面向云服務(wù)的虛擬仿真訓(xùn)練資源建設(shè)與開(kāi)放共享機(jī)制研究

代傳金 楊賓鋒 馬躍 來(lái)磊

[摘 要]針對(duì)軍隊(duì)院校在虛擬仿真訓(xùn)練資源建設(shè)中出現(xiàn)的“建設(shè)資源很豐富，學(xué)員使用很貧乏”“單一建設(shè)資源很全面，共享使用很困難”等問(wèn)題，該文在考慮軍事要求前提下，結(jié)合國(guó)家級(jí)虛擬仿真訓(xùn)練項(xiàng)目推廣和使用的實(shí)際數(shù)據(jù)，從理論上分析提高軍事院校虛擬仿真訓(xùn)練資源建設(shè)針對(duì)性和有效性的方法策略，探索新形式下面向云服務(wù)的虛擬仿真訓(xùn)練資源建設(shè)模式和開(kāi)放共享機(jī)制，具有重要的教育教學(xué)理論意義和價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]云服務(wù);虛擬仿真訓(xùn)練資源;開(kāi)放共享;資源利用率;認(rèn)定考核

[中圖分類(lèi)號(hào)] TP391.9[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）44-0-02[收稿日期] 2020-04-30

一、引言

為解決軍事院校裝備訓(xùn)練教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)“操作不到”“訓(xùn)練不好”和“實(shí)習(xí)不上”的老大難問(wèn)題，滿(mǎn)足新時(shí)期軍隊(duì)院校改革后多點(diǎn)異地辦學(xué)的教學(xué)訓(xùn)練模式需求[1-3]，促進(jìn)教育公平化和優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享[4，5]，各軍事院校大力開(kāi)展裝備教學(xué)的虛擬仿真訓(xùn)練資源建設(shè)[6，7]，如我們開(kāi)發(fā)建設(shè)的精密進(jìn)場(chǎng)雷達(dá)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目已經(jīng)成功在國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)放運(yùn)行，并被教育部認(rèn)定為虛擬仿真類(lèi)金課。但從該項(xiàng)目在軍隊(duì)院校的推廣和使用效果來(lái)看，軍事院校虛擬仿真訓(xùn)練資源建設(shè)存在優(yōu)質(zhì)資源利用率不高、訓(xùn)練效果無(wú)法及時(shí)反饋、教育資源交流分享難、“信息孤島”問(wèn)題嚴(yán)重等突出性難題，因此，為提高虛擬仿真訓(xùn)練資源的裝備教學(xué)貢獻(xiàn)率，急需依據(jù)最新資源建設(shè)理念，建設(shè)一套能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)教學(xué)使用、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以及各個(gè)教學(xué)平臺(tái)項(xiàng)目等全方位的統(tǒng)一的虛擬仿真訓(xùn)練資源管理體系和共享平臺(tái)[8]，充分整合學(xué)校信息化教育訓(xùn)練資源，滿(mǎn)足虛擬教學(xué)資源的擴(kuò)展性、兼容性、開(kāi)放和共享需求。

二、理念與策略

當(dāng)前軍隊(duì)院校軍事裝備訓(xùn)練教學(xué)，基本采用“多媒體教室理論授課+實(shí)驗(yàn)室虛擬模擬訓(xùn)練+室外裝備訓(xùn)練”的教學(xué)模式開(kāi)展，在這種教學(xué)模式指引下，各院校粗狂式發(fā)展，各自積極構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。但由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、接口協(xié)議等問(wèn)題，無(wú)法共享連同，孤島現(xiàn)象嚴(yán)重。

針對(duì)虛擬仿真資源建設(shè)現(xiàn)狀，從頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，探索構(gòu)建面向云服務(wù)的虛擬仿真訓(xùn)練資源平臺(tái)，在云服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)下整合校內(nèi)、校外資源，盤(pán)活原有虛擬仿真資源，支持各類(lèi)虛擬仿真訓(xùn)練教學(xué)平臺(tái)掛靠鏈接和持續(xù)建設(shè)。

