装备实践课程数智教学探索

摘要：本文针对当前军校岗位任职教育装备实践课程教学存在的问题，分析了对外军事培训教学的职能定位，挖掘了其特色，结合“对空通信装备”课程，根据教学需求，重组教学模块，开发了组训系统，开展了教学资源建设，并借助虚拟现实技术创设实习情境，设计了装备教学“情境线”，同时升级改造硬件条件，布局形成了“虚拟+构造+实装”的实习环境，实现了装备实践课程的数智教学。

关键词：装备实践课程；数智教学；虚拟现实技术；情境线；互动线

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2025）02-0093-05

引言

军队院校装备类课程是岗位任职类的核心课程，面向大四学年的本科学员或任职培训类学员。该类课程的教学目标是使学员能够理解与运用装备相关基础理论知识，具备熟练的装备操作能力，具有良好的分队管理能力和开拓创新精神，成为适应未来战争的指技合一的军官或专业技术技师。因而，以能力培养为导向的装备实践课程教学必须立足装备，以学员的岗位任职需求为牵引，注重提高学生的综合能力。

装备实践课程教学普遍存在的问题

一是，院校实验室装备数量、型号普遍偏少，教学时一般采取分组轮训的方式，导致课堂组训效率低、手段单一；

二是，无法对学员操作过程进行实时记录，无法依据客观数据进行学习过程评价，教学设计仅凭教师经验，精准教学无从谈起；

三是，教学中仅能对装备指标进行测试，无法进行故障想定、模块替换等维修操作；

四是，在组训过程中，装备运用与岗位需求无法很好地匹配，导致无法根据实际需求进行分析，不能有效地提高学生综合能力。

装备实践课程数智教学探索

为解决以上教学问题，需要采取模拟装备使用维护情境、提高组训效率、多样化教学手段、跟踪行业前沿等措施，探索形成装备运用实景化、原理理解可视化的装备实践课程数智教学模式。[1]因此在教学中，笔者以外训“对空通信装备”课程建设为例，开展装备实践课程教学改革的探索与实践。该课程是面向对外军事培训通信导航专业开设的关于无线通信装备操作与运用的任职培训类核心课程，是立足于通信装备的发展实际，介绍装备的原理、技术与应用的一门实践课程，主要讲授面向生源国出口的外贸短波、超短波、卫星军事无线通信装备，培养学员作为通信部队技术指挥军官与维护技师的能力素质。

1.基于外训特色，面向岗位需求，重组教学模块

在教学改革前，“对空通信装备”课程的教学内容按照短波、超短波、卫星装备分模块教学，每个模块教学各20学时，通常由相关教员负责相关模块教学，几个模块的实习内容无交叉，无法进行不同种类装备的综合运用与对比分析；实习室现有装备虽然种类多，但数量少，型号老旧，且装备更新代价大，对最新外贸装备研究与应用发展跟踪不紧密。

在深入分析对外军事培训、院校教学大纲、专业人才培养方案等相关规定的基础上，明确本课程的培养目标为通信装备专业知识和应用能力培养以及对中国的了解与认同。[2-5]

基于以上分析，笔者所在课程组对课程教学内容进行了重构，将原本60学时的装备实践教学学时，拆分为“装备丝绸之路8学时”和“课程教学52学时”两个教学部分。

“装备丝绸之路”分为线上辅助教学资源、企业见学，共8学时。线上辅助资源主要引入优秀通信基础课教学资源作为装备原理理解的辅助，同时结合课程和外训学员特点，建设了“装备丝绸之路”思政教学资源，主要介绍我国装备生产企业及前沿装备的技术、性能等，促使学员了解中国的通信装备生产企业以及我国的通信科技技术发展现状。同时，课程组利用装备实践课程的特点，促进学校与企业的深度合作，建立起企业研发生产、学校培训推广、海外市场拓展的“装备丝绸之路”的校企合作模式。每学期安排学员到驻地附近的对外贸易军工企业参观见学，促进行业前沿进课堂，同时开展实装操作维护教学，提高教学成效。

