“强军新工科”理念下的实践教学体系改革探究

卢哲俊 程永强 刘康 刘振 刘永祥

[摘 要] 基于“强军新工科”理念，开展了军事高等教育院校“雷达原理与系统”实践教学体系改革探究。将教学体系改革的核心聚焦到“实践”和“能力”上，通过分析“雷达原理与系统”课程教学中存在的问题，针对实践教学体系的改革意义、改革内容以及改革平台构建三方面进行了教学体系改革的全面探究，并结合新一轮军队院校调整改革，为相关专业学员在强军新工科理念下的培养方案提供了新思路和新方法，为我军高素质军事人才培养能力建设提供参考。

[关键词] 强军新工科;雷达原理与系统;实践教学;体系改革

[基金项目] 2019年度国防科技大学教育教学研究课题“新工科背景下雷达原理与系统课程实践教学研究”（U2019015）;2020年度湖南省普通高等学校课程思政建设研究项目“电子信息工程专业课程思政教学模式研究与实践”（HNKCSZ-2020-0002）;2020年度国家自然科学基金委国家自然科学基金创新研究群体项目“空间攻防信息处理与目标识别研究”（61921001）

[作者简介] 卢哲俊（1989—），男，湖南安化人，博士，国防科技大学电子科学学院讲师（通信作者），主要从事雷达信号处理研究;程永强（1982—），男，河北张家口人，博士，国防科技大学电子科学学院副研究员，主要从事雷达信号处理研究;刘 康（1990—），男，江苏泗阳人，博士，国防科技大学电子科学学院副教授，主要从事雷达前视成像研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）20-0006-05 [收稿日期] 2021-07-21

引言

2017年2月以来，教育部积极推进“面向产业、面向世界、面向未来”的新工科建设，并指出未来新兴产业和新经济需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[1]。与此同时，中央军委启动了新一轮军队院校调整改革，着眼“面向战场、面向部队、面向未来”，全面贯彻新时代军事教育方针，全面实施人才强军战略，推动军校建设加快转型升级。对于军队院校的新工科建设，“产业”对应“战场”，“世界”聚焦为“部队”，同时都着眼“未来”，即“新时代的一流军队建设”[2]。在这种背景下，如何将新一轮军队院校调整改革核心思想融入工科教育，培养出满足新时代军队发展和建设需要的军人学员，成为传统军事院校工科改革的关键。

“强军新工科”理念的提出，既体现了新工科建设的内涵，也体现了军队院校工科建设为强军、兴军服务的鲜明属性。“强军新工科”不仅包含了新工科理念中“工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力”的培养要求，同时也强调了“立足军事领域、服务强军目标、符合军事人才成长规律”的要求[3]。以毕业学员岗位任职为牵引，关注工程实践能力培养，以提升学员综合素质为目的，突出强军意识培塑和创新精神培育，坚持育人铸魂、继承和发扬军队优良传统的强军新工科专业体系改革势在必行。

“雷达原理与系统”课程是电子信息类专业的一门重要的专业基础课程，通过该课程的学习，为学员进一步掌握雷达系统、现代雷达技术及先进雷达装备使用打下坚实的理论基础，并使学员初步具备从事雷达维护、使用与管理等岗位的工作能力。这门课程具有较强的理论性与技术性，知识面广、理论抽象，同时与工程实际结合紧密，是一门较深的综合性课程。教学体系改革需要依据强军新工科建设理念，结合军事院校特色，有针对性地进行。据此，我们将教学改革的核心聚焦到了“实践”和“能力”上，将现在的传统教学体系转变成实践教学体系。实践能力的培养，实质是知识、技能和态度三位一体的素质结构[4]，这就要求教学以服务强军为目标，既要求培养的学员具备部队岗位任职的知识和技能，也要求他们具有强军、兴军的意识态度。

首先，将教学内容中无形的雷达基础理论知识与有形的雷达装备相结合，通过实践教学，帮助学员理解教学内容，掌握当前雷达装备工作原理与发展现状;教学中实施雷达装备演示验证与理论教学相结合的实践教学方法，并加入实操环节，让学员对雷达原理与工作过程有更加形象具体的认识;依托军事院校在雷达相关领域的科研资源，以及雷达装备相关科研成果，从单一的课堂、书本学习，深入科研项目中体会学习，并解决课程设计选题、内容落后等问题;坚持实战与岗位引领的实践教学方向，同时采用军事案例分析与调研的实践教学模式;整合校内外实践教学资源，为学员提供更多的岗位任职和工程实践机会;重视思想政治教育工作，将思想政治教学与实践教学相结合，坚持立德铸魂的实践教学原则，培养出有灵魂、有本事、有血性、有品德的新时代革命军人。

