張?jiān)茝?qiáng) 王懷光 吳定海 唐香珺

陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū) 石家莊 050003

0 引言

隨著軍事職業(yè)化深入推進(jìn)和《軍隊(duì)軍事職業(yè)教育條例（試行）》的頒布與實(shí)施，軍事職業(yè)教育需求顯著增加，這對(duì)軍隊(duì)院校軍事職業(yè)教育管理能力和教學(xué)水平提出了很高的要求。傳統(tǒng)的以院校培訓(xùn)、自主學(xué)習(xí)為主的軍事職業(yè)教育教學(xué)管理模式逐漸跟不上飛速發(fā)展的軍事理論變革和武器裝備技術(shù)變格。如何結(jié)合軍事職業(yè)教育的手段和特點(diǎn)，引入新的教學(xué)理念和支撐技術(shù)，開(kāi)展軍事職業(yè)教育教學(xué)管理與評(píng)價(jià)方法研究，以適應(yīng)部隊(duì)官兵實(shí)戰(zhàn)化練兵備戰(zhàn)和個(gè)人成長(zhǎng)的需要，成為一個(gè)亟待研究的課題[1]。

如今，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，部隊(duì)信息化基礎(chǔ)建設(shè)逐步完善，官兵通過(guò)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展軍事職業(yè)教育學(xué)習(xí)越來(lái)越方便，軍事職業(yè)教育形式呈現(xiàn)出智能化、在線化和多樣化等新特點(diǎn)。平行系統(tǒng)理論作為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、服務(wù)化等先進(jìn)理念的重要使能技術(shù)，備受學(xué)術(shù)界關(guān)注。2012 年，王飛躍[2]提出平行軍事體系的概念，率先將平行系統(tǒng)理論應(yīng)用到軍事領(lǐng)域。為了適應(yīng)新時(shí)代軍事職業(yè)教育特點(diǎn)，引入平行系統(tǒng)理論，對(duì)軍事職業(yè)教育在線課程教學(xué)管理方法開(kāi)展研究。本文首先對(duì)新時(shí)代軍事職業(yè)教育特點(diǎn)進(jìn)行分析，并簡(jiǎn)要介紹平行系統(tǒng)的基本內(nèi)涵，然后針對(duì)軍事職業(yè)教育在線課程教學(xué)，建立基于平行系統(tǒng)的在線課程教學(xué)管理運(yùn)行模型。

1 軍事職業(yè)教育特點(diǎn)與平行系統(tǒng)理論

1.1 軍事職業(yè)教育的特點(diǎn)

軍事職業(yè)教育是滿足軍事職業(yè)需求，對(duì)軍隊(duì)受教育者所進(jìn)行的知識(shí)、技能和態(tài)度的職業(yè)教育和培訓(xùn)[3]。它是軍隊(duì)院校教育的延伸、部隊(duì)訓(xùn)練實(shí)踐的補(bǔ)充，是“三位一體”軍事人才培養(yǎng)體系的重要組成部分。

1.1.1 軍事職業(yè)教育的多樣化

軍事職業(yè)教育要面向廣大官兵和從事軍事崗位和職業(yè)工作的相關(guān)人員，既包括軍官、軍士和士兵，還包括文職人員。軍事職業(yè)教育既要嚴(yán)格按照軍事職業(yè)崗位的需要來(lái)確定，又必須包括促進(jìn)受教育者知識(shí)能力素質(zhì)全面發(fā)展和創(chuàng)新發(fā)展、為適應(yīng)軍隊(duì)建設(shè)和戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)展需要提供基礎(chǔ)依托的相關(guān)內(nèi)容。軍事職業(yè)教育從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)對(duì)象上都是多層次的，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式都是多變的。軍事職業(yè)教育既可依托一定的機(jī)構(gòu)開(kāi)展，也可以依托軍事職業(yè)教育虛擬平臺(tái)實(shí)施，教學(xué)形式呈現(xiàn)多樣化。