三、面向云服務(wù)的虛擬仿真訓(xùn)練資源智能平臺(tái)構(gòu)建

1.構(gòu)建思路。按照“校院兩級(jí)統(tǒng)分結(jié)合、資源數(shù)據(jù)開(kāi)放共享、平臺(tái)接口兼容擴(kuò)展、部署使用兩網(wǎng)并行”的思路進(jìn)行建設(shè)?！靶Ｔ簝杉?jí)統(tǒng)分結(jié)合”就是校級(jí)平臺(tái)對(duì)接管理院級(jí)平臺(tái)，校級(jí)平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一門(mén)戶(hù)展示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總;院級(jí)平臺(tái)根據(jù)教學(xué)需求組織進(jìn)行線(xiàn)上裝備虛擬仿真訓(xùn)練教學(xué)?！百Y源數(shù)據(jù)開(kāi)放共享”就是各學(xué)院開(kāi)發(fā)建設(shè)虛擬仿真訓(xùn)練資源，統(tǒng)一部署在校級(jí)平臺(tái)上，面向全校乃至校外進(jìn)行開(kāi)放使用，以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總?！捌脚_(tái)接口兼容擴(kuò)展”就是新建校級(jí)平臺(tái)要與現(xiàn)有院級(jí)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，現(xiàn)有各類(lèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)資源能平滑部署至校級(jí)平臺(tái)，且兼容后續(xù)市場(chǎng)主流的虛擬仿真資源開(kāi)發(fā)平臺(tái)和技術(shù)。“部署使用兩網(wǎng)并行”則是考慮到國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目認(rèn)定相關(guān)要求，結(jié)合軍隊(duì)院校實(shí)際，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)擬分別基于無(wú)線(xiàn)教學(xué)網(wǎng)和軍綜網(wǎng)進(jìn)行同步部署。

2.平臺(tái)設(shè)計(jì)。面向云服務(wù)的虛擬仿真訓(xùn)練資源智能平臺(tái)按照“標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放、共享、可擴(kuò)展、專(zhuān)業(yè)、安全”的原則設(shè)計(jì)，分為五個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)：教育云平臺(tái)、智慧管理子系統(tǒng)、智慧教學(xué)系子系統(tǒng)、智慧學(xué)習(xí)子系統(tǒng)和智慧考核子系統(tǒng)。

教育云平臺(tái)主要用于支持各個(gè)學(xué)院的虛擬仿真訓(xùn)練資源和構(gòu)建，結(jié)合軍隊(duì)院校實(shí)際，教育云平臺(tái)擬分別基于無(wú)線(xiàn)教學(xué)網(wǎng)和軍綜網(wǎng)進(jìn)行同步部署，“雙網(wǎng)并行”系統(tǒng)，對(duì)于不涉密的軍事基礎(chǔ)教育資源部署在無(wú)線(xiàn)教學(xué)網(wǎng)平臺(tái)上面向校內(nèi)外開(kāi)放使用，對(duì)于涉密的軍事專(zhuān)業(yè)教育資源部署在軍綜網(wǎng)平臺(tái)上進(jìn)行校內(nèi)開(kāi)放使用。

智慧管理子系統(tǒng)需要指定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，保證全校資源建設(shè)、共享的有序進(jìn)行;制定保障制度和政策保證平臺(tái)的可持續(xù)運(yùn)行。在應(yīng)用層面上采用了一整套完善的授權(quán)體系，通過(guò)對(duì)角色、師生設(shè)置相應(yīng)的機(jī)構(gòu)權(quán)限、操作權(quán)限、指標(biāo)項(xiàng)權(quán)限來(lái)保證業(yè)務(wù)操作的安全性;在數(shù)據(jù)層面上提供數(shù)據(jù)庫(kù)日志備份、事務(wù)備份、數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)備份、災(zāi)難恢復(fù)等功能;系統(tǒng)層面的安全特性通過(guò)系統(tǒng)錯(cuò)誤捕獲、日志功能實(shí)現(xiàn)。

智慧教學(xué)子系統(tǒng)主要用于服務(wù)教員的日常教學(xué)。依托教育云平臺(tái)，主要包括備課系統(tǒng)、互動(dòng)課堂、輔導(dǎo)答疑、電子作業(yè)、課程學(xué)習(xí)、交流與反饋等部分，實(shí)現(xiàn)教師智能課程設(shè)計(jì)、授課、批改作業(yè)和輔導(dǎo)答疑等，同時(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資料管理、開(kāi)放資料下載、資源更新與擴(kuò)充、即時(shí)互動(dòng)和反饋等智能化服務(wù)。系統(tǒng)充分發(fā)揮各專(zhuān)業(yè)教師能力，每位教師由雜家變?yōu)閷?zhuān)家。

