，各種新型的裝備大量進入部隊。而這些新裝備一般都是優(yōu)先列裝部隊，院校的教學裝備更新與之相比往往較為滯后，甚至根本得不到配發(fā)。教學裝備保障受限導致很多型號裝備的教學只能通過圖片或視頻，甚至文字的形式進行，學員缺乏實際操作訓練。

3.教學形式單一。對于某些依托實裝的裝備教學，通常采取先由教員集中講解，然后分組輪流操作的方式。實操過程中學員基本按照教員講解和指導書機械地進行操作，缺乏對戰(zhàn)場協(xié)同和戰(zhàn)場環(huán)境的認識，也難以激發(fā)學員學習的積極性和主動性，教學效果不佳［3］。

4.考核評價體系不健全。考核評價是裝備課程教學的一個重要環(huán)節(jié)，然而目前還存在考評內(nèi)容單一、考評方法不科學的問題。具體表現(xiàn)為課程考核采用“平時成績+理論考試+實際操作”的方式，由于缺少裝備，實際操作考核部分不僅科目少，還難以對裝備實戰(zhàn)運用能力進行檢驗。

為培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)技術人才，使人才更好地適應新時代部隊裝備的發(fā)展，裝備教學必須向實戰(zhàn)化靠攏，做到“圍繞實戰(zhàn)搞教學、著眼打贏育人才”。目前，采用“以虛補實”策略，依靠新裝備訓練模擬器的教學已成為院校新裝備教育的一種重要手段［4］。模擬訓練不受場地、空間和天氣等條件的限制，既可以進行常規(guī)訓練，又能通過構建逼真的模擬世界使學員置身實戰(zhàn)環(huán)境［5］。基于上述情況，為提高教學質(zhì)量，保證無實裝條件下的人才培養(yǎng)質(zhì)量，我校大力開展裝備模擬訓練系統(tǒng)建設，教學團隊積極進行教學改革，充分利用新裝備訓練模擬器破解傳統(tǒng)裝備課程教學的困境。

二、裝備模擬訓練實驗室建設

隨著計算機技術的發(fā)展，模擬訓練已成為大型裝備訓練的可行手段。為解決裝備課程教學中的問題，我單位通過多種渠道籌措資金，建設了多型裝備訓練模擬器，并設立了專門的裝備實驗室，由專人負責對所有裝備訓練模擬器進行統(tǒng)一規(guī)范化管理。裝備模擬訓練實驗室的布局結構如圖1所示。

裝備模擬訓練實驗室中，作為實際裝備的“模型與模擬”，所建設的多型裝備訓練模擬器均采用半實物仿真的形式，即通過三維視景仿真技術生成高逼真、接近實戰(zhàn)的動態(tài)紅外/可見光場景及目標，以模擬載荷所輸出的數(shù)據(jù)源，而在人機交互界面上采用與實裝顯控臺幾乎完全相同的半實物模擬器，從而構成了一套大型的人在回路的艦艇裝備半實物模擬訓練系統(tǒng)。

整個模擬訓練系統(tǒng)由一個統(tǒng)一的導調(diào)臺和目標與環(huán)境模擬器、多個訓練臺位以及網(wǎng)絡設備組成。導調(diào)臺主要完成作戰(zhàn)方案想定與訓練任務編輯、系統(tǒng)管理與監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄與分析評估等功能。目標與環(huán)境模擬器根據(jù)導調(diào)臺設置的目標和環(huán)境參數(shù)，運用三維視景仿真技術，實時生成虛擬的目標和海洋戰(zhàn)場環(huán)境。為增強模擬訓練的真實性，數(shù)據(jù)庫中預置了多個型號的飛機與艦船模型，模擬海洋戰(zhàn)場環(huán)境也可根據(jù)需要變換天時與氣象條件。每個訓練臺位即為一臺半實物模擬器，具有與實裝完全相同的外觀、按鍵和顯示界面，其通過網(wǎng)絡接收目標與環(huán)境模擬器所生成的仿真圖像序列并進行進一步處理，從而模擬裝備的人工搜索、自動跟蹤、激光測距、視場切換、對焦、極性變換等功能。整個模擬訓練系統(tǒng)利用網(wǎng)絡設備構建高速局域網(wǎng)進行內(nèi)部實時信息傳輸。整體而言，該模擬訓練系統(tǒng)可實現(xiàn)模擬器集中管理、戰(zhàn)場光譜資源構建、人機界面仿真顯示、訓練狀況分析反饋等，能夠逼真地模擬真實裝備的各種操作現(xiàn)象與響應特性等，為學員提供沉浸式體驗，提高學員在各種條件下的適應能力。

