基于智慧教學平臺的雷達裝備課程教學模式的構建與實踐

余 娟，張 衡，呂 偉，張從勝，楊遵立

（空軍預警學院，湖北武漢 430019）

一、引言

雷達裝備課程培養學員裝備運用和技術保障的崗位任職能力，教學訓練效果直接影響了雷達裝備人才的培養質量，傳統教學模式存在以下兩方面的問題。1.學員主體地位不突出。裝備教學中教員采取灌輸方式教授，學員只能被動接受知識，積極性不高。2.優化運用科目效果差。陣地優化和全功能運用是培養學員崗位任職能力的兩個重要科目，由于缺少電磁、氣象、地理、目標等實戰環境平臺，難以有效開展實戰化教學[1]，直接影響這兩個科目的訓練效果。在信息化技術快速發展的背景下，結合雷達裝備課程的特點，教學組開發了適合雷達裝備教學的智慧教學平臺。本文結合雷達裝備教學課程的教學改革實踐，展示了智慧教學平臺的技術優勢和實踐效果，解決了傳統裝備教學中存在的問題。

二、智慧教學平臺的設計

智慧教學平臺的設計結合了軍隊院校和空軍預警學院雷達裝備課程的特點，其理念是以滿足教育教學需求為本、學員為中心。該平臺以華中師范大學為本學院研發的雷達云平臺為基礎，從課程資源、教學管理和師生互動的信息化三方面進行建設，能進行混合式教學、虛實結合和翻轉課堂等多種模式教學。平臺在結構上可以分為硬件系統和軟件系統。硬件系統包括信息展示系統、信息處理系統，其中信息展示系統包括兩塊交互式電子白板和六塊側屏，信息處理系統也就是計算機；軟件系統包括StarC軟件、模擬訓練系統、雷達數據分析系統、遠程交互系統等系統和雷達資源庫等。其組成如圖1所示。

圖1 智慧教學平臺的組成框圖

智慧教學平臺的軟件系統設計包括以下幾個方面。

（一）建設雷達資源庫

利用網絡手段，開發了與雷達相關的資源庫，包括了資源建設、資源收集整理等功能，實現了雷達資源的搜索、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員，學員也能下載資源庫中的資料。

（二）開發模擬訓練系統

利用VR技術開發了雷達模擬訓練系統，包括理論訓練、模擬實裝訓練和考核。該系統面向訓練人員，按雷達真實的監控與終端操作軟件進行了高度仿制，實現了雷達主要操作的模擬，并可根據操作給出評判。

（三）開發雷達數據分析系統

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

（四）搭建遠程交互系統

搭建的遠程交互系統，將教室和異地雷達裝備之間的信息雙向實時傳輸，實現遠程裝備與教室互通、互連、互操作。

（五）引入StarC軟件

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

三、基于智慧教學平臺的教學模式設計

為了充分發揮智慧教學平臺的優勢，解決雷達裝備教學中的問題，在教學中結合智慧教學平臺的功能實施如下設計。

（一）線上線下混合式教學模式

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

課前，教員將提前設計好的教學資源上傳到云平臺，然后推送給學員，學員查看教員發布的任務，使用平臺進行線上學習與測評，平臺自動生成對學員的智能診斷并提供量化標準。

課中，教員根據平臺的雙軌教學、多元交互、及時反饋等功能開展多種方式的教學活動。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過程如圖2所示。

圖2 智慧教學平臺與雷達故障檢修科目融合圖

課后，教員給學員發送課后習題和任務。學員在完成任務過程中，如果遇到問題，可以通過平臺與在線的學員或教員實施遠程互動，互幫互助。

線上線下混合式教學模式能夠使目標學員不受時間地點等因素的影響?；诰€上線下的混合式教學模式是一個跨越虛擬，可以實現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、內化、再內化的階段[3]。

（二）虛實結合教學模式

雷達裝備教學中充分利用虛擬實踐教學破解實裝實踐中存在的問題，基于智慧平臺的虛擬訓練能構建實戰化條件，實裝訓練能培養實際崗位技能，將兩者訓練方式結合并運用遠程交互系統，能解決陣地優化和全功能運用這兩個教學科目中訓練效果差的問題。

1.虛擬訓練

通過雷達模擬軟件的訓練，使學員熟悉雷達操作的方法、熟悉裝備排故、維護組織流程、熟悉陣地優化、全功能運用各項參數指標所能達成的理論效果，達成強化理論基礎的效果。

將模擬優化案例、全功能運用案例導入雷達數據分析評估系統，學員通過熟悉訓練科目。通過模擬、雷達數據分析評估系統的各用戶記錄情況，教員總結講評學員進行雷達裝備陣地優化調整、全功能運用操作時的優缺點，學員獲取訓練經驗。

2.實裝訓練

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

四、實踐效果分析

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

（一）學習成績分析

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習成績數據分析，基于智慧教學平臺的教學模式對學員的學習成績有明顯的提升。

（二）調查問卷分析

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

表2 調查問卷統計結果

通過結果對比，可以發現基于智慧平臺的雷達裝備教學模式突出了學員的學習主體性，提高學員對課前預習認識，提升合作情況、學習效果和學習態度。

五、結語

智慧教學平臺下的教學模式改變了傳統教育方式，促進了信息技術與現代教育的融合。本文對智慧教學平臺的結構和功能進行了介紹，以雷達裝備故障檢修、陣地優化和全功能運用3個科目為例，闡述了智慧教學平臺與雷達裝備教學融合的教學模式。通過課堂教學實踐以及成績分析法和問卷調查法對效果進行的驗證，表明該模式激發了學員的學習興趣，取得了較好的學習效果。將該平臺運用于裝備教學中，教員應注重以下幾方面的能力提升：①知識儲備能力。平臺下的教學模式與傳統教學模式大不相同，增加雷達裝備的發展趨勢、理論和技術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變。