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《空軍預警學院學報》2017年第5期

摘要：為了提高大專士官雷達網情報處理技術課程教學質量，結合該課程特點，分析了該課程教學中存在的問題；針對存在的教學內容與雷達兵部隊實裝脫軌、教學手段單一等問題，從重構教學內容體系、改進理論教學方法、創新實踐教學環節、與裝備研制單位建立合作關系四個方面提出了該課程的教學改革．這為大專士官裝備課教學改革提供了參考．

關鍵詞：雷達情報處理技術課程；大專士官；任務驅動教學；形象化

教學雷達網情報處理技術課程是我院大專士官的主干課程，是學習雷達情報組網系統使用與維修的基礎，對于培養雷達兵指揮信息系統裝備管理、維護的技能型應用人才具有重要作用．從課程改革前的教學效果看，學員學習積極性不高，成績不理想．主要有以下3個方面的原因：①該課程主要講解雷達網情報處理的主要技術與方法，涉及到的概念、技術、理論和算法眾多，內容關聯性強，抽象晦澀，難以理解．②士官學員基礎相對薄弱，認知力、理解力、感悟力、探索力偏差．③情報融合處理是由服務器的情報處理軟件在后臺自動完成的，沒有通過前臺界面展示出來，這加大了學員的理解難度．因此，如何改進教學方法提高學員的學習興趣，如何改進教學手段將抽象晦澀的融合算法形象地展示出來，如何重構教學內容無縫連接雷達情報組網系統的維修保障，是本文的研究重點．本文首先分析了雷達網情報處理技術課程的特點及教學存在的問題，然后針對存在的問題，給出了具體的改革措施．

1課程特點及存在的問題

1.1課程特點

雷達網情報處理技術課程從情報處理原理和流程的角度介紹整個雷達網情報處理各個環節的任務、功能和處理方法．這些原理與方法的掌握，對于學員日后勝任相關崗位具有重要的作用．1)概念眾多[1]且容易混淆．雷達網情報處理技術課程中的概念主要包括：①基本概念類．包括雷達信息、雷達情報、目標點跡、目標航跡、責任區域、情報處理區域、遠方情報處理區域、最大探測范圍、波門等．②情報處理類．包括目標跟蹤、航跡建立、情報格式、系統誤差、坐標變換、定時處理、人干命令、目標識別、外推、濾波、航跡關聯、點跡關聯、航跡融合等．其中有些概念極容易混淆，如目標航跡的概念，又被分成可能航跡、暫時航跡、確認航跡、撤銷航跡、可靠航跡等．另外，責任區域、情報處理區域、遠方情報處理區域等概念學員也非常容易混淆．2)內容抽象且不易理解．雷達網情報處理主要包括3級處理：①雷達站處理．包括雷達目標點跡和航跡的建立，涉及的技術有點航相關處理、目標跟蹤、系統方程、狀態方程等；②旅指揮所和情報處理中心處理．主要是對雷達站上報的原始空情進行歸并和綜合處理，使之成為唯一、完整、連續、精確的目標航跡．涉及的技術包括坐標變換、航跡融合、點跡融合等；③情報用戶的再處理．關鍵技術有濾波算法、點航相關算法、航跡融合算法、點跡融合算法等，最本質方法是用系統建模的方式，將實際問題轉換成數學公式或微分方程的形式，通過編寫計算機程序進行解決．對于數學功底薄弱，又毫無編程經驗的士官學員來說，理解起來難度很大．3)關聯性強且更新速度快．雷達網情報處理過程中，所用到的各種技術關聯性強．如航跡融合算法與點航相關算法．如果學員對點航相關算法理解不深刻，那么對航跡融合算法也會一知半解．除了算法之間的相互關聯外，算法的更新速度很快．對航跡融合算法，先后提出了凸組合航跡融合算法、協方差加權航跡融合算法、Kalman加權融合算法、最優分布式航跡融合算法、模糊航跡融合算法、自適應航跡融合算法等[2]．航跡融合的精度和速度都在不斷增強．這就需要學員的學習不間斷．

1.2教學存在的問題

1)理論教學與實踐教學分離．目前，該課程的授課方式為先由1名教員進行理論講授，理論授課全部完畢后，將學員分組，每組學員安排1名教員進行實驗課的教學．這種方式帶來的問題是，學員實驗驗證所學方法時，由于與理論學習的間隔時間過長，學員對前期所學知識有所遺忘，需要實習教員重新講解要點，學員也需要重新進行消化理解，這樣不僅耽誤了時間，而且降低了學員對知識獲取的興趣，不利于學員對知識的深層次理解，大大降低了實踐的效果．