1.1.2 軍事職業(yè)教育的智能化

傳統(tǒng)的軍事職業(yè)教育學(xué)習(xí)以有組織、有計(jì)劃的軍隊(duì)院校教育為主。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，以職業(yè)教育云平臺(tái)為依托的軍事職業(yè)教育在線學(xué)習(xí)模式越來(lái)越普遍。這種在線學(xué)習(xí)模式實(shí)施過(guò)程靈活多樣，可以充分利用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效的智能學(xué)習(xí)。因此，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化的教育體系成為軍事職業(yè)教育的發(fā)展方向。堅(jiān)持需求至上、部隊(duì)至上和官兵至上，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，整合不同軍事學(xué)科體系和技術(shù)體系學(xué)習(xí)資源，強(qiáng)化學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)行為智能分析、學(xué)習(xí)資源精準(zhǔn)推送、學(xué)習(xí)過(guò)程精確記錄、學(xué)習(xí)效果科學(xué)評(píng)估等內(nèi)容，為官兵能力提升提供更多的便利和個(gè)性化服務(wù)。

1.1.3 軍事職業(yè)教育的先進(jìn)性

軍事職業(yè)教育先進(jìn)性表現(xiàn)在它的超前性。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展和以信息化、智能化為特征的軍隊(duì)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，新理論、新知識(shí)、新技術(shù)、新方法、新裝備層出不窮。軍事職業(yè)教育的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)瞄準(zhǔn)世界軍事強(qiáng)國(guó)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和作戰(zhàn)樣式的調(diào)整變化，預(yù)測(cè)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)，分析部隊(duì)練兵備戰(zhàn)可能遇到的新情況、新問(wèn)題。只有建立能反映未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)新情況、新特點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容管理體系，才能培養(yǎng)出經(jīng)得起戰(zhàn)爭(zhēng)考驗(yàn)的專業(yè)化新型軍事人才。這些發(fā)展和變化對(duì)不斷完善軍事職業(yè)教育理論提出更高的要求。

1.2 平行系統(tǒng)的基本內(nèi)涵

平行系統(tǒng)[4]是指由某一個(gè)自然的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)虛擬或理想的人工系統(tǒng)所組成的共同系統(tǒng)，旨在利用復(fù)雜系統(tǒng)建模理論，構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)平行的人工系統(tǒng)，采用計(jì)算實(shí)驗(yàn)在人工系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)人工系統(tǒng)與實(shí)際系統(tǒng)的平行執(zhí)行、演化逼近和反饋控制，進(jìn)而對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行模擬、分析、控制和預(yù)測(cè)。平行系統(tǒng)運(yùn)行的基本框架如圖1 所示。

圖1 平行系統(tǒng)運(yùn)行基本框架

平行系統(tǒng)理論主要包括三種工作模式，即學(xué)習(xí)與培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)與評(píng)估、管理與控制，分別對(duì)應(yīng)人工系統(tǒng)的構(gòu)建、計(jì)算實(shí)驗(yàn)的實(shí)施和平行執(zhí)行。平行系統(tǒng)理論實(shí)施步驟主要有三步：

1）基于人工系統(tǒng)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行建模，包括代理模型、環(huán)境模型、規(guī)則模型等；

2）利用計(jì)算實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)雜實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)與評(píng)估；

3）通過(guò)實(shí)際與人工之間的虛實(shí)互動(dòng)，以平行執(zhí)行的方式對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行控制管理。

與虛擬仿真、數(shù)學(xué)建模等技術(shù)相比，平行系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)組成、建模方式、運(yùn)行機(jī)理等方面呈現(xiàn)以下特點(diǎn)。

1）虛實(shí)共生。平行系統(tǒng)中，“虛”和“實(shí)”分別代表數(shù)字空間的人工系統(tǒng)和物理現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際系統(tǒng)，二者通過(guò)特定的接口設(shè)備連接在一起，形成一種虛實(shí)共生的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行過(guò)程中二者彼此交互信息、相互影響。

2）雙向交互。平行系統(tǒng)利用傳感器和虛實(shí)接口從實(shí)際系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)信息，用于動(dòng)態(tài)演化平行仿真模型，同時(shí)會(huì)將仿真結(jié)果反饋給實(shí)際系統(tǒng)，為實(shí)際系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)。

3）動(dòng)態(tài)演化。以往仿真中模型是一次性構(gòu)建，模型參數(shù)和模型形態(tài)不會(huì)變化，而平行系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)與實(shí)際系統(tǒng)動(dòng)態(tài)交互，模型參數(shù)和模型形態(tài)會(huì)不斷更新和優(yōu)化。

