裝備教學(xué)中硬件在環(huán)信息化平臺(tái)的運(yùn)用及效能

劉廣生，穆禮淵，王會(huì)杰，葉朝暉，段緯然，韓超

（1.陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)，河北 石家莊 050003；2.石家莊審計(jì)中心；3.石家莊市第二十四中學(xué)，河北 石家莊 050000；4.69230部隊(duì)，新疆 烏蘇 833000）

一般來說，高等教育培養(yǎng)的人才可分為研究型、應(yīng)用型、實(shí)用型三種類型，人才類型不同，所承擔(dān)的任務(wù)也就不同。學(xué)術(shù)研究型創(chuàng)新人才必不可少，但高素質(zhì)的應(yīng)用型專門人才和實(shí)用型職業(yè)人才更不可或缺[2]。其中，應(yīng)用型人才以將科學(xué)理論轉(zhuǎn)化為可供生產(chǎn)、服務(wù)和管理一線操作應(yīng)用的技術(shù)或方案為主要任務(wù)，強(qiáng)調(diào)學(xué)用結(jié)合、學(xué)做結(jié)合、學(xué)創(chuàng)結(jié)合。應(yīng)用型教育以學(xué)科建設(shè)為基本邏輯，以行業(yè)、崗位、技能培養(yǎng)為中心靈活設(shè)置專業(yè)，培養(yǎng)知識(shí)、技術(shù)與工作能力緊密結(jié)合的高級(jí)人才。新時(shí)期，隨著信息技術(shù)、控制技術(shù)和融合技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，部隊(duì)需要大量的應(yīng)用型裝備人才。軍隊(duì)工科院校根據(jù)部隊(duì)人才隊(duì)伍建設(shè)需求并結(jié)合自身的職能任務(wù)，重新修訂院校教學(xué)大綱，確立了高素質(zhì)新型軍事裝備人才的培養(yǎng)目標(biāo)。這些應(yīng)用型裝備人才以裝備技術(shù)保障、裝備操作使用、裝備運(yùn)用指揮為能力特色，在不同的裝備崗位上履行各自的職責(zé)。

1 應(yīng)用型裝備人才培養(yǎng)的基本要求

以某炮兵工程專業(yè)為例，根據(jù)軍隊(duì)院校教學(xué)大綱，應(yīng)用型裝備人才培養(yǎng)的基本要求是注重基本概念、基本原理、基本技能和基本方法的教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，首次任職培訓(xùn)課程中，實(shí)踐教學(xué)的時(shí)間比例不低于60%。因此，相應(yīng)的課程設(shè)置以專業(yè)背景課和首次任職培訓(xùn)課程為主，涉及力學(xué)、制圖、電工技術(shù)、自動(dòng)控制、構(gòu)造原理、檢測(cè)維修、系統(tǒng)運(yùn)用和保障指揮等課程，其中，相關(guān)裝備課程的教學(xué)具有一定的特點(diǎn)和規(guī)律。裝備課程教學(xué)的開展主要依托一些大型復(fù)雜裝備，這些裝備具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)融合、信息化程度高、操作空間小或相對(duì)封閉、關(guān)重件有壽命指標(biāo)、價(jià)格昂貴等共同特點(diǎn)教學(xué)實(shí)施的具體過程中，可以使用硬件在環(huán)信息化平臺(tái)等新興的教學(xué)手段。

2 硬件在環(huán)信息化平臺(tái)的來源與用途

（1）主要來源。目前，硬件在環(huán)信息化平臺(tái)的來源渠道主要包括三個(gè)：一是作為隨裝設(shè)備，由裝備生產(chǎn)制造廠家同步生產(chǎn)、同步列裝，如某型突擊炮的駕駛員模擬訓(xùn)練器等；二是自行研發(fā)，裝備教學(xué)單位根據(jù)裝備教學(xué)客觀需求，投入一定經(jīng)費(fèi)、人力和時(shí)間自行設(shè)計(jì)開發(fā)，如某型輪式榴彈炮的火控系統(tǒng)訓(xùn)練平臺(tái)等；三是采購(gòu)，裝備教學(xué)單位發(fā)布采購(gòu)公告，明確功能性能和參數(shù)指標(biāo)，從軍方市場(chǎng)采購(gòu)而來。

