裝備教學中硬件在環信息化平臺的運用及效能

劉廣生，穆禮淵，王會杰，葉朝暉，段緯然，韓超

（1.陸軍工程大學石家莊校區，河北 石家莊 050003；2.石家莊審計中心；3.石家莊市第二十四中學，河北 石家莊 050000；4.69230部隊，新疆 烏蘇 833000）

一般來說，高等教育培養的人才可分為研究型、應用型、實用型三種類型，人才類型不同，所承擔的任務也就不同。學術研究型創新人才必不可少，但高素質的應用型專門人才和實用型職業人才更不可或缺[2]。其中，應用型人才以將科學理論轉化為可供生產、服務和管理一線操作應用的技術或方案為主要任務，強調學用結合、學做結合、學創結合。應用型教育以學科建設為基本邏輯，以行業、崗位、技能培養為中心靈活設置專業，培養知識、技術與工作能力緊密結合的高級人才。新時期，隨著信息技術、控制技術和融合技術在軍事領域的應用和發展，部隊需要大量的應用型裝備人才。軍隊工科院校根據部隊人才隊伍建設需求并結合自身的職能任務，重新修訂院校教學大綱，確立了高素質新型軍事裝備人才的培養目標。這些應用型裝備人才以裝備技術保障、裝備操作使用、裝備運用指揮為能力特色，在不同的裝備崗位上履行各自的職責。

1 應用型裝備人才培養的基本要求

以某炮兵工程專業為例，根據軍隊院校教學大綱，應用型裝備人才培養的基本要求是注重基本概念、基本原理、基本技能和基本方法的教學，強化實踐教學環節，首次任職培訓課程中，實踐教學的時間比例不低于60%。因此，相應的課程設置以專業背景課和首次任職培訓課程為主，涉及力學、制圖、電工技術、自動控制、構造原理、檢測維修、系統運用和保障指揮等課程，其中，相關裝備課程的教學具有一定的特點和規律。裝備課程教學的開展主要依托一些大型復雜裝備，這些裝備具有結構復雜、技術融合、信息化程度高、操作空間小或相對封閉、關重件有壽命指標、價格昂貴等共同特點教學實施的具體過程中，可以使用硬件在環信息化平臺等新興的教學手段。

2 硬件在環信息化平臺的來源與用途

（1）主要來源。目前，硬件在環信息化平臺的來源渠道主要包括三個：一是作為隨裝設備，由裝備生產制造廠家同步生產、同步列裝，如某型突擊炮的駕駛員模擬訓練器等；二是自行研發，裝備教學單位根據裝備教學客觀需求，投入一定經費、人力和時間自行設計開發，如某型輪式榴彈炮的火控系統訓練平臺等；三是采購，裝備教學單位發布采購公告，明確功能性能和參數指標，從軍方市場采購而來。

（2）主要用途。硬件在環信息化平臺屬于教學培訓的輔助設施設備，具有與實裝基本一致的表象功能，因此，可以替代實裝開展相應的教學訓練。其是虛實結合的半實物設備，可以是訓練模擬器，也可以是實裝某個分系統模型或部組件的信息化改造升級。任課教員借助硬件在環信息化平臺的新型教學手段，能夠提高教學效率，保護武器裝備，節約經濟成本。

3 硬件在環信息化平臺在裝備教學中的運用及效果

我們以某型自行火炮為目標，構建了一系列相關的基于硬件在環的信息化教學平臺系統，分別予以具體運用，效果很好，現舉兩例說明：第一例是“黑匣”可視型的半透明反后坐裝置教學平臺，對于駐退機阻力形成原理的知識點，駐退機液體流路處于看不見摸不著的封閉狀態，運用半透明反后坐裝置平臺演示其后坐動作，駐退液的流動方向和流動路線清晰可見，視覺認知的印象十分深刻，十分利于學員的理解和掌握；第二例是裝備保護型的駕駛員訓練模擬平臺。首先，突擊炮處于關機狀態，在教員指導下，由“學員駕駛員”在實裝上短時間初步感受方向盤、觀察鏡、發動機的檔位、離合器的離合位置、油門踏板的位置與深淺、剎車踏板的位置與深淺等基本動作，接著，“學員駕駛員”來到駕駛員訓練模擬平臺實施上電開機，“學員駕駛員”可以長時間進行感知、操作和“道路駕駛”，直至達到熟練程度，最后，“學員駕駛員”再到訓練場上，發動突擊炮，進行真實的道路駕駛訓練，最終具備了符合要求的駕駛技能。