一、强军新工科理念下教学中存在的问题与教学改革的意义

“雷达原理与系统”课程作为专业核心课程，也是电子信息类专业培养中的重点课程，同时与学员岗位任职联系紧密，将直接决定人才培养质量。“雷达原理与系统”课程的传统教学模式主要存在以下问题：（1）课程系统性強，理论知识多，内容枯燥，学习难度大;（2）运用所学知识解决工程问题等的实验实践环节缺乏;（3）在传统教学中缺乏发散的思维和解题方法，教学方法枯燥，缺乏生动且有针对性的事例，造成学员学习积极性不高;（4）仅通过课堂讲授，学员无法应付工作岗位中遇到的实际问题，无法满足岗位需求，业务能力不足;（5）缺少课外实践或实岗实习等外延实践机会和平台。特别是，当前“强军新工科”建设对军队院校高等教育人才培养中学员的实践能力、创新能力和综合素质提出了越来越高的要求。

基于“强军新工科”理念的实践教学体系改革，侧重于对思维方式和动手能力的培养，不仅要采用新工科建设“能力产出导向、以学生为中心和持续改进”的核心教育理念[5]，还要结合军事高等教育院校“政治建校、以战领教”的办学特色[6]。

二、强军新工科理念下实践教学体系改革内容探索87513CCA-7A1A-4DBA-AEBB-FA7186847126

实践教学改革要充分利用现代信息技术改造传统的实践教学内容和技术方法，建立符合“强军新工科”理念的新型实践教学模式，将立德铸魂和能力素质培养相结合，鼓励学员探索和创新，促进学员自主学习、合作学习和研究性学习能力的提高，同时加强思想政治教育，提高学员科学素养，增强学员使命意识。我们从以下几个方面对实践教学体系改革内容进行了探索。

（一）理论与实践一体的课堂实践教学调整

以岗位任职为牵引，以提升学员能力素质为目的，将理论教学与实践操作相结合，将雷达装备的原理、型号、操作、应用等内容全方位嵌入到教学各个环节，贯穿课堂教学全过程，注重培养学员雷达装备技术的操作应用能力。以学员在专业领域和工作岗位上遇到的理论与实践问题为中心，注重与实际工作岗位和工程应用场景的结合，通过演示验证内容深化学员对相关知识点的理解，激发学习兴趣，强化学习动机。比如在教学过程中通过图片和视频展示，仿真程序和数字半实物仿真系统演示操作等方式来描述雷达原理与工作过程，强化教学的效果，使学员易于接受和理解，并加深印象，还可以让学员自己操作，切身体会。

仿真演示可以利用MATLAB软件，通过模块编程或者利用Simulink等进行仿真。通过设计雷达信号产生，信号发射与接收，雷达测距、测角、测速，脉冲压缩等内容，验证课堂讲述的公式以及雷达工作过程。雷达装备演示操作可以通过事先设计好的小型雷达，在课堂上进行现场演示和学员实操。数字雷达半实物仿真系统可以通过软件编程开发，实现对实际雷达装备信号处理过程的数字化复现，并应用于课程的课堂教学和课外实践，让课程中的概念和工作原理更加直观易懂地展现在学员面前，增加了学员对知识点的认识和理解，也提高了学员的动手能力[7]。

（二）依托科研资源与成果的实践教学转化

依托军事高等院校在雷达相关领域的科研资源，以及雷达装备相关科研项目，解决课程设计选题、内容落后等问题，以项目研究过程、研究效果、研究成果为导向进行实践教学组织与实施。通过相关项目将实践贯穿于教学的各个环节，对课程进行工程化改造，通过科研项目引出知识点，让学员参与项目的构思、设计、实施和运行，提升工程实践能力。

从单一的课堂、书本学习，深入科研项目中体会学习，拓宽学员接触面，让学员更早接触到先进装备，熟悉先进装备的原理、应用和工作过程。利用科研项目中的事例、学员参与项目中的工作内容等进行相关知识点的讲解，可以起到事半功倍的效果，也让学员有感同身受的感觉。

（三）坚持实战与岗位牵引的实践教学方向

实战与岗位牵引就是将知识点与岗位任职实际需求相结合，在教学方向上突出职业能力培养。我们将与实战以及未来工作相关的案例融入课程教学。经过调查，学员普遍希望在“雷达原理与系统”课程教学中加入与自己未来职业需求相关的案例教学，这样不仅可以提升学员的学习热情，也可以使得课程教学真正紧贴工作岗位需求，为学员岗位任职打下基础。教学中通过合理可行的教学设计，将雷达原理与系统的知识讲解与相关的现役装备、时事热点、实战战法等案例进行结合。具体举以下几个案例。

