装备课程智慧教学模式构建研究

李永科 李爱华 邢娜

摘  要 针对装备课程开展智慧教学模式研究，主要包括三部分：智慧教学内涵研究、装备课程智慧教学需求分析、智慧教学模式构建研究。探索构建符合培养对象特点的智慧教学体系，形成教有条件、训有环境，使得基础教学、指挥训练、战术训练、综合演练等更加贴近实战化教学训练要求。

关键词 智慧教学模式;装备课程;信息化教学;智慧教学技

术;虚拟现实技术

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）07-0043-03

0 引言

随着大数据、云技术、物联网等信息技术的发展，教育也迎来历史性变革，智慧教学在各院校悄然兴起，广大教育工作者纷纷投入这场信息化教学改革的浪潮中，探索合适的智慧教学改革之路。装备教学是军校教学的重要组成部分，长期以来面临装备少、人员多、信息化教学手段不足等问题。针对上述问题，笔者以某勤务装备课程为研究对象，尝试研究构建与之相适应的智慧型教学模式。

1 智慧教学内涵研究

智慧教学定义  笔者查阅了大量的文献资料，关于教育的智慧化，目前术语最多的有智慧教育、智慧校园、智慧课堂。智慧教学目前还没有明确的定义，但总体来说，是指利用大数据、云计算、物联网、移动互联网等新一代信息化技术实现的智能、高效的新型现代化教学[1]。

智慧教学技术表现形式研究  智慧教学技术表现形式有多种，从本文的研究主题智慧教学模式角度考虑，智慧教学技术表现常见形式归纳如下[2]：

1）数字教学资源，指照片、图片、视频、电子书籍等数字化的教学资料;

2）3D模型资源，指根据实物，利用3D MAX等技术实现的虚拟物品;

3）虚拟现实资源，指利用计算机技术设计的虚拟场景，模拟现实岗位、情境，开展单机或者交互式的虚拟训练。

以上均是软件方面的技术实现形式，其功能的实现依托于硬件平台，目前常见的智慧教学硬件形式有三种。

1）机柜式，主要用于课上训练，优点是操作空间大，操作方便;缺点是体积大，便携性差。

2）平板式：既可用于课上，又可用于课下，但是由于操作界面小，操作的真实体验感不如机柜式和头戴式。

3）头戴式：课上课下均可使用，但笔者认为课下运用更能突出其优势，不仅便携性好，而且操作更贴近青年学员，像玩游戏一样的虚拟体验，学员更容易上手，甚至喜欢上操作，激发学习兴趣，增强学习效果。

2 装备课程智慧教学模式智慧需求分析

装备课程目标及现状分析  装备课程是军校学员的核心课程，对知识掌握程度要求高，对不同层次的学员虽然要求有所差异，但是其共性的教学目标可归纳为：具备一定的装备原理和构造知识;具备一定的装备操作技能;具有较高的实战化意识和装备实战水平。然而，装备课程因具有装备原理抽象、装备构造复杂、操作使用要求高的特点，加上装备数量少、人員多、表现形式不够丰富等原因，导致教员在教的过程中难以形象、生动、高效地将装备知识传授于学员，学员在学的过程中吃透理论慢、操作动手少，理论和操作技能提升效率不高。

装备课程教学模式需求分析  根据教学目标和现状分析，笔者认为装备课程教学模式需要考虑相应的改革：装备理论展现形象化、直观化;装备操作训练标准化、高频化;装备实战训练逼真化、常态化。

装备课程教学模式需求智慧着力点分析  在明确了装备课程教学模式需求基础上，结合培训学员的人才培养目标，以某技术勤务课程为例，依托信息化技术，确定智慧着力点：装备原理的信息化技术展现;装备构造的3D展现;装备操作的虚拟训练;装备联动的虚拟训练;装备实战运用的虚拟战场。

3 装备课程智慧教学模式构建研究

装备课程智慧教学模式构建，从教学过程来看，主要从课前、课中、课后三个阶段考虑，而每个阶段从线上、线下两个方面进行教学模式设计[2-4]。从教学环节设置来看，主要有理论学习与训练、操作学习与训练、实战训练等。从智慧教学硬件条件来看，主要构建基于机柜式和头戴式相结合的方式，机柜式硬件设备主要用于课上，分学员机（操作系）和教师机（导调席），学员集中操作开展装备虚拟训练，教师作为指挥席全程导调、监控、记录、存储。头戴式设备主要用于课下，Wi-Fi连接校园局域网，学员根据个体情况随时随地在碎片化时间内开展训练，远程服务器记录并保存学员学习痕迹。

课前预习  在校园局域网全覆盖的情况下，学员利用头戴式工具在校园的任意地点和自由时间内进行课前预习，包括理论初印象、装备新认知、装备初操作等。

1）学习内容呈现采取文字、图片、照片、视频、3D、VR等方式，全方位、多角度认知装备。

2）预习模块设置包括学习内容、预习测试、学习记录。经过内容学习，学员自行进行预习测试，测试试题解答可以有三次机会，测试的最终结果会保存在本地，在连接局域网情况下，实时上传到服务器，便于教员根据数据了解学员预习情况、知识的认知水平，有针对性地开展课堂教学。

