科研成果向教学资源转化模式研究与实践

张旭，路翠华，吕晓峰

（海军航空大学，山东 烟台）

一 引言

教学与科研是相辅相成、相互促进的关系。用教学促进科研，用科研反哺教学，教学与科研互动，可实现教学与科研双赢[1-6]。为促进科研成果向教学转化，围绕科研成果向教学转化的形式、科技成果转化率、评价指标体系等相关研究被陆续开展[7-11]。通过将科研成果融入教学，可拓展教学内容，丰富教学手段，深化学生对理论知识的理解掌握，提高学生分析问题、解决问题能力，从而有效提高教学质量[12-14]。装备课程是与部队实践紧密联系的课程，目前在该类课程教学中存在教学装备资源缺乏的问题，本文结合装备课教学需求，开展科研成果向装备教学转化模式研究和实践，以完善教育资源，改进教学实施方法，提高教学效果。

二 科研成果向教学转化解决的教学问题

（一） 抽象内容的可视化问题

装备保障教学中存在很多抽象化的教学内容，例如装备内部结构、工作机理、电磁安全等，因学生看不到装备内部结构、动作过程，电磁场也看不见摸不着，过于抽象，学生理解比较困难。通过整合科研成果中建立的装备结构和工作机理三维模型、电磁安全仿真结果等资源，解决教学过程中的难点，实现抽象内容直观化、可视化，使学生一目了然。

（二） 理论教学的深度化问题

现代装备智能化程度越来越高，工作原理、接口信号、工作时序等也越来越复杂。仅通过随装资料，老师对装备理解不透彻，课堂教学浮于表面，经常存在老师讲得不深，学生理解的不透。通过研制相关装备的模拟训练设备、模拟测试设备等，加深了老师对装备工作原理、接口信号、工作时序等的深入理解，促进老师对教学内容更加准确地把握，可实现老师的深度教学，并在科研成果的基础上，引导学生深入思考和研讨。可从“教”与“学”两方面，实现理论教学的深度化。

（三） 实训教学的实战化问题

部队装备更新换代快，而由于种种条件的限制，导致院校缺少实装和相应的实训手段。通过科研的积累，研制与实装外形、接口、功能完全一致的模拟训练设备。整合模拟训练设备，构筑实战化的实训平台，可解决实训教学急需，实现实训教学的实战化。

（四） 考核内容的全面化问题

因实训装备的缺乏，装备课课程考核长期处于“理论知识考核为主，操作能力考核为辅，排故能力考核全无”的局面。考核内容比较片面。通过考核，老师只能了解学生对理论知识的掌握情况，学生的实操能力、分析问题和解决问题的能力都得不到有效考核，无法真实反映学生的能力水平。通过将科研项目研制的模拟训练系统应用到课程考核中，增加操作能力考核项目和排故考核科目，可对学生的操作能力、分析问题解决问题的能力、理论指导实践的能力进行考核，实现考核内容的全面化。

三 科研成果向教学转化的渠道

（一） 合理规划教学内容体系，科研成果进教材

不同层次的学生，知识基础、知识结构不同，培养目的、培养要求也不同。梳理科研成果，根据不同层次学生的培养要求，合理规划教学内容体系，并将科研成果编进教材里。

工业部门交付部队的随装资料相对比较简单，一般不包含装备接口信号、工作时序等资料。通过研制测试训练设备，对装备的接口信号、工作时序等内容有了更深入的了解，可将相关内容编到本科教材里，为深度教学和深度学习提供基础。

（二） 认真梳理整合教学内容，科研成果进课堂

分析课堂教学内容，明确重难点，找出课堂教学过程中，学生难以理解的部分，对照科研成果，引入课堂。例如，典型火工品-电爆管内部结构、工作原理的教学过程中，因内部结构是封装在里面，看不见，在介绍内部结构和工作原理时，学生理解相对困难。科研项目中曾对电爆管建立了三维模型，将建立的电爆管结构三维模型引入到课堂中，使其内部结构关系一目了然，学生可清楚掌握火工品各组成部分形状、配合关系。火工品电磁安全，因电磁场看不见摸不着，课堂中士官职业技术教育学生理解相对困难。将火工品在电磁环境中的安全仿真应用到火工品安全教学中，使晦涩难懂火工品电磁安全问题转化为可观测到电火工品内部电流，给学生以感性的直观现象，实现了抽象教学内容的可视化。

