依托军事职业教育平台的课程建设实践

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:无人机系统以自身突出的优点,在现代化作战中日益体现出重要的地位。依托军事职业教育平台,开展对无人机系统相关课程建设思路的探讨。课程建设以无人机应用需求为牵引,围绕无人机系统各模块讲授相关入门知识,从无人机系统的原理、技术、装备、应用角度开展内容设计,结合无人机系统的观察、判断、决策、行动应用回路开展框架构思,为无人机系统入门学习提供了一条路径,为线上课程建设提供了方法。针对课程建设的过程,梳理了对于线上课程的建设思考。

  关键词:无人机系统;军事职业教育;在线课程;

  军事职业教育学习是依托强军网和互联网打造的我军网络学习平台[1,2],打破了传统院校教育的壁垒,促使优秀的院校教育资源迈出校门。本文依托军事职业教育服务平台共建共享无人机系统在线课程,探索无人机系统相关课程建设的方案与思路,为广大官兵提供无人机学习共享资源、共谋无人机发展的平台,搭建了基层部队与院校教育之间的桥梁,奠定军队院校无人机课程教育、部队无人机训练实践、军事职业教育“三位一体”合力育人、同向发力的基础,充分发挥聚焦军事职业、突出主责主业、服务备战打仗的核心价值定向导向作用。

  近年来,无人作战系统的性能不断提升,任务领域不断拓展,目前已经独立在陆、海、空等领域发挥着重要作用。未来将在更多的任务领域进行协作或合作,如情报监视与侦察、攻击/时间敏感目标打击、爆炸武器和大规模杀伤/化学/生物武器处理等。无人机系统在发达国家得到迅速发展并大量应用于军事领域。据不完全统计,当前有30多个国家正在研发或生产无人机系统,型号超过了300多种,各国纷纷组建无人机部队。目前随着无人机的军事应用广泛,无人机系统已经成为执行“枯糙、恶劣、危险和纵深”(Dull,Dirty,Dangerous and Deep,4D)任务的首选。无人机的发展已经受到国内外各军兵种领域的关注。20世纪90年代以来,无人机产业在发达国家得到迅速发展,装备种类数量急剧增加,并大量应用于军事领域。经过几十年发展,无人机技术已基本成熟,正进入加速发展期。同时,世界军事强国还在进一步制定顶层计划,加大需求牵引和投资力度,深化任务能力,加强技术开发,呈现出新一轮更强劲的发展势头。例如美军的无人机部署数量据不完全统计具有1000余架,目前我国各军兵种也在积极部署各型无人机的研制和开发。

  随着未来战争向智能化、无人化、精确化方向发展,作为一类最主要的无人系统装备,无人机的发展,其列装规模、技术成熟度以及研发投入均已增长到可与有人机相匹敌的程度。我国无人机装备进入了“井喷式”发展阶段,从事无人机装备研制的单位已达数百家,既有军工集团,也有优势院校和民营企业,各行业无人机研发和应用热情高涨,逐渐形成了配套齐全的研发、制造、销售和服务体系。随着我国各种中高端无人机系统大量快速的应用,无人机的数量、性能的快速提升与高素质无人机专业人才短缺之间的矛盾日渐突出。而部队的需求希望人才具备通用专业和联合作战保障职能。基于以上需求,依托军事职业教育平台,构建了与无人机系统相关的在线课程,旨在为学员提供在线学习无人机系统的途径。

  本文主要介绍了依靠军事职业教育平台建设的无人机系统相关课程定位,以及根据课程的需求,探索了在线课程的建设思路,梳理了课程建设的内容。根据对于线上课程建设的过程跟踪,本文提出了基于军事职业教育平台建设无人机系统相关课程的思考以及课程建设的瞄准方向。

二、无人机系统相关在线建设探索

  (一)课程建设定位

  由于目前许多从事无人机相关岗位的人员(例如基层部队的士兵或士官人员)没有接受过相关的系统课程教育,但是又迫于岗位任职工作的要求,需要继续了解和掌握无人机系统的相关知识。本门课程的建设初衷是依托军事职业教育平台,主要满足空军、陆航、海航、火箭军、战略支援部队等各军种初步从事无人机行业的军内技术人员关于无人机相关技术的学习需求,针对无人机系统的发展概况、关键技术领域和发展方向、无人机系统基本概念、原理和方法,无人机以及其他无人机作战系统的作战运用原理等内容,构建课程的知识体系和授课内容,提高相关从业人员的岗位履职能力和职业素养,满足初步从事无人机行业的人员关于无人机概念、无人机系统架构、无人机作战应用等相关技术的学习要求,为从事无人机相关的技术研究、操作使用和技术管理等工作打下理论基础。

