基于智慧教学平台的雷达装备课程教学模式的构建与实践

一、引言雷达装备课程培养学员装备运用和技术保障的岗位任职能力，教学训练效果直接影响了雷达装备人才的培养质量，传统教学模式存在以下两方面的问题。1.学员主体地位不突出。装备教学中教员采取灌输方式教授，学员只能被动接受知识，积极性不高。2.优化运用科目效果差。阵地优化和全功能运用是培养学员岗位任职能力的两个重要科目，由于缺少电磁、气象、地理、目标等实战环境平台，难以有效开展实战化教学[1]，直接影响这两个科目的训练效果。在信息化技术快速发展的背景下，结合雷达装备课程的特点，教学组开发了适合雷达装备教学的智慧教学平台。本文结合雷达装备教学课程的教学改革实践，展示了智慧教学平台的技术优势和实践效果，解决了传统装备教学中存在的问题。二、智慧教学平台的设计智慧教学平台的设计结合了军队院校和空军预警学院雷达装备课程的特点，其理念是以满足教育教学需求为本、学员为中心。该平台以华中师范大学为本学院研发的雷达云平台为基础，从课程资源、教学管理和师生互动的信息化三方面进行建设，能进行混合式教学、虚实结合和翻转课堂等多种模式教学。平台在结构上可以分为硬件系统和软件系统。硬件系统包括信息展示系统、信息处理系统，其中信息展示系统包括两块交互式电子白板和六块侧屏，信息处理系统也就是计算机；软件系统包括StarC软件、模拟训练系统、雷达数据分析系统、远程交互系统等系统和雷达资源库等。其组成如图1所示。智慧教学平台的软件系统设计包括以下几个方面。（一）建设雷达资源库利用网络手段，开发了与雷达相关的资源库，包括了资源建设、资源收集整理等功能，实现了雷达资源的搜索、分类等功能。资源库包括图片、微课、慕课等多种形式的资源，教员可以上传资源并推送给学员，学员也能下载资源库中的资料。（二）开发模拟训练系统利用VR技术开发了雷达模拟训练系统，包括理论训练、模拟实装训练和考核。该系统面向训练人员，按雷达真实的监控与终端操作软件进行了高度仿制，实现了雷达主要操作的模拟，并可根据操作给出评判。（三）开发雷达数据分析系统通过采集、累积雷达实际工作中的情报数据，对直接接收的雷达实时数据或是离线数据文件进行综合分析，实现对雷达的实际探测性能指标的快速评价，并生成直观的图表。（四）搭建远程交互系统搭建的远程交互系统，将教室和异地雷达装备之间的信息双向实时传输，实现远程装备与教室互通、互连、互操作。（五）引入StarC软件StarC软件具有强大的辅助教学功能，包含课件制作工具、课件展示工具、白板工具、习题制作工具等，可以促进师生之间、生生之间互动活动的有效展开[2]，具备思维导图、双轨教学、智能板书等功能，实现对多种模式课堂教学的和多形式互动的支撑。三、基于智慧教学平台的教学模式设计为了充分发挥智慧教学平台的优势，解决雷达装备教学中的问题，在教学中结合智慧教学平台的功能实施如下设计。（一）线上线下混合式教学模式利用智慧教学平台中的StarC软件和雷达资源库，构建一种雷达装备课程的线上线下混合式教学模式，实现了以教员为主向学员为主、以教授为主向互动为主的改变，解决了学员主体地位不突出的问题。课前，教员将提前设计好的教学资源上传到云平台，然后推送给学员，学员查看教员发布的任务，使用平台进行线上学习与测评，平台自动生成对学员的智能诊断并提供量化标准。课中，教员根据平台的双轨教学、多元交互、及时反馈等功能开展多种方式的教学活动。以雷达装备故障检修科目为例，将平台运用于该科目的教学过程如图2所示。