面向能力需求的军队院校实验教学改革

张耀鸿,包卫东

(国防科技大学 信息系统与管理学院，湖南 长沙 410073)

实验教学是高等院校课程教学的重要组成部分，和一般的课程教学不同，重点在于培养学生的实践能力和创新思维。目前在实验教学改革方面，很多高校都进行了探索，文献[1]分析了高校实验教学中存在的问题，给出了以创新意识启蒙为核心、实验与理论教学一体化教学模式、稳定实验教学队伍和优化实验资源配置等对策；文献[2]以CDIO教育理论为基石，对高校实验教学与管理体系进行了改革，构建了一体化实验教学和管理体系，提高了实验教学的效益；文献[3]针对电气电路课程，探索了开放式实验教学模式，给学生提供开放和自主的学习环境，实验内容在课内与课外完成，学生以自己的方法去思考、拓展，完成实验课程；文献[4]探讨了研究生化学实验课程教学改革方法；文献[5]研究了实验教学的规章制度、师资建设、实验室管理等管理方法。

与一般院校不同，军队院校的核心任务是培养高素质新型军事人才。实验教学应紧贴军事指挥人才培养需求，结合理论教学，形成满足未来作战需要的课程体系，着重培养学生将技术素养转化为战斗力的综合分析和解决问题的能力。

目前我校指挥控制方向的学生，面向作战指挥或作战保障岗位，需要系统掌握电子、计算机和通信网络、运筹管理等领域的基础理论，具备从事指挥信息系统分析、设计、使用、维护等实际工作和科学研究的能力。目前的实验教学主要根据所开设的课堂教学课程进行设置，存在着内容不新，条块分割，不成体系，与岗位任职需求脱节等情况，迫切需要进行改革。

从新形势下人才培养要求出发，面向实战化教学，建立军事指挥能力需求体系，分析实验课程教学与培养要求的差距，有针对性地进行规划与设计，对教学内容、教学手段、教学平台等进行改革。

1 军事指挥能力需求

教学改革中，能力导向是一个重要的原则，文献[6]提出了一个围绕能力进行课程体系设计的思路，从培养目标出发，分析课程建设中需要培养的能力，建立课程与能力的关系，对所属专业的课程体系进行规划；文献[7]基于该方法，对高校计算机专业的课程体系建设进行了研究，提出了职业核心能力、元认知能力、专业认知能力、交际能力和特殊能力等的能力体系，并根据能力体系来进行课程建设；文献[8-9]探索了实验教学中能力主导的实施模式。

在军事指挥人才需要的“六种能力”(即信息获取能力、分析判断能力、出谋划策能力、组织协调能力、检查指导能力和研究创新能力)的基础上进一步细化，建立军事指挥员的能力需求，如下图所示。

图1 指挥能力需求

其中，各种能力以及下级指标包括以下6个方面[10-11]。

1.1 信息获取能力

具备较强的洞察能力，善于发现和搜集有价值的信息，运用有效的方法和手段对信息进行及时、准确的分析处理，包括信息获取手段运用、信息检索、数据挖掘、态势标绘能力。要求指挥员必须熟练掌握运用信息获取工具，快速、准确地获取信息，从信息库中找出用户所需要的有关信息，通过对情报等数据的分析处理提取其他有价值的信息，对信息进行多维度的显示输出。

1.2 分析判断能力

对获取的各类信息进行去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的筛选分析，最后得出正确结论，包括情报甄别、态势分析、战场环境分析能力。要求指挥员对情报的真实性、可靠性和可用性进行判断筛选，对战场空间内敌、我、友各方兵力部署、武器装备和战场环境等情况进行分析，对地形特点，部队机动、伪装、防护和工程构筑的条件，政治、经济和社会状况，气象水文特点，电磁环境，可供利用的资源等情况进行分析。

1.3 出谋划策能力

提出建议，协助上级定下决心的能力，包括作战方案拟制、作战辅助计算和临机决策能力。要求指挥员能够依据首长决心意图，对作战的目标、任务、行动等有关问题制定方案，对作战双方兵力、兵器、火力、保障等方面进行计算以辅助决策，并对突发情况作出及时的响应。

1.4 组织协调能力

依据上级决心意图，科学制定各项计划，周密组织部队行动，协调军事工作有序运行的本领，包括计划能力、协调能力和控制能力。要求指挥员根据上级意图，合理区分任务，科学地规定时间和空间，有效地组织人力、物力，按照要求完成任务。

1.5 检查指导能力

发现工作中的矛盾和问题，提出解决办法，正确指导部队行动，实现上级决心的能力，包括情况掌握、问题查纠和指导建设能力。要求指挥员根据作战和军事建设的总体情况，进行深入细致的综合分析，找出各种情况的内在联系，及时发现并解决问题。