以上述模擬訓練系統(tǒng)為核心的裝備模擬訓練實驗室，由專人負責日常的全方位管理，做到臺賬、模擬器、標簽相符，并定期或不定期對訓練模擬器進行保養(yǎng)維護，保證每一臺模擬器始終處于良好狀態(tài)。另外，艦艇裝備模擬訓練實驗室施行開放式運行管理，鼓勵學員利用課余時間到實驗室進行個人學習和訓練。

三、教學改革主要做法

訓練模擬器能為學員營造沉浸式的訓練環(huán)境，提高互動水平，從而為教學由傳統(tǒng)方式向更高層次發(fā)展提供了硬件條件。而且，作為重要載體，訓練模擬器也為實戰(zhàn)化教學改革提供了關鍵支撐。依托所建設的裝備訓練模擬器，課程教學團隊開展了教學改革探索，主要做法如下。

1.改革教學內(nèi)容。為更好地實現(xiàn)生長干部人才培養(yǎng)的目標，課程教學團隊與一線部隊廣泛交流，聽取用人單位意見，與畢業(yè)學員深入溝通，了解工作中遇到的困難和需求，從而認識現(xiàn)有裝備教學內(nèi)容與實際崗位需求的差距。然后從頂層設計開始，明確課程教學改革目標、標準和內(nèi)容，突出生長干部學員崗位任職能力培養(yǎng)。特別是突出裝備運用能力訓練。生長干部學員要求具有較強的組訓能力，而能組織訓練首先要懂裝備。裝備崗位技能訓練，特別是裝備運用訓練，是加深對裝備認識和了解的非常重要的方法，因此課程教學團隊大幅增加實踐教學比例，將其比例提高到了總學時的40%。

2.改革教學實施。貫徹以學員為中心的指導思想，采取了線下與線上、理論與實踐、院校與部隊、實裝與模擬、單裝操作與綜合演練、教學與科研“六結合”的教學改革思路和策略，如圖2所示。

“六結合”教學改革措施及各個措施的關系如下：（1）線下與線上結合。裝備課涉及裝備多，但課時不夠。傳統(tǒng)的現(xiàn)場授課方式難以在有限的時間完整地傳授學員知識。為此，采用線上教學和線下教學結合的方法。制作配套MOOC，上線網(wǎng)絡平臺。合理規(guī)劃教學內(nèi)容分配，采用布置任務—線上預習—線下授課的混合式教學方式，其中理論部分采取以問題為導向的啟發(fā)式教學模式。（2）理論與實踐結合。裝備教學的實踐性很強。改革傳統(tǒng)的先理論后實踐、理論和實踐割裂開來的教學模式，把課程放到裝備模擬訓練實驗室內(nèi)，將理論教學和實踐教學結合起來，在同一空間和時間同步進行、交替實施，直觀和抽象交錯出現(xiàn)，做到理中有實、實中有理。（3）院校與部隊結合。院校理論基礎雄厚，而部隊熟悉學員的崗位任職需求和裝備訓練方法，因此，將院校和部隊結合起來，實施聯(lián)合教學，解決院校教學與部隊實際脫節(jié)的問題。一方面，聘請基層指揮員到校，就裝備作戰(zhàn)使用、組訓、管理等院校薄弱且學員缺乏的知識進行講授；另一方面，由部隊指戰(zhàn)員把關教學內(nèi)容設計、綜合演練方案制訂、線上資源建設等，并擔任考核考官。（4）實裝與模擬結合。將實裝與訓練模擬器結合，訓練模擬器主要用于基本操作和作戰(zhàn)使用的實踐教學，實裝則可以更加直觀形象地用于裝備組成、內(nèi)部構造、工作原理以及操作使用的理論教學。（5）單裝操作與綜合演練結合。為了培養(yǎng)懂技術、能管理、會指揮的新型裝備人才，課程教學目標不僅注重對裝備戰(zhàn)位的培訓，還用模擬器進行裝備作戰(zhàn)運用方面的綜合演練。（6）教學與科研結合。課程教學團隊長期從事成像技術的科研工作，所在單位實驗室也建有國內(nèi)一流的探測技術分室，研究成果頗豐。為培養(yǎng)學員的創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)，將該領域的科研成果引入課堂教學，寫入教材。

