裝備課程智慧教學(xué)條件建設(shè)的思考

蘇續(xù)軍，熊超，周永學(xué)，張瑋

（陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)，河北 石家莊）

一 引言

隨著信息智能時代的來臨，教育領(lǐng)域開始全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)、人工智能方法和先進(jìn)教學(xué)理念,這些智慧手段極大地促進(jìn)了教學(xué)改革與發(fā)展，在人才培養(yǎng)方面發(fā)揮著越來越重要的作用。具有應(yīng)用范圍廣、課程門類全、研究內(nèi)容寬、實(shí)踐效果好的特點(diǎn)。而軍隊院校在智慧教學(xué)無論是研究和實(shí)踐上進(jìn)入較晚，發(fā)展較慢，還存在不少差距[1]：一是理念上還有差距，和地方高校蓬勃發(fā)展的智慧教學(xué)相比，軍隊院校中智慧教學(xué)理念還沒有被廣為接受；二是研究起步較晚，受限于信息技術(shù)發(fā)展限制，軍隊院校在智慧教學(xué)方面研究相對較晚，發(fā)展相對較慢；三是條件建設(shè)滯后，由于軍隊院校大部分課程涉密、培訓(xùn)對象相對固定、互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接受限，在智慧教學(xué)條件建設(shè)上有一定差距；四是應(yīng)用范圍有限，主要集中于便于借助互聯(lián)網(wǎng)資源開展教學(xué)的通識教育和專業(yè)基礎(chǔ)課程等，特別是在裝備課程教學(xué)中還沒能進(jìn)行深入探索，沒有形成可供借鑒的教學(xué)模式。

本文著眼軍隊院校武器裝備課程發(fā)展，結(jié)合近些年的實(shí)踐和感悟，在智慧教學(xué)條件建設(shè)上有幾點(diǎn)思考和建議。

二 立足軍事綜合訓(xùn)練網(wǎng)，建設(shè)智慧教學(xué)基礎(chǔ)

智慧教學(xué)在技術(shù)層面是通過新一代信息技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，對教育信息進(jìn)行感知、識別、捕獲、匯聚、分析，進(jìn)而輔助智能化的教學(xué)管理與決策。其中，網(wǎng)絡(luò)化和互聯(lián)互通是智慧教學(xué)的基礎(chǔ)。地方普通高校普遍立足互聯(lián)網(wǎng)，并結(jié)合院校自建網(wǎng)絡(luò)建設(shè)智慧教學(xué)條件，部隊單位由于涉密原因，往往不能利用資源豐富的互聯(lián)網(wǎng)，而能夠依托的只有軍事綜合訓(xùn)練網(wǎng)。軍事綜合訓(xùn)練網(wǎng)，是服務(wù)部隊單位的專有網(wǎng)絡(luò)，面向全軍提供軍事訓(xùn)練信息資源和應(yīng)用服務(wù)的綜合性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)平臺，在其上運(yùn)行著總門戶網(wǎng)站、大單位軍事訓(xùn)練門戶網(wǎng)站、地區(qū)信息管理中心門戶網(wǎng)站、訓(xùn)練機(jī)構(gòu)門戶網(wǎng)站和院校門戶網(wǎng)站五類。其中院校門戶網(wǎng)站是由院校訓(xùn)練部門負(fù)責(zé)，用于集合本院校教育訓(xùn)練動態(tài)與成果、提供特色資源與應(yīng)用的綜合性網(wǎng)站，具有對外展現(xiàn)院校形象、對內(nèi)整合信息資源、提供信息服務(wù)的重要作用。

通觀軍事綜合訓(xùn)練網(wǎng)各院校門戶網(wǎng)站，在教學(xué)上都積累了大量資源，優(yōu)秀之作也大量涌現(xiàn)。尤其是這些年在軍委訓(xùn)管部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)下，軍事職業(yè)教育平臺上，上線運(yùn)行在線以MOOC為主課程，形成了一定規(guī)模，數(shù)量還在不斷增加。特別是要求各級官兵每年利用軍事職業(yè)教育服務(wù)平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)，也在全軍掀起一股學(xué)習(xí)熱潮。各級院校單位應(yīng)嚴(yán)格按照軍委機(jī)關(guān)發(fā)布的《軍隊視頻類在線課程建設(shè)規(guī)范（試行）》中對以MOOC為主的在線課程建設(shè)規(guī)范，豐富和完善教學(xué)資源素材[3]。依托軍事綜合訓(xùn)練網(wǎng)，兼顧軍事職業(yè)教育平臺、院校自建資源庫以及部隊單位資源云，形成三位一體的智慧教學(xué)資源庫。

三 擁抱信息化技術(shù)手段，創(chuàng)造新素材

在裝備課程教學(xué)中，一直存在諸多難題。一是實(shí)裝數(shù)量少，在學(xué)習(xí)過程中，操作機(jī)會少，自主學(xué)習(xí)很難展開；二是部分組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、小零件多、內(nèi)部構(gòu)造不可見，難以觀察理解；三是存在理論難理解、示范難看清，實(shí)操難組織的問題。虛擬仿真技術(shù)具有沉浸性、交互性、多感知性、構(gòu)想性等特點(diǎn)，在教學(xué)工作有著顯著的技術(shù)優(yōu)勢。利用仿真技術(shù)將與實(shí)際幾乎相同的環(huán)境呈現(xiàn)給受訓(xùn)者，學(xué)生在模擬環(huán)境下對仿真裝設(shè)備進(jìn)行操作，既不會破壞工具、設(shè)備儀器等操作對象，也不會因為誤操作而傷害到自身，優(yōu)勢是十分明顯的。目前，地方已有 155 所普通高校建立了 200 個國家級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心[2]，而軍事院校依托軍事職業(yè)教育平臺虛擬仿真訓(xùn)練才剛剛起步，而且許多課程的接口、操作模式還遠(yuǎn)未統(tǒng)一。

