“師生裝”三方交互式裝備課程教學(xué)模式探索

段修生　單甘霖

摘要：針對當(dāng)前實裝原理、構(gòu)造和維修等教學(xué)中，裝備少、空間小、學(xué)員上機少等問題，提出將網(wǎng)絡(luò)、視頻共享等技術(shù)與教學(xué)過程緊密結(jié)合的思想，將裝備結(jié)構(gòu)、操作或測試過程、信號波形等實時地展現(xiàn)到大屏幕上，甚至將測試結(jié)果直接發(fā)送到學(xué)員計算機屏幕上，從而實現(xiàn)教員、學(xué)員和裝備的三方交互，以克服裝備數(shù)量和空間限制，緩解上機時大部分學(xué)員被動等待的問題，使裝備教學(xué)效益最大化，提高直觀性和教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式 裝備 交互式 視頻共享 信息化 網(wǎng)絡(luò)化

軍校學(xué)員對本專業(yè)裝備的基本原理及簡單的維修操作是其第一任職的基本要求，然而，就目前裝備課教學(xué)的效果看，仍然存在學(xué)員對裝備的認識停留在書本、對基本的維修操作不熟悉等問題，究其原因，很重要的是教學(xué)裝備少，操作空間小，學(xué)員上機少。經(jīng)過對裝備課教學(xué)的廣泛調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學(xué)員并非對裝備課沒有興趣，每次上機都比較認真，但由于上機操作的時間短，難以在實踐中完成推理分析和知識遷移，從而難以將知識轉(zhuǎn)化為能力。實踐是裝備課教學(xué)中很重要的一個環(huán)節(jié)，因此必須解決教學(xué)裝備少、操作空間小、學(xué)員上機少的問題。

要解決上述問題，可以增加教學(xué)裝備，也可以改革教學(xué)模式。但是考慮到教學(xué)裝備有限，改革教學(xué)模式就成為解決上述問題的有效途徑。一方面，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和教員素質(zhì)的提高，信息化教學(xué)在各所高校都有了突飛猛進的發(fā)展，這為部隊裝備信息化教學(xué)提供了技術(shù)支撐；另一方面，軍校大學(xué)生對信息化教學(xué)設(shè)備和手段都有了比較深入的了解，并且在教學(xué)中越來越發(fā)揮其主觀能動性，因此，將信息化教學(xué)模式與裝備課相結(jié)合，建立“師生裝”三方交互式的教學(xué)模式，也是裝備課教學(xué)發(fā)展的一個趨勢。

一、“師生裝”三方交互式教學(xué)模式的內(nèi)涵及意義

所謂“師生裝”三方交互的教學(xué)模式是指：將網(wǎng)絡(luò)、視頻共享等技術(shù)與裝備課程教學(xué)相結(jié)合，實現(xiàn)教員對裝備的控制以及學(xué)員與教員的互動等，從而改變裝備課教學(xué)中學(xué)員被動等待的現(xiàn)狀，提高教學(xué)質(zhì)量。

從總體上看，“師生裝”三方交互式教學(xué)模式的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，克服裝備數(shù)量和空間限制，是裝備教學(xué)效益最大化的迫切需要。

當(dāng)前專業(yè)課教學(xué)的主要內(nèi)容有實裝原理、構(gòu)造和維修等，要求學(xué)員對所學(xué)的裝備有深入的了解和認識，并且能夠進行一般的操作和維修，但是用于教學(xué)的裝備是有限的，如果分組操作，大部分學(xué)員就會被動等待，教學(xué)效果不佳。基于網(wǎng)絡(luò)和視頻共享技術(shù)的互動教學(xué)方式可以將對裝備的所有操作傳到學(xué)員的電腦中，這樣等待操作的學(xué)員也能夠進行自查，并且糾正上級操作人員的問題。這打破了裝備教學(xué)中裝備數(shù)量和空間的限制，有效提高了教學(xué)效益。

第二，緩解上機時大部分學(xué)員被動等待的問題的需要，是提高直觀性和教學(xué)效果的迫切需要。

前面已經(jīng)指出，目前專業(yè)課教學(xué)的主要不足還是學(xué)員時間操作的時間不夠，不能很好地掌握裝備。將網(wǎng)絡(luò)、視頻共享等技術(shù)與教學(xué)過程緊密結(jié)合，將裝備結(jié)構(gòu)、操作或測試過程、信號波形等實時地展現(xiàn)到大屏幕上，甚至將測試結(jié)果直接發(fā)送到學(xué)員計算機屏幕上，從而實現(xiàn)教員、學(xué)員和裝備的三方交互，使學(xué)員對實際操作有更加明確、清楚的認識，有利于提高教學(xué)效果。

第三，對信息化教學(xué)方法的進一步探索，有利于軍校教學(xué)的信息化。

按照“精通一型、旁通一類、兼顧系統(tǒng)”的裝備教學(xué)思路，在進行專業(yè)裝備教學(xué)的過程中，利用先進的技術(shù)手段，實現(xiàn)教員、學(xué)員和裝備的三方交互，解決教學(xué)中裝備少、空間小、學(xué)員上機少等問題，也是對軍校信息化教學(xué)手段的進一步探索，是科技服務(wù)教學(xué)的典型實踐。

二、“師生裝”三方交互式教學(xué)的實施

研究以網(wǎng)絡(luò)、視頻共享等技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合教員、學(xué)員、裝備和儀器設(shè)備的“師生裝”三方交互式教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。總體組成如圖1所示。

如圖1，三方交互式教學(xué)環(huán)境的建立以“總線型”網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以“教員、學(xué)員、裝備”為節(jié)點，主要組成部分簡述如下：

