兵器學(xué)科人才培養(yǎng)和科學(xué)研究是國(guó)防科技工業(yè)的重要組成部分，在保障國(guó)家安全的大業(yè)中擔(dān)負(fù)著重要的使命和任務(wù)。武器系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了其科學(xué)研究和工程研制必須以實(shí)驗(yàn)研究為主，因此兵器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科及相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)中應(yīng)該更多的融入實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)。

然而，武器工程類實(shí)驗(yàn)存在著高危險(xiǎn)、高成本、大型試驗(yàn)設(shè)備有限、瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)不可逆、對(duì)環(huán)境影響大、機(jī)理無法顯示等內(nèi)在因素，兵器學(xué)科人才培養(yǎng)的教學(xué)方法受到諸多條件限制。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的到來，可滿足現(xiàn)代大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)、校企共建和共享等外在因素的需求，幫助教、研、校、企、軍、工各方解決人才培養(yǎng)的重點(diǎn)問題。

難點(diǎn)與痛點(diǎn)

兵器學(xué)科作為一門特殊學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)存在高危險(xiǎn)性。這種危險(xiǎn)主要源于火炸藥、機(jī)電設(shè)備等有形物質(zhì)，及常態(tài)下呈現(xiàn)氣態(tài)且易燃易爆、有毒有害的氣體、蒸汽等。以實(shí)驗(yàn)內(nèi)彈道學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，其危險(xiǎn)主要的是意外燃燒、爆炸事故。

武器系統(tǒng)的復(fù)雜性，導(dǎo)致設(shè)備價(jià)格高昂，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備臺(tái)數(shù)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生需求。一些涉及重大裝備、大型儀器等實(shí)驗(yàn)只能通過校外實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)基地進(jìn)行，即使在校外實(shí)習(xí)基地也存在著實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)數(shù)不足的情況。而且在武器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，還存在著瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)不可逆、復(fù)雜物理化學(xué)機(jī)理無法通過真實(shí)現(xiàn)象學(xué)習(xí)的狀況。

由于武器實(shí)驗(yàn)成本較高、技術(shù)危險(xiǎn)大，對(duì)人員的現(xiàn)場(chǎng)操作要求高，機(jī)理細(xì)節(jié)不宜呈現(xiàn)等因素，學(xué)生只能通過參觀以及現(xiàn)場(chǎng)跟班的方式完成課程實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生理論與實(shí)際相脫節(jié)，對(duì)所學(xué)對(duì)象缺少感性認(rèn)識(shí)，客觀上制約了教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的提高。

解決方案：原則與方針

由于武器系統(tǒng)的復(fù)雜性、危險(xiǎn)性以及成本高等因素，難以直接通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)給新方法、新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提供了一種可行性高、效率高、成本低的有效途徑。

恒點(diǎn)與南京理工大學(xué)通過對(duì)真實(shí)靶場(chǎng)數(shù)據(jù)的模擬，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的高度還原，利用虛擬仿真技術(shù)，共同開發(fā)武器發(fā)射工程專業(yè)靶場(chǎng)實(shí)習(xí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，打破相關(guān)教學(xué)與研究的瓶頸。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)利用三維動(dòng)畫技術(shù)開發(fā)大量的原理演示動(dòng)畫，通過形象的虛擬仿真動(dòng)畫，解決抽象概念及其現(xiàn)象不可及問題，并且減少了對(duì)設(shè)備與場(chǎng)地的依賴，使學(xué)生對(duì)相關(guān)理論有更清晰的認(rèn)識(shí)，掌握各類彈丸現(xiàn)代發(fā)射內(nèi)彈道性能以及毀傷原理。在各類彈藥毀傷視景仿真演示試驗(yàn)中，爆炸、毀傷等高風(fēng)險(xiǎn)、高消耗問題得以規(guī)避，為學(xué)習(xí)人員提供了安全的研學(xué)環(huán)境。

解決方案：設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

通過不斷的經(jīng)驗(yàn)積累，校方在與恒點(diǎn)合作的過程中，逐步樹立“以提高工程能力和創(chuàng)新能力為核心，建設(shè)先進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，仿真與科研互促，仿真與實(shí)際互動(dòng)”的教學(xué)理念。實(shí)驗(yàn)教學(xué)從內(nèi)彈道學(xué)、外彈道學(xué)、發(fā)射動(dòng)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、終點(diǎn)彈道學(xué)五個(gè)模塊創(chuàng)建了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，探索出“專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)培養(yǎng)、工程實(shí)踐能力培養(yǎng)、科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)”多層次遞進(jìn)培養(yǎng)模式，構(gòu)建完善的武器發(fā)射工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

試驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容包括虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、企業(yè)在線學(xué)習(xí)、企業(yè)實(shí)習(xí)項(xiàng)目發(fā)布三大模塊，各教學(xué)部分都可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線操作，學(xué)生通過獨(dú)立或協(xié)同仿真生產(chǎn)操作完成在線學(xué)習(xí)和考核，最終與到試驗(yàn)院實(shí)地實(shí)踐學(xué)習(xí)相結(jié)合，形成線上虛擬-線下實(shí)踐校企共建綜合化浸入式生產(chǎn)實(shí)習(xí)新模式。

在仿真實(shí)習(xí)過程中，學(xué)生可進(jìn)行在線裝藥、全彈拆裝、彈丸發(fā)射以及了解常見事故處理等操作，加深其對(duì)軍工生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)。通過分組，每組學(xué)生分別扮演裝彈、裝藥、發(fā)射手、安全保障員等角色進(jìn)行協(xié)同操作進(jìn)行靶場(chǎng)彈丸發(fā)射以及測(cè)試演練，并在此過程中增加事故應(yīng)急演練。

企業(yè)實(shí)習(xí)模塊分別設(shè)立安全生產(chǎn)、保密要點(diǎn)、內(nèi)彈道和外彈道測(cè)試方法的基本原理、火箭撬工作原理等內(nèi)容的介紹。學(xué)生可在去靶場(chǎng)實(shí)踐之前，在線安排學(xué)習(xí)，達(dá)到學(xué)習(xí)效果事半功倍的目的。

在企業(yè)實(shí)習(xí)項(xiàng)目模塊中，企業(yè)導(dǎo)師可根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求在不涉密的前提下提出研究課題內(nèi)涵，通過所建平臺(tái)發(fā)布，由校企教師聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生團(tuán)隊(duì)在一定期限完成研究設(shè)計(jì)工作，在企業(yè)進(jìn)行檢驗(yàn)和結(jié)題。使得更多學(xué)生能夠主動(dòng)關(guān)心和參與企業(yè)實(shí)際需求，更加緊密且有效地實(shí)現(xiàn)校企聯(lián)合培養(yǎng)與引導(dǎo)，提高實(shí)踐教學(xué)水平。

此外，任課教師可通過本平臺(tái)對(duì)學(xué)生的實(shí)習(xí)情況進(jìn)行考核，考核因素包括學(xué)生在線學(xué)習(xí)時(shí)間、虛擬仿真操作考試、畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告等。網(wǎng)上實(shí)習(xí)考核功能操作簡(jiǎn)單、人性化，并且實(shí)用性強(qiáng)，以便授課教師的管理和評(píng)判。