（2）主要用途。硬件在環(huán)信息化平臺(tái)屬于教學(xué)培訓(xùn)的輔助設(shè)施設(shè)備，具有與實(shí)裝基本一致的表象功能，因此，可以替代實(shí)裝開展相應(yīng)的教學(xué)訓(xùn)練。其是虛實(shí)結(jié)合的半實(shí)物設(shè)備，可以是訓(xùn)練模擬器，也可以是實(shí)裝某個(gè)分系統(tǒng)模型或部組件的信息化改造升級(jí)。任課教員借助硬件在環(huán)信息化平臺(tái)的新型教學(xué)手段，能夠提高教學(xué)效率，保護(hù)武器裝備，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

3 硬件在環(huán)信息化平臺(tái)在裝備教學(xué)中的運(yùn)用及效果

我們以某型自行火炮為目標(biāo)，構(gòu)建了一系列相關(guān)的基于硬件在環(huán)的信息化教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)，分別予以具體運(yùn)用，效果很好，現(xiàn)舉兩例說明：第一例是“黑匣”可視型的半透明反后坐裝置教學(xué)平臺(tái)，對(duì)于駐退機(jī)阻力形成原理的知識(shí)點(diǎn)，駐退機(jī)液體流路處于看不見摸不著的封閉狀態(tài)，運(yùn)用半透明反后坐裝置平臺(tái)演示其后坐動(dòng)作，駐退液的流動(dòng)方向和流動(dòng)路線清晰可見，視覺認(rèn)知的印象十分深刻，十分利于學(xué)員的理解和掌握；第二例是裝備保護(hù)型的駕駛員訓(xùn)練模擬平臺(tái)。首先，突擊炮處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，在教員指導(dǎo)下，由“學(xué)員駕駛員”在實(shí)裝上短時(shí)間初步感受方向盤、觀察鏡、發(fā)動(dòng)機(jī)的檔位、離合器的離合位置、油門踏板的位置與深淺、剎車踏板的位置與深淺等基本動(dòng)作，接著，“學(xué)員駕駛員”來到駕駛員訓(xùn)練模擬平臺(tái)實(shí)施上電開機(jī)，“學(xué)員駕駛員”可以長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行感知、操作和“道路駕駛”，直至達(dá)到熟練程度，最后，“學(xué)員駕駛員”再到訓(xùn)練場(chǎng)上，發(fā)動(dòng)突擊炮，進(jìn)行真實(shí)的道路駕駛訓(xùn)練，最終具備了符合要求的駕駛技能。

按照功能模式，硬件在環(huán)信息化平臺(tái)大致可以分為五種類型，解決的具體問題、達(dá)到的效果各有所長(zhǎng)，如表1所示。

4 硬件在環(huán)信息化平臺(tái)的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)

（1）輔助教學(xué)的功能定位。基本思想：裝備教學(xué)屬于工程應(yīng)用，最終解決的是作戰(zhàn)訓(xùn)練的實(shí)際問題，必須遵循實(shí)事求是的原則，所以，硬件在環(huán)信息化教學(xué)平臺(tái)只是一種教學(xué)手段，不可能全面替代真實(shí)裝備，也不能應(yīng)用于綜合演練、實(shí)彈射擊等實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練，軍事應(yīng)用的最終目標(biāo)是聚焦實(shí)裝和實(shí)戰(zhàn)，這是原則問題。這就要求合理設(shè)置其運(yùn)用環(huán)節(jié)：基于上述的基本思想，確定“實(shí)裝開始——硬件在環(huán)信息化教學(xué)平臺(tái)運(yùn)用——實(shí)裝終止”的訓(xùn)練流程，只能在裝備教學(xué)的中間環(huán)節(jié)運(yùn)用該手段，起始和結(jié)尾階段的訓(xùn)練必須進(jìn)行實(shí)裝操作，否則會(huì)出現(xiàn)因噎廢食的現(xiàn)象。