  (二)课程建设思路

  无人机系统相关在线课程建设主要面向使用无人机系统的基层部队人员和军队院校学员[3],按照装备、原理、技术、应用四个角度开展无人机系统原理与作战运用在线课程建设和教学研究,技术体系按照观察、判断、决策、行动四个环节展开,依托军事职业教育平台,推动在线课程建设,课程建设的主要思路如图1所示。结合军事职业教育人员的需要,以及部队无人机装备使用的实际需求,从多个角度(原理、技术、装备、应用)、多个环节(观察、判断、决策、行动)、多个层次(平台、系统、体系)开展无人机系统原理与作战运用在线课程建设和教学研究。课程设计结合国内外无人机发展现状,紧贴无人机发展前沿,贴合国家部队发展需求,并且以科研项目为载体,突出无人机系统领域先进技术。

  1. 需求调研。

  课程根据部队的需求为牵引,经过多次到基层部队调研,了解不同层次人员的岗位和知识需求,全面掌握国内无人机专业相关课程建设情况,了解和掌握部队无人机装备现状、作战使用方式及存在的问题。

  2. 内容规划。

  根据无人机相关专业培养方案与无人机系统导论、无人机系统原理与运用等相关课程标准,梳理出基本的课程内容体系,从无人机的发展历史为导入,围绕无人系统各个组成模块规划授课内容,根据授课内容组建教学团队,发挥团队成员对于不同教学内容的专业优势,梳理授课内容并完成课程的线上录制筹划。

  3. 课程录制。

  课程以录制15分钟左右短视频的形式开展,分镜画面以PPT和真人出镜的形式进行展示,每个视频基本涵盖无人机系统技术的一个知识点,辅助以教员的内容讲授,以PPT课件、动画、视频、图片等形式展现课程重点、难点、关键点,加深学员对于无人机课程知识点的掌握程度。

  4. 课程上线。

  课程录制完成后,持续不间断上线平台,并以预告的形式告知学员即将开展的教学内容,充分利用职业教育平台提供的论坛模块加强与选课学员的线上沟通,并利用每个视频后的小题目考核学员对于知识点的掌握程度,分析学员对于重难点的认知度,以便后期对于课程内容的进一步修订与维护。另外课程建设过程中,为了积极引导学员的家国情怀,教员积极探索思政进课堂,如以国产的无人机项目为例,增加学员对于无人机科研工作的兴趣与崇拜,激发他们对于这个专业领域的热爱。

三、课程教学内容设计

  本课程的任务是向学员提供最基本的无人机平台技术、无人机系统技术和无人机体系技术等入门知识,为以后深入学习其他无人机系统类专业课程,进行无人机系统理论研究、操作运用、技术管理等研究和应用打下好的基础。本课程重点介绍无人机平台与动力、导航制导控制、发射与回收、任务载荷、数据链路、任务控制站、空域运行管控等基本概念和方法,阐述自主性在无人机系统中的重要地位,并分析无人机等无人作战系统在现代战争中的作战应用,详细课程内容如图2所示。课程教学内容围绕无人机系统的各个部分,总共分为五大模块,按照无人机装备、无人机原理、无人机技术和无人机运用的层次逐级深化的角度丰富教学内容。整个课程的教学内容较为抽象,课程讲授采用的方法主要以图片、视频以及案例讲解无人机系统的模块。

  1.无人机绪论模块主要围绕无人机系统的基本构成、无人机系统分类和型谱、无人机系统的发展历史和趋势、无人机系统的特点和应用以及国内外典型的无人机系统的内容,结合图片、视频等形式讲解无人机系统的定义概念,导入整个课程的讲授内容,结合无人机在国外经典战争中的应用阐述无人机的发展历程,介绍无人机萌芽起步阶段、初步发展阶段、崛起发展阶段、蓬勃发展期、稳步发展期以及智能化发展阶段。学员以此为基础,对无人机系统有初步入门的认识和了解。

  2.无人机平台与飞行控制模块主要包括无人机平台组成、无人机飞行原理、无人机动力系统、无人机发射回收、无人机飞行控制、无人机导航制导等内容。以固定翼无人机为例,介绍无人机的主要组成以及伯努利飞行原理,以及无人机基础的飞行控制回路、导航制导方式。根据无人机的不同构型,介绍无人机的不同发射和回收方式,引导学员从无人机物理结构和内部控制原理上了解无人机的工作方式。

