科研成果向教學資源轉化模式研究與實踐

張旭，路翠華，呂曉峰

（海軍航空大學，山東 煙臺）

一 引言

教學與科研是相輔相成、相互促進的關系。用教學促進科研，用科研反哺教學，教學與科研互動，可實現教學與科研雙贏[1-6]。為促進科研成果向教學轉化，圍繞科研成果向教學轉化的形式、科技成果轉化率、評價指標體系等相關研究被陸續開展[7-11]。通過將科研成果融入教學，可拓展教學內容，豐富教學手段，深化學生對理論知識的理解掌握，提高學生分析問題、解決問題能力，從而有效提高教學質量[12-14]。裝備課程是與部隊實踐緊密聯系的課程，目前在該類課程教學中存在教學裝備資源缺乏的問題，本文結合裝備課教學需求，開展科研成果向裝備教學轉化模式研究和實踐，以完善教育資源，改進教學實施方法，提高教學效果。

二 科研成果向教學轉化解決的教學問題

（一） 抽象內容的可視化問題

裝備保障教學中存在很多抽象化的教學內容，例如裝備內部結構、工作機理、電磁安全等，因學生看不到裝備內部結構、動作過程，電磁場也看不見摸不著，過于抽象，學生理解比較困難。通過整合科研成果中建立的裝備結構和工作機理三維模型、電磁安全仿真結果等資源，解決教學過程中的難點，實現抽象內容直觀化、可視化，使學生一目了然。

（二） 理論教學的深度化問題

現代裝備智能化程度越來越高，工作原理、接口信號、工作時序等也越來越復雜。僅通過隨裝資料，老師對裝備理解不透徹，課堂教學浮于表面，經常存在老師講得不深，學生理解的不透。通過研制相關裝備的模擬訓練設備、模擬測試設備等，加深了老師對裝備工作原理、接口信號、工作時序等的深入理解，促進老師對教學內容更加準確地把握，可實現老師的深度教學，并在科研成果的基礎上，引導學生深入思考和研討。可從“教”與“學”兩方面，實現理論教學的深度化。

（三） 實訓教學的實戰化問題

部隊裝備更新換代快，而由于種種條件的限制，導致院校缺少實裝和相應的實訓手段。通過科研的積累，研制與實裝外形、接口、功能完全一致的模擬訓練設備。整合模擬訓練設備，構筑實戰化的實訓平臺，可解決實訓教學急需，實現實訓教學的實戰化。

（四） 考核內容的全面化問題

因實訓裝備的缺乏，裝備課課程考核長期處于“理論知識考核為主，操作能力考核為輔，排故能力考核全無”的局面。考核內容比較片面。通過考核，老師只能了解學生對理論知識的掌握情況，學生的實操能力、分析問題和解決問題的能力都得不到有效考核，無法真實反映學生的能力水平。通過將科研項目研制的模擬訓練系統應用到課程考核中，增加操作能力考核項目和排故考核科目，可對學生的操作能力、分析問題解決問題的能力、理論指導實踐的能力進行考核，實現考核內容的全面化。

三 科研成果向教學轉化的渠道

（一） 合理規劃教學內容體系，科研成果進教材

不同層次的學生，知識基礎、知識結構不同，培養目的、培養要求也不同。梳理科研成果，根據不同層次學生的培養要求，合理規劃教學內容體系，并將科研成果編進教材里。

工業部門交付部隊的隨裝資料相對比較簡單，一般不包含裝備接口信號、工作時序等資料。通過研制測試訓練設備，對裝備的接口信號、工作時序等內容有了更深入的了解，可將相關內容編到本科教材里，為深度教學和深度學習提供基礎。

（二） 認真梳理整合教學內容，科研成果進課堂

分析課堂教學內容，明確重難點，找出課堂教學過程中，學生難以理解的部分，對照科研成果，引入課堂。例如，典型火工品-電爆管內部結構、工作原理的教學過程中，因內部結構是封裝在里面，看不見，在介紹內部結構和工作原理時，學生理解相對困難。科研項目中曾對電爆管建立了三維模型，將建立的電爆管結構三維模型引入到課堂中，使其內部結構關系一目了然，學生可清楚掌握火工品各組成部分形狀、配合關系。火工品電磁安全，因電磁場看不見摸不著，課堂中士官職業技術教育學生理解相對困難。將火工品在電磁環境中的安全仿真應用到火工品安全教學中，使晦澀難懂火工品電磁安全問題轉化為可觀測到電火工品內部電流，給學生以感性的直觀現象，實現了抽象教學內容的可視化。