另外，通过建立的火工品三维模型，学生可对火工品的三维模型进行自由拆解及组装，通过调整火工品电磁仿真参数，学生可观测到电火工品内部电流的变化，加深学生对理论的理解，实现了教学的深度化。

（三） 及时动态更新教学装备，科研成果进实验室

因存在新装备无法直接配发院校或滞后配发学校的情况，导致院校装备教学与部队需求倒挂，院校装备实训与部队装备保障脱节，无法满足新装备同步教学。

另外，由于安全性问题，弹上火工品等危险品无法直接用于学生的实训课程中。项目组将研制的装备模拟件、测试训练设备等科研成果引进实验室，及时动态更新教学装备，解决了院校实训装备的需求，实训过程与部队技术保障流程一致，实现了实训教学的实战化。

（四） 以能力素质为牵引改变考核模式，科研成果进考场

考核是提高学生学习动力，掌握学生学习情况的有效手段。在缺乏实训装备的情况下，装备课程的考核以理论知识考核为主，考核内容片面，只了解学生理论知识的掌握情况，对学生的实操能力、排故能力无法了解和掌握。将研制的模拟训练设备引入到考场中，可实现操作能力的考核。另外，通过对研制的模拟件或测试设备设置故障，让学生现场排故，可完成对学生分析问题和解决问题能力的考核，实现了考核内容的全面化。

四 科研成果向教学转化的模式

（一） 构建基于模拟训练设备的实战化实训平台，实现实训教学与部队装备技术保障流程的一致性

整合研制的装备模拟件、测试训练系统等，构建基于模拟训练设备的实战化实训平台。基于实训平台，按照部队的操作规程，开展实操训练。实训流程和测试设备显示与部队装备保障一致，实现实训教学与部队装备技术保障流程的一致性。

（二） 搭建基于信息化成果的教学平台，实现抽象内容的可视化，并可开展线上自主学习

整合建立的三维模型、仿真结果等信息化资源，搭建信息化教学平台，丰富教学资源，使装备结构组成、工作原理、电磁安全等抽象内容可视化、直观化，提升教学效果。

另外，利用信息化平台可开展线上自学。学生可以根据自己的知识结构、任职需求，灵活选取学习内容，实现学习的灵活性和自主性，解决了课堂授课中所有学生同一时间、同一地点、同一进度，学习相同的内容，而忽视学生知识结构和接受能力差异的问题。

（三） 将科研成果引进教材、课堂、实验室、考场，实现了科研成果与教学全方位的融合

将科研成果引进教材、课堂、实验室、考场，例如，将火工品测试系统研制过程中分析得到的火工品工作原理、接口信号定义、形式等内容补充到教材中；将火工品三维型、电磁安全仿真结果引进课堂；将研制的模拟训练设备和测试系统引进实验室和引进考场等，实现科研成果向教学的多渠道转化，实现科研成果与教学全方位的融合。

五 科研成果向教学转化的效果

（一） 改进了教学实施方法，加深了学生的理解

科研成果向教学转化，改变了装备内部结构、基本工作原理对着结构框图讲、火工品电磁安全教学纯理论讲解的教学实施方法。学生通过建立的装备三维模型，可对装备进行自由组装和拆卸，通过建立的电磁仿真模型，可对电磁安全仿真参数自主调整，提高学生学习的自主性。

以电爆管三维仿真模型和电火工品电磁安全仿真为例，分析科研成果对教学实施方法的改变。实装电爆管是封装的，无法拆卸的。在介绍电爆管的传统教学过程中，通过框图和教员描述来完成结构、工作原理的教学，教学过程中有时会存在教员讲的和学员理解的不一致的问题。将建立的电爆管的三维模型引入到课堂教学中，在介绍电爆管的结构组成时，学生可通过对电爆管仿真模型拆卸和组装完成结构组成的学习，然后再结合仿真模型完成工作原理学习，实现从感性认识到理性认识的升华，符合学生的认知规律。另外，在电火工品电磁安全教学过程中，传统教学是老师通过理论分析方式介绍电磁信号对电火工品的影响。但电磁信号看不见、摸不着，学生理解比较困难，尤其是对士官职业技术教育学生。将电火工品安全电磁仿真科研成果引入教学中后，通过仿真学生可以清楚地看到火工品周围的电磁环境和电火工品在电磁场中的感应电流密度。通过调整电火工品周围的电磁场，还可观测到电火工品感应电流密度的变化，给学生直观的印象，使抽象内容具体化，由感性认识上升到理性认识，学生更容易理解和接受，能够取得更好的教学效果。

