高 磊，邵 飞，白林越，邹贤飞，王恒毅
(1.陆军工程大学野战工程学院，江苏南京，210007；
2.中国人民解放军31605部队，江苏南京，211123)
随着武器装备越来越复杂、信息化程度越来越高，单靠实装开展训练，不仅训练成本高、训练效率低，而且实战化场景布置难，为此世界各国军队都选择借助相关的训练模拟器材或系统以弥补实装训练的不足。为此，美国陆军研发了“近战战术训练系统”(CCTT)，采用先进的主干光纤系统网络，并结合分布式交互仿真，建立了一个虚拟作战环境，能够仿真多种武器装备。[1]美国海军开发的虚拟舰艇作战指挥中心，能够逼真模拟与真实舰艇作战指挥中心几乎完全相同的环境，生动的视觉、听觉和触觉效果，使受训军官沉浸在“真实的战场”之中。[2]
随着装备、作战体系越来越复杂，我军开发了作战指挥模拟对抗训练系统解决了指挥员培养的难题[3]，针对部分复杂的单装开发了模拟训练系统[4]、半实物仿真系统[5]、训练模拟器材[6]等，确保军队在训练中可以充分发挥训练模拟装备的实物仿真功能，夯实技战术基础。该系统不仅能够发挥训练模拟装备的空间仿真功能，做好战场环境认知适应性训练，而且能发挥训练模拟装备的分布交互仿真功能，开展联合作战训练。同时，针对大型的、复杂的装备，该系统合理规划了大型装备训练体系，区分实装训练装备、训练模拟装备、虚拟训练系统三种类型[7]，形成了训练装备型谱，有利于科学制订配置方案，发挥训练模拟器材或系统的最大效能。
桥梁装备是完成机动工程保障任务中一种非常重要的装备。随着院校编制体制调整，办学力量逐渐集中，随之而来的问题就是学生数量的不断增加，师资力量出现相对不足。然而，桥梁装备课程是首次任职课程，对提高学生第一任职能力具有重要的作用。当前的师资力量相对不足制约了学生装备运用能力的提升，同时如何提高教学训练的实战化水平成为一大难题。加之现有的训练场地等都已固化，难以呈现实战条件下的复杂环境，急需借助训练模拟器材开展训练，以弥补实装训练的不足。
(一)实装训练难以普训
随着院校编制体制改革的展开，办学力量逐渐集中，同一类型专业学生向一两所院校集中，但装备数量短时间难以增加，导致装备保障相对不足。[8]同时，随着桥梁装备机械化、信息化程度的提高，需要的操作手数量减少，一次实装训练中得到锻炼的学生人数随之减少，使一个班所有学生普训一次需要较长的时间，但课程教学学时有限，因此，许多院校在有限的教学时间内桥梁装备借助实装难以做到普训，很多学生难以得到真正的锻炼。
(二)训练场地规划不符合实战化要求
从训练安全、可重复性等角度出发，军队院校装备训练的作业场地相对固定、地形单一、空间有限，学生操作训练场地多为理想条件下的作业环境。事实上，实战条件下的场地、气象、水文等要求复杂多变，而军队院校一般地处大中城市，很难构设体现实战的复杂训练场地，学生在固定不变的场地环境下经过长时间训练，熟悉训练场地后，训练难度便会大幅度降低，训练效果大打折扣。同时，学生适应未来工作或战场环境的能力得不到锻炼，距离实战化训练要求差距较大。
(三)装备信息化程度高训练成本增加
随着装备科技含量的提高，武器装备更加智能化、信息化、精细化，需要的作业人员越来越少，意味着单次作业得到训练的人数变少，若学生都能得到训练则需要装备运行的时间更长，导致时间成本增加。由此，装备经过长时间高负荷运转，将会导致装备零部件损耗大，进而导致装备的维护保养、使用成本等都不断增加。因此，虽然装备信息化程度得到提高，但会带来训练成本的增加，使实装训练的开支增加。
(四)教学装备保障相对不足
在装备课教学中，教学装备的数量和质量对教学效果的影响较大，但目前部分军队院校在装备保障上存在装备数量偏少、故障率较高、新装备缺乏等问题。桥梁装备种类多，配备于不同工兵分队的装备不同，作战使命任务也不同，军校需要学生掌握的装备种类也很多，但受限于场地、编制等，装备数量明显不足。同时，由于部分装备编配原因，军队院校的一些装备来源于装备研制时的样机，性能状况与新装备相比较差，加之教勤保障单位力量有限，装备保养跟不上，导致教学中时有装备发生故障的现象，从而影响教学进度。
(一)模拟实战化环境提高实战化训练水平
