“师生装”三方交互式装备课程教学模式探索

段修生　单甘霖

摘要：针对当前实装原理、构造和维修等教学中，装备少、空间小、学员上机少等问题，提出将网络、视频共享等技术与教学过程紧密结合的思想，将装备结构、操作或测试过程、信号波形等实时地展现到大屏幕上，甚至将测试结果直接发送到学员计算机屏幕上，从而实现教员、学员和装备的三方交互，以克服装备数量和空间限制，缓解上机时大部分学员被动等待的问题，使装备教学效益最大化，提高直观性和教学效果。

关键词：教学模式 装备 交互式 视频共享 信息化 网络化

军校学员对本专业装备的基本原理及简单的维修操作是其第一任职的基本要求，然而，就目前装备课教学的效果看，仍然存在学员对装备的认识停留在书本、对基本的维修操作不熟悉等问题，究其原因，很重要的是教学装备少，操作空间小，学员上机少。经过对装备课教学的广泛调研发现，学员并非对装备课没有兴趣，每次上机都比较认真，但由于上机操作的时间短，难以在实践中完成推理分析和知识迁移，从而难以将知识转化为能力。实践是装备课教学中很重要的一个环节，因此必须解决教学装备少、操作空间小、学员上机少的问题。

要解决上述问题，可以增加教学装备，也可以改革教学模式。但是考虑到教学装备有限，改革教学模式就成为解决上述问题的有效途径。一方面，随着计算机技术的发展和教员素质的提高，信息化教学在各所高校都有了突飞猛进的发展，这为部队装备信息化教学提供了技术支撑；另一方面，军校大学生对信息化教学设备和手段都有了比较深入的了解，并且在教学中越来越发挥其主观能动性，因此，将信息化教学模式与装备课相结合，建立“师生装”三方交互式的教学模式，也是装备课教学发展的一个趋势。

一、“师生装”三方交互式教学模式的内涵及意义

所谓“师生装”三方交互的教学模式是指：将网络、视频共享等技术与装备课程教学相结合，实现教员对装备的控制以及学员与教员的互动等，从而改变装备课教学中学员被动等待的现状，提高教学质量。

从总体上看，“师生装”三方交互式教学模式的意义主要体现在以下几个方面：

第一，克服装备数量和空间限制，是装备教学效益最大化的迫切需要。

当前专业课教学的主要内容有实装原理、构造和维修等，要求学员对所学的装备有深入的了解和认识，并且能够进行一般的操作和维修，但是用于教学的装备是有限的，如果分组操作，大部分学员就会被动等待，教学效果不佳。基于网络和视频共享技术的互动教学方式可以将对装备的所有操作传到学员的电脑中，这样等待操作的学员也能够进行自查，并且纠正上级操作人员的问题。这打破了装备教学中装备数量和空间的限制，有效提高了教学效益。

第二，缓解上机时大部分学员被动等待的问题的需要，是提高直观性和教学效果的迫切需要。

前面已经指出，目前专业课教学的主要不足还是学员时间操作的时间不够，不能很好地掌握装备。将网络、视频共享等技术与教学过程紧密结合，将装备结构、操作或测试过程、信号波形等实时地展现到大屏幕上，甚至将测试结果直接发送到学员计算机屏幕上，从而实现教员、学员和装备的三方交互，使学员对实际操作有更加明确、清楚的认识，有利于提高教学效果。

第三，对信息化教学方法的进一步探索，有利于军校教学的信息化。

按照“精通一型、旁通一类、兼顾系统”的装备教学思路，在进行专业装备教学的过程中，利用先进的技术手段，实现教员、学员和装备的三方交互，解决教学中装备少、空间小、学员上机少等问题，也是对军校信息化教学手段的进一步探索，是科技服务教学的典型实践。

二、“师生装”三方交互式教学的实施

研究以网络、视频共享等技术为基础，综合教员、学员、装备和仪器设备的“师生装”三方交互式教学系统的设计与实现。总体组成如图1所示。

如图1，三方交互式教学环境的建立以“总线型”网络为基础，以“教员、学员、装备”为节点，主要组成部分简述如下：

1.教员部分。首先，是进行多媒体教学所需的最基本的部分，包括计算机、投影仪或大屏幕电视以及实物投影设备等。其次，为了实现教员课件、装备操作或测试、软件演示等的显示切换，需要视频共享器。视频共享器的作用是将播放课件的计算机视频、软件演示计算机视频、装备测试视频等多路视频，共用一个投影或电视等输出设备分时输出，教员可以根据需要对多路视频进行实时切换。最后，是网络设备，采用网络交换机或无线路由器，目的是将所有设备构成一个局域网。