1.讲解雷达方程、目标散射截面积等知识点时，结合先进装备，设计了“隐身飞机的奥秘”案例。让学员理解隐身飞机如何通过采用吸波涂料和隐形设计等方式降低雷达目标散射截面积，并让学员基于雷达方程分析雷达作用距离缩减的原因，发现飞机“隐身”的奥秘。

2.讲解相位扫描法、相控阵雷达等知识时，结合时事热点，设计“萨德系统的威胁”案例。让学员理解萨德系统的工作原理，分析萨德系统性能，从而真切感受萨德系统的部署对我国造成的威胁，让学员体会到相控阵雷达在现代战场中的重要作用与关键地位。

3.讲解雷达目标角度测量、最大信号法、等知识时，结合实战战法，讲解“电子战中的测角技术”。在电子战中需要测定敌对辐射源的大致方位，可以利用双站交叉定位、多站交叉精确测向定位等方法，让学员了解所学知识在实战中的应用。

4.讲解雷达历史时，结合现役装备，介绍1967年我军使用我国的“红旗”-2制导雷达在干扰条件下击落入侵的U-2高空侦察机;我军现役“红旗”-9制导雷达，采用相控阵体制，是我国自主研制的第一种第三代远程区域防空武器系统，并在以色列的军购竞标中胜过了包括美国在内的发达国家装备方案。

（四）依托实践基地、任职实践项目的实践教学外延

兴趣是最好的老师，以組织学员参加电子类竞赛等课外活动为契机，结合实践课程环节，依托创新实践基地，建立完整的创新意识培养体系。对于雷达相关的电子设计题目，“雷达原理与系统”的课程学习是必不可少的，可以在课程设计中引入电子竞赛题目，或者结合电子竞赛的作品，以此加强学员对雷达原理的理解。在学校开放性实验室和创新实践基地条件下通过课余时间进行培训，激发学员对雷达技术实践的兴趣，从而形成良性循环。

为了提高毕业学员的岗位任职能力，我校科学规划了首次任职基础课、专业课以及首次任职实践项目和首次任职岗位实习等实践环节。首次任职基础课和专业课以任职需求为导向，讲授内容更加贴合实岗需要，是相关基础课和专业课的外延。

（五）注重思想政治教育的实践教学原则

“雷达原理与系统”课程内容的知识点较多、理论性较强，教学内容本身并不包含思想政治元素，看似与思想政治过硬的学员培养目标无瓜葛。可实际上，“雷达原理与系统”课程中的思想政治内涵十分丰富，将理论性强的雷达知识学习与思想政治教学相结合，引导学员践行社会主义核心价值观和当代革命军人核心价值观，树立献身国防和军队事业的思想。

比如联系时事热点，将爱国主义教育、新时代强军思想等思想政治教育内容融入其中;结合实战战法，进行战斗精神培育方面的思想政治教育;结合军事案例，引入理想信念、优良传统等方面的思想政治教育;联系发展历程和人物事迹，进行优良传统与奉献精神的教育，激发学员以老一辈科技工作者为榜样的奋斗精神，继承和发扬优良传统，增添使命感与荣誉感。87513CCA-7A1A-4DBA-AEBB-FA7186847126

三、强军新工科理念下实践教学改革平台构建

基于强军新工科理念，依托军事院校的科研特色及科研条件，以实战与岗位牵引，加强与部队的合作，探索教学资源、科研资源、条件建设资源和部队资源的共享机制，构建教学、科研、实岗相融合的实践教学平台，并且支撑课内教学、课外实践、任职教育、科学研究以及学科竞赛等教学改革内容，如图1所示。实践教学平台构建具体举措可以包括以下方面。

（一）信息化平台

着眼于新工科人才的内涵发展，改进教学方法，完善网络教学平台和课程网站，构建“互联网+”教学模式，利用信息化手段实现实践教学目的。比如运用“雨课堂”、腾讯课堂等智慧化网络教学工具，开展线上线下混合式教学;通过Educoder等实训网站平台促进学习与实践方式的变革，让学员自主学、随时学，充实实践教学手段，也可以提高学员的学习兴趣。

（二）构建仿真实践平台

构建基于MATLAB软件的Simulink仿真实践平台，可用于雷达信号产生，信号发射与接收，雷达测距、测角、测速以及脈冲压缩等实践内容，帮助学员模拟雷达工作过程，进一步促进其对课堂理论教学内容的理解。

（三）构建“智能微型雷达”实物教学实践平台

智能微型雷达实物教学实践平台主要包括雷达中频信号产生实验平台、雷达回波信号采集与显示平台、雷达信号处理实验平台等部分，可用于雷达测距、测速原理等现场演示，支撑学员实际操作，从系统导出测量数据后，学员通过程序编写完成距离、速度的估计以及雷达信号处理过程体验等。