  3.无人机任务载荷与任务控制站模块主要介绍无人机任务控制站功能、分类及无人机任务控制站组成。无人机任务载荷主要介绍侦察监视类、武器弹药类、电子对抗类、通信中继类等机载载荷的特点与概念;主要以美军的任务控制站作为基础,介绍任务控制站的功能。

  4.无人机系统自主性与运行管控模块介绍无人机自动化与自主概念的区分,按照OODA模型对自主控制等级划分,及各等级主要内涵,以及无人机实现自主需要涉及的感知与认知、规划与决策、自主飞行/运动控制、多智能体协调及人—机交互、学习等关键技术。无人机空域运行管控部分主要介绍无人机空域运行管控现状、法规及方法等。

  5.无人机系统作战运用介绍无人机任务领域,无人机作战样式的发展,以“全球鹰”“捕食者”无人机为例,介绍无人机系统的作战使用流程、作战样式及应用背景。根据当前无人机的发展现状,推断未来无人机的作战使用样式,引领学员对于无人机作战使用的思考。

四、课程建设思考

  1.在线课程打破了传统教学壁垒,营造持续学习的氛围。军事职业教育依托网络服务平台,打破了院校教育的“围墙”,面向全体军人人员开放,能够从中学习急需急用和岗位履职所需的知识,发挥了战斗力“加油站”的作用,解决了部分从业人员对于无人机专业知识学习和温习的需求,提供了一条继续学习、终身学习以及定制学习的有效途径。以本课程为例,学员能够以短视频的形式,快速入门无人机系统的相关知识,不需要花大量的时间去收集无人机的相关资料或者阅读无人机的相关书籍,以此短视频作为无人机系统应用的基础,可以节约学员的无人机入门时间。

  2.网络线上课程实现了学历教育和任职教育的有机结合。依托军事教育平台建设的无人机课程为线上、线下教学相结合的教学模式提供了有利条件。网络课程建设为线下教育提供了教学内容概要,线下本科生教学可以以此为基础,让学员开展网络课前自学以及课余复习。线下本科生可以根据在线的网络论坛与在职的学员进行交流沟通,了解基层部队学员所需,可用于指导后期学历课程的学习;在职学员可以了解在校本科学员的知识体系结构,拓展知识视野。

  3.线上课程内容需要保持持续迭代更新、与时俱进的机制。对于线上、线下的教学队伍,可以结合军事职业教育和任职教育完善课程体系,不断优化无人机课程教学内容,更新教学素材和需求,滚动式发展本门课程的授课资源。另外,线上课程内容需要根据选课学员对于无人机系统认知水平和学习能力,迭代更新建设内容,实现递阶、定制式内容优化。通过了解每批次学员的学习情况,利用专题形式重点完善学员对于课程内容需求,及时补充学员所需的模块课程拓展学习资料,实现个性化课程模块建设。

  4.线上录制课程的授课模式需持续优化和改进。虽然有资源共享的优点,但避免不了交互性差的特点。线上录制课程的交互方式只能根据论坛学员的问题咨询以及课后测试,判断学员对于知识点的掌握程度,教员和学员之间缺少快速有效地沟通方式。另外,大部分课程的录制是教员采用提词器的形式进行录制,后期匹配相应的课程课件,使得教员过分关注讲稿的内容,缺失了线下课堂教学的生动趣味性。后续课程迭代建设中,需要依托军事教育或其他平台,构建除论坛外便于学员和教员沟通的平台交互工具,持续加深学员对于知识的掌握程度。

五、结语

  军事职业教育是面向部队人员对专业知识需求开展的持续教育平台,结合本平台开设的无人机系统原理与作战运用课程瞄准部队需求,围绕无人机系统的每个系统模块量身定制了学习内容,可为无人机从业人员营造时时学、处处学、人人学的学习氛围。通过以无人机系统相关课程的建设,本文总结分析了本课程的建设思路以及课程的建设内容,梳理了军事职业教育课程建设的思考,为后续课程建设和本课程的优化给出了初步的指导。

参考文献

  [1]肖雅倩,王玉龙,敖永红,等.军事职业教育精品在线开放课程建设研究[J].工业和信息化教育,2021(4):43-46.

  [2] 岳明,刘媛媛,郑铁山,等.基于MOOC平台打造军事职业教育“金课”的探索与实践[J].科教导刊-电子版(下旬),2021(1):137-138.

  [3] 牛轶峰,袁兴生,吴立珍,等.军队院校一流师资队伍建设的思考———以国防科技大学智能无人系统领域为例[J].创新教育研究,2019,7(1):1-6.

作者:马兆伟 牛轶峰 刘志宏 单位:国防科技大学智能科学学院

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