4）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。平行系統(tǒng)中仿真模型演化的動(dòng)力源自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行并動(dòng)態(tài)演化，屬于典型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型運(yùn)行方式。

根據(jù)平行系統(tǒng)的概念及其特點(diǎn)可知，充分利用基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建模及模型演化技術(shù)，應(yīng)用高效仿真引擎進(jìn)行運(yùn)行控制，構(gòu)建與軍事職業(yè)教育在線課程教學(xué)平行執(zhí)行的教學(xué)管理運(yùn)行模型，通過(guò)平行系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化、實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)、并行推演和反饋控制，可為在線課程教學(xué)管理、學(xué)情分析和內(nèi)容更新等提供決策支持。

2 基于平行系統(tǒng)的在線課程教學(xué)管理運(yùn)行模型構(gòu)建

2.1 在線課程教學(xué)運(yùn)行過(guò)程分析

無(wú)論是線上課程教學(xué)還是線下課程教學(xué)，教學(xué)全過(guò)程包括四要素，即學(xué)員、教員、媒介和信息。教員在在線課程教學(xué)過(guò)程中仍然處于主導(dǎo)地位，因此，教員需要注意軍事職業(yè)教育的多樣性，對(duì)課程面向的學(xué)員有全方位的了解，包括學(xué)員的人員類型、知識(shí)結(jié)構(gòu)和文化水平等，設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)內(nèi)容要適合不同學(xué)員。同時(shí)，為了保證教學(xué)質(zhì)量，教員應(yīng)與學(xué)員建立良好的溝通反饋機(jī)制，及時(shí)掌握學(xué)員對(duì)課程的關(guān)注程度、學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)過(guò)程中的矛盾問(wèn)題。這就需要教員有效利用軍事職業(yè)教育的大數(shù)據(jù)和智能化特點(diǎn)，關(guān)注并收集在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上的大量數(shù)據(jù)，從中挖掘?qū)W員學(xué)習(xí)狀態(tài)信息，結(jié)合學(xué)員各項(xiàng)歷史數(shù)據(jù)，通過(guò)人工系統(tǒng)的形式展示給授課教員，為教員在線輔導(dǎo)、教學(xué)內(nèi)容更新等提供依據(jù)和指導(dǎo)。

在在線課程教學(xué)運(yùn)行整個(gè)過(guò)程中，平行系統(tǒng)可提供以下有力支持：

1）通過(guò)對(duì)學(xué)員實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)建人工系統(tǒng)，可以在人工系統(tǒng)中有效模擬學(xué)員的學(xué)習(xí)過(guò)程，預(yù)測(cè)學(xué)員的學(xué)習(xí)行為、通過(guò)課程考試的成功率等，為后續(xù)的課程教學(xué)計(jì)劃調(diào)整和課程內(nèi)容更新提供數(shù)據(jù)支撐；

2）通過(guò)對(duì)學(xué)員實(shí)際系統(tǒng)仿真模擬，并充分利用學(xué)員在線學(xué)習(xí)的各種過(guò)程數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)員學(xué)情進(jìn)行分析，進(jìn)而指導(dǎo)教員更新思路，改進(jìn)方法，更有效地在線學(xué)習(xí)輔導(dǎo)和提供個(gè)性化服務(wù)。

2.2 在線課程教學(xué)運(yùn)行模型構(gòu)建

2.2.1 基于平行系統(tǒng)框架的在線課程教學(xué)管理運(yùn)行模型

根據(jù)圖1 所示平行系統(tǒng)運(yùn)行基本框架，結(jié)合軍事職業(yè)教育特點(diǎn)，可以構(gòu)建出具有“虛實(shí)共生、動(dòng)態(tài)演化、師生互動(dòng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能預(yù)測(cè)”等特征的在線課程教學(xué)管理運(yùn)行模型，如圖2 所示。