（四）构建数字半实物仿真实践平台

数字半实物仿真平台包括雷达信号处理半实物实验系统、示波器、计算机等组成。其中，信号源产生综合信号，包括雷达信号、噪声和杂波等;示波器显示信号及处理后的波形，直观对比信号处理效果;计算机上运行信号处理控制软件，一方面对信号源、雷达信号处理实验系统的参数、状态进行控制，另一方面也是雷达信号处理算法编程、参数调整和数据分析的平台。学员可以通过半实物仿真平台理解各部分在雷达信号处理中的作用，并通过控制计算机调整参数，验证理论分析结论，掌握雷达信号处理原理和系统构成[8]。

（五）创新实践基地

创新实践基地是加深学员对所学知识的理解，提高学员实践能力以及进行课内课外活动的重要场地。创新实践基地建设要以教学需求为牵引，既要满足课程教学需要，又要利于开展科学研究、学科竞赛等活动，立足现有装备，又要兼顾新型装备，拓展新的实验教学手段。依托学校创新实践基地条件建设，改善实验教学环境，加强实验条件的开放和管理，满足雷达专业本科生的需要，还可服务于研究生教学，满足研究生进行相关课程的课内外教学实践，参与相关学科竞赛，以及开展自主实验和科学研究等[9]。

（六）综合性实训基地

军事院校应立足自己的实习、实验基地，着眼未来实战需要，构建实岗化训练条件、构建战教联合实训基地，加强与部队的合作，建立集教学、科研、岗位任职能力训练等功能为一体的综合性实训基地[10]。

结语

本文分析了“雷达原理与系统”课程教学中存在的问题，针对实践教学体系改革意义、改革内容以及改革平台构建三方面进行了教学体系改革的全面探究。目的在于响应强军新工科建设计划中对学员实践能力、创新能力和综合素质提出的更高要求，以及立足军事领域、服务强军目标、符合军事人才成长规律，突破传统教学模式中的限制与不足，为系统培养相关专业学员的工程实践和创新能力提供新思路新方法。

参考文献

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2]刘双科，叶益聪，李宇杰，等.强军新工科视域下的军校工科专业人才培养方案研究：以“材料科学与工程（试验评估技术—风洞）”为例[J].高等教育研究学报，2021，44（1）：7.

[3] 朱彤，原方，李佳佳.基于“强军新工科”理念的信息通信核心主干课程建设[J].西部素质教育，2020，6（22）：148-149.

[4] 罗崇光.高等职业教育必须坚持能力本位原则[J].长沙通信职业技术学院学报，2004，3（3）：12-16.

[5] 付华，任书霞，于刚，等.工程教育认证理念下的新工科专业课程体系的构建[J].教育教学论坛，2020（16）：275-276.

[6] 李楠，张宇航，欧朝敏，等.我军院校办学水平评价指标体系研究[J].高等教育研究学报，2018（4）：1-10.

[7] 赵锋，刘进，肖顺平.仿真在“雷达原理与系统”课程教学中的应用[J].电气电子教学学报，2012，34（1）：76-78.

[8] 韩壮志，马俊涛，尚朝轩，等.雷达原理教学实验室建设研究[J].教育教学论坛，2015（18）：243-244.

[9] 姜本清，张来红，马强.雷达原理实验教学[J].实验室研究与探索，2008，27（8）：73-75.

[10]李轲，黄琦志，赵科.军队院校任职教育实践教学方法研究[J].军事交通学院学报，2013，15（8）：42-45.

Research on the Reform of Practical Teaching System under the Concept of “Strong Army New Engineering Education”： Taking the Undergraduate Course of “Radar Principle and System” as an Example

LU Zhe-jun， CHENG Yong-qiang， LIU Kang， LIU Zhen， LIU Yong-xiang87513CCA-7A1A-4DBA-AEBB-FA7186847126

（School of Electronic Science， National University of Defense Technology， Changsha，

Hunan 410073， China）

Abstract： Based on the concept of the “Strong Army New Engineering Education”， this paper explores the reform of  “Radar Principle and System” practice teaching system for military higher education academies. We focus on the reform of the teaching system on “practice” and “ability”， and analyze the problems of “Radar Principle and System” teaching. A comprehensive exploration for the significance， content， and platform of the teaching system reform has been conducted. Combined with the new round of military academies reforms， this paper provides new ideas and new methods for the training programs of relevant professional students under the concept of “Strong Army New Engineering Education”， and also a reference for the construction of high- quality military talent training abilities.

Key words： Strong Army New Engineering Education; Radar Principle and System;  practical teaching;system reform87513CCA-7A1A-4DBA-AEBB-FA7186847126