另外，通過建立的火工品三維模型，學生可對火工品的三維模型進行自由拆解及組裝，通過調整火工品電磁仿真參數，學生可觀測到電火工品內部電流的變化，加深學生對理論的理解，實現了教學的深度化。

（三） 及時動態更新教學裝備，科研成果進實驗室

因存在新裝備無法直接配發院校或滯后配發學校的情況，導致院校裝備教學與部隊需求倒掛，院校裝備實訓與部隊裝備保障脫節，無法滿足新裝備同步教學。

另外，由于安全性問題，彈上火工品等危險品無法直接用于學生的實訓課程中。項目組將研制的裝備模擬件、測試訓練設備等科研成果引進實驗室，及時動態更新教學裝備，解決了院校實訓裝備的需求，實訓過程與部隊技術保障流程一致，實現了實訓教學的實戰化。

（四） 以能力素質為牽引改變考核模式，科研成果進考場

考核是提高學生學習動力，掌握學生學習情況的有效手段。在缺乏實訓裝備的情況下，裝備課程的考核以理論知識考核為主，考核內容片面，只了解學生理論知識的掌握情況，對學生的實操能力、排故能力無法了解和掌握。將研制的模擬訓練設備引入到考場中，可實現操作能力的考核。另外，通過對研制的模擬件或測試設備設置故障，讓學生現場排故，可完成對學生分析問題和解決問題能力的考核，實現了考核內容的全面化。

四 科研成果向教學轉化的模式

（一） 構建基于模擬訓練設備的實戰化實訓平臺，實現實訓教學與部隊裝備技術保障流程的一致性

整合研制的裝備模擬件、測試訓練系統等，構建基于模擬訓練設備的實戰化實訓平臺。基于實訓平臺，按照部隊的操作規程，開展實操訓練。實訓流程和測試設備顯示與部隊裝備保障一致，實現實訓教學與部隊裝備技術保障流程的一致性。

（二） 搭建基于信息化成果的教學平臺，實現抽象內容的可視化，并可開展線上自主學習

整合建立的三維模型、仿真結果等信息化資源，搭建信息化教學平臺，豐富教學資源，使裝備結構組成、工作原理、電磁安全等抽象內容可視化、直觀化，提升教學效果。

另外，利用信息化平臺可開展線上自學。學生可以根據自己的知識結構、任職需求，靈活選取學習內容，實現學習的靈活性和自主性，解決了課堂授課中所有學生同一時間、同一地點、同一進度，學習相同的內容，而忽視學生知識結構和接受能力差異的問題。

（三） 將科研成果引進教材、課堂、實驗室、考場，實現了科研成果與教學全方位的融合

將科研成果引進教材、課堂、實驗室、考場，例如，將火工品測試系統研制過程中分析得到的火工品工作原理、接口信號定義、形式等內容補充到教材中；將火工品三維型、電磁安全仿真結果引進課堂；將研制的模擬訓練設備和測試系統引進實驗室和引進考場等，實現科研成果向教學的多渠道轉化，實現科研成果與教學全方位的融合。

五 科研成果向教學轉化的效果

（一） 改進了教學實施方法，加深了學生的理解

科研成果向教學轉化，改變了裝備內部結構、基本工作原理對著結構框圖講、火工品電磁安全教學純理論講解的教學實施方法。學生通過建立的裝備三維模型，可對裝備進行自由組裝和拆卸，通過建立的電磁仿真模型，可對電磁安全仿真參數自主調整，提高學生學習的自主性。

以電爆管三維仿真模型和電火工品電磁安全仿真為例，分析科研成果對教學實施方法的改變。實裝電爆管是封裝的，無法拆卸的。在介紹電爆管的傳統教學過程中，通過框圖和教員描述來完成結構、工作原理的教學，教學過程中有時會存在教員講的和學員理解的不一致的問題。將建立的電爆管的三維模型引入到課堂教學中，在介紹電爆管的結構組成時，學生可通過對電爆管仿真模型拆卸和組裝完成結構組成的學習，然后再結合仿真模型完成工作原理學習，實現從感性認識到理性認識的升華，符合學生的認知規律。另外，在電火工品電磁安全教學過程中，傳統教學是老師通過理論分析方式介紹電磁信號對電火工品的影響。但電磁信號看不見、摸不著，學生理解比較困難，尤其是對士官職業技術教育學生。將電火工品安全電磁仿真科研成果引入教學中后，通過仿真學生可以清楚地看到火工品周圍的電磁環境和電火工品在電磁場中的感應電流密度。通過調整電火工品周圍的電磁場，還可觀測到電火工品感應電流密度的變化，給學生直觀的印象，使抽象內容具體化，由感性認識上升到理性認識，學生更容易理解和接受，能夠取得更好的教學效果。

