航天軍士人才培養中虛擬仿真實訓教學探析

摘要：為貫徹落實習主席指示要求，提高航天軍士人才培養質量，研究了虛擬仿真實訓教學的概念和特點，分析了學校教學現狀、存在的問題及虛擬仿真實訓建設的必要性，最后針對如何加強航天類專業軍士虛擬仿真實訓教學建設提出了對策建議。

關鍵詞：航天；軍士人才；虛擬仿真實訓教學

習主席在全軍人才工作會上強調“貫徹新時代軍事教育方針，落實院校優先發展戰略，加快建設一流軍事院校、培養一流軍事人才”。作為一所航天軍士人才培養學校，必須建強打仗學科專業、教打仗急需內容、練打仗過硬本領，讓學員在聚焦實戰的課堂中淬火成鋼。然而航天類專業學員實裝教學普遍具有高成本、高危、操作不可逆等特點，而且實裝大多臺套數量少，無法滿足教學需求，因此需要借助虛擬仿真實訓教學的手段開展實訓教學，提高軍士人才培養質量。

虛擬仿真實訓教學依托虛擬現實、多媒體、人機交互等技術，構建高度仿真的虛擬實訓環境和實訓對象，學員在虛擬環境中開展訓練，能夠較好地提升學員的實踐能力和創新能力，可以進行訓練效果評估，部隊裝備更新換代時系統升級成本低。但是當前在士官院校內部尤其是航天類專業軍士人才培養方面的虛擬仿真試驗教學條件較少，特別是真正好用的、綜合性的虛擬仿真訓練系統更少，或者是實裝缺乏應用的條件，造成許多實裝成了擺設。在這樣的前提下，開展虛擬仿真實訓教學的改革非常重要。

一、虛擬仿真實訓教學的概念和特點

虛擬仿真實訓教學主要依托于虛擬仿真技術。虛擬仿真技術又稱虛擬現實技術（Virtual Reality），它是一種用虛擬系統模仿真實系統的技術，綜合了計算機技術、圖像處理與模式識別、智能技術、傳感技術等多個領域的技術。通過專門設備實現與虛擬場景中實訓對象的交互操作，產生親臨真實場景的感受和體驗，具有沉浸性、交互性、逼真性等特點。目前，虛擬仿真技術在網絡游戲、軍事訓練、網絡教育等領域已經獲得了廣泛的應用。

在航天類專業軍士人才培養實訓教學中開展虛擬仿真實訓教學具有以下三個相對優勢。第一，從實訓內容上來看，通過建設虛擬仿真的實訓或訓練場景，使一些缺少現實條件支持的訓練項目或綜合演練科目，可以比較靈活地應用到專業模擬訓練教學中，具有較高的規模成本效益和優勢。例如，對于發射場設施設備故障搶修訓練中，如何根據故障現象迅速判斷分析原因，掌握不同故障類別的應急處置辦法等。第二，從實訓過程來看，因其面向的對象、開展的時間和地點均比較靈活，學員可以深度參與實訓教學或訓練科目的全部過程和環節，能夠按照不同流程進行探究和嘗試，有助于培養學員的專業綜合能力和創新思維。第三，從實訓管理來看，虛擬仿真實訓教學屬于信息技術的深入綜合應用，發揮多種媒體支持的優勢，可以及時更新實訓教學資源，提高實訓教學管理水平和效率。

當然，我們要辯證認識虛擬仿真實訓教學的功能作用，了解其應用的局限性。首先，實體性實訓的真實感、操作感和現場感是虛擬仿真實訓教學不能替代的，實際發射任務中的特定環境和條件也不等同于虛擬仿真模擬的環境條件。其次，虛擬仿真實訓教學的資源需要由專業技術人員、教學設計專業人員、信息技術人員等協同開發，其開發難度大、成本高、周期長。

二、學校教學現狀、存在的問題及虛擬仿真實訓建設的必要性

（一）教學現狀

航天類專業軍士主要包括測試發射、測控通信等四大類學科專業方向，開展此類專業的實訓教學往往面臨著高度危險或極端特殊的場境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗等情況，解決此類問題的辦法就是聯教聯訓，學員赴部隊進行為期一年的崗位實習，然而由于種種原因無法在聯教聯訓過程中跟蹤整個任務進程。針對此類問題，學校各類專業積極申報虛擬仿真實訓系統，部分實訓系統已建成，然而都是分系統或單裝備的訓練，而對于綜合性的演練訓練項目仍無法實現全流程、全要素的虛擬仿真訓練。

