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英文名称:Journal of North China Institute of Aerospace Engineering
主管单位:河北省教育厅
主办单位:北华航天工业学院
出版周期:双月刊
出版地址:河北省廊坊市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1009-2145
国内刊号:13-1276/G4
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1989
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英文名称:Aerospace Shanghai
主管单位:中国航天科技集团公司
主办单位:上海航天技术研究院
出版周期:双月刊
出版地址:上海市
语
种:双语
开
本:大16开
国际刊号:1006-1630
国内刊号:31-1481/V
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1984
期刊收录:
核心期刊:
中文核心期刊(2004)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
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关键词:航空航天专业;人才培养模式;课程体系
中图分类号:G641 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2015)30-0145-02
引言
航空航天代表了科技和工业发展的最前沿,是促进国家科技发展、满足经济建设、增强国防安全和加快社会进步的重要力量。加强航空航天类高校教育,培养一批具有高素质、创新能力的航空航天类专业人才是服务我国战略发展的必然需求。航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础,培养适应国际竞争的航空航天类本科人才,是我国航空航天科技发展的关键。当前,以美、俄为代表的航空航天大国都建设了自己特色的航空航天专业院系,开展了多年的教学实践,具有丰富的经验。论文旨在通过材料的梳理,了解国外航空航天专业人才培养模式,对国际一流大学航空航天类专业设置、课程安排、学生培养特点等方面进行研究,从中总结经验,为国内航空航天类专业教学教改提供参考。
一、国外著名航空航天院系
(一)美国著名航空航天院系
美国是世界上航空航天类研究最发达、人才培养最成功的国家,其人才培养主要依赖其国内的大学。比较有代表性的有麻省理工学院和斯坦福大学。
麻省理工学院航空航天类教学与科研由航空航天系负责,下设三个部门,分别是信息部、航空系统部、飞行器技术部。信息部分主要研究航天系统有关的信息获取、处理、传输技术,如卫星通信、高空侦察、空中通信、集成防御系统等,负责教授导航、制导、控制、通信、网络、实时软硬件系统等课程。航空系统部门主要研究航空航天高复杂性系统的设计、制造、操作方法,教授最优化方法、故障诊断、系统容错等课程,建有人机实验室、空间系统实验室、国际空运中心、操控台研究中心、复杂系统研究实验室等。飞行器技术部门负责计算方法、流体力学、推进技术、材料科学、结构技术等的研究和教学,建有宇航计算设计实验室、空气涡轮实验室、宇航微小结构协会、空间推进实验室、先进材料和结构技术实验室等。
斯坦福大学航空航天系隶属于工学院,承担航空专业的教学科研任务。该系的研究领域包括空气弹性变形及流体仿真、飞行器设计与控制、应用航空动力学、空气声学计算、流体动力学计算、动态系统计算、机器人控制、复杂材料与结构、湍流模拟、推进、高超声速流体、导航、控制系统辨识与优化、卫星工程、湍流与燃烧等。
(二)俄罗斯著名航空航天院系
俄罗斯也是航空航天强国,开设航空航天专业的主要学院有莫斯科国立航空学院、西伯利亚国立航空航天大学。莫斯科国立航空学院建于1930年,拥有12个学院,56个系,128个实验室,3个设计局,几个计算机中心,一个实验工厂,一套运动航空训练设施,一个莫斯科附近的飞机场,两个科研机构(应用力学和电气力学,低温研究)。该学院通常以数字编号代替学院名称,从一院到十二院分别为航空工程院、发动机院、控制系统院、信息与电力院、无线电电子学院、经济与管理院、航空航天院、机器人与智能系统院、应用数学和物理院、应用力学院、人文科学院、预科院。西伯利亚国立航空航天大学拥有空间研究及高技术学院和航天技术学院,设置了飞机制造系、航空发动机与能源装备系、飞行器管理系统系、航空导弹技术系、飞行器无线电技术系统系。
(三)欧洲著名航空航天院系
英国帝国理工学院在其工学院设置了航空系,主要负责飞机设计制造方面的研究与人才培养,包括航空动力学与航空结构学两个研究方向。航空动力学方向包含流体基础、航空飞行器设计、控制、生物医学、环境与工业关系等方面的研究。航空结构学方向包括计算力学、冲击与损伤、复合材料等方面的研究。
