余 娟，張 衡，呂 偉，張從勝，楊遵立

（空軍預(yù)警學(xué)院，湖北武漢 430019）

一、引言

雷達裝備課程培養(yǎng)學(xué)員裝備運用和技術(shù)保障的崗位任職能力，教學(xué)訓(xùn)練效果直接影響了雷達裝備人才的培養(yǎng)質(zhì)量，傳統(tǒng)教學(xué)模式存在以下兩方面的問題。1.學(xué)員主體地位不突出。裝備教學(xué)中教員采取灌輸方式教授，學(xué)員只能被動接受知識，積極性不高。2.優(yōu)化運用科目效果差。陣地優(yōu)化和全功能運用是培養(yǎng)學(xué)員崗位任職能力的兩個重要科目，由于缺少電磁、氣象、地理、目標(biāo)等實戰(zhàn)環(huán)境平臺，難以有效開展實戰(zhàn)化教學(xué)[1]，直接影響這兩個科目的訓(xùn)練效果。在信息化技術(shù)快速發(fā)展的背景下，結(jié)合雷達裝備課程的特點，教學(xué)組開發(fā)了適合雷達裝備教學(xué)的智慧教學(xué)平臺。本文結(jié)合雷達裝備教學(xué)課程的教學(xué)改革實踐，展示了智慧教學(xué)平臺的技術(shù)優(yōu)勢和實踐效果，解決了傳統(tǒng)裝備教學(xué)中存在的問題。

二、智慧教學(xué)平臺的設(shè)計

智慧教學(xué)平臺的設(shè)計結(jié)合了軍隊院校和空軍預(yù)警學(xué)院雷達裝備課程的特點，其理念是以滿足教育教學(xué)需求為本、學(xué)員為中心。該平臺以華中師范大學(xué)為本學(xué)院研發(fā)的雷達云平臺為基礎(chǔ)，從課程資源、教學(xué)管理和師生互動的信息化三方面進行建設(shè)，能進行混合式教學(xué)、虛實結(jié)合和翻轉(zhuǎn)課堂等多種模式教學(xué)。平臺在結(jié)構(gòu)上可以分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括信息展示系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)，其中信息展示系統(tǒng)包括兩塊交互式電子白板和六塊側(cè)屏，信息處理系統(tǒng)也就是計算機；軟件系統(tǒng)包括StarC軟件、模擬訓(xùn)練系統(tǒng)、雷達數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、遠(yuǎn)程交互系統(tǒng)等系統(tǒng)和雷達資源庫等。其組成如圖1所示。

圖1 智慧教學(xué)平臺的組成框圖

智慧教學(xué)平臺的軟件系統(tǒng)設(shè)計包括以下幾個方面。

（一）建設(shè)雷達資源庫

利用網(wǎng)絡(luò)手段，開發(fā)了與雷達相關(guān)的資源庫，包括了資源建設(shè)、資源收集整理等功能，實現(xiàn)了雷達資源的搜索、分類等功能。資源庫包括圖片、微課、慕課等多種形式的資源，教員可以上傳資源并推送給學(xué)員，學(xué)員也能下載資源庫中的資料。

（二）開發(fā)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

利用VR技術(shù)開發(fā)了雷達模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，包括理論訓(xùn)練、模擬實裝訓(xùn)練和考核。該系統(tǒng)面向訓(xùn)練人員，按雷達真實的監(jiān)控與終端操作軟件進行了高度仿制，實現(xiàn)了雷達主要操作的模擬，并可根據(jù)操作給出評判。

（三）開發(fā)雷達數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

通過采集、累積雷達實際工作中的情報數(shù)據(jù)，對直接接收的雷達實時數(shù)據(jù)或是離線數(shù)據(jù)文件進行綜合分析，實現(xiàn)對雷達的實際探測性能指標(biāo)的快速評價，并生成直觀的圖表。

（四）搭建遠(yuǎn)程交互系統(tǒng)