3.加入實戰(zhàn)化教學元素。實踐課的主要內(nèi)容是單人單裝的裝備運用訓練，另外，在此基礎上，生長干部學員指揮能力的培養(yǎng)還需要進行系統(tǒng)性、對抗性、綜合性的協(xié)同訓練，這都需要在貼近實戰(zhàn)的背景下開展才更有意義，從而將課堂“前移”至戰(zhàn)場，把戰(zhàn)場“延伸”至課堂，實現(xiàn)理論與實踐的銜接、課堂與戰(zhàn)場的銜接［6］。利用訓練模擬器的場景設置功能和聯(lián)網(wǎng)工作功能，創(chuàng)設實戰(zhàn)化的教學情境：一是在單人單裝的裝備運用訓練中，根據(jù)給定科目，教員通過導調(diào)臺創(chuàng)設不同天候、不同水域的視景，從而讓學員在不同環(huán)境條件下進行裝備操作訓練。二是開展專業(yè)協(xié)同、共同參與的綜合演練，利用專業(yè)教室的導調(diào)臺將不同型號的訓練模擬器按“艦型—部門—站位”的關系合理配置并創(chuàng)建相應的任務背景和訓練環(huán)境，學員輪流形成上下級指揮關系，協(xié)同與電腦模擬藍軍進行對抗性訓練，從而重點培養(yǎng)學員在各種任務背景下的組織指揮、協(xié)同作戰(zhàn)能力。綜合演練內(nèi)容的設置借鑒了不同的實際操演科目，并進行改動和簡化，以適應本專業(yè)裝備綜合演練的需要。

4.完善考核評價方式。改變了以前單一筆試、以客觀題為主的考核方式，采用了更為靈活的多元化考核方式，成績評定主要包括理論與實操考核、課程學習參與度考核、崗位任職能力考核三個方面。理論知識考核在課程結束后進行，采用閉卷筆試方式；裝備實操考核借助導調(diào)臺的數(shù)據(jù)記錄與分析功能，對實踐課中學員在各訓練臺位的作業(yè)情況進行實時監(jiān)控和記錄，同時對作業(yè)結果進行量化評分。課程學習參與度主要考查學員參與課程教學活動的程度，依據(jù)學員課堂活動的積極程度和質(zhì)量等進行評價考核。崗位任職能力考核主要考查學員的指揮和組織訓練能力，通過在綜合演練中由教員組成的考核組對學員的表現(xiàn)予以評定。

結語

筆者分析了當前裝備課程教學存在的問題，在缺少實裝的條件下，大力建設降功能訓練模擬器，依托訓練模擬器開展艦艇裝備的工作原理、操作流程、使用維護和組訓方法教學，并從四點入手對教學進行改革探索。通過對畢業(yè)學員的跟蹤調(diào)查，反映出其具有較高的艦艇裝備理論水平、實操技能和組訓能力，基本達到了第一崗位快速上崗要求。下一步，課程團隊將加強與部隊的聯(lián)系，將部隊訓法戰(zhàn)法和實際案例融入課堂，進一步提高課程教學的“含戰(zhàn)量”。

參考文獻

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Teaching Reform and Practice of Equipment Course Based on Training Simulator

HAN Hong-wei， SUN Chun-sheng， ZHANG Shuang

（College of Weaponry Engineering， Naval University of Engineering， Wuhan， Hubei 430033， China）

Abstract： In order to improve the efficiency of equipment teaching and the quality of personnel training， the simulation training system is introduced into the teaching of equipment courses， and the teaching reform methods and means relying on training simulators are explored. This paper introduces the basic situation of the specialized laboratory of warship equipment training simulator and the specific methods of teaching reform of the four courses. The teaching effect shows that the teaching reform relying on the training simulator has improved the teaching quality of the equipment class and the post holding ability of the students. But at the same time， it should also be pointed out that the simulation training has its own characteristics and limitations， and the role of real installation is irreplaceable， and the combination of virtual and real conditions can better improve the teaching effect of equipment.

Key words： equipment course; teaching reform; training simulator