2)理論教學手段單一．該課程理論授課多以教員為主進行講解，結合PPT、板書等形式．受條件所限，教員只能通過文字、公式、流程圖、簡單的動畫、圖片等形式靜態地展現情報處理過程和各種算法的實現過程，學員無法直觀、真切地感受到情報處理流程和方法，無法體驗到算法的中間實現過程，這導致教員在講授過程中，學員積極性不高，互動較少，教學效果不理想．

3)教學資料有限．雷達情報組網系統是中電集團某研究所研發，主要作用是對雷達情報進行獲取、傳遞、處理、決策、對部隊實施指揮控制及戰場管理等．數據處理是該系統的主要任務，也是這門課的主要教學內容．由于該系統組成單元多，開發周期長；研發人員多，人員流動性大；保密要求高，升級改造頻繁等因素，教員無法順暢地獲取到該裝備的有關資料，尤其無法在第一時間獲取到該裝備的設計開發文檔．再加上教員自身并未參與該系統的研發，導致教員教學資料匱乏，對算法的理解不深入、不透徹．

2課程教學改革

2.1重構教學內容體系

在重新規劃教學內容時，從學員掌握知識的認知角度出發，依據雷達情報組網系統裝備情報處理的信息流程，在明確知識點和前后銜接關系的基礎上，將理論教學內容劃分為基礎知識、雷達數據處理、雷達網數據預處理、雷達網數據綜合處理、雷達網數據顯示處理、輔助決策6個模塊．每個模塊的教學內容按總體概述和具體實現兩類進行二次劃分．①總體概述類主要介紹該模塊所用到的基本概念、基本功能、基本流程等入門必備知識．通過課堂講授，使學員全面掌握該模塊情報處理的內涵和外延．一般由教員主講；②具體實現類則主要介紹該模塊情報處理中的具體實現方法，可以采用研討的方式．一般以學員為主、教員為輔進行精講．對部分重要性高但較抽象的精講內容，安排了相應的實驗驗證，以幫助學員理解．實驗內容貫穿理論教學6個模塊，主要包括航跡建立、目標跟蹤、情報格式、坐標變換、航跡相關、人干命令、航跡及參數顯示、沖突探測、威脅估計等9個實驗．在每個模塊的課堂講授內容全部結束后，進行實驗課的學習．通過重新構建教學內容體系及實驗課與理論課穿插進行的教學方式，真正達到使學員“知其然，知其所以然”的目的．

2.2改進理論教學方法

針對雷達網情報處理技術課程理論教學中存在的問題，結合士官學員理論學習積極性不高、實踐操作興趣較大的特點，在課堂教學實施過程中應注重理論與實踐的有機結合，注重合理選擇教學方法，以調動學員學習的積極性、主動性．1)任務驅動式教學法．任務驅動是一種建立在建構主義理論基礎上的教學方法[3-5]，就是讓學員在一個情報處理任務的驅動下，開展教學．在該過程中，啟發學員思維，引導學員獨立自主分析問題，由淺入深，由簡入繁，循序漸進地完成一系列任務．該教學法主要分成5步：①提出任務．任務設置要具有興趣性，挑戰性．②分析任務．分析任務應在教員指導下進行，采用討論、問答等方式．也可以視具體情況把任務分解細化成幾個子任務．③自主學習．讓學員自行閱讀教材相關內容或查找相關課外資料，也可以學員之間進行討論交流．④完成任務．該步是最重要的一步．教員應該在該過程中有目的地進行指點，起到督促、點撥的作用．⑤教員點評．教員對學員完成任務情況作出評價，根據具體情況決定是否要對某些環節重新講解和示范．例如在講解航跡建立時，設置的任務是“新點跡如何與已有航跡判相關”．在本任務中，以分析某學員在操場上跑步，已知2個時刻所經過的位置，判斷該學員在未來某時刻的位置為例進行講解，將該任務劃分成進行外推、設置波門、相關判斷3個子任務．然后讓學員查閱教材，自學外推算法、波門設置方法、相關判斷算法等內容，學員分組進行討論交流，畫出各個算法的流程圖，寫出數學公式．并請每組推薦3名學員對上述3個算法分別進行講解．最后，教員根據學員的共性問題、重點問題及注意事項進行示范講解．2)形象化教學法．形象化教學法指用學員日常熟悉的、容易理解的問題解釋復雜、抽象、不易理解的概念，或應用視頻、動畫等多媒體技術將復雜的算法和抽象的概念形象化地展示出來[6-7]．采用的手段包括：①用生活中事例，講解抽象概念．如可以應用飛機在空中飛行時留下的白線為例講解目標航跡概念；應用學員隊衛生區域講解雷達網的責任區域概念．②利用視頻、動畫等多媒體技術將情報處理過程形象化展示出來．如可以將雷達錄取器中點跡和航跡相關的過程錄制成視頻讓學員觀看，使學員增加感性認識，便于學員理解．③利用模擬軟件，模擬各個情報處理關鍵技術，展示情報處理的中間環節．如目標跟蹤教學，通過讓學員在課堂上計算多個時刻的預測值、量測值、濾波值，增加學員對目標跟蹤的理解．

