“師生裝”三方交互式裝備課程教學模式探索

段修生　單甘霖

摘要：針對當前實裝原理、構造和維修等教學中，裝備少、空間小、學員上機少等問題，提出將網絡、視頻共享等技術與教學過程緊密結合的思想，將裝備結構、操作或測試過程、信號波形等實時地展現到大屏幕上，甚至將測試結果直接發送到學員計算機屏幕上，從而實現教員、學員和裝備的三方交互，以克服裝備數量和空間限制，緩解上機時大部分學員被動等待的問題，使裝備教學效益最大化，提高直觀性和教學效果。

關鍵詞：教學模式 裝備 交互式 視頻共享 信息化 網絡化

軍校學員對本專業裝備的基本原理及簡單的維修操作是其第一任職的基本要求，然而，就目前裝備課教學的效果看，仍然存在學員對裝備的認識停留在書本、對基本的維修操作不熟悉等問題，究其原因，很重要的是教學裝備少，操作空間小，學員上機少。經過對裝備課教學的廣泛調研發現，學員并非對裝備課沒有興趣，每次上機都比較認真，但由于上機操作的時間短，難以在實踐中完成推理分析和知識遷移，從而難以將知識轉化為能力。實踐是裝備課教學中很重要的一個環節，因此必須解決教學裝備少、操作空間小、學員上機少的問題。

要解決上述問題，可以增加教學裝備，也可以改革教學模式。但是考慮到教學裝備有限，改革教學模式就成為解決上述問題的有效途徑。一方面，隨著計算機技術的發展和教員素質的提高，信息化教學在各所高校都有了突飛猛進的發展，這為部隊裝備信息化教學提供了技術支撐；另一方面，軍校大學生對信息化教學設備和手段都有了比較深入的了解，并且在教學中越來越發揮其主觀能動性，因此，將信息化教學模式與裝備課相結合，建立“師生裝”三方交互式的教學模式，也是裝備課教學發展的一個趨勢。

一、“師生裝”三方交互式教學模式的內涵及意義

所謂“師生裝”三方交互的教學模式是指：將網絡、視頻共享等技術與裝備課程教學相結合，實現教員對裝備的控制以及學員與教員的互動等，從而改變裝備課教學中學員被動等待的現狀，提高教學質量。

從總體上看，“師生裝”三方交互式教學模式的意義主要體現在以下幾個方面：

第一，克服裝備數量和空間限制，是裝備教學效益最大化的迫切需要。

當前專業課教學的主要內容有實裝原理、構造和維修等，要求學員對所學的裝備有深入的了解和認識，并且能夠進行一般的操作和維修，但是用于教學的裝備是有限的，如果分組操作，大部分學員就會被動等待，教學效果不佳。基于網絡和視頻共享技術的互動教學方式可以將對裝備的所有操作傳到學員的電腦中，這樣等待操作的學員也能夠進行自查，并且糾正上級操作人員的問題。這打破了裝備教學中裝備數量和空間的限制，有效提高了教學效益。

第二，緩解上機時大部分學員被動等待的問題的需要，是提高直觀性和教學效果的迫切需要。

前面已經指出，目前專業課教學的主要不足還是學員時間操作的時間不夠，不能很好地掌握裝備。將網絡、視頻共享等技術與教學過程緊密結合，將裝備結構、操作或測試過程、信號波形等實時地展現到大屏幕上，甚至將測試結果直接發送到學員計算機屏幕上，從而實現教員、學員和裝備的三方交互，使學員對實際操作有更加明確、清楚的認識，有利于提高教學效果。

第三，對信息化教學方法的進一步探索，有利于軍校教學的信息化。

按照“精通一型、旁通一類、兼顧系統”的裝備教學思路，在進行專業裝備教學的過程中，利用先進的技術手段，實現教員、學員和裝備的三方交互，解決教學中裝備少、空間小、學員上機少等問題，也是對軍校信息化教學手段的進一步探索，是科技服務教學的典型實踐。