智慧學(xué)習(xí)子系統(tǒng)主要用于服務(wù)學(xué)員學(xué)習(xí)。依托構(gòu)建平臺(tái)，適應(yīng)分布式和跨平臺(tái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通過(guò)制定平臺(tái)之間對(duì)接的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)廣范圍內(nèi)的開(kāi)放共享，為學(xué)員提供一個(gè)能感知學(xué)習(xí)情景、識(shí)別學(xué)習(xí)特征、提供合適學(xué)習(xí)資源、自動(dòng)記錄學(xué)習(xí)過(guò)程和評(píng)測(cè)學(xué)習(xí)成果的學(xué)習(xí)工具，大量提供開(kāi)放學(xué)習(xí)資源。

智慧考核子系統(tǒng)。依托對(duì)學(xué)員以及學(xué)習(xí)情境的數(shù)據(jù)測(cè)量、采集和分析，理解和優(yōu)化學(xué)習(xí)以及學(xué)習(xí)發(fā)生的情景，提高學(xué)習(xí)效率和效果，為教學(xué)決策、優(yōu)化教學(xué)提供有效支持。

四、開(kāi)放共享的認(rèn)定考核機(jī)制

考核認(rèn)定是實(shí)訓(xùn)教學(xué)閉環(huán)流程中最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不僅可以評(píng)估出學(xué)習(xí)效果，更是對(duì)院校人才培養(yǎng)質(zhì)量鑒定的重要指標(biāo)。依托裝備虛擬仿真教學(xué)的云服務(wù)平臺(tái)，按照“虛擬結(jié)合、軟硬結(jié)合”的裝備訓(xùn)練原則，將整個(gè)裝備虛擬操作教學(xué)過(guò)程中分成兩個(gè)階段、五個(gè)步驟組織實(shí)施，依據(jù)云平臺(tái)智慧考核子系統(tǒng)分階段對(duì)學(xué)員進(jìn)行開(kāi)放共享的認(rèn)定考核。第一階段訓(xùn)練，依托平臺(tái)提供的虛擬仿真訓(xùn)練軟件，考察學(xué)員單兵作戰(zhàn)保障能力，考核結(jié)果在云平臺(tái)開(kāi)放共享，教學(xué)員共同認(rèn)定考核結(jié)果。第二階段訓(xùn)練，依托云平臺(tái)緊貼部隊(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)演練科目，按照實(shí)戰(zhàn)要求設(shè)置科目，逐步開(kāi)展單裝使用、綜合集成、體系運(yùn)用的虛擬仿真訓(xùn)練，重點(diǎn)考核學(xué)員裝備的綜合運(yùn)用能力，考核結(jié)果在云平臺(tái)開(kāi)放共享，學(xué)員推演組認(rèn)定考核結(jié)果。在整個(gè)訓(xùn)練過(guò)程中，按照虛擬訓(xùn)練與考核、網(wǎng)絡(luò)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練與考核的兩段考核模式，完成對(duì)學(xué)員裝備操作和組織運(yùn)用能力的“教學(xué)員共同參與”開(kāi)放共享的全過(guò)程考核評(píng)價(jià)，在提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，豐富了學(xué)員的體驗(yàn)，有助于學(xué)員將所學(xué)知識(shí)在實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練中轉(zhuǎn)化為能力。

五、價(jià)值與效能

為了深化軍隊(duì)院校裝備訓(xùn)練教學(xué)綜合改革，激發(fā)軍隊(duì)院校學(xué)員創(chuàng)造力，學(xué)員可以通過(guò)“兩網(wǎng)”并行登陸云服務(wù)平臺(tái)，打破裝備教學(xué)時(shí)空限制，讓學(xué)員在校園內(nèi)任意地點(diǎn)任意時(shí)間反復(fù)操作訓(xùn)練，極大地提高學(xué)員的任職能力、操作水平和工程意識(shí)。同時(shí)，教員可以通過(guò)共享平臺(tái)將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源分享出來(lái)，讓更廣范圍內(nèi)的師生使用到實(shí)驗(yàn)資源，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的更新進(jìn)步，節(jié)省建設(shè)經(jīng)費(fèi)。

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