1.6 研究创新能力

跟踪世界军事领域的发展，把握军事工作的客观规律，创造性地开展工作的能力，包括训法创新、战法创新和管理理念创新能力。要求指挥员在工作中能够自我完善、自我更新，研究提出作战训练、作战指挥和部队管理的创新方法。

这些能力集中体现了军事指挥员在未来工作岗位上的任职需求，其中检查指导能力和研究创新能力更多需要到任职岗位上培养，在进行实验课程设计时，主要关注信息获取能力、分析判断能力、出谋划策能力和组织协调能力的培养。

2 当前实验课程的差距分析

根据军事指挥能力需求，对当前的课程体系进行了对比分析，找出实验教学内容与学生能力需求的差距。

通过对国防科技大学指挥控制方向的实验教学内容(包括多门实验课程“指挥信息系统综合演练”、“指挥信息系统综合设计”等)进行了对比分析，结果如表1所示。

表1 能力-实验内容对比分析

注：●表示强支持，○表示弱支持，空白表示不支持

通过实验课程与能力的对比分析，可以看到实验课程内容设计与岗位能力需求的差距，如数据挖掘与情报甄别能力的培养缺乏相应的实验教学支持。

实验教学对学生的组织协调能力支持较弱，这是由于实验教学中多采用个人或者分组实验模式，个人与个人、组与组之间缺乏有效的协作与对抗，使得实验教学缺乏对抗环节，对博弈能力支持教弱。

实验内容之间的关联性和承接性不强，难以形成对作战指挥的整体认识。

因此实验课程改革必须针对这些差距展开，弥补这些不足。在进行实验课程改革时，主要基于以下5个方面的考虑。

1)面向岗位能力。

培养学生未来的岗位上应具备的能力，掌握岗位工作所需的方法与手段，实验手段应该采用与部队作战指挥相同或者相似的装备，实验内容应结合部队岗位工作的内容。

2)夯实技术基础。

实验课程配合本专业方向的课堂教学，是对课堂教学内容的进一步巩固和深化，实验内容必须引入反映学科前沿的内容，如基于元模型的系统设计等，采用实验软件是主流的设计软件。

3)聚焦问题研究。

根据学生特点，实验应该紧贴军事斗争前沿和武器装备研制运用的核心问题，采用研讨式、启发式教学模式，充分发挥学生主体地位，通过设置问题、自主探索、分析研讨等综合手段来开展实验教学，提高学生分析解决实际问题的能力。

4)培养系统思维。

作战指挥涉及军事、通信、电子等多个指挥要素，涉及侦察、判断、决策、控制等多个环节，指挥员要站在全局优化的角度去分析与设计战争。实验内容虽然隶属于不同的课程，但应该按照作战指挥特点进行有效的整合，以培养学生面向战场的系统思维，理解现代战争制胜机理。

5)着眼实战化训练要求。

目前国防和军队改革要求院校教育面向战场、面向部队，围绕实战搞教学，着眼打赢育人才，使培养的学生更加符合部队需要。因此，实验内容的设置要综合考虑实装操作、技能训练、管理能力培养方面的要求。

综上所述，面向能力需求的实验教学改革包括了实验内容、组织形式、实验手段、实验环境等系列工作，下面主要介绍实验流程和实验手段。

3 一体化的实验流程

目前的实验课程教学中，各部分内容相互独立，衔接较差，使学生难以理解现代战争中联合作战指挥的理念，形成技术决定战术的意识。因此实验课程改革必须抓好顶层谋划，体系融合。

在军事训练领域，为了培训军官的指挥作业程序，世界各国军校在相关课程教学中大多采用想定作业的方法，首先由教员部署想定背景，学员在受领任务，弄清总体情况之后，完成双方态势的分析判断，再进行战术标绘，绘制决心图，形成计划文书，最后依托沙盘或者仿真系统进行推演。使得学生掌握指挥程序和战术运用[12-13]。

本专业方向的实验教学与单纯的军事教学不同，但可以借鉴这种方法。在实验教学中，首先应让学生了解作战指挥的整体过程，其次掌握支持作战指挥各环节的技术手段，最后掌握各类软件的操作与应用。

根据联合作战指挥流程，将分散的实验内容按照该流程进行重新组织和整合，形成相互关联，有机衔接的一体化的实验流程，围绕流程建设实验教学体系，如图2所示。

其中，联合作战指挥流程包括联合情报计划与态势综合、联合作战筹划、联合任务计划和联合执行与控制阶段。

图2 一体化的实验流程

联合情报计划与态势综合利用多类传感器以及其他渠道获取情报，经过处理后形成联合态势；联合作战筹划通过任务分析和目标分析，确定作战重心和打击目标，明确作战任务，制定作战方案；联合任务计划制定联合作战计划并向相应作战单元发布；联合执行与控制督促、指导部队遂行联合作战任务，监视作战过程中敌情、我情的变化并进行调整[14]。