（二）存在的問題

在實訓教學和與學員溝通過程中，發現學校在實訓教學主要存在以下問題：

一是實踐教學所用的儀器設備多而雜、有的設備較大而且價格昂貴，需要投入較大的財力采購設備，而且需要建設大型實訓中心滿足基本教學和科研需求，這些條件目前學校尚無法完全滿足。

二是某些實訓科目如火箭燃料加注、火箭推進劑化驗、掘進爆破科目等具有較大的危險性，而實訓所需各種耗材比較特殊，采購手續復雜，貯存條件也非?？量蹋緹o法保障和開展實裝教學。

三是從現有條件及安全角度考慮，在火箭燃料加注、推進劑化驗、廢氣處理實操訓練的介質都是采用安全介質代替。這使得學員從心理上會降低安全防護意識，同時也無法提升其身臨真實環境中的心理素質。這就很容易為學員從事相關崗位工作埋下身體上和心理上的安全隱患。

（三）必要性

虛擬仿真實訓教學項目建設已成為高校推進虛擬仿真實訓教學改革、優化實訓教學資源結構、提升實訓教學資源使用效益的必然要求。國內很多高校建立了虛擬仿真實訓教學，特別是三年疫情期間，許多高校教師開展線上教學，虛擬仿真實訓教學大行其道，極大提高了學生的自主探索能力、科研創新能力、綜合運用能力和知識建構能力。作為軍士培養的搖籃，在努力實現為戰育人、服務備戰打戰上，建設虛擬仿真實訓項目是實訓教學的強有力的補充。

三、加強航天類專業軍士虛擬仿真教學建設的對策建議

虛擬仿真實訓教學代表了當前實訓教學的最新探索領域。士官學校要充分認識以虛擬仿真實訓教學為代表的關于實踐教學建設和教學改革方面的新探索，積極把握和推進具有航天類專業人才培養特點的虛擬仿真實訓教學建設和教學改革探索。在實踐中，我們要注意把握好以下三個方面：

第一，要大力加強教學條件信息化建設工作，將虛擬仿真實訓教學納入學校信息化發展規劃和實訓教學發展規劃。最大限度發揮信息技術支持教學、整合教學的潛在優勢，發揮虛擬仿真教學在時間、地點、參與對象訓練方式上的靈活性，以及其低成本、高效益、風險可控等方面的特殊優勢，重點布局和加強高危訓練活動，不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓練項目方面的虛擬仿真實訓。

第二，要積極開發優質虛擬仿真實訓教學資源，搭建與專業能力培養相匹配的資源體系。以培養學員綜合應用和創新能力為出發點，搭建培養“基礎能力、專業能力和創新能力”三種能力、“通識基礎-專業核心-跨專業綜合創新”的分層分類、層級遞進的虛擬仿真資源體系，實踐教學科目能夠涵蓋航天任務保障的各個主要環節，促進理論教學和實踐教學的緊密融合。資源建設要遵循虛實結合、互為補充、能實不虛的原則，重點把握好數據的真實性和安全性、流程的全真模擬性和規范性、學員的參與度和沉浸感、場景的逼真性和安全性等。

第三，要促進虛擬仿真實訓教學與實訓教學、虛擬仿真實訓教學中心與實訓教學示范中心建設的有機結合。兩類實訓教學都是學校實踐教學的有機組成部分，共同服務于學員的專業實踐能力培養，并具有各自的優勢和特點。士官院校要加強兩類實訓教學的統籌規劃，促進兩者的優勢互補和協同發展，既發揮好已經立項建設或已經建成的實訓教學示范中心的功能作用，也要同步推進虛擬仿真實訓教學中心的教學改革和探索，共同服務于士官院校的實踐教學育人工作需要。

參考文獻

[1]閆慧萍.虛擬仿真在中職實訓教學中的應用研究[D].福州：福建師范大學出版社，2014.

[2]孫慧娟，石寧，趙涵正.中醫院校虛擬仿真實訓教學改革方向[J].世界最新醫學信息文摘，2017，17（72）：171.

[3]王彩平.Proteus虛擬仿真軟件在中等職業院校電子信息類課程中的應用研究[D].石家莊：河北師范大學，2017.

[4]紀金豹.促進國內結構實訓技術發展的若干思考[J].實訓技術與管理，2019，36（4）：270-273.

（作者簡介：呂風格，碩士，航天工程大學士官學校教授，研究方向為電氣控制；作者單位：李建陽、虞明根、宋世鵬、張先鋒，航天工程大學士官學校）