二、“師生裝”三方交互式教學的實施

研究以網絡、視頻共享等技術為基礎，綜合教員、學員、裝備和儀器設備的“師生裝”三方交互式教學系統的設計與實現。總體組成如圖1所示。

如圖1，三方交互式教學環境的建立以“總線型”網絡為基礎，以“教員、學員、裝備”為節點，主要組成部分簡述如下：

1.教員部分。首先，是進行多媒體教學所需的最基本的部分，包括計算機、投影儀或大屏幕電視以及實物投影設備等。其次，為了實現教員課件、裝備操作或測試、軟件演示等的顯示切換，需要視頻共享器。視頻共享器的作用是將播放課件的計算機視頻、軟件演示計算機視頻、裝備測試視頻等多路視頻，共用一個投影或電視等輸出設備分時輸出，教員可以根據需要對多路視頻進行實時切換。最后，是網絡設備，采用網絡交換機或無線路由器，目的是將所有設備構成一個局域網。

2.學員部分。學員部分主要是計算機，一是用于和教員進行交互，二是用于顯示裝備操作或測試視頻、數據等。

3.裝備部分。主要包括兩部分：一部分是裝備操作視頻，利用高清網絡攝像機將裝備操作情況實時記錄并傳輸到網上，由教員和學員根據需要進行顯示；二是網絡儀器設備，將對裝備接口信號等的測量結果實時傳送到網上。

此外，如果裝備就在教室里，也就是距離較近時，也可以直接用視頻分路器來實現視頻共享。視頻分路器能夠將一路視頻分作多路同時輸出，這里主要是將裝備操作視頻、網絡儀器設備輸出視頻等同時分路傳輸，可以實時送到教員和每個學員計算機上進行顯示。

4.網絡部分。采用網絡交換機時，需要將各種設備用網線進行連接，設定不同的IP地址；采用無線路由器時，則各部分均可通過無線方式進行連接。構建無線局域網時，IP地址可以設定，也可動態分配。另外，無線方式比較靈活，無線路由器可以放在講臺上，也可以放在裝備上。

三、裝備教學的組織

以下以某自行式彈炮結合武器系統構造和維修課程教學為例，簡要說明教學過程的組織和實施，具體步驟如下：

1.將硬件設備調好，構成上述交互式環境。

2.教員播放課件，進行講授部分教學，期間可以穿插實物投影、播放錄像等。

3.講解裝備結構和操作時，將投影切換到網絡攝像機，用計算機控制攝像機的角度等，將裝備不同部分投影到大屏幕上，通過分別位于炮手艙和車長箱中的網絡攝像機可以了解到炮手艙和車長箱的結構和主要設備分布。這樣，無需學員到裝備上就能達到身臨其境的效果，大大提高了教學效率。

4.講解裝備測試時，利用網絡示波器以及自主開發的網絡測試設備，由助教在裝備上進行演示操作，操作過程則通過網絡攝像機傳送過來，同時進行大屏幕顯示和聲音播放；裝備信號的測試波形等數據則通過網絡部分傳送過來，可通過多屏幕或者視頻切換進行顯示。

5.在實裝操作環節，由學員逐個進入車長艙或炮手艙進行操作。在傳統教學時，由于艙內只能容納一個人，因此教員需要站到炮上扒著艙口進行檢查和指導，十分不便，也很危險。利用本系統，可以將學員在艙內操作情況實時傳送出來，教員和其他學員都可以實時觀察操作情況，這樣教員就能夠隨時講評，學員之間則能夠相互交流、共同提高。

6.教員與學員的交互。根據教學內容，教員可以通過網絡將相關內容推送到學員計算機上，也能夠控制學員計算機顯示的內容；學員通過網絡可以隨時向教員提出問題。最重要的是，學員能夠將自己屏幕上的內容（例如實驗結果、軟件代碼、作業等）上傳到教員計算機上，方便教員分析、指導。

經過經驗總結和模式改進，筆者將“師生裝”交互式教學模式應用到了某自行式彈炮結合武器系統構造和維修課程教學中，在裝備教室搭建了硬件系統，將學員的筆記本電腦建成局域網，進行了課程的講解和實踐，取得了良好的效果。在教學和實踐過程中，學員的熱情都很高，他們認真實踐、積極提問，并后在專業素質考核中取得了良好的成績。

四、結論

針對目前軍校裝備課教學中出現的問題，結合實際情況提出了“師生裝”三方交互式的教學模式，有效改善了裝備教學中裝備少、空間小、學員被動等待的問題，并在某自行式彈炮結合武器系統原理和構造課程中進行了實踐，取得了良好的效果，對裝備課的信息化教學進行了探索。

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本文系軍械工程學院“‘師生裝三方交互式裝備課程教學模式探索”教學研究課題的研究成果。