目标指向的模块化融合式教学设计——以战场电磁环境课程为例

沈 阳，郭 强，桂 树

(中国人民解放军国防科技大学 电子对抗学院，安徽 合肥 230037)

电磁空间是继陆海空天战场空间后的第五维战场，战场电磁环境是信息化战争的突出战场环境要素。随着军事信息技术的发展和战场电磁环境领域研究的深入，认识电磁环境，掌握核心技术，直到控制利用电磁环境，一直是该领域的热点难点问题。战场电磁环境是一门理论方法和技术应用兼具的专业课程，研究它的课程教学设计显得十分重要。随着军队院校教育、部队训练实践、军事职业教育“三位一体”新型军事人才培养体系的建设推进，基于MOOC 和虚拟实验等资源的战场电磁环境教学改革势在必行。论文围绕课程教学设计的目标、内容和策略等核心问题，针对课程内容的理论、技术和应用特点，探讨了战场电磁环境课程的目标和内容设计，分别研究了学导式、实验式和作业式教学模式，提出了目标指向的模块化融合式教学设计。通过这种教学策略设计，更好地借助MOOC、虚拟实验和实践教学平台，发挥战场电磁环境课程在“三位一体”人才培养体系建设中的质量和效益，夯实人才培养的理论基础、技术支撑和应用能力。

一、课程教学分析

(一)教学需求分析

1.理论知识讲授教学

随着信息技术发展和信息化建设的推进，人们对电磁环境已经从陌生变为熟悉，电磁环境基本理论知识体系已经形成。对于电磁环境的非直观感受性，借助MOOC 平台的优势开展电磁环境理论教学十分便捷。MOOC 平台可以集合众多学习资源，便于学员全方位、直观地认识电磁环境的概念、组成、特性和效应等知识点，也能采取先行自学、资源浏览、互动交流、随堂测验等方式开展理论知识学习。因此，战场电磁环境课程理论讲授教学，需要针对知识点的特色，提供自学材料和音视频资源，帮助学员更直观地认识电磁环境理论知识点，结合随堂测验题集，检验理论知识学习效果。

2.技术验证实验教学

随着电磁环境领域研究的深入和实践的发展，人们对电磁环境的理解和认知已不仅仅是理论上的理解，已经上升到效应机理和技术掌握。对于电磁环境的外在特性、内部机理和应用技术，在基础理论知识掌握的基础上，采用定量方法技术研究和探讨电磁环境效应及应用技术，可以加深学员对复杂电磁环境效应机理的掌握。基于MOOC 平台资源，设计战场电磁环境的表征建模、影响机理和实践应用等技术实现方法，设定实验教学条件，布置实验科目和任务，规定学员提交实验学习成果，以此检验学员的技术实现能力，促进学员对电磁环境表征技术、效应分析技术和试验训练评估技术的理解和掌握。

3.实践应用作业教学

学习电磁环境的最终目的是要在军事实践中运用和应对，包括作战、试验和训练时如何利用电磁环境赢得电磁优势。军校的实践应用教学具有鲜明的军事特色，一般采取想定作业、模拟对抗、实兵演练等形式。电磁环境实践应用教学主要针对电磁频谱筹划管理、试验和实战化训练电磁环境构设规划以及试验训练评估方案拟制等教学内容。在MOOC 背景下，采取想定作业的形式，加以灵活分组实施，开展电磁环境实践应用教学，提升学员在电磁频谱筹划、电磁环境构设规划和试验训练评估方案拟制方面的能力素质。

(二)教学对象分析

战场电磁环境是信息化条件下战场环境的重要因素，无论是军事理论、装备技术还是作战运用，都不可避免要学习、了解电磁环境有关知识，战场电磁环境是一门专业拓展类的通识课程，教学对象既有本科生、研究生，也有职业教育学生，每一类教学对象的教学重点是有所区别的。

针对本科生教学，重点是理论知识学习，了解掌握电磁环境基本概念、组成要素、本质特征和定量分析电磁环境的技术方法，解决对电磁环境的认识问题，达到理解电磁环境“是什么”的要求。针对研究生教学，重点是关键技术研究，理解掌握电磁环境建模仿真、逼真构设和试验评估的关键技术，培养研究电磁环境的能力，达到探究电磁环境“为什么”的要求。针对职业教育学生，重点是军事实践应用，理解掌握装备试验、部队训练和电磁作战中的电磁环境应用方法，训练控制利用电磁环境的技能，达到应对电磁环境“怎么办”的要求。

