科创中国

行业领域

电子信息技术,软件

需求背景

中共中央、国务院、中央军委印发了《关于加强和改进新时代全民国防教育工作的意见》。《意见》明确指出，在推进祖国和平统一，维护国家主权、安全、发展利益，实现建军一百年奋斗目标中，全民国防教育工作使命光荣、任务艰巨。要着力加强青少年国防教育，将国防教育要求有机融入课程教材，将国防教育融入普通高等学校和中等学校考试内容。实现国防教育线上实训系统，是线下教育的补充。

线上线下混合式教学的特征。一是不同时空下不同教师依托线上教学平台与线下教学环境开展教学。这是线上线下混合式教学的根本形式，也是同时充分体现线上教学和线下教学各自优势的基本保障。尤其在拓展训练学生学习态度一般、学习热情不高的情况下，相较于基于MOOC和SPOC的混合式教学，线上线下混合式教学中有教师授课的线上教学是保障在线学习质量的重要条件。二是线上、线下教学目标各有侧重。教学目标的差异是线上教学和线下教学各自优势在教学方面的重要反映。线上教学对知识技能等目标效果更佳，在认知水平方面，对于知道、理解、运用相对有效；线下教学则更能促进德智体美劳全面发展，在认知水平方面，对于分析、评价、创造相对有效。差异化的教学内容与教学目标才能最大化地体现线上线下混合式教学的独特优势。三是线上、线下教学深度联通。两者的联通主要反映在教师协作与教育数据共享两个方面。具体表现为线上线下两位教师基于线上、线下教学的独特优势共同完成备课，实现线上、线下教学内容与教学目标互补；线上教学的信息化、智能化属性使其天生便于教育数据的收集，并将智能化的数据分析与诊断贯穿于线上线下教学过程中。

需解决的主要技术难题

线上线下混合式实训教学模式中，线上教学由学校教师授课。区别于来自企业的教师，学校教师教育教学能力较强，并熟悉具体的工作过程，但在拓展岗位上的实践经验相对较少，动手实操能力相对较弱。学校教师在企业教师的协助下，利用线上教学平台、虚拟仿真实训系统等现代化教学手段构建真实的工作情境，并在此情境中开展教学活动。

首先，在真实工作情境下布置真实工作任务。真实工作任务的选择需要具备典型性，即能够以可迁移的简化步骤反映某一工作领域所需的操作技能。教师借助线上教学平台，一要将真实工作任务移植到课堂教学中，让学生获得拓展岗位代入感；二要体现工作任务的社会价值，加强学生的拓展认同感。

其次，基于工作过程的任务分解。教师将实践技能与相关理论知识相结合形成“目标块”，并以此为依据将任务分解为连续的“过程块”，从而将知识融入工作过程，通过演示与讲授使学生形成“实践技能—理论知识—工作过程”一体化知识结构。

再次，基于虚拟仿真实训系统的虚拟实训。学生在虚拟仿真实训系统中完成工作任务，教师在线上平台上对学生在虚拟实训过程中遇到的问题及时进行解答。在此过程中，虚拟仿真实训系统可以捕获到学生的交互行为，完成教育数据的采集。

最后，面向拓展能力的评价总结。教师根据学生的工作情况予以评价，并针对拓展知识、拓展技能与拓展态度三个方面进行总结。最终依据教学情况优化教学方案，完善教学设计。

线上线下混合式实训教学中，线上和线下是两个需要有密切联系的部分。因此，在线上线下混合式实训教学中，主要通过以下两个方面实现深度联通。一是线上线下教师协同备课。学校教师和企业教师共同进行学情分析、教学内容和目标分析，并完成信息化教学资源的设计与开发等工作，共同完成教学设计。同时，学校教师要确保教学设计契合实训教学目标；企业教师则要确保线上教学工作情境与工作任务的真实性以及线下教学开放项目的可行性、创新性和实践性。二是线上线下教育数据共享。虚拟实训系统采集的学生在虚拟实训中的过程性操作数据，通过数据特征识别、数据分析与挖掘等技术分析学生的学习情况，再交由线下企业教师进行人工分析，发现学生典型性工作技能掌握的不足之处，并在线下教学中予以个性化指导；在线下教学过程中，企业教师应注意发现学生的共性问题，为线上教学提供优化建议，同时，调整教育数据的采集维度与精度，为线下教学提供更多有效信息。

期望实现的主要技术目标

国防教育线上实训系统相关的算法、测试库、标准和专利，功能和性能要求见具体任务。

需求解析

解析单位：“科创中国”机器视觉与智能产业科技服务团（中国图象图形学学会） 解析时间：2022-11-22

何相腾

北京大学

助理研究员

综合评价

此技术需求与虚拟现实技术相关，旨在构建逼真的国防教育线上实训系统，让用户置身于逼真的“训练场”中，进而提升国防素养。但是，此需求描述不够清晰： （1）功能不清晰：未描述该国防教育线上实训系统所需的具体功能； （2）性能不清晰：未描述该国防教育线上实训系统所需要达到的性能指标。 此需求可在一定程度上解决，现已有相对成熟的技术产品，能够模拟战场环境、武器装备等，使得用户可以体验各种训练科目，能够带给用户较好的体验感和兴趣性。

查看更多>

处理进度