搭建的遠(yuǎn)程交互系統(tǒng)，將教室和異地雷達裝備之間的信息雙向?qū)崟r傳輸，實現(xiàn)遠(yuǎn)程裝備與教室互通、互連、互操作。

（五）引入StarC軟件

StarC軟件具有強大的輔助教學(xué)功能，包含課件制作工具、課件展示工具、白板工具、習(xí)題制作工具等，可以促進師生之間、生生之間互動活動的有效展開[2]，具備思維導(dǎo)圖、雙軌教學(xué)、智能板書等功能，實現(xiàn)對多種模式課堂教學(xué)的和多形式互動的支撐。

三、基于智慧教學(xué)平臺的教學(xué)模式設(shè)計

為了充分發(fā)揮智慧教學(xué)平臺的優(yōu)勢，解決雷達裝備教學(xué)中的問題，在教學(xué)中結(jié)合智慧教學(xué)平臺的功能實施如下設(shè)計。

（一）線上線下混合式教學(xué)模式

利用智慧教學(xué)平臺中的StarC軟件和雷達資源庫，構(gòu)建一種雷達裝備課程的線上線下混合式教學(xué)模式，實現(xiàn)了以教員為主向?qū)W員為主、以教授為主向互動為主的改變，解決了學(xué)員主體地位不突出的問題。

課前，教員將提前設(shè)計好的教學(xué)資源上傳到云平臺，然后推送給學(xué)員，學(xué)員查看教員發(fā)布的任務(wù)，使用平臺進行線上學(xué)習(xí)與測評，平臺自動生成對學(xué)員的智能診斷并提供量化標(biāo)準(zhǔn)。

課中，教員根據(jù)平臺的雙軌教學(xué)、多元交互、及時反饋等功能開展多種方式的教學(xué)活動。以雷達裝備故障檢修科目為例，將平臺運用于該科目的教學(xué)過程如圖2所示。

圖2 智慧教學(xué)平臺與雷達故障檢修科目融合圖

課后，教員給學(xué)員發(fā)送課后習(xí)題和任務(wù)。學(xué)員在完成任務(wù)過程中，如果遇到問題，可以通過平臺與在線的學(xué)員或教員實施遠(yuǎn)程互動，互幫互助。

線上線下混合式教學(xué)模式能夠使目標(biāo)學(xué)員不受時間地點等因素的影響?；诰€上線下的混合式教學(xué)模式是一個跨越虛擬，可以實現(xiàn)實時在線的交流互動，從時間上分為課前、課中、課后；從空間上分為線上、線下；從知識上分為傳遞、內(nèi)化、再內(nèi)化的階段[3]。

（二）虛實結(jié)合教學(xué)模式

雷達裝備教學(xué)中充分利用虛擬實踐教學(xué)破解實裝實踐中存在的問題，基于智慧平臺的虛擬訓(xùn)練能構(gòu)建實戰(zhàn)化條件，實裝訓(xùn)練能培養(yǎng)實際崗位技能，將兩者訓(xùn)練方式結(jié)合并運用遠(yuǎn)程交互系統(tǒng)，能解決陣地優(yōu)化和全功能運用這兩個教學(xué)科目中訓(xùn)練效果差的問題。

1.虛擬訓(xùn)練

通過雷達模擬軟件的訓(xùn)練，使學(xué)員熟悉雷達操作的方法、熟悉裝備排故、維護組織流程、熟悉陣地優(yōu)化、全功能運用各項參數(shù)指標(biāo)所能達成的理論效果，達成強化理論基礎(chǔ)的效果。

將模擬優(yōu)化案例、全功能運用案例導(dǎo)入雷達數(shù)據(jù)分析評估系統(tǒng)，學(xué)員通過熟悉訓(xùn)練科目。通過模擬、雷達數(shù)據(jù)分析評估系統(tǒng)的各用戶記錄情況，教員總結(jié)講評學(xué)員進行雷達裝備陣地優(yōu)化調(diào)整、全功能運用操作時的優(yōu)缺點，學(xué)員獲取訓(xùn)練經(jīng)驗。

2.實裝訓(xùn)練

完成虛擬訓(xùn)練后，再在雷達裝備上進行陣地優(yōu)化和全功能運用兩個科目的訓(xùn)練，采用遠(yuǎn)程交互系統(tǒng)將實裝引入教室，使兩個現(xiàn)場合二為一。完成實裝訓(xùn)練的學(xué)員可回到教室可觀看其它學(xué)員的實裝訓(xùn)練，查找存在的不足。