（2）教員掌握的三個(gè)階段。任何一名教員在裝備課堂上，要想游刃有余地操作運(yùn)用硬件在環(huán)信息化平臺(tái)，需要經(jīng)歷三個(gè)階段：一是精通武器裝備的基本階段。進(jìn)入21世紀(jì)，大量高新武器裝備不斷列裝，這些裝備集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、儀器儀表、自動(dòng)控制和導(dǎo)航制導(dǎo)等多專業(yè)的先進(jìn)技術(shù)于一體，信息化特點(diǎn)明顯，作為教員應(yīng)精通這些武器裝備，對(duì)于火力系統(tǒng)、炮塔系統(tǒng)、火控系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等的構(gòu)造原理、操作使用和檢測(cè)維修等方面的知識(shí)技能應(yīng)了然于胸；二是熟練掌握硬件在環(huán)信息化平臺(tái)的發(fā)展階段。作為一類新興的裝備教學(xué)手段，硬件在環(huán)信息化平臺(tái)以武器裝備為目標(biāo)，集成運(yùn)用了虛擬儀器、仿真模擬、多媒體等現(xiàn)代技術(shù)，運(yùn)行環(huán)境獨(dú)具特色，使用操作各有特點(diǎn)，平臺(tái)狀態(tài)各不相同，教員應(yīng)下大力氣進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，達(dá)到駕輕就熟的水平；三是教員、裝備、硬件在環(huán)信息化平臺(tái)的“三合一”階段。達(dá)到前兩項(xiàng)要求的基礎(chǔ)上，教員還應(yīng)進(jìn)一步地融會(huì)貫通，充分發(fā)揮聯(lián)合運(yùn)用的威力。

（3）運(yùn)用管控的時(shí)空要求。對(duì)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，完全依靠時(shí)間有限的45min課堂是萬(wàn)萬(wàn)不行的，還需要開展課外的實(shí)裝訓(xùn)練。依托硬件在環(huán)平臺(tái)的教學(xué)訓(xùn)練，面臨同樣的時(shí)間分配問題。在課堂時(shí)間內(nèi)，以教員講解示范為主，以學(xué)員體驗(yàn)訓(xùn)練為輔，保證教學(xué)內(nèi)容的有序推進(jìn)；在課后時(shí)段內(nèi)，鼓勵(lì)學(xué)員進(jìn)行自主強(qiáng)化訓(xùn)練，教員予以適當(dāng)指導(dǎo)，對(duì)于共性問題給予集中講評(píng)和輔導(dǎo)，當(dāng)然課后的自主強(qiáng)化訓(xùn)練需要制定具體的實(shí)施方案，周翔計(jì)劃、科學(xué)組織、有序管理，確保訓(xùn)練質(zhì)量和效果。

5 硬件在環(huán)信息化平臺(tái)在裝備教學(xué)中的實(shí)踐驗(yàn)證

近年來，本單位通過裝備專修室、“2110工程”等專項(xiàng)條件建設(shè)，設(shè)計(jì)開發(fā)了多個(gè)種類型的硬件在環(huán)信息化平臺(tái)，完善了裝備教學(xué)的軟硬件條件，進(jìn)一步充實(shí)了信息化教學(xué)手段。對(duì)某炮兵工程等5個(gè)專業(yè)自2015屆至2020屆裝備教學(xué)的所有班次，運(yùn)用基于硬件在環(huán)的裝備教學(xué)模式，實(shí)踐表明，取得了較好效果：教學(xué)效率大幅提升，教員輕松了許多；學(xué)員對(duì)裝備原理和構(gòu)造知識(shí)的理解更加透徹，對(duì)裝備維修技能和使用操作的掌握更加熟練，提高了裝備教學(xué)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

硬件在環(huán)信息化平臺(tái)，是適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的必須產(chǎn)物，是一種符合裝備教學(xué)要求的教學(xué)硬件條件和教學(xué)手段。基于該平臺(tái)的裝備教學(xué)模式，非常有效而且具有普遍適用性，值得推廣應(yīng)用。但是，我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到其局限性，一是投入較大，沒有一定的經(jīng)費(fèi)支持則難以實(shí)現(xiàn)；二是硬件在環(huán)信息化平臺(tái)屬于半實(shí)物仿真，與真實(shí)裝備有一定差距，絕不能完全替代，最終需要回歸實(shí)裝，這是基本原則。隨著軍隊(duì)的建設(shè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，部隊(duì)對(duì)應(yīng)用型裝備技術(shù)人才的需求會(huì)不斷變化，各種新的教學(xué)手段和教學(xué)模式也會(huì)不斷涌現(xiàn)，裝備教學(xué)改革沒有止境。

表1 基于硬件在環(huán)信息化教學(xué)平臺(tái)的功效對(duì)比一覽表