指挥信息系统软件教学环境构建研究

郭宝锋 王文娟 李召瑞 霍晓磊 陶杰

摘  要 为加速部队作战指挥体系的构建和作战指挥能力的形成，指挥信息系统建设和人才培训至关重要，其中，指挥信息系统软件教学是指挥信息系统培训的重要环节。针对现有软件教学环境中存在的问题，提出一种基于服务器和虚拟机系统的软件教学环境构建方法，以期为指挥信息系统多专业实战化教学提供理论依据和实践参考。

关键词 指挥信息系统;软件教学环境;服务器;虚拟机系统;实战化教学体系

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）06-0044-03

Research on Construction of Command Information System Software Teaching Environment//GUO Baofeng， WANG Wenjuan， LI Zhaorui， HUO Xiaolei， TAO Jie

Abstract In order to speed up the establishment of the combat com-mand system and the formation of combat command capabilities， the construction of command information system and personnel training are essential. Among them， command information system software teaching is an important part of command information system trai-ning. Aiming at the problems existing in the existing software tea-ching environment， this paper proposes a method of constructing a software teaching environment based on server and virtual machine system， hoping to provide a theoretical basis and practical reference for multi-disciplinary practical teaching of command information system.

Key words command information system; software teaching environment; server; virtual machine system; practical teaching system

0 前言

以信息化主導的信息战作为一种特殊的作战手段，已成为现代战争中出奇制胜的关键因素。指挥信息系统作为作战指挥通信链路的载体，以计算机为网络核心，具有指挥控制、侦察情报、预警探测、通信、安全保密、信息对抗等功能[1]。在作战行动中，指挥信息系统充当着部队作战效能的倍增器[2-3]，是提高军队信息化作战能力的重要手段。指挥信息系统软件运行于计算机或服务器，是实现指挥控制的“神经”与“灵魂”。

在指挥信息系统软件教学中，由于软件构成的复杂性、功能的多样性，目前构建的教学环境难以为多席位多要素联动作业教学提供有效支撑[4]。为了向实战聚焦、向部队靠拢，使军事训练贴近信息化条件下的部队联合作战需要，进一步利用现有数字化教室环境开展指挥信息系统软件组训教学，初步构建指挥信息系统软件的实战化教学环境。

1 当前教学环境构建存在问题剖析

传统的课堂教学模式由教师采用多媒体技术讲授教学内容，学生被动接受。该模式适用于学员人数较多的常规课程讲授[5]，不适用于软件教学。指挥信息系统软件是个庞大的体系，相对一般软件教学又具有其特殊性。现阶段，无论是院校还是部队，指挥信息系统软件教学普遍存在下面一些问题。

软件操作具有不可重复性，不利于学员轮番训练  指挥信息系统软件教学包括安装部署和操作使用两部分内容，在计算机席位上一旦完成软件安装部署，很难恢复到原始状态，不利于学员反复训练安装部署过程。此外，由于软件不稳定、计算机配置差异等会导致安装错误，难以返回正常状态，想要进行新的安装部署，只能重新安装计算机系统，费时费力。操作使用环节，首批学员完成课堂学习之后，会在数据库中留下使用记录，后面学员再学习时会受到前面学员所录入信息的影响，造成教学初始环境差异，不利于教学的实施。

席位设置不灵活，不便于多席位联动演训  目前的指挥信息系统软件教学环境大多基于计算机网络构建或单机运行，每台计算机按预先设置的席位安装部署软件，席位角色不能改变，后续的所有操作训练都需基于这样的教学环境开展，在作战想定改变时，只能通过重新部署各个席位的软件甚至重新安装操作系统来实现整个网络配置环境的更新，这就使得席位设置极其不灵活，不便于多席位联动演训，不利于学员岗位轮换训练。

师生交互困难，不便于示教与案例分析  软件教学不同于一般的课程学习，不仅学员要能看到教师的操作过程，而且需要教师实时监控学员的操作过程并及时给予点评。尤其是在学员遇到问题时，教师若可以将其作为典型案例投影到教师机，引导学生分析问题和解决问题，避免出现类似错误，就会大大提高教学效率并提升学员分析解决问题的能力。但现有的教学环境更多的还是基于教师演示、学员跟训的方式进行，师生之间缺乏交互和反馈，在学员遇到问题时，教师只能走下讲台，点对点解决，不能将问题有效地展示给其他学员。

2 教学环境的构建方法

为有效解决现有教学环境存在的问题，从环境的通用性、方便性、高效性等方面考虑，构建指挥信息系统软件教学环境。

以服务器为平台构建硬件网络环境  网络环境构建示意图如图1所示，硬件设备主要包括服务器、网络交换机（三层）、教师机（两台）和学员机（若干）。

服务器由高性能计算机构成，具有更快的运行速度、更高的负载能力和更大的存储空间，为教师机和学员机提供软件运行数据。

三层网络交换机是具有部分路由器功能的交换机，可达到一次路由、多次转发的目的，主要完成局域网内部的数据交换，即教师机、学员机与服务器之间的数据交换。

教师机由两台普通计算机组成，设置双屏投影，一台运行多媒体课件讲授理论知识点，另外一台运行指挥信息系统软件，二者相互配合，使教学内容变得丰富，而且操作更集中、方便、直观。此外，教师机安装教师机监控软件，通过网络交换可实时监控学员机动态，并能够调取学员机界面投影在讲台，适用于案例分析教学。

