武器发射工程专业靶场实习虚拟仿真实验教学，赋能军工装备人才培养

兵器学科人才培养和科学研究是国防科技工业的重要组成部分，在保障国家安全的大业中担负着重要的使命和任务。武器系统的复杂性决定了其科学研究和工程研制必须以实验研究为主，因此兵器科学与技术学科及相关专业人才培养中应该更多的融入实验、实践环节。

然而，武器工程类实验存在着高危险、高成本、大型试验设备有限、瞬态实验不可逆、对环境影响大、机理无法显示等内在因素，兵器学科人才培养的教学方法受到诸多条件限制。虚拟仿真实训的到来，可满足现代大学生创新能力培养、校企共建和共享等外在因素的需求，帮助教、研、校、企、军、工各方解决人才培养的重点问题。

难点与痛点

兵器学科作为一门特殊学科，其实验存在高危险性。这种危险主要源于火炸药、机电设备等有形物质，及常态下呈现气态且易燃易爆、有毒有害的气体、蒸汽等。以实验内弹道学实验为例，其危险主要的是意外燃烧、爆炸事故。

武器系统的复杂性，导致设备价格高昂，实验室设备台数远不能满足学生需求。一些涉及重大装备、大型仪器等实验只能通过校外实验或实习基地进行，即使在校外实习基地也存在着实验设备台数不足的情况。而且在武器系统实验中，还存在着瞬态实验不可逆、复杂物理化学机理无法通过真实现象学习的状况。

由于武器实验成本较高、技术危险大，对人员的现场操作要求高，机理细节不宜呈现等因素，学生只能通过参观以及现场跟班的方式完成课程实验，导致学生理论与实际相脱节，对所学对象缺少感性认识，客观上制约了教学水平和教学质量的提高。

解决方案：原则与方针

由于武器系统的复杂性、危险性以及成本高等因素，难以直接通过实验验证。虚拟仿真实验系统给新方法、新技术的实验验证提供了一种可行性高、效率高、成本低的有效途径。

恒点与南京理工大学通过对真实靶场数据的模拟，以及对实验环境的高度还原，利用虚拟仿真技术，共同开发武器发射工程专业靶场实习虚拟仿真实验教学平台，打破相关教学与研究的瓶颈。

实验教学利用三维动画技术开发大量的原理演示动画，通过形象的虚拟仿真动画，解决抽象概念及其现象不可及问题，并且减少了对设备与场地的依赖，使学生对相关理论有更清晰的认识，掌握各类弹丸现代发射内弹道性能以及毁伤原理。在各类弹药毁伤视景仿真演示试验中，爆炸、毁伤等高风险、高消耗问题得以规避，为学习人员提供了安全的研学环境。

解决方案：设计亮点

通过不断的经验积累，校方在与恒点合作的过程中，逐步树立“以提高工程能力和创新能力为核心，建设先进虚拟仿真实验教学平台，仿真与科研互促，仿真与实际互动”的教学理念。实验教学从内弹道学、外弹道学、发射动力学、空气动力学、终点弹道学五个模块创建了虚拟仿真实验平台，探索出“专业基础素质培养、工程实践能力培养、科研创新能力培养”多层次递进培养模式，构建完善的武器发射工程虚拟仿真实验教学体系。

试验教学内容包括虚拟仿真实验、企业在线学习、企业实习项目发布三大模块，各教学部分都可实现网络在线操作，学生通过独立或协同仿真生产操作完成在线学习和考核，最终与到试验院实地实践学习相结合，形成线上虚拟-线下实践校企共建综合化浸入式生产实习新模式。

在仿真实习过程中，学生可进行在线装药、全弹拆装、弹丸发射以及了解常见事故处理等操作，加深其对军工生产的认识。通过分组，每组学生分别扮演装弹、装药、发射手、安全保障员等角色进行协同操作进行靶场弹丸发射以及测试演练，并在此过程中增加事故应急演练。

企业实习模块分别设立安全生产、保密要点、内弹道和外弹道测试方法的基本原理、火箭撬工作原理等内容的介绍。学生可在去靶场实践之前，在线安排学习，达到学习效果事半功倍的目的。

在企业实习项目模块中，企业导师可根据企业实际需求在不涉密的前提下提出研究课题内涵，通过所建平台发布，由校企教师联合指导学生团队在一定期限完成研究设计工作，在企业进行检验和结题。使得更多学生能够主动关心和参与企业实际需求，更加紧密且有效地实现校企联合培养与引导，提高实践教学水平。

此外，任课教师可通过本平台对学生的实习情况进行考核，考核因素包括学生在线学习时间、虚拟仿真操作考试、毕业生产实习报告等。网上实习考核功能操作简单、人性化，并且实用性强，以便授课教师的管理和评判。