面对未知的战场环境与战场态势，军队院校只有从实战化出发，从严从难训练，才能更好地担负未来的工程保障任务。在一些训练模拟器材中，教师可通过设置包含气候、地形、水文、敌情等要素的战场环境最大限度模拟真实的战场环境，让受训学生在视觉、听觉等方面感同身受、身临其境，更好地体验不同的战场环境对装备操作的影响，提高实战化水平。同时，学生在实装训练中，临战训练的针对性一直是最大的问题。在模拟训练中，学生只有提前获取预定战场的各种信息，才能精确模拟预定的战场环境，进而提前熟悉战场环境，模拟战场的各种情况以及如何完成工程保障任务。通过反复练习，能够提升人员战前的适应力，降低真实作战的难度与风险。此外，现代战场异常残酷，对人员的心理素质有了更高要求。教师在军事训练中引入模拟训练，能够让参训学生在虚拟的战场上反复感受战场场景，通过长期的模拟训练提高学生的战场心理适应能力。
(二)借助模拟训练利于实现普训
不同于实装训练需要较长的训练时间，模拟训练在简化实装训练细节的同时不仅可以加速某些训练步骤，还能够大大缩短训练时间。同时，训练模拟器材占地面积小、价格低，可大规模购买配置于同一间教室，有利于更多的学生得到训练机会。此外，模拟训练受场地、天气等其他外部不良因素影响较小，可全天候开展作业训练，这样就增加了训练时间，提高了训练效率，并在一定程度上解决了当前学生多而装备数量少的难题，实现学生对某型装备的普训。
(三)训练模拟器材故障率低训练成本低
桥梁装备虽然机械化、信息化程度高，但存在价格高、易损坏、难修复等缺点。在日常训练过程中，液压系统、电控系统等故障率较高，会影响正常的教学训练。与实装相比，训练模拟器材主要靠动画、视频或简单的液压、电控系统，这些在出厂前经过了多次测试，确保了系统运行的可靠性，不仅故障率较低，而且维护保养成本较低，大大降低了训练成本。
(四)提高单兵单装技能和指挥素养
现代装备大多体积大、科技含量高、操作复杂，有些装备训练时需要多名作业手配合完成，强调配合意识、团队意识。在军队院校的装备教学训练中，受装备数量、场地、师资力量等因素限制，每名学生在装备教学过程中只能担任部分位置的操作手，无法彻底掌握装备的全部操作流程。同时，在实装训练中，单次训练只能有一名指挥员，指挥位置数量有限，大多数学生无法有效锻炼装备的指挥能力。但在模拟训练中，学生通过担任不同位置的操作手，可以体验不同操作手的区别，熟练掌握该位置操作手的作业步骤和方法，清楚整体操作流程，达到快速掌握装备操作的目的，提高单兵单装技能。除此之外，在模拟训练中，借助数量众多的训练模拟器材能够让多名学生同时作业，部分学生可通过指挥席位对所属装备的其他位置操作手进行指挥，来锻炼指挥能力，提高自身指挥素养，为下一步基层任职奠定良好基础。
(五)险难训练科目得到训练
为确保人员、装备的安全，在实装训练中有危险、有难度的训练科目漏训、少训的现象比较普遍，其主要原因有二：一是一些险、难训练科目的场地条件设置比较困难，并不是常用的训练场地；
二是人员对险难科目具有畏难情绪，不愿训、害怕训。然而，借助一些训练模拟系统可以有效解决这两个难点。通过软件可以虚拟设置各种险难科目需要的训练环境、场景，人员操作训练模拟器材，无须担心人员和装备的安全问题，在心理上更易接受。在多次险难训练科目模拟训练后，作业人员有了一定的经验和心理承受能力，非常有利于在实际环境下开展险难科目的训练，进而降低安全风险，使险难训练科目真正发挥效果，提高训练水平和学生的实战运用能力。
(一)综合使用不同类型的训练模拟器材
目前已有多种类型的训练模拟器材，如虚拟仿真、实物或半实物、软件类等多种类型，每种类型都有其各自的特点，应综合运用发挥每种训练器材最大的效率，达到提高教学训练水平的目的。随着虚拟现实(VR)技术的逐渐成熟，一些VR类的训练模拟器材能够让学生沉浸式参与，通过模拟逼真的战场环境让学生身临其境地适应实战环境，提高学生的心理素质。例如，一些实物或者半实物的训练模拟器材能够最大限度地模拟真实的装备，带来足够的真实感；
一些软件类的训练模拟器便于反复练习，可以模拟多种训练场景，完整展示装备的整个训练流程，有利于学生熟练掌握装备的作业方法和流程步骤。
(二)训练模拟器材用于教学全过程