圖1 火箭炮XR系統(tǒng)建設(shè)方案和效果

當(dāng)前，裝備教學(xué)匯總應(yīng)積極補(bǔ)充以VR、AR、MR等多種形式的虛擬教學(xué)新型系統(tǒng)。針對新型武器系統(tǒng)的課程教學(xué)需求，發(fā)揮新技術(shù)優(yōu)勢，一是開發(fā)建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）數(shù)字化教學(xué)平臺，包括裝備結(jié)構(gòu)原理、分解結(jié)合、動作過程、技術(shù)檢測和維修保障等內(nèi)容，服務(wù)于各層次裝備構(gòu)造與勤務(wù)課程教學(xué)。二是開發(fā)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）數(shù)字化教學(xué)平臺，結(jié)合實(shí)裝，多層次、多角度、立體化的融合裝備知識，確保教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率顯著提升。三是進(jìn)一步完善桌面數(shù)字化教學(xué)平臺。采用交互式的操作界面， 360度全方位地展示各機(jī)構(gòu)和整裝的構(gòu)造與工作原理[4]。學(xué)員可以借助于以上XR數(shù)字化平臺，隨時隨地地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了課堂空間的多維擴(kuò)展。

四 結(jié)合裝備專修室，優(yōu)化配置新型資源

（一） 自建局域網(wǎng)，完善線上、線下相融合的教學(xué)條件

由于軍事綜合訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)與外網(wǎng)物理隔絕的要求，不允許任何的外泄開放，同時，各單位傳統(tǒng)建設(shè)大量的素材和新型信息化手段，短期內(nèi)還很難同步到軍綜網(wǎng)絡(luò)的任何一個平臺上。所以，考慮到各單位建設(shè)自主性和技術(shù)發(fā)展路徑，可以基于無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)高速局域網(wǎng)。在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，可以講豐富的教學(xué)素材以一定形式集成到教學(xué)場地來，包括維修案例庫、戰(zhàn)例庫、視頻、慕課、微課、數(shù)字化裝備教材、電子圖冊等資源。

（二） 構(gòu)建智慧教學(xué)新條件

結(jié)合裝備教學(xué)特點(diǎn)，研究建設(shè)智慧教學(xué)平臺。立足武器裝備教學(xué)，以裝備智慧教學(xué)為目的，以智慧教室建設(shè)為手段，開發(fā)智慧教學(xué)軟件，建設(shè)裝備教學(xué)私有云[4]，對現(xiàn)有教學(xué)資源進(jìn)行信息化網(wǎng)絡(luò)化改造，同時補(bǔ)充新型智慧化教學(xué)要素，打造適合新型裝備智慧教學(xué)的智慧課堂條件。包括新型火箭炮智慧教室基礎(chǔ)條件建設(shè)。購置大屏交互式電子白板、顯示系統(tǒng)、智能采集系統(tǒng)和智慧課桌[7-8]。部分聯(lián)通軍事綜合訓(xùn)練網(wǎng)和裝備教學(xué)私有云，結(jié)合裝備教學(xué)特點(diǎn)，改造現(xiàn)有教學(xué)資源為智慧教學(xué)可以方便使用的智慧教學(xué)資源。

圖2 裝備智慧教室建設(shè)架構(gòu)

圖3 基于局域網(wǎng)的裝備智慧教室基礎(chǔ)條件

五 處理好與傳統(tǒng)教學(xué)條件的關(guān)系

隨著新型教學(xué)手段、教學(xué)資源不斷豐富，教學(xué)過程中要發(fā)揮新型智慧教學(xué)手段的優(yōu)勢，來彌補(bǔ)裝備傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)不足，使原來“做不到、做不好、做不了、做不上”的裝備實(shí)訓(xùn)教學(xué)成為可能，通過大量使用虛擬仿真教學(xué)手段，無縫結(jié)合新型教學(xué)方法，爭取營造出理實(shí)融合、虛實(shí)結(jié)合、多維信息化學(xué)習(xí)環(huán)境。但是也不能忽視輕視傳統(tǒng)教學(xué)手段的優(yōu)勢，隨著新型裝備的保障資源建設(shè)，會產(chǎn)生一批質(zhì)量好、信息全、品種配套的教學(xué)資源，包括裝備掛圖、圖冊、示教器材、實(shí)裝教學(xué)部組件等，這些傳統(tǒng)手段耐用、皮實(shí)、與實(shí)裝比較接近，而且比較直觀，容易上手，尤其是裝部組件類能夠提供學(xué)員動手操作分解結(jié)合機(jī)會，更是其他教學(xué)手段無法代替的。作為教員應(yīng)該妥善處理二者的使用和選取，發(fā)揮各自優(yōu)勢，又能充分結(jié)合，確保優(yōu)質(zhì)的教學(xué)效果。

六 結(jié)語

軍隊院校智慧教學(xué)條件建設(shè)，應(yīng)借鑒普通高校智慧教學(xué)經(jīng)驗，立足軍事綜合訓(xùn)練網(wǎng)，以AR、VR、大數(shù)據(jù)、裝備云等信息技術(shù)為手段，注重線上線下、實(shí)裝虛擬手段等融合，多維立體構(gòu)建智慧教學(xué)條件。最終使基礎(chǔ)條件滿足教學(xué)中高效互動、動態(tài)開放、自主學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)需求。