法国国家高等航天航空学院已经有90多年的历史,它位于欧洲航天业发展的中心地带,致力于培养顶尖的技术工程师,在研制协和式客机的工程师当中,有许多就是从法国高等航天航空学院毕业的。学院下设5个系和一个研究中心,分别是空气动力学、能源、推进系、结构与材料力学系、光电子与信号系、语言文化艺术系、航空宇航中心。
二、国外著名航空航天院系专业设置与课程体系
(一)学位与专业设置
国外著名航空航天院系多数是本科四年,研究生二年,英国有本科3年,研究生1年。俄罗斯不同,如莫斯科国立航空学院预科1年、本科4年、硕士2年、博士3年。在学位设置上,各个院校有所不同,归纳起来,主要有工学学士、航空航天工程学士、航空工学学士、航空航天工学学士、航空工程理科硕士、航空航天工程学士、航空与宇航工程学士、航空学理科硕士、航空与航天学理科硕士、机械与航天工程理科硕士。
(二)国外著名航空航天院系课程体系
麻省理工学院(MIT)航空与航天专业是美国同领域中最有名的专业,其人才培养理念和课程设置世界闻名。MIT航空与航天系设有两个本科专业方向:航空与航天科学工程专业和航空与航天信息科学工程专业,两个方向的课程设置都建立在航空航天基础(核心)课程上,下面分别以A和B代指这两个专业。课程主要包括全校统一要求课程和系课程构成。全校统一要求课程包括基础科学课程(6门)、人文、艺术、社会科学课程(8门)、科学与技术限选课程(2门)、实验课程(1门);系课程包括系核心必修课程、专业课程、试验与进展课程,其中系核心必修课程包括一体化工程I、II、III、IV,计算机和工程问题求解引论,自动控制原理、动力学、随机系统分析、微分方程;专业课程中专业A包括空气动力学、结构力学、推进系统引论、航天工程中的计算方法,专业B包括航天系统的评估与控制、数字系统实验室介绍、实时系统与软件、交互系统工程、人为因素工程、自主决策原理;试验与进展课程包括飞行器工程、空间系统工程、试验项目I、试验项目II、飞行器进展、空间系统进展I、空间系统进展II。
(三)学时学分要求
1.学分组成。课程学分组成考虑教学环节,如MIT飞行动力学课程,总学分12分,构成包括课堂3分、实验1分、预习和复习8分。另外还有无学分课程,课程必修但无学分,如普林斯顿没有学分制、强调上课门数,斯坦福大学基础课程要求5门航空航天基础课程,专业课程4选3。英国大学一般不设立学分制,所有学生都按部就班完成规定课程的学习。
2.学分要求。美国大部分学校有明确的毕业学分数要求。如MIT航空航天工程系根据培养计划设课程学分,又分成4类,分别是核心课(core)108、专业领域课(professio-
nal area)48、实验和综合应用(experiment and Capstone)30、非限制性选修课(unrestrictived elective)48,总学分大于234学分。但是在学分数量并不统一,差异很悬殊,如密歇根128学分、MIT大于234学分、宾州州立132学分。航空航天专业必修课比例很高,有的高达90%以上,如斯坦福、佐治亚理工、普渡。另外还有只要求课程而不要求学分的,如普林斯顿毕业要求共36门课。
3.学时要求。有些大学要求学时达到一定数量,如悉尼大学本科至少192学时,研究生核心课程和选修课程,至少144学时。斯坦福大学研究生基础课程设置门数要求,其他按学时要求,数学(6个学时)、技术选修(12学时)、人文社科类选修(45学时)。
三、国外著名航空航天院系专业培养特色
归纳起来,国外著名航空航天院系在专业培养上具有如下特色。一是国外著名大学航空航天专业设置宽、窄各有特色。美英等专业设置以宽口径、大类培养为主,基本不针对特定航空航天器划分专业,学生专业方向只是体现在个别课程的选择上。俄罗斯、乌克兰等的专业划分细而精,如莫斯科国立航空学院几乎整个大学的院系专业就代表了航空航天器的各个不同部分,专业面向具体而明确。二是国外著名大学航空航天专业课程体系具有少而精且多样化特色。美英等课程每学期课程数量相对较少,但课业工作量不少。学生毕业所需学时学分也不少。美英等航空航天专业的课程必修多、选修少,完全学分制的作用并不明显,反映了航空航天专业的特殊性。课程学习课内外并重,还有较多实践环节、交流讨论、项目设计等。课程的环节丰富多样(如剑桥)。教授授课。三是注重通识教育与专业教育的结合。在通识教育上,在课程设置中有重视科技写作、科研道德规范、表达与交流、团队协作、人文素质培养和工程师就业指导。在专业教育上,强化多样化实践环节、注重专题课程和生产实习。四是注重综合素质和个性化培养。例如南安普敦大学设置有工程管理与相关法律的必修与选修课程,让学生学习在工程实践中如何领导团队、进行项目管理与风险评估、做出决策以及熟悉与之相关的法律知识。还会从工业部门请来客座教师来协助授课,并安排有相应的实践环节。针对个性化培养需求,在课程设置上具有较大的选择基数。
四、总结
航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础,是航空航天类研究生人才的后备军。论文主要对国际一流大学航空航天类专业学位与专业设置、课程体系、学时学分要求点等方面进行了梳理,总结了人才培养特色,为国内航空航天类专业建设和教学教改提供参考。
参考文献:
[1]田正雨,李桦.麻省理工学院航空航天类本科生课程体系分析[J].高等教育研究学报,2010(1).