按照功能模式，硬件在環信息化平臺大致可以分為五種類型，解決的具體問題、達到的效果各有所長，如表1所示。

4 硬件在環信息化平臺的運用經驗

（1）輔助教學的功能定位。基本思想：裝備教學屬于工程應用，最終解決的是作戰訓練的實際問題，必須遵循實事求是的原則，所以，硬件在環信息化教學平臺只是一種教學手段，不可能全面替代真實裝備，也不能應用于綜合演練、實彈射擊等實戰化訓練，軍事應用的最終目標是聚焦實裝和實戰，這是原則問題。這就要求合理設置其運用環節：基于上述的基本思想，確定“實裝開始——硬件在環信息化教學平臺運用——實裝終止”的訓練流程，只能在裝備教學的中間環節運用該手段，起始和結尾階段的訓練必須進行實裝操作，否則會出現因噎廢食的現象。

（2）教員掌握的三個階段。任何一名教員在裝備課堂上，要想游刃有余地操作運用硬件在環信息化平臺，需要經歷三個階段：一是精通武器裝備的基本階段。進入21世紀，大量高新武器裝備不斷列裝，這些裝備集機械、電子、計算機、儀器儀表、自動控制和導航制導等多專業的先進技術于一體，信息化特點明顯，作為教員應精通這些武器裝備，對于火力系統、炮塔系統、火控系統、底盤系統、通信系統等的構造原理、操作使用和檢測維修等方面的知識技能應了然于胸；二是熟練掌握硬件在環信息化平臺的發展階段。作為一類新興的裝備教學手段，硬件在環信息化平臺以武器裝備為目標，集成運用了虛擬儀器、仿真模擬、多媒體等現代技術，運行環境獨具特色，使用操作各有特點，平臺狀態各不相同，教員應下大力氣進行學習訓練，達到駕輕就熟的水平；三是教員、裝備、硬件在環信息化平臺的“三合一”階段。達到前兩項要求的基礎上，教員還應進一步地融會貫通，充分發揮聯合運用的威力。

（3）運用管控的時空要求。對于應用型人才的培養，完全依靠時間有限的45min課堂是萬萬不行的，還需要開展課外的實裝訓練。依托硬件在環平臺的教學訓練，面臨同樣的時間分配問題。在課堂時間內，以教員講解示范為主，以學員體驗訓練為輔，保證教學內容的有序推進；在課后時段內，鼓勵學員進行自主強化訓練，教員予以適當指導，對于共性問題給予集中講評和輔導，當然課后的自主強化訓練需要制定具體的實施方案，周翔計劃、科學組織、有序管理，確保訓練質量和效果。

5 硬件在環信息化平臺在裝備教學中的實踐驗證

近年來，本單位通過裝備專修室、“2110工程”等專項條件建設，設計開發了多個種類型的硬件在環信息化平臺，完善了裝備教學的軟硬件條件，進一步充實了信息化教學手段。對某炮兵工程等5個專業自2015屆至2020屆裝備教學的所有班次，運用基于硬件在環的裝備教學模式，實踐表明，取得了較好效果：教學效率大幅提升，教員輕松了許多；學員對裝備原理和構造知識的理解更加透徹，對裝備維修技能和使用操作的掌握更加熟練，提高了裝備教學的人才培養質量。

6 結語

硬件在環信息化平臺，是適應高新技術發展的必須產物，是一種符合裝備教學要求的教學硬件條件和教學手段。基于該平臺的裝備教學模式，非常有效而且具有普遍適用性，值得推廣應用。但是，我們也要清醒地認識到其局限性，一是投入較大，沒有一定的經費支持則難以實現；二是硬件在環信息化平臺屬于半實物仿真，與真實裝備有一定差距，絕不能完全替代，最終需要回歸實裝，這是基本原則。隨著軍隊的建設發展和技術進步，部隊對應用型裝備技術人才的需求會不斷變化，各種新的教學手段和教學模式也會不斷涌現，裝備教學改革沒有止境。

表1 基于硬件在環信息化教學平臺的功效對比一覽表