根据联合作战指挥流程，实验流程包括实验顶层设计、系统综合设计、指挥所搭建、指挥作业和模拟演练等内容，各部分内容根据联合作战指挥流程的特点和课堂教学内容进行有针对性的细化，图2中描述了各部分实验内容对联合作战指挥流程的支撑关系，各部分实验内容的输入输出接口关系。

其中，实验顶层设计是实验流程中的关键环节，主要采用问题导向模式，提出要研究的军事背景，指挥体系，指挥决策，武器装备运用等问题，形成作战想定和实验方案，是后续实验教学的基础；系统综合设计基于作战想定，对指挥信息系统进行需求分析、体系结构设计、方案设计等工作；指挥所搭建根据系统综合设计成果建立指挥所席位，完成软、硬件环境部署；指挥作业完成战术标图、态势分析、作战计算、文电配置等操作；模拟演练根据指挥作业的结果，建立仿真模型，依托仿真系统进行作战推演，对结果进行分析和评估。

实验实施时，根据不同阶段的实验内容采用相应的组织形式，操作类的实验可采用个人实施的方式，设计类的实验可采用分组形式，让学生针对研究问题展开分工协作，共同研究。演练类的实验可采用红蓝双方分组对抗的模式，有助于提高学生的指挥对抗能力的培养。

实验考核时，根据岗位能力的要求采用过程性考核、功能性考核和结果性考核等多种考核方式，全方位对学生的创新实践能力进行评估。

实验手段建设时，以现有的科研成果为支撑，可以提高实验课程建设效益。目前国防科技大学在指挥控制领域取得了很多科研成果，通过对这些成果进行梳理、整合和轻量化改造等手段形成实验教学资源；此外，依托现有的国家重点实验室开展实验教学，也是改善实验教学的重要手段。

4 一体化的实验集成环境

由于实验课程教学中开设的实验内容较多，需要使用各种自研或者标准软件，为便于教员对学生实验的管理，方便学生使用，面向不同课程实验以及升级维护的需要，研制了基于构件的实验集成环境，通过集成现有的软件或者新研软件，充分利用现有成果，减少实验教学平台建设的工作量，如图3所示。

图3 一体化的实验集成环境

实验集成环境的结构包括应用层、构件层、数据层和基础环境层。其中基础环境包括数据库管理系统和硬件与系统软件。

数据层包括数据共享环境包括实验数据库、访问权限管理模块和数据库配置模块等。

构件层分为通用构件和专用构件，其中构件指可以在不同实验中可以重复使用的软件或者软件模块。通用构件包括图形编辑、文档生成、数据接口、文档管理和界面管理等，专用构件包括LINGO，MATLAB，CPNTOOLS等软件。

最高层为应用层，面向不同的课程实验内容，通过构件的组合来形成具体的课程实验环境。

集成框架包括软件集成、界面集成和数据集成框架。其作用是辅助用户从特定的教学和实验需求出发，根据需要选择使用的通用构件和专用构件，对这些软件进行组合形成问题的解决方案。主要分为三个层次，软件集成、界面集成和数据集成。

软件集成提取构件，并进行初始配置；界面集成根据需求定制实验环境的操作界面，并将相关信息加入到操作界面；数据集成管理数据库中的存储表和初始化数据。

实验集成环境的主要功能包括两大类，通用功能和专用功能，其中通用功能包括以下4个方面。

1)软件信息管理。

对软件名称、版本、开发者、基本功能描述和运行环境等信息进行管理。

2)实验信息管理。

对实验名称、实验目标、实验人员和实验结果等信息进行管理。

3)实验方案管理。

对实验方案名称、实验步骤进行管理。

4)集成环境管理。

对实验进行调度和控制，例如学生必须按照实验流程的步骤开展实验，不允许跳过某些阶段。

专用功能包括面向不同实验内容所使用的软件功能。在实验环境建设中，主要采用集成方式，采用技术成熟度较高的商业软件或者自研软件。

由于软件间具有一定的独立性，各自的数据定义、实现手段和数据存取方法存在一定的差异，必须建立信息交换标准，实现数据的有效共享和较高的集成程度。

实验环境采用数据库交换方式，所有的实验数据以及实验信息存放在数据库中，数据存储通过数据库管理系统和数据访问界面来进行。

实验环境采用了较为灵活开放的集成框架，减少了实验配置、管理和维护的工作量。

其运行界面如图4所示。

图4 系统运行界面

5 结束语

新形势下军事指挥人才培养需求对军队院校教学提出了新要求，探索适合未来战争制胜机理，着眼创新实践能力培养的实验教学模式，是提高实验教学质量的重要手段，面向战场，突出指挥能力培养，是军队院校实验教学改革的趋势。