课后，教员给学员发送课后习题和任务。学员在完成任务过程中，如果遇到问题，可以通过平台与在线的学员或教员实施远程互动，互帮互助。线上线下混合式教学模式能够使目标学员不受时间地点等因素的影响。基于线上线下的混合式教学模式是一个跨越虚拟，可以实现实时在线的交流互动，从时间上分为课前、课中、课后；从空间上分为线上、线下；从知识上分为传递、内化、再内化的阶段[3]。（二）虚实结合教学模式雷达装备教学中充分利用虚拟实践教学破解实装实践中存在的问题，基于智慧平台的虚拟训练能构建实战化条件，实装训练能培养实际岗位技能，将两者训练方式结合并运用远程交互系统，能解决阵地优化和全功能运用这两个教学科目中训练效果差的问题。1.虚拟训练通过雷达模拟软件的训练，使学员熟悉雷达操作的方法、熟悉装备排故、维护组织流程、熟悉阵地优化、全功能运用各项参数指标所能达成的理论效果，达成强化理论基础的效果。将模拟优化案例、全功能运用案例导入雷达数据分析评估系统，学员通过熟悉训练科目。通过模拟、雷达数据分析评估系统的各用户记录情况，教员总结讲评学员进行雷达装备阵地优化调整、全功能运用操作时的优缺点，学员获取训练经验。2.实装训练完成虚拟训练后，再在雷达装备上进行阵地优化和全功能运用两个科目的训练，采用远程交互系统将实装引入教室，使两个现场合二为一。完成实装训练的学员可回到教室可观看其它学员的实装训练，查找存在的不足。四、实践效果分析本研究将传统教学模式和基于智慧教学平台的教学模式分别应用于培养雷达装备人才的两个期班，参与学员均为大四的男学员，学习过雷达基础知识，对雷达装备有一定的了解。A期班采用先理论再实践、教员讲学员练等传统的教学模式进行教学。B期班则使用智慧教学平台，将线上线下混合式、虚实结合等模式融入整个教学过程中。通过为期一学期的实验，实施学员成绩以及教学开展前后的问卷调查结果分析。（一）学习成绩分析通过对两个期班的学习成绩数据分析，基于智慧教学平台的教学模式对学员的学习成绩有明显的提升。（二）调查问卷分析为了对参与本次研究学员的学习情况进行分析，教学活动实施前和教学活动实施后组织了B期班的学员填写了“基于智慧教学平台的雷达装备教学情况调查问卷”，问卷调查共设置4个科目，每个科目均4-6个题目。课前预习情况科目包括“主动预习”“预习难度不大”“预习有帮助”“预习有必要”，课堂合作交流包括“能积极参与”“能协助小组”“能采纳意见”“分工明确”“能互相帮助”“能相互提醒”，学习效果包括“能知道学到的知识”“能解决预习问题”“课堂测试效果好”“容易理解知识”，学习态度包括“对教学感兴趣”“喜欢教学活动的形式”“喜欢学习环境”“喜欢合作方式”。问卷调查设置了5级量表形式，分值从1-5分别对应非常不符合、不符合、不确定、符合、非常符合。对每个题目的结果进行统计后，计算各科目的平均值如表2所示。通过结果对比，可以发现基于智慧平台的雷达装备教学模式突出了学员的学习主体性，提高学员对课前预习认识，提升合作情况、学习效果和学习态度。五、结语智慧教学平台下的教学模式改变了传统教育方式，促进了信息技术与现代教育的融合。本文对智慧教学平台的结构和功能进行了介绍，以雷达装备故障检修、阵地优化和全功能运用3个科目为例，阐述了智慧教学平台与雷达装备教学融合的教学模式。通过课堂教学实践以及成绩分析法和问卷调查法对效果进行的验证，表明该模式激发了学员的学习兴趣，取得了较好的学习效果。将该平台运用于装备教学中，教员应注重以下几方面的能力提升：①知识储备能力。