课中学习  课中学习采取虚实相结合的方式，某技术勤务课程以机柜式设备开展课堂教学，包括教师机和学生机。教师机作为指挥控制席位，一方面对教学来讲，具有发quiz、发问卷、发主观题、发客观题、发讨论题，发弹幕等功能;另一方面对装备实战来讲，负责整体的任务接收、发送以及训练的监控。学生机作为操作席位，一方面对教师机发的教学题目在规定时间内作答并提交，并且具有发小纸条、举手提问等功能;另一方面对装备实战来讲，主要接收上级席位的指令或者教员口头的教学任务开展操作。

课堂教学过程构建

1）理论学习与训练。理论学习与训练采取教员现场授课与设备虚拟训练相结合的方式。对于概述性内容等理论性比较强的内容，教员现场授课，每完成一个环节或者模块的学习，利用教师机的智慧功能，以quiz、讨论题等形式检验学习效果，活跃课堂学习氛围。对于装备结构和工作原理等语言表述比较抽象的内容，除了教员现场以视频、动画、3D、实装等展示之外，借助学生机中的虚拟现实软件了解装备的内部结构及工作原理，学员仿佛在装备内部进行了一场遨游，印象深刻，全面地掌握内容。

2）操作学习与训练。主要针对动手操作性内容，比如操作使用、装备维修等内容，为了解决实装少、人员多的矛盾，并且降低对装备的损坏，在真正实装之前，学员可以经过三步走：虚拟的训练、模拟训练器的训练、实装训练。比如飞行控制柜的操作使用，教员讲解具体的操作方法时，学员可以跟着教员利用在学员机上安装的软件进行虚拟操作，主要锻炼对操作流程的掌握以及部件的认识;当虚拟训练熟悉之后，再利用模拟训练器进行训练，主要关注实装操作细节（此处的模拟器是指模拟制作的真实的装备部件，比如按比例制作的飞行控制柜，设计的接口、界面、操作按键与实装基本一致）;最后利用实装进行训练，主要关注真实装备的操作细节、操作安全、完整功能等。

3）实战模拟训练。实战训练主要由教师机担任指挥控制中心，学生机担任操作站，模拟实战训练场景，实现“任务下达—任务实施—任务完成—总结讲评”全过程的实战模拟训练。各站的情况指挥控制中心实时收集并存储。

4）实装训练。在具备一定的理论基础和虚拟操作的经验之后，学员进行实装训练，真正接触装备进行学习训练。

课下复习  课下复习最大的特点是：可利用便携的头戴式设备，借助校园网，在校园范围内（如宿舍、自习室等地点）自由开展复习，复习内容呈现形式宛如置身于真实场景之中。这样一方面激发学员学习兴趣，另一方面让学员更进一步了解装备的操作和运用场景，增强复习效果。与此同时，教员在后台服务器可随时查看学员复习情况，并能实现个性化的师生交互。

复习内容及方法

1）理论知识的复习。在开启头戴式设备后，选择复习内容，进入虚拟场景，学员仿佛置身于真实环境。比如：装备的日常管理等知识性的复习，进入虚拟课堂，聆听授课;结构和工作原理等的复习，以无人机地面控制站飞行控制系统结构和工作原理复习为例，开启设备后，选择复习的科目，进入地面控制站飞行控制系统内部结构虚拟界面，鼠标放置于不同位置，呈现其名字和作用，并能根据自己选择显示工作的上行和下行信号流程。

2）實践操作的训练。开启头戴式设备后，选择训练科目，比如油机的操作使用，采用虚拟现实技术设计的真实的油机场景呈现在眼前。学员可以有两种方法展开训练：方法一是采取引导式复习，根据操作流程提示开展一步步练习;方法二是采取考核模式，隐去操作流程，自行操作，对操作的痕迹有记录，学员可以根据记录查找不足，检验学习效果。上述是单机训练或者单站模式训练，还可设计联网竞技模式：对于单站操作训练，几个学员宛如玩游戏一般，竞技装备操作的效果和操作的速度;对于多站协同训练，可以组建无人机作战分队，按照无人机飞行行动的过程开展有组织的训练，锻炼学员对知识的综合运用能力、表达能力、组织能力、团队协作能力等。

3）复习效果的检验。根据本讲的主要学习内容，自动组卷，包括理论知识和实践操作，学员在规定的时间内答题，每一步的得分由计算机自动给出并记录操作过程，远程服务器保存并记录，方便师生查看。

4 结语

笔者尝试构建的智慧教学体系在一定程度上解决了装备授课中的装备训练机会不足、及时检验不便、个性化的师生交互难、实战化组织训练难等传统教学中的疑难问题。智慧教学的兴起推动了教育的重大变革，装备教员借教育改革的东风，认真钻研、开拓进取，探索构建符合培养对象特点的智慧教学体系，形成教有条件、训有环境，使得基础教学、指挥训练、战术训练、综合演练等更加贴近实战化教学训练要求。■

参考文献

[1]智慧教学[EB/OL].（2020-05-02）[2020-09-12].https：//

wenku.baidu.com/view/7abfa6b4fb0f76c66137ee06eff9aef8941e48e0.html.

[2]王强.“互联网+”视角下的职业教育智慧教学体系构建[J].职业技术教育，2017（38）：58-60.

[3]张新星，顾怡红.基于“三网”融合的智慧教学模式研究与实践[J].机械职业教育，2019（4）：40-42.

[4]许文虎，钟敏.基于“互联网+”智慧教学的新型教学模式研究与实践[J].职教论坛，2017（32）：58-61.