1.教員部分。首先，是進行多媒體教學(xué)所需的最基本的部分，包括計算機、投影儀或大屏幕電視以及實物投影設(shè)備等。其次，為了實現(xiàn)教員課件、裝備操作或測試、軟件演示等的顯示切換，需要視頻共享器。視頻共享器的作用是將播放課件的計算機視頻、軟件演示計算機視頻、裝備測試視頻等多路視頻，共用一個投影或電視等輸出設(shè)備分時輸出，教員可以根據(jù)需要對多路視頻進行實時切換。最后，是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，采用網(wǎng)絡(luò)交換機或無線路由器，目的是將所有設(shè)備構(gòu)成一個局域網(wǎng)。

2.學(xué)員部分。學(xué)員部分主要是計算機，一是用于和教員進行交互，二是用于顯示裝備操作或測試視頻、數(shù)據(jù)等。

3.裝備部分。主要包括兩部分：一部分是裝備操作視頻，利用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機將裝備操作情況實時記錄并傳輸?shù)骄W(wǎng)上，由教員和學(xué)員根據(jù)需要進行顯示；二是網(wǎng)絡(luò)儀器設(shè)備，將對裝備接口信號等的測量結(jié)果實時傳送到網(wǎng)上。

此外，如果裝備就在教室里，也就是距離較近時，也可以直接用視頻分路器來實現(xiàn)視頻共享。視頻分路器能夠?qū)⒁宦芬曨l分作多路同時輸出，這里主要是將裝備操作視頻、網(wǎng)絡(luò)儀器設(shè)備輸出視頻等同時分路傳輸，可以實時送到教員和每個學(xué)員計算機上進行顯示。

4.網(wǎng)絡(luò)部分。采用網(wǎng)絡(luò)交換機時，需要將各種設(shè)備用網(wǎng)線進行連接，設(shè)定不同的IP地址；采用無線路由器時，則各部分均可通過無線方式進行連接。構(gòu)建無線局域網(wǎng)時，IP地址可以設(shè)定，也可動態(tài)分配。另外，無線方式比較靈活，無線路由器可以放在講臺上，也可以放在裝備上。

三、裝備教學(xué)的組織

以下以某自行式彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)構(gòu)造和維修課程教學(xué)為例，簡要說明教學(xué)過程的組織和實施，具體步驟如下：

1.將硬件設(shè)備調(diào)好，構(gòu)成上述交互式環(huán)境。

2.教員播放課件，進行講授部分教學(xué)，期間可以穿插實物投影、播放錄像等。

3.講解裝備結(jié)構(gòu)和操作時，將投影切換到網(wǎng)絡(luò)攝像機，用計算機控制攝像機的角度等，將裝備不同部分投影到大屏幕上，通過分別位于炮手艙和車長箱中的網(wǎng)絡(luò)攝像機可以了解到炮手艙和車長箱的結(jié)構(gòu)和主要設(shè)備分布。這樣，無需學(xué)員到裝備上就能達到身臨其境的效果，大大提高了教學(xué)效率。

4.講解裝備測試時，利用網(wǎng)絡(luò)示波器以及自主開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)測試設(shè)備，由助教在裝備上進行演示操作，操作過程則通過網(wǎng)絡(luò)攝像機傳送過來，同時進行大屏幕顯示和聲音播放；裝備信號的測試波形等數(shù)據(jù)則通過網(wǎng)絡(luò)部分傳送過來，可通過多屏幕或者視頻切換進行顯示。

5.在實裝操作環(huán)節(jié)，由學(xué)員逐個進入車長艙或炮手艙進行操作。在傳統(tǒng)教學(xué)時，由于艙內(nèi)只能容納一個人，因此教員需要站到炮上扒著艙口進行檢查和指導(dǎo)，十分不便，也很危險。利用本系統(tǒng)，可以將學(xué)員在艙內(nèi)操作情況實時傳送出來，教員和其他學(xué)員都可以實時觀察操作情況，這樣教員就能夠隨時講評，學(xué)員之間則能夠相互交流、共同提高。

6.教員與學(xué)員的交互。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，教員可以通過網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)內(nèi)容推送到學(xué)員計算機上，也能夠控制學(xué)員計算機顯示的內(nèi)容；學(xué)員通過網(wǎng)絡(luò)可以隨時向教員提出問題。最重要的是，學(xué)員能夠?qū)⒆约浩聊簧系膬?nèi)容（例如實驗結(jié)果、軟件代碼、作業(yè)等）上傳到教員計算機上，方便教員分析、指導(dǎo)。

經(jīng)過經(jīng)驗總結(jié)和模式改進，筆者將“師生裝”交互式教學(xué)模式應(yīng)用到了某自行式彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)構(gòu)造和維修課程教學(xué)中，在裝備教室搭建了硬件系統(tǒng)，將學(xué)員的筆記本電腦建成局域網(wǎng)，進行了課程的講解和實踐，取得了良好的效果。在教學(xué)和實踐過程中，學(xué)員的熱情都很高，他們認真實踐、積極提問，并后在專業(yè)素質(zhì)考核中取得了良好的成績。

四、結(jié)論

針對目前軍校裝備課教學(xué)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合實際情況提出了“師生裝”三方交互式的教學(xué)模式，有效改善了裝備教學(xué)中裝備少、空間小、學(xué)員被動等待的問題，并在某自行式彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)原理和構(gòu)造課程中進行了實踐，取得了良好的效果，對裝備課的信息化教學(xué)進行了探索。

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本文系軍械工程學(xué)院“‘師生裝三方交互式裝備課程教學(xué)模式探索”教學(xué)研究課題的研究成果。