“课程教学52学时”将实习科目重组为“装备操作、装备运用、情况处置”三大模块。在装备操作模块，结合装备数量少、种类多的特点，实施并行分组练习，着重介绍装备的接口、连接使用与界面功能调用，达到熟悉装备、熟练操作的目的；装备运用模块围绕军事无线通信装备的运用，结合战备、演习等装备使用的具体情境，按岗位需求凝练形成通信保障任务融入实习情境，达到熟悉装备功能性能，会根据实际情况选择装备型号、通信站址，设计开通流程，实施分队管理的目的；情况处置模块则在装备运用的基础上，设置通信或装备故障，训练学员在接近真实战场环境条件下的应对能力，摸索出故障排除、特情处置的流程与预案，提高学员的岗位任职综合能力。每个模块教学内容与学时分配如表1所示。

2.开发VR实训系统，创建沉浸式实习情境

为构建沉浸式实训场景，同时降低装备需求成本、提高组训效率，可以利用实习室建设改造时机，搭建VR实训软件平台。[6-7]软件平台能够汇聚电台模拟、战场仿真、战术决策支持等模块，形成一个高度集成的训练环境。教员可以在这个平台上，全面锻炼学员从通信操作到战术决策的各项能力。软件可对训练科目、训练方式、参训人员、训练想定等进行规划，如自主编辑和设定各种教学情境，设置设备故障、使用环境等，同时可自动记录受训人员训练数据，支持多种任务类型的设定，如单人任务、团队协作等；大屏幕可实时显示电子地图、装备态势信息等，并能够实时显示受训人员训练情况。

结合对外军事培训学员语种多样化的特点，软件系统还充分考虑了界面语言的兼容性，支持五种主流语言切换。同时，为体现文化育人特性，课程组将软件名称和图标设计为“中国结”。该软件各分系统功能实现如下：

①电台模拟操作软件：精确复制电台设备的外观与操作按钮，仿真部件连接方式与菜单设置，支持通信任务工作模式的模拟，并提供模拟真实设备的通话和数传功能。

②视距通信实训场景仿真软件：模拟真实世界的各种地貌环境，能够支持对特定任务进行场景建模和情境设定，提供逼真的训练环境。

③超视距通信实训场景仿真教学软件：提供地球环境展示、天波反射效果呈现、短波电台仿真计算、卫星轨道运行模拟等，涵盖地球环境、天波反射、电离层反射模拟以及短波、卫星电台参数调设实验等功能。

④突发情况处置教学软件：从电台性能指标测试、一般故障排除、环境干扰影响分析、电磁干扰影响分析、抗干扰预案设计等方面，设置突发情况，并归纳总结突发情况处置流程方法，提升学员装备突发情况应急处置能力。内置突发情况组合设计算法，根据学员训练情况，实时调整训练重点。

⑤智慧教学系统：教员端主控席位软件，支持教员自主编辑和设定各种教学情境，如训练、考核模式设定，任务类型设定，实训环境设定，模拟突发情况设定等，并下发任务给学员。学员可通过虚拟化身角色进入系统，完成单人或多人协同任务。

3.升级硬件系统，布局形成“虚拟+构造+实装”环境

根据以上功能性软件建设需求，学校需对原有的装备实践教室进行硬件系统的升级改造，具体硬件条件建设如下：

①关键系统硬件：1台高性能服务器作为系统的核心，负责运行模拟训练软件和处理数据，服务器机柜负责在教室内存放服务器。

②显示设备：两块高清显示大屏，用于导调信息、战场信息的展示。

③主控席位：1套专为教员设计的席位，包括1台高性能计算机、高清显示屏、显示器和其他必要的输入输出设备，用于监控训练过程、设置训练场景、评估学员表现，并提供实时反馈。

④学员操作席位：16套学员操作席位，每套配备高性能计算机、高清显示屏、耳机、VR眼镜，确保学员能够在模拟环境中有效地进行通信操作和战术决策训练。

⑤综合布线及信息化升级：铺设符合设备功率需求的电缆，构建支撑系统运行所需的局域网络，配备专业机柜与网络交换设备，实施防静电地板铺设工作。

⑥结合通信装备体积小、界面小、按键操作的特点，在虚拟仿真软件实现装备功能的基础上，增加半实物仿真设备，以降低装备建设成本，并同时配备1对实装电台，形成“虚拟+构造+实装”的装备组成。每张实习桌两侧摆放实装或半实物仿真电台，中间安装可升降高清显示器配套VR眼镜。

