虛擬仿真技術在新裝備教學中的應用

張娜++陶冬香++陳鴻

【摘要】本文結合近年來分院辦學轉型中利用虛擬仿真技術輔助新裝備教學條件建設的切身體會，從幾個方面進行了深入地分析、改革和探索，并付諸于實踐，實現了課堂教學的“三貼近”，帶動了教員隊伍的轉型，促進了教學條件的建設，具有一定的實際意義。

【關鍵字】虛擬仿真 裝備教學 任職教育

【中圖分類號】TP391 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0028-01

伴隨著學校辦學轉型工作的不斷走向深入，崗位任職教育具有明確的指向性，這就要求教員必須以學員的崗位任職為中心，重在提高實際工作能力，如新裝備的操控能力及故障排除能力。隨著海軍航空兵的新裝備陸續裝備部隊，新裝備教學能力形成及課程建設迫在眉睫，為了培養合格的航空新裝備維修人才，人才培養方式的改進提高是院校與部隊工作的重要內容之一，如何才能在短時間內順利地完成新裝備教學，使崗位任職教育順利進行并達到良好的教學效果，已經是擺在我們面前的課題。

對于以前的新裝備教學，通常手頭的資料不全，資料的的來源也不暢通，更不用說有條件開展新裝備的通電檢查與故障排除等內容的教學了，要獲得一個立項的教學效果，其困難可想而知。盡管教員都能認真備課，也十分用心，然而在教學中，尤其是涉及新裝備維護等內容，教員言之無物，學員味同嚼蠟。為了破解缺乏實裝的難題，教研室千方百計申領新裝備，以力圖改進教學效果，但由于新裝備只能首先滿足海航一線部隊，且價格十分昂貴，所以申領的過程十分艱難，僅一枚吊艙和部分檢測設備在分院首長的大力支持下申領到位，其它新裝備始終處于人等裝備的狀態。

教研室面對這種情況，決定以軟代硬，開發研制新裝備的虛擬仿真軟件，以交互式仿真軟件代替實際裝備， 使新裝備教學能力得以加快形成，把缺少裝備所產生的影響減到了最低限度，我們通過分析生長干部任職教育學員特點、培養目標和“新大綱”要求，在實踐中總結了一套基于新裝備教學的方法和思路，經過幾年的實踐積累，使學員能夠深入理解和掌握教學內容，從而使學員學習目的更加明確，記憶更加牢靠。幾年來，該方法和思路分別在“航空電子干擾設備”和“航空電子偵察設備”兩類課程中進行了嘗試，得到了聽課教員和學員的肯定，取得了良好的效果。筆者有幾點體會。

一、利用計算機仿真技術進行計算機輔助新裝備教學應在頂層設計上把培養學員嚴謹細致的機務作風融入進去

通常來說，訓練人員利用軟件進行訓練時，都有一種強烈的心里暗示：即，我這是操作軟件，隨意操作沒有關系，到真的設備上我再認真操作，殊不知，平時訓練時不認真，不抓緊，到關鍵時刻怎能技術過得硬？所以系統應在從頂層設計階段最大限度地減少這種心里暗示，對地勤人員養成按照規程進行維護操作的優良機務作風。教研室具體的實施方法是研發了“訓練評估”模塊，該模塊內容分為：模擬考核、成績查詢、打印輸出三部分，其中模擬考核部分系統可以提供一個虛擬的操作環境，對地勤人員進行模擬考核，考核人員可以隨意操作，但后臺有一個程序在運行記錄，將不正確的，隨意性的操作記錄存儲下來，可以將評估成績查詢以及打印輸出，作為上崗培訓是否合格的依據之一。這樣可以減少維護人員進行隨意性操作，養成良好的按規程操作的機務作風。訓練評估部分的設計思路框圖如圖1所示，同時，每當教員講解完后，都給學員留下了自己動手，發揮自我，開發潛能的空間，這樣既培養了學員的嚴謹的機務作風，同時又激發了學員的思維，調動了學員的積極性學員，在計算機上進行演練，計算機將學員的每一個動作都記錄下來，最后給出成績并打印出來。就這樣，這門課順利地進行下來，起到了很好的教學與訓練效果。

圖1 訓練評估模塊的設計

二、利用計算機仿真技術進行計算機輔助新裝備教學應考慮軟件的逼真度、學員感知及投入費用等諸因素的關系

作為一線的教學人員與軟件的研發人員，深知虛擬仿真軟件的研發要付出大量的人力、物力和財力和精力，但個人認為，只要系統已經可以達到學員認知的目的，系統的認知價值就已經達到了，再增加研發的投入，可以增加系統的逼真度，但不會增加系統在教學訓練中的感知價值，根據筆者教學與研發的經驗，繪制了如圖3所示的仿真費用與逼真度關系曲線，即在達到受訓人員的感知門限的同時，任何仿真效果的增加導致研發經費的增加都是毫無意義的。教研室在訓練系統的研發過程中始終貫穿這一思想理念，在研發及使用的過程中，不需要專門的設備，不需要特殊硬件的投入，在部隊與院校配發的通用計算機上即可很好地運行。節省了大量的人力物力及財力，使有限的經費和精力可用于其它的教學與科研的建設中去。

圖3 仿真費用與逼真度關系圖

三、利用計算機仿真技術進行計算機輔助新裝備教學應最大限度地考慮系統的可移植性、容錯性和可操作性。

一個虛擬仿真系統，是全體研發人員工作的結晶，在試用階段應進行反復地測試，力求將可能出現的問題解決在系統使用之前。無論是講課教員使用，還是學員訓練使用，還是配發部隊，都應將系統能夠脫離開發環境，且應用于目前微機使用的所有操作系統，同時應流暢無誤地運行，再者，應將系統的幫助功能最大限度地完善，作為軟件系統的幫助，通常系統研發的時候研發人員都能考慮在內，即教操作者如何使用該系統，但另一方面，也就是設備維護操作時的在線幫助，這一部分是溶入到軟件內容中的，也應該考慮在內，即可以讓使用該軟件的人在操作設備的時候，隨時提供一個在線幫助，甚至是其它專業的操作人員、初次使用該軟件的操作人員，都能根據系統的在線幫助順利使用該系統，從而實現傻瓜化功能。

通過以上的設計理念，通過與近期畢業學員座談，學員反映利用基于上述理念的虛擬仿真使他們對新裝備有了進一步深入的認識，對今后的維護工作打下了良好的基礎。

在此后的設備課教學中，我們利用虛擬仿真軟件緊緊抓住實踐這一環節，把啟發式引導式貫穿于教學之中，使教學緊密聯系部隊機務維護實際，同時使學員有充分鍛煉、發揮的空間。這一舉措大大調動了學員學習積極性和主動性，學習效果顯著提高，動手能力明顯增強，深受學員的歡迎。

通過長期的系統研發和教學實踐使我們感到：虛擬仿真與教學訓練實踐相結合是一個全方位多角度的綜合性問題，截止到目前，利用計算機仿真技術解決新裝備教學中與設備脫節的難題這一觀念已經得到了分院領導和教員的共識，但在在如何充分貫徹分院三貼近的教學思想上，教研室在頂層設計和理念上做了進一步的探索和研究，總裝的一位領導提出：“軟件也是裝備”。這將對研發的教員提出了更高的要求。“打鐵還須自身硬”，作為一名在一線工作和研發的教員，首先只有不斷地提高自己，自己首先轉型，在實踐教學中不斷深入，不斷地積累更多的技能，才能將崗位任職教育引向深入。