二、课程目标设计

着眼信息化战争的战场电磁环境要素，瞄准人才培养的电磁作战支持能力目标，设计战场电磁环境的课程目标。按照课程目标的“量”和“质”层次化描述，设计战场电磁环境课程目标。课程目标“量”等级分为“熟悉”“理解”“掌握”“形成”四级，各等级目标“质”描述见表1，建立“知识+能力+素质”的课程目标。

表1 课程目标体系

(一)知识目标

通过课程学习，使学生建立电磁环境的知识体系，包括电磁环境的概念内涵和特征组成，还有电磁环境军事实践的逼真构设、效应评估和作战支持等知识模块。课程的知识目标是熟悉相关概念，理解属性特征，是课程目标的基础。

(二)能力目标

通过课程学习，使学生掌握对电磁环境的研究能力，包括电磁环境的建模仿真和表征分析，还有电磁环境效应机理、逼真构设和作战支持等方法技术。课程的能力目标是掌握有关电磁环境核心技术，是联系知识目标与素质目标的纽带。

(三)素质目标

通过课程学习，使学生掌握对电磁环境的应用技能，包括电磁环境在装备试验训练中的构设、试验训练效果评估和电磁作战中的辅助决策支持等实践应用。课程的素质目标是掌握有关电磁环境实践应用方法，是人才培养的素质教育集中体现。

三、课程内容设计

根据战场电磁环境的课程目标，围绕战场电磁环境的基础理论、关键技术和实践应用设计战场电磁环境的课程内容体系(见表2)，回答战场电磁环境“是什么、为什么和怎么办”的核心问题。

表2 课程内容体系

(一)基础理论层

战场电磁环境物理属性上是电磁现象，其基础理论包括电磁空间与电磁环境概念内涵、战场电磁环境及其发展、战场电磁环境的本质属性和战场电磁环境认知模型，涵盖了电磁环境的由来、发展和人们对它的基本认知。基础理论层内容是课程内容体系的基石，是教学活动的出发点。

(二)关键技术层

战场电磁环境本质属性上是环境要素，其关键技术包括电磁环境表征技术、电磁环境效应技术、电磁环境构设技术和电磁环境评估技术，涵盖了电磁环境的本身、对受体影响和实践应用涉及的构设与评估。关键技术层内容是课程内容体系的核心，是教学活动的重难点。

(三)实践应用层

战场电磁环境最终目的是控制利用，其实践应用包括装备环境适应性试验应用、部队实战化训练应用和电磁作战支持应用，涵盖了军事实践的作战、试验和训练等主体领域。实践应用层内容是课程内容体系的灯塔，是教学活动的瞄准点。

四、目标指向的模块化融合式教学设计

(一)教学模式改革

1.学导式教学模式

向学员传授电磁环境理论知识是战场电磁环境课程教学的基本任务，是解答学员对电磁环境“是什么”的疑问，打牢这门课理论基础的首要环节。传统的课堂教学常采用“讲授式”的模式，这是由课堂教学的特点决定的。在MOOC 背景下，对电磁环境理论知识的传授可以采用“学导式”的模式，如图1 所示。学导式的教学模式是从学员自学入手，实行教员引导和学员自学相结合的方法，它在电磁环境MOOC 知识资源的支撑下，由开课教员引导学员自学理论知识点，学员反馈自学过程中的疑问，教员结合疑问进行理论精讲，配合交流互动和随堂测试巩固提高理论知识熟悉理解。

图1 学导式教学模式

2.实验式教学模式

帮助学员理解电磁环境的本质特征并厘清复杂电磁环境的影响机理，搞清楚战场电磁环境课程的“为什么”，进行关键技术的实验式教学势在必行，是筑牢这门课程应用基础的核心环节。在讲授电磁环境表征方法、复杂性度量和效应分析等关键技术内容时，传统的课堂教学仅仅推导给出一些电磁环境度量方法，学员不能及时地对实验验证这些度量方法，对于电磁环境的“为什么”理解不深、掌握不透。在MOOC 背景下，对电磁环境关键技术的传授可以采用“实验式”的模式，如图2 所示。实验式的教学模式是从实验准备开始，教员和学员都会针对实验课目准备实验条件，在教员的引导下实施实验课目，它在电磁环境MOOC 实验平台的支撑下，由开课教员引导学员熟悉实验条件，学员按照学习理解进行实验设计和操作，教员依托实验平台检查实验过程和结果，并对实验结果进行评价和反馈，学员可以查询实验结果评价并与教员交流互动。