2.学员部分。学员部分主要是计算机，一是用于和教员进行交互，二是用于显示装备操作或测试视频、数据等。

3.装备部分。主要包括两部分：一部分是装备操作视频，利用高清网络摄像机将装备操作情况实时记录并传输到网上，由教员和学员根据需要进行显示；二是网络仪器设备，将对装备接口信号等的测量结果实时传送到网上。

此外，如果装备就在教室里，也就是距离较近时，也可以直接用视频分路器来实现视频共享。视频分路器能够将一路视频分作多路同时输出，这里主要是将装备操作视频、网络仪器设备输出视频等同时分路传输，可以实时送到教员和每个学员计算机上进行显示。

4.网络部分。采用网络交换机时，需要将各种设备用网线进行连接，设定不同的IP地址；采用无线路由器时，则各部分均可通过无线方式进行连接。构建无线局域网时，IP地址可以设定，也可动态分配。另外，无线方式比较灵活，无线路由器可以放在讲台上，也可以放在装备上。

三、装备教学的组织

以下以某自行式弹炮结合武器系统构造和维修课程教学为例，简要说明教学过程的组织和实施，具体步骤如下：

1.将硬件设备调好，构成上述交互式环境。

2.教员播放课件，进行讲授部分教学，期间可以穿插实物投影、播放录像等。

3.讲解装备结构和操作时，将投影切换到网络摄像机，用计算机控制摄像机的角度等，将装备不同部分投影到大屏幕上，通过分别位于炮手舱和车长箱中的网络摄像机可以了解到炮手舱和车长箱的结构和主要设备分布。这样，无需学员到装备上就能达到身临其境的效果，大大提高了教学效率。

4.讲解装备测试时，利用网络示波器以及自主开发的网络测试设备，由助教在装备上进行演示操作，操作过程则通过网络摄像机传送过来，同时进行大屏幕显示和声音播放；装备信号的测试波形等数据则通过网络部分传送过来，可通过多屏幕或者视频切换进行显示。

5.在实装操作环节，由学员逐个进入车长舱或炮手舱进行操作。在传统教学时，由于舱内只能容纳一个人，因此教员需要站到炮上扒着舱口进行检查和指导，十分不便，也很危险。利用本系统，可以将学员在舱内操作情况实时传送出来，教员和其他学员都可以实时观察操作情况，这样教员就能够随时讲评，学员之间则能够相互交流、共同提高。

6.教员与学员的交互。根据教学内容，教员可以通过网络将相关内容推送到学员计算机上，也能够控制学员计算机显示的内容；学员通过网络可以随时向教员提出问题。最重要的是，学员能够将自己屏幕上的内容（例如实验结果、软件代码、作业等）上传到教员计算机上，方便教员分析、指导。

经过经验总结和模式改进，笔者将“师生装”交互式教学模式应用到了某自行式弹炮结合武器系统构造和维修课程教学中，在装备教室搭建了硬件系统，将学员的笔记本电脑建成局域网，进行了课程的讲解和实践，取得了良好的效果。在教学和实践过程中，学员的热情都很高，他们认真实践、积极提问，并后在专业素质考核中取得了良好的成绩。

四、结论

针对目前军校装备课教学中出现的问题，结合实际情况提出了“师生装”三方交互式的教学模式，有效改善了装备教学中装备少、空间小、学员被动等待的问题，并在某自行式弹炮结合武器系统原理和构造课程中进行了实践，取得了良好的效果，对装备课的信息化教学进行了探索。

参考文献：

[1]傅月晟，李凯，杜骏震.多媒体交互式教学系统的研究与应用[J].山西广播电视大学学报，2006，（51）：48-50.

[2]王俊峰.交互式教学在“数字信号处理”课程中的应用[J].中国电力教育，2010，（158）：94-96.

[3]郑三元.课堂教学中的互动控制分析[J].湖南师范大学教育科学学报，2005，1（4）：66-69.

[4]关于大学生课堂互动的研究——以华中科技大学为例[J].大学教育科学，2007，（4）：51-54.

本文系军械工程学院“‘师生装三方交互式装备课程教学模式探索”教学研究课题的研究成果。