（二） 搭建了貼近部隊實裝的實訓平臺，提高了學生的崗位任職能力

整合研制的裝備模擬件和訓練設備等科研成果，搭建了基于模擬訓練設備的實訓平臺，開展與部隊裝備保障一致的實訓流程，滿足了裝備技術保障實訓要求，實現了學生由院校到部隊的平穩過渡，無縫連接。

以彈上火工品測試為例，分析裝備模擬件和訓練設備在教學中應用。實裝火工品內部裝有火工藥劑，對外界刺激相對比較敏感，根據裝藥和結構，有的火工品對撞擊敏感，有的火工品對靜電敏感。對于在校學生，在開展火工品測試訓練時，往往都是第一次接觸火工品，在測試操作中，經常會發生火工品跌落、操作不規范等行為。如果在學生學習訓練中采用實裝很難保證學生和裝備的安全。另外，裝有火工藥劑的火工品屬于危險物品，如果實驗室存放實裝火工品，需要具備相應的資質，并且管理起來與火工品模擬件相比也要復雜得多。在將火工品模擬件和測試訓練設備引入實驗室之前，學生的火工品測試訓練主要通過觀看視頻和老師介紹來完成，效果較差，學生的實操能力沒有得到真正的提高。為解決實訓需求，將研制的各種型號彈藥的火工品模擬件和配套的測試訓練設備引進實驗室，搭建了基于火工品模擬件和測試訓練設備的實訓平臺。學生可在實訓平臺上開展火工品測試操作，測試流程、數據顯示與實裝測試完全一致，并且可進行多種型號、多崗位、多站位的實操訓練，提高了學生的崗位任職能力。

（三） 尊重了學生的差異，提升了學生學習的靈活性和自主性

不同學生的知識結構、接受新知識的能力是不一樣的，有的學生理解的快一點，有的慢一點。在同一時間學習相同的內容，忽視了個體的差異，課堂教學過程中經常會出現部分學生無法完全理解掌握課堂內容的情況。通過整合建立的裝備三維模型、電磁仿真結果、裝備工作機理模型等信息化資源，搭建信息化平臺，可開展線上自主學習。學生可以根據自身情況開展課前預習和課后復習，發揮了學生學習的主動性，實現對課堂內容的全部理解和掌握。例如在介紹做功火工品的工作機理時，火工品起爆后，內部組件是如何運動的，如何做功的。有的學生通過自己分析就能明白，有的學生一指導、一提示就能明白，而有的學生就理解地慢一點。課堂教學要照顧大部分同學的進度，個別課堂上沒有弄明白的學生，課后可以在信息化教學平臺選擇相關內容，通過反復觀看工作機理三維模型，思考、交流以實現對該部分內容的掌握。

另外，士官職業技術教育學生來自部隊，在部隊有具體的崗位，對崗位需求比較明確，知識結構和關注的學習重點差異比較大。通過開放信息化教學平臺，學生可以根據自身需求和知識結構，在課余時間重點學習自己關注的內容，并可自主控制學習進度，發揮了學生學習的靈活性和自主性。

（四） 完善了教學資源，提升了教學質量

通過將研制的裝備模擬件、測試訓練設備、建立的裝備三維可視化模型、仿真的結果等科研成果引進教學，搭建貼近部隊實裝的實訓平臺和信息化教學平臺，豐富了教學資源，有效提高了學生對裝備的理解掌握和實操能力。通過對訓練設備設置故障，引導學生分析故障、排除故障，提高學生分析問題和解決問題的能力。

另外，將相關資源引入考場，可對學生理論知識的掌握情況、實操能力、分析故障排故障的能力進行全面考核，有利于老師對學生學習效果的全面掌握，為進一步優化教學內容、改進教學設計提供依據。

六 結語

為實現科研成果反哺教學，結合裝備教學需求，對相關科研成果進行了梳理，將建立的裝備結構和工作機理三維仿真模型、火工品電磁安全仿真系統、裝備模擬件及其測試設備等成果引進教材、課堂、實驗室、考場，實現了科研成果與教學全方位的融合。搭建了基于信息化成果的教學平臺和基于模擬訓練設備的實戰化實訓平臺，完善了教學資源，改進了教學實施方法，實現了抽象教學內容的可視化、理論教學的深度化、實訓教學的實戰化和課程考核的全面化。教學過程更符合學生的認知規律，尊重了學生知識結構、接受能力的差異。學生對理論知識的掌握深度、實操能力、分析問題解決問題的能力都得到有效提高，為部隊崗位任職打下良好的基礎。