图2 实验式教学模式

3.作业式教学模式

在学习掌握了电磁环境的理论知识和关键技术之后，战场电磁环境课程教学的重点是解决“怎么办”的问题，就是在部队作战试验训练中如何应用复杂电磁环境解决实际问题，这是军校教学的特点。虽然传统教学也有想定作业、战术演习等实践模式，但依托信息技术的电磁环境实践教学应赋予更多特色，MOOC 背景下的电磁环境实践应用的“作业式”教学模式，如图3 所示。基于战场电磁环境课程，MOOC 的作业实践教学平台，可方便开展复杂电磁环境的构设规划作业、部队训练效果评估作业和战场电磁频谱管理作业等实践应用教学。作业式教学模式以教员布置和学员熟悉作业条件为起点，在教员分组指导下学员进行分组作业，作业过程中，分组内进行交流研讨，最后各组提交作业成果，教员依托实践作业平台开展作业讲评教学。

图3 作业式教学模式

(二)教学策略设计

战场电磁环境是一门技术性强、应用性广的专业课程，课程教学目标是夯实理论基础、提升技术技能、强化应用能力，针对课程的“知识+能力+素质”的人才培养目标，围绕课程的“理论+技术+应用”的知识体系，进行目标指向的模块化融合式教学设计，如图4 所示。

图4 目标指向的模块化融合式教学设计

目标指向的模块化融合式教学设计，就是针对战场电磁环境课程教学目标，围绕课程的知识体系，分别梳理设计知识点，按照知识点内容的属性，选择相应的教学模式，达到课程目标统一下的模块化融合式教学，促进各类各级的教学质量水平和人才培养质量提升。

战场电磁环境课程教学目标是知识学习、能力训练、素质培养的“知识+能力+素质”，按照知识内容属性，战场电磁环境课程知识体系包括基础理论、关键技术和军事应用三个层次，每个层次包含相应的知识点。组织实施教学时，首先进行理论知识学习，采取学导式教学模式，激发学生主动性；其次进行方法能力训练，采取实验式教学模式，验证关键技术方法；最后进行综合素质培养，采取作业式教学模式，提升学生军事实践素质。通过目标指向式教学设计，把原本理论与实践分割的课程知识体系融合起来，形成“理论+技术+应用”的学习环路，共同达成课程教学的“知识+能力+素质”目标。

(三)教学实施案例

在战场电磁环境表征知识点的教学中，瞄准“知识+能力+素质”的课程目标，融合理论知识学导式教学、表征方法实验式教学和表征应用作业式教学模式，组织实施该知识点的模块化融合式教学，如图5 所示。

图5 战场电磁环境表征模块化融合式教学实施

在理论知识学导式教学中，依托MOOC 资源，学生开展知识点自学，教师进行知识点答疑互动，还能随堂测试检验学习效果。这种理论知识的学导式教学模式，从学生视角出发，打牢电磁环境的物理学和电磁学基础，奠定电磁环境表征方法及其军事应用的理论基础。针对电磁环境表征理论知识点，开展方法技术的实验式教学，给定战场电磁环境条件，学生进行表征实验设计，验证电磁环境表征的方法技术，加深电磁环境表征理论知识理解。最后，面向信息化战场环境的新质要素，布置战场电磁环境态势分析显示作业，开展实践应用的作业式教学，引导学生分析电磁环境态势需求，运用电磁环境表征方法技术，实现战场电磁环境态势分析显示作业，为各类指挥员提供战场态势支撑。

五、结束语

随着信息技术的发展，战场电磁环境已经成为信息化战场的重要环境因素之一。经过长期的研究和积累，由最初的电磁环境概念定性认知到影响机理的定量分析，直到现阶段部队作战试验训练各领域的实践应用，战场电磁环境课程也经历了由定性到定量、由理解到应对的认知跃升。目标指向的模块化融合式战场电磁环境教学设计，着眼于人才培养的各类各级需求，针对课程教学目标，围绕课程教学内容体系，采用模块化融合式的教学策略，进行教学模式改革，提升培养对象的复杂电磁环境理论、技术和应用能力素质，为三位一体的新型军事人才培养体系建设提供战场电磁环境课程教学。