圖2 在線課程教學(xué)管理運(yùn)行模型

其中，學(xué)員實(shí)際系統(tǒng)，是指學(xué)員基本特征、學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)過(guò)程等現(xiàn)實(shí)世界中的客觀存在。學(xué)員人工系統(tǒng)，是指利用網(wǎng)絡(luò)MOOC 平臺(tái)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等收集的學(xué)員有效信息，如學(xué)習(xí)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和其他關(guān)聯(lián)課程的有效數(shù)據(jù)，構(gòu)建的能反映學(xué)員實(shí)際系統(tǒng)的人工系統(tǒng)。仿真模型，主要依據(jù)教學(xué)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)建模方法建立學(xué)員仿真模型。利用學(xué)員實(shí)際系統(tǒng)各項(xiàng)已知數(shù)據(jù)對(duì)仿真模型進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練，訓(xùn)練完成后可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為和效果進(jìn)行分析。雙向數(shù)據(jù)交互，依托網(wǎng)絡(luò)資源和MOOC 平臺(tái)，主要指學(xué)員實(shí)際系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)、教員與網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)通信。教學(xué)管理，主要指在線課程教學(xué)運(yùn)行過(guò)程中，教員根據(jù)學(xué)情分析結(jié)果對(duì)在線教學(xué)實(shí)施過(guò)程進(jìn)行管理，有的放矢地更新教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式，甚至開(kāi)展個(gè)性化服務(wù)。

顯然，建立基于平行系統(tǒng)框架的在線課程教學(xué)管理運(yùn)行模型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是基于平行系統(tǒng)理論的學(xué)員人工系統(tǒng)建模和基于仿真模型的學(xué)情分析。

2.2.2 基于平行系統(tǒng)理論的學(xué)員人工系統(tǒng)建模

基于平行系統(tǒng)框架的在線課程教學(xué)管理運(yùn)行模型中的學(xué)員人工系統(tǒng)以各類學(xué)員實(shí)際系統(tǒng)的基本特征、學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)過(guò)程等實(shí)際系統(tǒng)中的客觀存在、學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和學(xué)員章節(jié)測(cè)試成績(jī)和相關(guān)課程考核成績(jī)?yōu)榛A(chǔ)，結(jié)合在線課程和教員在線教學(xué)服務(wù)等過(guò)程信息，建立學(xué)員人工系統(tǒng)仿真模型，并應(yīng)用符合教學(xué)規(guī)律的專家知識(shí)庫(kù)和經(jīng)驗(yàn)庫(kù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和完善，具體建模仿真過(guò)程如圖3 所示。

圖3 學(xué)員人工系統(tǒng)建模過(guò)程

2.2.3 基于仿真模型的學(xué)情分析

基于平行系統(tǒng)框架的在線課程教學(xué)管理運(yùn)行模型中，通過(guò)平行系統(tǒng)的虛實(shí)共生、動(dòng)態(tài)演化、師生互動(dòng)機(jī)制，能夠有效模擬實(shí)際系統(tǒng)中學(xué)員的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)過(guò)程等要素。在此基礎(chǔ)上，基于雙向交互的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和學(xué)員歷史數(shù)據(jù)，借助仿真模型可以對(duì)在線課程學(xué)情進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)在線教學(xué)實(shí)施過(guò)程的智慧化管理，指導(dǎo)教員從多個(gè)維度、多個(gè)視角了解學(xué)員的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)而優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、更新教學(xué)理念和提供個(gè)性化教學(xué)服務(wù)，最終提高軍事職業(yè)教育在線課程的教學(xué)效果。基于仿真模型的學(xué)情分析過(guò)程如圖4 所示。

圖4 基于數(shù)字模型的學(xué)情分析過(guò)程

3 結(jié)束語(yǔ)

平行系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)在線課程教學(xué)智慧管理的有效途徑之一。本文根據(jù)新時(shí)代軍事職業(yè)教育呈現(xiàn)出的新特點(diǎn)，引入了平行系統(tǒng)理論，建立了一種基于平行系統(tǒng)框架的在線課程教學(xué)管理運(yùn)行模型。這種教學(xué)運(yùn)行模型可以有效改變傳統(tǒng)軍事職業(yè)教育教學(xué)模式過(guò)程的單向無(wú)序狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了教學(xué)全過(guò)程的智能管理和反饋優(yōu)化，為創(chuàng)新軍事職業(yè)教育在線教學(xué)管理與進(jìn)一步提高軍事職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量提供了新的思路和方法。