目标指向的模块化融合式教学设计
作者: 沈阳 郭强 桂树
摘 要:战场电磁环境是一门兼具理论方法和技术应用的专业课程,随着军事信息技术的发展和电磁环境领域研究的深入,瞄准课程目标体系,结合课程内容体系特点,进行课程教学设计非常重要。文章从教学分析入手,深入剖析理论知识讲授、技术验证实验和实践应用作业教学的现实需求,设计“知识+能力+素质”的课程目标体系和“理论+技术+应用”的课程内容体系,提出理论知识学导式、技术验证实验式和实践应用作业式的教学模式,设计目标指向的模块化融合式教学策略,旨在深化战场电磁环境教学改革并提升教学质量。
关键词:目标指向;模块化;融合式;战场电磁环境
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2022)23-0074-05
Abstract: Battlefield Electronicmagnic Envionment is a special course that has theory method and technology application. With the development of military information technology and the study of Battlefield Electronicmagnic Envionment, aiming at the course target system, according to the characteristics of course content system, it is important to design course teaching. This paper analyses teaching requirement firstly, such as theory knowledge lecture-teaching, technology proving test-teaching and practice application task-teaching. The course's target and content system are designed. It has "knowledge plus ability plus quality" target system and "theory plus technology plus application" content system. Three teaching models are put forward. They are learn-leading teaching model of theory knowledge, test teaching model of technology proving and task teaching model of practice application. Finally, this paper puts forward target oriented modular and integrated teaching design. It hopes to deepen the teaching reform of Battlefield Electronmagnetic Environment and promotes the teaching quality.
Keywords: target oriented; modular; integrated; Battlefield Electronmagnetic Environment
电磁空间是继陆海空天战场空间后的第五维战场,战场电磁环境是信息化战争的突出战场环境要素。随着军事信息技术的发展和战场电磁环境领域研究的深入,认识电磁环境,掌握核心技术,直到控制利用电磁环境,一直是该领域的热点难点问题。战场电磁环境是一门理论方法和技术应用兼具的专业课程,研究它的课程教学设计显得十分重要[1-2]。随着军队院校教育、部队训练实践、军事职业教育“三位一体”新型军事人才培养体系的建设推进,基于MOOC和虚拟实验等资源的战场电磁环境教学改革势在必行。论文围绕课程教学设计的目标、内容和策略等核心问题,针对课程内容的理论、技术和应用特点,探讨了战场电磁环境课程的目标和内容设计,分别研究了学导式、实验式和作业式教学模式,提出了目标指向的模块化融合式教学设计。通过这种教学策略设计,更好地借助MOOC、虚拟实验和实践教学平台,发挥战场电磁环境课程在“三位一体”人才培养体系建设中的质量和效益,夯实人才培养的理论基础、技术支撑和应用能力。
一、课程教学分析
(一)教学需求分析
1. 理论知识讲授教学
随着信息技术发展和信息化建设的推进,人们对电磁环境已经从陌生变为熟悉,电磁环境基本理论知识体系已经形成。对于电磁环境的非直观感受性,借助MOOC平台的优势开展电磁环境理论教学十分便捷。MOOC平台可以集合众多学习资源,便于学员全方位、直观地认识电磁环境的概念、组成、特性和效应等知识点,也能采取先行自学、资源浏览、互动交流、随堂测验等方式开展理论知识学习。因此,战场电磁环境课程理论讲授教学,需要针对知识点的特色,提供自学材料和音视频资源,帮助学员更直观地认识电磁环境理论知识点,结合随堂测验题集,检验理论知识学习效果。
2. 技术验证实验教学
随着电磁环境领域研究的深入和实践的发展,人们对电磁环境的理解和认知已不仅仅是理论上的理解,已经上升到效应机理和技术掌握。对于电磁环境的外在特性、内部机理和应用技术,在基础理论知识掌握的基础上,采用定量方法技术研究和探讨电磁环境效应及应用技术,可以加深学员对复杂电磁环境效应机理的掌握。基于MOOC平台资源,设计战场电磁环境的表征建模、影响机理和实践应用等技术实现方法,设定实验教学条件,布置实验科目和任务,规定学员提交实验学习成果,以此检验学员的技术实现能力,促进学员对电磁环境表征技术、效应分析技术和试验训练评估技术的理解和掌握。