2.3創新實踐教學環節

實踐教學是理論聯系實際的重要環節，它與理論課教學相輔相成．學員通過動手操作，不僅可以對所學知識進行驗證，提高對知識的理解及掌握程度，而且可以培養科學素養、實驗能力以及實事求是的學習態度[8]．1)應用情境教學法，提高學員對理論知識的理解程度．目的是提高學員學習的參與度，促進其對所學內容意義建構的同時，減少知識與解決問題之間的差距，提高學員知識遷移的能力．具體做法是：①創設仿真型教學情境．在課堂上，通過播放實際操作的現場錄像片，講解實習操作過程，可增加對操作過程的感性認識，有助于做好實習前的準備，提高實習效率．②創設真實型教學情境，即模擬實裝操作實驗．每一章理論課結束后，安排學員進行模擬實裝實習操作，加深學員對理論知識的理解和掌握．例如，對于“背景地圖顯示”這一教學重點，通過進行地圖顯示實驗，學員印象更深，記得更牢．同時，模擬實裝體驗，能進一步激發學員的學習熱情，增強自信心．2)引入競技PK游戲，提高學習效率．引入競技PK的目的是激發學員的學習興趣，讓學員在玩中練，在練中學，形成愉悅的課堂氛圍，培養學員的競爭意識．例如，在進行人干命令實驗時，由于需要記憶的指令較多，且對指令輸入的準確性、快速性、連續性有很高的要求，利用模擬訓練系統在學員之間開展指令輸入個數及準確度PK，學員興趣大大提高．3)學員互幫互助，提高學員參與能力．采用學員分組進行實驗的模式．分組時，盡量按成績好壞搭配，有利于發揮團隊合作精神．動手能力強的學員擔任小組長，幫助指導其他學員完成實驗．這樣既使學得好的學員有成就感，激發他們的學習興趣和熱情，又可以增進學員間的互助，還可以減輕教員逐個指導學員帶來的時間不足的問題．

2.4與裝備研制單位建立合作關系

教研室一方面可以安排授課教員到裝備研制單位進行交流訪學，也可以安排教員參與部分模塊的研發，在實踐中提高授課教員對算法的理解程度及軟件保障能力[9]．同時，教員也可以獲得相關研發資料，并充實到教學內容中，使得教學更有針對性．另一方面，也可以聘請裝備研制單位相關研發人員參與到教學活動中，為學員授課或進行擴展性講座．擴大學員的知識面．

3結束語

本文在分析了雷達網情報處理技術課程的特點及存在的教學問題的基礎上，提出了4項有針對性的改革措施，通過在2015級大專士官學員某期班的教學實踐，取得了較好的教學效果．理論課上，通過動畫演示，視頻播放的形式展示情報處理過程，學員學習興趣顯著提高．實驗課上，通過與模擬軟件互動的方式，完成情報處理的中間環節的計算，大大提高了學員對情報處理方法與技術的理解．與同專業上一期學員的考試成績相比，優秀率和及格率都有較大的提高．下一步將研究如何提煉教學內容使之更貼近部隊的實戰化要求，如何更形象更直觀地展示情報處理過程便于學員理解，如何更好的改進教學方法提高學員積極性，如何與部隊及裝備研制單位進行聯教聯訓．

參考文獻：

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作者：吳彩華；馬建朝；焦曉麗；吳華新 單位：空軍預警學院