[2]MIT航空航天系战略计划[Z].北京航空航天大学高教所译.1991.
一般一个版面2500字以内。论文字数不同,需要的版面数量不同。不同期刊收费都是不一样的。没有一个统一的标准。有很多因素决定每个人花的钱都不一样。比如正刊和增刊的价格天壤之别。
《弹箭技术》兵工弹箭情报刊物。以刊登国外弹箭专业技术论文为主,报道国外弹箭技术发展动态,沟通国内外专业发展信息,为弹箭专业的科研、生产、教学、使用等部门提供情报,并开展学术交流。《弹箭技术》获中文核心期刊(1992)。院士论坛、装备管理与装备指挥、军事航天理论与应用、航天工程与装备试验、电子信息装备与信息工程、基础理论与方法、成果与专著
都是按照所占的版面和字数收费的。一般一级核心刊物正常价格都便宜,但对论文质量要求较高,越是正规的刊物价格反而越低,二级核心刊物3500字左右有的就将近1000元,而增刊只需300元,版面费这个没有常规,各地有各地的政策、价格,但总之,要投正刊,一般都需要1000元左右,还得根据您论文的字数和质量,质量勉强的,价格就高。省级刊物价格也不低,都在800-900元左右,算起来还是核心期刊划算。
Powered Flight
The Engineering of Aerospace Propulsion
2012,519p
Hardcover
ISBN9781447124849
大部分航空、航天动力推进领域的书籍主要致力于燃气涡轮发动机,往往很少覆盖如螺旋桨、直升机旋翼或火箭发动机推进系统及设备。本书采取一个更广泛的观察视角,旨在为航空、航天动力推进工程技术提供一个更广阔的知识背景,这本书并不只是介绍一个单独的系统,而是对多个系统进行观察和比较,将航空航天推进领域在科学研究和工程中的每一步进展呈现给读者。
这本书记录了从早期比较简单的推进系统到今日飞速发展的航空航天推进工程系统,读者可从本书中学习并了解到在航空航天动力推进工程学中更为深入的数学知识、物理原理和历史发展。本书共14章,分为两个部分,包含两个通用类别:飞机推进系统和火箭推进系统。第1-8章介绍飞机推进系统,第9-14章介绍火箭推进系统。本书选择的内容非常明确并具有代表性,书中关于航空航天动力学及工程的一些相关材料是非常全面而详细的,包括固体和混合火箭发动机内弹道等内容,并进行了详尽的分析说明。本书并未着重介绍某个单一的动力推进系统,而是提供了更广泛的参考背景,比较了被大部分教材忽略的其他飞行推进系统的相同点和不同点。这本书的主题内容覆盖范围较广,提供了更多直观的内容给读者,包括一系列相关的图表和照片,比如具体的推进器的性能图表。这些文字和材料为本科生和研究生提供了很好的支持,有利于学生和专业技术人员进行相关项目的工作。
这本书主要来源于作者在瑞尔森大学(Ryerson University)任教的教学笔记。作者教授本科生和研究生的航空航天工程课程多年,包含飞行力学、飞机性能和气动力学等相关内容。在1993年进入瑞尔森大学之前,作者曾在加拿大的大学和航空航天研究部门工作数年,目前作者是AIAA(American Institute of Aeronautics and Astronautics)固体火箭技术委员会的国际成员,并在北美和欧洲的动力飞行会议上发表了多篇重要学术论文。
本书适合用作相关专业大学课程的教材或者专业技术人员的参考用书。
徐旻,博士,工程师
(中国航天电子技术研究院)
当年考入北京大学,她学习空间物理专业,这是偶然;
研究生毕业后,她成为中国科学院的一名科研工作者,这也是偶然;
之后,她成为中国载人航天工程中的一分子,这还是偶然;
也许,这一切的偶然注定了现在的必然――中国载人航天工程飞船应用系统出色的总指挥;
她,就是高铭。
作为载人航天工程七大系统领军人物中唯一的女性,她凭借执着的信念、坚强的意志和聪慧的头脑,在女性寥若晨星的航天事业中,让人们深切地领悟了一个小女子的航天大情怀。
巾帼不让须眉谈笑凯歌还