（二） 搭建了贴近部队实装的实训平台，提高了学生的岗位任职能力

整合研制的装备模拟件和训练设备等科研成果，搭建了基于模拟训练设备的实训平台，开展与部队装备保障一致的实训流程，满足了装备技术保障实训要求，实现了学生由院校到部队的平稳过渡，无缝连接。

以弹上火工品测试为例，分析装备模拟件和训练设备在教学中应用。实装火工品内部装有火工药剂，对外界刺激相对比较敏感，根据装药和结构，有的火工品对撞击敏感，有的火工品对静电敏感。对于在校学生，在开展火工品测试训练时，往往都是第一次接触火工品，在测试操作中，经常会发生火工品跌落、操作不规范等行为。如果在学生学习训练中采用实装很难保证学生和装备的安全。另外，装有火工药剂的火工品属于危险物品，如果实验室存放实装火工品，需要具备相应的资质，并且管理起来与火工品模拟件相比也要复杂得多。在将火工品模拟件和测试训练设备引入实验室之前，学生的火工品测试训练主要通过观看视频和老师介绍来完成，效果较差，学生的实操能力没有得到真正的提高。为解决实训需求，将研制的各种型号弹药的火工品模拟件和配套的测试训练设备引进实验室，搭建了基于火工品模拟件和测试训练设备的实训平台。学生可在实训平台上开展火工品测试操作，测试流程、数据显示与实装测试完全一致，并且可进行多种型号、多岗位、多站位的实操训练，提高了学生的岗位任职能力。

（三） 尊重了学生的差异，提升了学生学习的灵活性和自主性

不同学生的知识结构、接受新知识的能力是不一样的，有的学生理解的快一点，有的慢一点。在同一时间学习相同的内容，忽视了个体的差异，课堂教学过程中经常会出现部分学生无法完全理解掌握课堂内容的情况。通过整合建立的装备三维模型、电磁仿真结果、装备工作机理模型等信息化资源，搭建信息化平台，可开展线上自主学习。学生可以根据自身情况开展课前预习和课后复习，发挥了学生学习的主动性，实现对课堂内容的全部理解和掌握。例如在介绍做功火工品的工作机理时，火工品起爆后，内部组件是如何运动的，如何做功的。有的学生通过自己分析就能明白，有的学生一指导、一提示就能明白，而有的学生就理解地慢一点。课堂教学要照顾大部分同学的进度，个别课堂上没有弄明白的学生，课后可以在信息化教学平台选择相关内容，通过反复观看工作机理三维模型，思考、交流以实现对该部分内容的掌握。

另外，士官职业技术教育学生来自部队，在部队有具体的岗位，对岗位需求比较明确，知识结构和关注的学习重点差异比较大。通过开放信息化教学平台，学生可以根据自身需求和知识结构，在课余时间重点学习自己关注的内容，并可自主控制学习进度，发挥了学生学习的灵活性和自主性。

（四） 完善了教学资源，提升了教学质量

通过将研制的装备模拟件、测试训练设备、建立的装备三维可视化模型、仿真的结果等科研成果引进教学，搭建贴近部队实装的实训平台和信息化教学平台，丰富了教学资源，有效提高了学生对装备的理解掌握和实操能力。通过对训练设备设置故障，引导学生分析故障、排除故障，提高学生分析问题和解决问题的能力。

另外，将相关资源引入考场，可对学生理论知识的掌握情况、实操能力、分析故障排故障的能力进行全面考核，有利于老师对学生学习效果的全面掌握，为进一步优化教学内容、改进教学设计提供依据。

六 结语

为实现科研成果反哺教学，结合装备教学需求，对相关科研成果进行了梳理，将建立的装备结构和工作机理三维仿真模型、火工品电磁安全仿真系统、装备模拟件及其测试设备等成果引进教材、课堂、实验室、考场，实现了科研成果与教学全方位的融合。搭建了基于信息化成果的教学平台和基于模拟训练设备的实战化实训平台，完善了教学资源，改进了教学实施方法，实现了抽象教学内容的可视化、理论教学的深度化、实训教学的实战化和课程考核的全面化。教学过程更符合学生的认知规律，尊重了学生知识结构、接受能力的差异。学生对理论知识的掌握深度、实操能力、分析问题解决问题的能力都得到有效提高，为部队岗位任职打下良好的基础。