理论上训练模拟器材可以应用于课前、课中及课后，不同时间使用可以达到不同的教学效果。首先，模拟训练在实装训练前使用可以让学生初步了解装备的实装训练情况，清楚装备的操作流程，减缓实装训练前的紧张心理。同时，学生可根据模拟训练中出现的问题进行经验总结，便于在实装训练中减少失误，提高实装训练效率。其次，边实装边模拟训练可以弥补教学中装备不足的缺点，让所有学生充分参与教学，提高课堂效率，与此同时，还能达到实装与模拟训练相互对照的效果。学生可以把实装中遇到的问题，通过模拟训练进行反复练习，攻克难点，尽快提升自身能力，熟练掌握装备的使用。最后，课后借助训练模拟器材可以让学生巩固课堂所学，同时可以尝试模拟训练不同作业场景下的装备作业问题，提高对装备的掌握能力。
(三)训练模拟器材应有不同的关注点
根据教学实践结合问卷调查反馈，训练模拟器材的关注点应该放在以下四个方面：单装技能、训练体系、指挥运用和实战环境。在单装技能方面，初学者可通过模拟训练的反复练习，使自身的装备操作水平迅速达到入门级别，缩短学习时间，而有一定基础者则可以在模拟训练中根据自身的短板与不足进行弥补，使自身达到精通的级别；
在训练体系方面，学生可以借助大量的配发数量根据每个人的训练情况进行合理规划从而形成一个科学有效的训练体系，加快战斗力的形成；
在指挥运用方面，学生可根据自身在实装训练中出现的指挥能力不足之处，在模拟训练中有针对性地反复训练，从而加强自身的薄弱环节，有效锻炼自身的指挥能力，为今后的毕业任职奠定良好的指挥素质基础；
在实战环境方面，模拟训练可还原模拟战场环境，构建各种战场要素，让学生身临其境，更加贴近实战化的标准，提高学生心理素质与战斗力。
同时，模拟训练的重点还应该放在操作细节、操作步骤、体系运用这三个方面。在操作细节方面，教师应更加注重装备操作过程中的各种小细节，更加精确对细节的刻画，如容易发生安全隐患部位、危险动作、错误动作及注意事项等都应在学生训练时进行标记说明，并备注正确步骤和原因。在操作步骤方面，教师可多设置几种操作模式，如对初学者可进行有提示的操作步骤训练，帮助他们更快上手，对精通者可进行有打分计时且没有提示的操作步骤训练，使其意识到自身的不足之处并进行弥补，只有这样才能让不同程度的受训者更好地提升训练效果。在体系运用方面，教师应重在让学生了解装备在实际应用中是如何使用的，使用流程是什么。
(一)提升学生的训练效果
为检验训练模拟器材在实际教学中的应用效果，在2022年春季学期中将一个教学班的29名学生随机分配为A、B两组，针对某一型号桥梁装备进行训练对比。A组学生实装训练之前利用训练模拟器材进行了一次模拟训练，B组学生直接进行实装训练。通过对比发现，A组学生对装备的组成部分、结构原理了解更加透彻，对装备操作步骤程序更加熟悉，装备训练时的积极性普遍更高，A组学生比B组学生在完成一次实装训练的时间上平均快20%。由此可见，在教学中借助训练模拟器材能够提升学生的训练效果。
(二)激发学生的训练热情
电子产品一些逼真的画面场景能够吸引学生的注意力。教师借助模拟训练器材能为学生呈现雨、雪等场景及声音，这种接近战场逼真的大场景，可以提高学生的学习兴趣。因此，在教学中运用软件技术可以更加直观地呈现装备构造细节和操作流程，学生更容易接受，甚至爱上装备训练，激发他们的学习热情。
(三)提高学生的成绩
2022年春季学期桥梁装备教学对A班采用相关的训练模拟器材开展教学，而B班未采用训练模拟器材开展教学。两个班的成绩对比如表1所示。
表1 学生成绩对比表
通过表1可以发现，A班的平均成绩比B班高1.4分，优秀率高10.5%，说明教师借助训练模拟器开展桥梁装备课程教学能够提高学生成绩。
随着桥梁装备智能化、信息化程度越来越高，借助训练模拟器材能够破解单纯靠实装教学无法解决的难题。对当前院校装备教学中存在的实装训练难以普训、训练场地规划不符合实战化要求、装备信息化程度高训练成本增加、教学装备保障相对不足等难题，教师可以通过使用训练模拟器材提升学生的训练效果、激发学生的训练热情、提高学生的成绩。因此，院校应该重视训练模拟器材的研发，更加深入地研究其运用方法，使训练模拟器材在未来的教学训练中发挥更大的作用，提高训练水平和质量。
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