四、實踐效果分析

本研究將傳統(tǒng)教學(xué)模式和基于智慧教學(xué)平臺的教學(xué)模式分別應(yīng)用于培養(yǎng)雷達裝備人才的兩個期班，參與學(xué)員均為大四的男學(xué)員，學(xué)習(xí)過雷達基礎(chǔ)知識，對雷達裝備有一定的了解。A期班采用先理論再實踐、教員講學(xué)員練等傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行教學(xué)。B期班則使用智慧教學(xué)平臺，將線上線下混合式、虛實結(jié)合等模式融入整個教學(xué)過程中。通過為期一學(xué)期的實驗，實施學(xué)員成績以及教學(xué)開展前后的問卷調(diào)查結(jié)果分析。

（一）學(xué)習(xí)成績分析

兩個期班的成績對比如表1所示。

表1 成績對比表

通過對兩個期班的學(xué)習(xí)成績數(shù)據(jù)分析，基于智慧教學(xué)平臺的教學(xué)模式對學(xué)員的學(xué)習(xí)成績有明顯的提升。

（二）調(diào)查問卷分析

為了對參與本次研究學(xué)員的學(xué)習(xí)情況進行分析，教學(xué)活動實施前和教學(xué)活動實施后組織了B期班的學(xué)員填寫了“基于智慧教學(xué)平臺的雷達裝備教學(xué)情況調(diào)查問卷”，問卷調(diào)查共設(shè)置4個科目，每個科目均4-6個題目。課前預(yù)習(xí)情況科目包括“主動預(yù)習(xí)”“預(yù)習(xí)難度不大”“預(yù)習(xí)有幫助”“預(yù)習(xí)有必要”，課堂合作交流包括“能積極參與”“能協(xié)助小組”“能采納意見”“分工明確”“能互相幫助”“能相互提醒”，學(xué)習(xí)效果包括“能知道學(xué)到的知識”“能解決預(yù)習(xí)問題”“課堂測試效果好”“容易理解知識”，學(xué)習(xí)態(tài)度包括“對教學(xué)感興趣”“喜歡教學(xué)活動的形式”“喜歡學(xué)習(xí)環(huán)境”“喜歡合作方式”。問卷調(diào)查設(shè)置了5級量表形式，分值從1-5分別對應(yīng)非常不符合、不符合、不確定、符合、非常符合。對每個題目的結(jié)果進行統(tǒng)計后，計算各科目的平均值如表2所示。

表2 調(diào)查問卷統(tǒng)計結(jié)果

通過結(jié)果對比，可以發(fā)現(xiàn)基于智慧平臺的雷達裝備教學(xué)模式突出了學(xué)員的學(xué)習(xí)主體性，提高學(xué)員對課前預(yù)習(xí)認(rèn)識，提升合作情況、學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)態(tài)度。

五、結(jié)語

智慧教學(xué)平臺下的教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)教育方式，促進了信息技術(shù)與現(xiàn)代教育的融合。本文對智慧教學(xué)平臺的結(jié)構(gòu)和功能進行了介紹，以雷達裝備故障檢修、陣地優(yōu)化和全功能運用3個科目為例，闡述了智慧教學(xué)平臺與雷達裝備教學(xué)融合的教學(xué)模式。通過課堂教學(xué)實踐以及成績分析法和問卷調(diào)查法對效果進行的驗證，表明該模式激發(fā)了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。將該平臺運用于裝備教學(xué)中，教員應(yīng)注重以下幾方面的能力提升：①知識儲備能力。平臺下的教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式大不相同，增加雷達裝備的發(fā)展趨勢、理論和技術(shù)等各方面的知識儲備，才能在授課中對知識前沿后拓。②平臺操作能力。平臺的功能多，注重平臺的操作熟練使其功能得到更好的發(fā)揮，提高課堂效率。③課堂掌控能力。雷達裝備課引入平臺的教學(xué)手段更加多樣化，加強課堂掌控能力才能在遇到問題時隨機應(yīng)變。