3. 实践应用作业教学
学习电磁环境的最终目的是要在军事实践中运用和应对,包括作战、试验和训练时如何利用电磁环境赢得电磁优势。军校的实践应用教学具有鲜明的军事特色,一般采取想定作业、模拟对抗、实兵演练等形式。电磁环境实践应用教学主要针对电磁频谱筹划管理、试验和实战化训练电磁环境构设规划以及试验训练评估方案拟制等教学内容。在MOOC背景下,采取想定作业的形式,加以灵活分组实施,开展电磁环境实践应用教学,提升学员在电磁频谱筹划、电磁环境构设规划和试验训练评估方案拟制方面的能力素质。
(二)教学对象分析
战场电磁环境是信息化条件下战场环境的重要因素,无论是军事理论、装备技术还是作战运用,都不可避免要学习、了解电磁环境有关知识,战场电磁环境是一门专业拓展类的通识课程,教学对象既有本科生、研究生,也有职业教育学生,每一类教学对象的教学重点是有所区别的。
针对本科生教学,重点是理论知识学习,了解掌握电磁环境基本概念、组成要素、本质特征和定量分析电磁环境的技术方法,解决对电磁环境的认识问题,达到理解电磁环境“是什么”的要求。针对研究生教学,重点是关键技术研究,理解掌握电磁环境建模仿真、逼真构设和试验评估的关键技术,培养研究电磁环境的能力,达到探究电磁环境“为什么”的要求。针对职业教育学生,重点是军事实践应用,理解掌握装备试验、部队训练和电磁作战中的电磁环境应用方法,训练控制利用电磁环境的技能,达到应对电磁环境“怎么办”的要求。
二、课程目标设计
着眼信息化战争的战场电磁环境要素,瞄准人才培养的电磁作战支持能力目标,设计战场电磁环境的课程目标。按照课程目标的“量”和“质”层次化描述,设计战场电磁环境课程目标[3]。课程目标“量”等级分为“熟悉”“理解”“掌握”“形成”四级,各等级目标“质”描述见表1,建立“知识+能力+素质”的课程目标。
(一)知识目标
通过课程学习,使学生建立电磁环境的知识体系,包括电磁环境的概念内涵和特征组成,还有电磁环境军事实践的逼真构设、效应评估和作战支持等知识模块。课程的知识目标是熟悉相关概念,理解属性特征,是课程目标的基础。
(二)能力目标
通过课程学习,使学生掌握对电磁环境的研究能力,包括电磁环境的建模仿真和表征分析,还有电磁环境效应机理、逼真构设和作战支持等方法技术。课程的能力目标是掌握有关电磁环境核心技术,是联系知识目标与素质目标的纽带。
(三)素质目标
通过课程学习,使学生掌握对电磁环境的应用技能,包括电磁环境在装备试验训练中的构设、试验训练效果评估和电磁作战中的辅助决策支持等实践应用。课程的素质目标是掌握有关电磁环境实践应用方法,是人才培养的素质教育集中体现。
三、课程内容设计
根据战场电磁环境的课程目标,围绕战场电磁环境的基础理论、关键技术和实践应用设计战场电磁环境的课程内容体系(见表2),回答战场电磁环境“是什么、为什么和怎么办”的核心问题。
(一)基础理论层
战场电磁环境物理属性上是电磁现象,其基础理论包括电磁空间与电磁环境概念内涵、战场电磁环境及其发展、战场电磁环境的本质属性和战场电磁环境认知模型,涵盖了电磁环境的由来、发展和人们对它的基本认知。基础理论层内容是课程内容体系的基石,是教学活动的出发点。
(二)关键技术层
战场电磁环境本质属性上是环境要素,其关键技术包括电磁环境表征技术、电磁环境效应技术、电磁环境构设技术和电磁环境评估技术,涵盖了电磁环境的本身、对受体影响和实践应用涉及的构设与评估。关键技术层内容是课程内容体系的核心,是教学活动的重难点。
(三)实践应用层
战场电磁环境最终目的是控制利用,其实践应用包括装备环境适应性试验应用、部队实战化训练应用和电磁作战支持应用,涵盖了军事实践的作战、试验和训练等主体领域。实践应用层内容是课程内容体系的灯塔,是教学活动的瞄准点。
四、目标指向的模块化融合式教学设计
(一)教学模式改革
1. 学导式教学模式
向学员传授电磁环境理论知识是战场电磁环境课程教学的基本任务,是解答学员对电磁环境“是什么”的疑问,打牢这门课理论基础的首要环节。传统的课堂教学常采用“讲授式”的模式,这是由课堂教学的特点决定的。在MOOC背景下,对电磁环境理论知识的传授可以采用“学导式”的模式,如图1所示。学导式的教学模式是从学员自学入手,实行教员引导和学员自学相结合的方法[4-5],它在电磁环境MOOC知识资源的支撑下,由开课教员引导学员自学理论知识点,学员反馈自学过程中的疑问,教员结合疑问进行理论精讲,配合交流互动和随堂测试巩固提高理论知识熟悉理解。
2. 实验式教学模式
帮助学员理解电磁环境的本质特征并厘清复杂电磁环境的影响机理,搞清楚战场电磁环境课程的“为什么”,进行关键技术的实验式教学势在必行,是筑牢这门课程应用基础的核心环节。在讲授电磁环境表征方法、复杂性度量和效应分析等关键技术内容时,传统的课堂教学仅仅推导给出一些电磁环境度量方法,学员不能及时地对实验验证这些度量方法,对于电磁环境的“为什么”理解不深、掌握不透。在MOOC背景下,对电磁环境关键技术的传授可以采用“实验式”的模式,如图2所示。实验式的教学模式是从实验准备开始,教员和学员都会针对实验课目准备实验条件[4-5],在教员的引导下实施实验课目,它在电磁环境MOOC实验平台的支撑下,由开课教员引导学员熟悉实验条件,学员按照学习理解进行实验设计和操作,教员依托实验平台检查实验过程和结果,并对实验结果进行评价和反馈,学员可以查询实验结果评价并与教员交流互动。
3. 作业式教学模式