4.融合线上教学工具，分模块探索混合式教学方法

针对“装备操作、装备运用、情况处置”三大教学模块，课程组分别设计了相应的教学活动、实施环节，突出互动，融合线上线下、过程与评价、方法与流程，开展课程数智化教学改革。[8-9]

（1）“装备操作”模块：多元融合，精讲多练

该模块教学改革的重点是如何调动学员学习积极性，提高课堂效率。课程组根据实习步骤，设计了网页式引导界面，网页式引导界面配合实装、半实物仿真设备，实现对训练过程的引导。课堂教学实施具体过程如下：

①学员用自己的姓名和国籍登录，选择界面语言和装备型号，进入操作练习引导界面。学员观看装备外设连接部件的简介视频及三维操作演示视频，掌握接口的特点与插拔方式，并进行练习操作，完成后点击下一步。

②启动开机，点击下一步，图片逐一介绍电台主界面图标与参数的含义，每次都经过“确认”再弹出下一项。

③在主界面学习完成后，点击下一步，呈现的内容是对电台按键规则的介绍，如确认、退出、上下翻页、光标移动方法、音量调整、键盘上下功能切换等。

④继续点击下一步，是对通信参数设置的图片引导，从波道、模式、频率等方面逐步引导。如此引导练习，当学员将电台所有界面功能调用练习都完成后，进入考核模式。

⑤在考核模式下，采取填空和选择题的形式，学员对照电台输入正确的操作步骤与参数。每组学员在练习完当前装备的操作后，交换装备练习，直至每位学员都练习和操作了所有装备。

在实施这个模块教学时，教员的任务是：在上课前线上发布分组和实习装备型号、布置预习；课堂上巡视，针对性开展个别指导和小组讨论；课后则通过线上视频对装备的型号、性能、功能以及装备生产企业等作进一步拓展介绍，同时布置下一次实习安排。

（2）“装备运用”模块：情境融合，互动生成

这个模块的教学充分利用VR实训场景，学生登录任务角色进入系统实施贴近实际的通信保障。课程组先期开发了5个通信保障任务场景，任务场景与任务角色设定如表2所示。这部分的课堂教学实施过程是以结合智慧教学系统开展互动研讨与模拟运用训练的模式展开的。学员在VR、显示屏或实装设备上同步实施操作练习，VR实训场景“中国结”作为串联教学过程的“情境线”，而“雨课堂”则作为串联教学过程的“互动线”。

在实施该模块教学时，教员的任务是：课前在线上发布人员分组、实习情境、组训示范视频以及组训流程。课中，首先进行互动式前测，进一步明确实习任务，并结合“中国结”VR实习场景练操作；其次，学习小组结合场景，讨论制订任务实施方案，按小组进入VR虚拟化身，沉浸式还原架设场景与操作过程，练流程；最后，进行自评、互评与总结讲评。中间每个步骤都结合“雨课堂”实施互动引导与讨论过程记录。课后，教员在线上发布相关习题和案例，推送该模块的思维导图，以巩固知识，针对学员的个体学习情况分别跟进，针对性解决疑问。

（3）“情况处置”模块：流程梳理，综合训练

该模块主要训练学员在接近真实战场环境条件下的应对能力，摸索出故障排除、特情处置的流程与预案，提高学员的岗位任职综合能力。

在实施这个模块教学时，教员的任务是：课前在线上发布故障排除方法文档或视频，布置预习。课中一边结合“中国结”VR教学系统，训练学员故障处置能力，一边利用“雨课堂”，组织学员讨论故障排除的方法与流程。当产生故障时，结合学员操作情况，在内置算法的评估下，实施易错点和错题重练，并在训练结束后对照标准流程，进行分析和判断，给出评分，并将结果计入过程性考核成绩中。学员课后完成实习反思和总结。在专题故障处置训练完毕后，设置“综合演练”环节，并结合任务情境，单人操作和多人协同任务，实施装备的参数设置、通信模拟以及故障排查，检验课程学习效果。