学员机由多台普通计算机组成，计算机数量可根据实际情况而定，学员通过学员机完成软件操作。

通过这种硬件配置，解决了师生交互困难，不便于示教与案例分析的问题。

使用虚拟机开展软件操作训练  虚拟机采用虚拟化技术实现，通过软件模拟运行在一个完全隔离的环境中，并具有完整硬件系统功能。采用虚拟机开展软件操作训练，在虚拟的操作系统里进行操作的过程不受硬盘还原卡的限制，不影响真实计算机的配置和使用。此外，在虚拟机内可随意对不熟悉的软件及运用进行尝试安装和测试，不成功情况下只需一键恢复“快照”即可回到设定的完好节点处，适用于指挥信息系统软件的安装部署以及操作训练。

基于虚拟机系统进行指挥信息系统软件教学环境部署时，首先克隆多个虚拟机系统，将其放置于服务器端，教师机和学员机通过登录服务器进入各自的虚拟机，进而完成软件的安装部署和操作训练。这种通过服务器进入虚拟机的方式也大大降低了教师机和学员机对设备的性能要求，节约了硬件成本和维护费用。此外，教师机和学员机可以登录任意不同的虚拟机，学员可在不变动座位的情况下进行炮兵、防空等不同种类指挥信息系统软件的操作训练。并且，虚拟机在学员使用之后可快速恢复到原始状态，不影响后续学员的循环使用。因此，使用虚拟机开展软件操作训练，解决了传统教学环境存在的软件操作不可重复、席位配置不灵活等问题。

3 构建的软件教学环境的优点与不足

优点

1）管理维护方便。指挥信息系统软件基于服务器平台集中托管，软件更新和克隆等操作只需在服务器上进行，不需进入各个教师机和学员机。另外，在虚拟机中运行指挥信息系统软件，“快照”恢复方便快捷，减轻了教师的管理和维护负担。

2）学习直观高效。软件教学时，双屏投影使得理论和实操相结合，学员学习过程更直观。并且，教师机可通过网络交换机实时监控学员学习动态，采用示教方法及时点评和解决典型问题，提高了学员学习的效率和解决问题的能力。

3）操作使用灵活。指挥信息系统软件包括多种兵种软件，教师可在服务器端通过克隆虚拟机复制出不同兵种软件，学员只需登录不同的虚拟机文件完成不同软件的操作训练，角色更换简单快捷。

4）成本代价低廉。教师机和学员机运行的软件均放置在服务器端，对教师和学员的计算机配置要求低，节约了成本。

不足  本文所提出的环境构建方法优点很明显，但也存在不足，由于软件操作都是通过网络进行的，因此对带宽以及操作响应速度的要求非常高，特别是多席位同时传输态势数据时，对网络速度提出很高的要求。为解决该问题，需要使用高性能服务器和网络交换机，但这又提高了环境构建成本。在实际构建环境时，可根据学员的实际数量及软件的网络流量来统筹服务器和网络交换机性能需求。

4 总结

在当今军事环境下，基于指挥信息系统的多专业联合作战成为军事力量运用主要形式。为有效提升指挥训练能力和人才队伍培养，需要不断构建实战化教学环境，优化整合教学内容，创新教学方法，进而完备实战化教学体系。在实战化教学建设中，需要克服种种困难，迎难而上，为打造我国军事新生力量提供有力的基础保障，缩短与国际军事强国的军事差距。希望本文提到的一些思路和方法能够为指挥信息系统多专业实战教学环境构建提供一定的参考价值。

参考文献

[1]于同剛，徐雪峰，高鲁，等.科目训练主导的装备指控系统教学训练模式研究[J].中国教育技术装备，2019（15）：118-122.

[2]吴彩华，马建朝，王晓伟，等.指挥信息系统管理与维护专业课程实战化教学探析[J].空军预警学院学报，2015（2）：131-133.

[3]韦群，董正宏，王珏.联合作战条件下指挥信息系统建设研究[J].装备学院学报，2016（4）：81-85.

[4]陈镇西.基于指挥信息系统的多专业实战化教学环境建设[J].电脑知识与技术，2019（9）：134-135.

[5]刘裕，赵一鸣，高苗苗.基于云计算的多媒体教学环境构建[J].中国教育信息化，2012（23）：71-74.

*项目来源：陆军工程大学教育教学研究课题（课题编号：GJ20ZX042）;陆军工程大学学院级教学成果立项培育课题（课题编号：2020CGLX-11、2020CGLX-10、2020CGLX-24）。

作者：郭宝锋（通信作者）、王文娟，陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系，讲师，研究方向为指挥信息系统教学与保障;李召瑞，陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系，副教授，研究方向为指挥信息系统装备保障;霍晓磊、陶杰，陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系，讲师，研究方向为指挥信息网络与通信技术（050003）。