虚拟仿真技术在新装备教学中的应用

张娜++陶冬香++陈鸿

【摘要】本文结合近年来分院办学转型中利用虚拟仿真技术辅助新装备教学条件建设的切身体会，从几个方面进行了深入地分析、改革和探索，并付诸于实践，实现了课堂教学的“三贴近”，带动了教员队伍的转型，促进了教学条件的建设，具有一定的实际意义。

【关键字】虚拟仿真 装备教学 任职教育

【中图分类号】TP391 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0028-01

伴随着学校办学转型工作的不断走向深入，岗位任职教育具有明确的指向性，这就要求教员必须以学员的岗位任职为中心，重在提高实际工作能力，如新装备的操控能力及故障排除能力。随着海军航空兵的新装备陆续装备部队，新装备教学能力形成及课程建设迫在眉睫，为了培养合格的航空新装备维修人才，人才培养方式的改进提高是院校与部队工作的重要内容之一，如何才能在短时间内顺利地完成新装备教学，使岗位任职教育顺利进行并达到良好的教学效果，已经是摆在我们面前的课题。

对于以前的新装备教学，通常手头的资料不全，资料的的来源也不畅通，更不用说有条件开展新装备的通电检查与故障排除等内容的教学了，要获得一个立项的教学效果，其困难可想而知。尽管教员都能认真备课，也十分用心，然而在教学中，尤其是涉及新装备维护等内容，教员言之无物，学员味同嚼蜡。为了破解缺乏实装的难题，教研室千方百计申领新装备，以力图改进教学效果，但由于新装备只能首先满足海航一线部队，且价格十分昂贵，所以申领的过程十分艰难，仅一枚吊舱和部分检测设备在分院首长的大力支持下申领到位，其它新装备始终处于人等装备的状态。

教研室面对这种情况，决定以软代硬，开发研制新装备的虚拟仿真软件，以交互式仿真软件代替实际装备， 使新装备教学能力得以加快形成，把缺少装备所产生的影响减到了最低限度，我们通过分析生长干部任职教育学员特点、培养目标和“新大纲”要求，在实践中总结了一套基于新装备教学的方法和思路，经过几年的实践积累，使学员能够深入理解和掌握教学内容，从而使学员学习目的更加明确，记忆更加牢靠。几年来，该方法和思路分别在“航空电子干扰设备”和“航空电子侦察设备”两类课程中进行了尝试，得到了听课教员和学员的肯定，取得了良好的效果。笔者有几点体会。

一、利用计算机仿真技术进行计算机辅助新装备教学应在顶层设计上把培养学员严谨细致的机务作风融入进去

通常来说，训练人员利用软件进行训练时，都有一种强烈的心里暗示：即，我这是操作软件，随意操作没有关系，到真的设备上我再认真操作，殊不知，平时训练时不认真，不抓紧，到关键时刻怎能技术过得硬？所以系统应在从顶层设计阶段最大限度地减少这种心里暗示，对地勤人员养成按照规程进行维护操作的优良机务作风。教研室具体的实施方法是研发了“训练评估”模块，该模块内容分为：模拟考核、成绩查询、打印输出三部分，其中模拟考核部分系统可以提供一个虚拟的操作环境，对地勤人员进行模拟考核，考核人员可以随意操作，但后台有一个程序在运行记录，将不正确的，随意性的操作记录存储下来，可以将评估成绩查询以及打印输出，作为上岗培训是否合格的依据之一。这样可以减少维护人员进行随意性操作，养成良好的按规程操作的机务作风。训练评估部分的设计思路框图如图1所示，同时，每当教员讲解完后，都给学员留下了自己动手，发挥自我，开发潜能的空间，这样既培养了学员的严谨的机务作风，同时又激发了学员的思维，调动了学员的积极性学员，在计算机上进行演练，计算机将学员的每一个动作都记录下来，最后给出成绩并打印出来。就这样，这门课顺利地进行下来，起到了很好的教学与训练效果。

图1 训练评估模块的设计

二、利用计算机仿真技术进行计算机辅助新装备教学应考虑软件的逼真度、学员感知及投入费用等诸因素的关系

作为一线的教学人员与软件的研发人员，深知虚拟仿真软件的研发要付出大量的人力、物力和财力和精力，但个人认为，只要系统已经可以达到学员认知的目的，系统的认知价值就已经达到了，再增加研发的投入，可以增加系统的逼真度，但不会增加系统在教学训练中的感知价值，根据笔者教学与研发的经验，绘制了如图3所示的仿真费用与逼真度关系曲线，即在达到受训人员的感知门限的同时，任何仿真效果的增加导致研发经费的增加都是毫无意义的。教研室在训练系统的研发过程中始终贯穿这一思想理念，在研发及使用的过程中，不需要专门的设备，不需要特殊硬件的投入，在部队与院校配发的通用计算机上即可很好地运行。节省了大量的人力物力及财力，使有限的经费和精力可用于其它的教学与科研的建设中去。

图3 仿真费用与逼真度关系图

三、利用计算机仿真技术进行计算机辅助新装备教学应最大限度地考虑系统的可移植性、容错性和可操作性。

一个虚拟仿真系统，是全体研发人员工作的结晶，在试用阶段应进行反复地测试，力求将可能出现的问题解决在系统使用之前。无论是讲课教员使用，还是学员训练使用，还是配发部队，都应将系统能够脱离开发环境，且应用于目前微机使用的所有操作系统，同时应流畅无误地运行，再者，应将系统的帮助功能最大限度地完善，作为软件系统的帮助，通常系统研发的时候研发人员都能考虑在内，即教操作者如何使用该系统，但另一方面，也就是设备维护操作时的在线帮助，这一部分是溶入到软件内容中的，也应该考虑在内，即可以让使用该软件的人在操作设备的时候，随时提供一个在线帮助，甚至是其它专业的操作人员、初次使用该软件的操作人员，都能根据系统的在线帮助顺利使用该系统，从而实现傻瓜化功能。

通过以上的设计理念，通过与近期毕业学员座谈，学员反映利用基于上述理念的虚拟仿真使他们对新装备有了进一步深入的认识，对今后的维护工作打下了良好的基础。

在此后的设备课教学中，我们利用虚拟仿真软件紧紧抓住实践这一环节，把启发式引导式贯穿于教学之中，使教学紧密联系部队机务维护实际，同时使学员有充分锻炼、发挥的空间。这一举措大大调动了学员学习积极性和主动性，学习效果显著提高，动手能力明显增强，深受学员的欢迎。

通过长期的系统研发和教学实践使我们感到：虚拟仿真与教学训练实践相结合是一个全方位多角度的综合性问题，截止到目前，利用计算机仿真技术解决新装备教学中与设备脱节的难题这一观念已经得到了分院领导和教员的共识，但在在如何充分贯彻分院三贴近的教学思想上，教研室在顶层设计和理念上做了进一步的探索和研究，总装的一位领导提出：“软件也是装备”。这将对研发的教员提出了更高的要求。“打铁还须自身硬”，作为一名在一线工作和研发的教员，首先只有不断地提高自己，自己首先转型，在实践教学中不断深入，不断地积累更多的技能，才能将岗位任职教育引向深入。