2003年11月,北京人民大会堂报告厅,中国载人航天先进事迹报告团首次在全国人民面前亮相。其中,和航天英雄杨利伟一起走上讲坛的航天人中,有一位靓丽的年轻女性,她浑身透出知识女性的精干和睿智,她的演讲赢得了全场经久不息的掌声。这就是高铭。
高铭1994年9月进入中国科学院空间科学与应用总体部(空间中心)从事载人航天应用系统工程管理工作,任副研究员、研究员,并历任总师办主任、计划处处长、工程业务部主任、空间应用系统总调度。2006年任空间应用系统总指挥,光电研究院副院长。
在人们的想象中,载人航天浩大工程都是由精力充沛、虎虎生威的男子汉调度的,然而,高铭的出现彻底颠覆了这一传统观念。作为载人航天工程系统领军人物中唯一的女性,凭借对航天事业的热爱、执着的追求。在她的参与主持下,载人航天应用系统圆满完成了神舟二号到七号的应用试验任务,体现出了“巾帼不让须眉”的不凡气度。
“可上九天揽月,可下五洋捉鳖,谈笑凯歌还。”《水调歌头・重上井冈山》中的词句所表述的情景,自古就是中国人的梦想。如今,“神舟”载人飞船直上九天的耀眼光芒,不仅照亮了中国的广袤大地,更是化作民族奋进的精神火炬,激励无数中华儿女昂然踏上中华民族复兴伟业新的征程。
颠覆传统迈进载人航天工程队伍
中学时代的高铭理科成绩出类拔萃,在那个人人将“学好数理化、走遍天下都不怕”奉为信条的年代,她同许多理科成绩优异的学生一样义无反顾地在高考时报考了物理等基础学科,用高铭自己的话来说当时的自己“就不会想到会有其他的选择”。对十几岁的高中生来说,能到北大学物理无疑象征着对理科尖子生的一种褒奖和荣耀,而对于空间物理究竟学什么这时的高铭其实并不十分了解,那时的她觉得空间和飞船、卫星等等有着千丝万缕的关系,也许是出于小小少年对科学和宇宙的无限向往,空间物理学在高铭心中是那么神秘和富有吸引力。
谈起进入载人航天领域,高铭坦言其实并非自己从学生时代就怀有的梦想,而是“很偶然的,也许是命运的安排”。硕士毕业后,高铭选择在中科院研究所继续进行电离层、磁层等空间物理的研究。由于空间物理专业属于应用物理范畴,但同时又侧重于基础,所以研究工作需要空间探测的数据来做模型、验证一些理论。当时,空间科技的发展比较落后,研究手段不足,各方面的数据源比较缺乏,现实的科研条件让高铭觉得颇为“掣肘”。1994年底,她便加入到我国载人航天工程的工作队伍中。
在载人航天这项浩大复杂的工程中,高铭负责的是七个分系统之一的应用系统的工程管理工作。从单纯的物理研究到载人航天工程管理的转变,似乎一下子把她从平静而规律的实验室带到了紧张而复杂的伟大实践中,从默默无闻的科研后台推到了备受关注的舞台幕前。中国载人航天工程,在这个听起来令人热血沸腾、激动不已的名义下,高铭保持着科学家惯有的冷静和理性,在做载人航天工程管理的工作时,她其实面临了很多新挑战。
“原来看到的都是公式、论文,而现在可能更多地和人打交道,不是和书本打交道。这些人都是变化的人,他们来自不同的背景,有科学家、工程技术人员、政府官员、还有方方面面其他系统的人,每个人的想法也不一样,如何有机地把他们组合起来,使大家朝着一个共同的方向迈进、共同完成一个大的目标是最重要的。”此时的高铭更像是一个运筹帷幄的指挥官,她深知工程的成功最终还要靠一个团队的力量,团队中的每个人都有自己不可替代的作用,每个人也担负着相应的责任,哪一个环节出了问题,整个团队都会受到影响。所以如何把团队整合起来,让大家紧密协作是至关重要的。她的任务是制定工程管理规范来把大家的行为约束到一个既定的空间内,这个空间是为保证大家共同实现一个既定的目标。
同时,应用系统作为整个载人航天工程链条上的一环,也需要去和其他环节沟通、协同。如何有效地实现沟通,能够让大家产生一致的理解,高铭也需要从整体上宏观地进行统筹。总之,载人航天工程的管理涉及到社会学、管理学和经济学等方面的内容,对高铭来说,这比以前单纯作为空间物理科学家面临的环境复杂得多。
高铭很快适应了工程管理的工作。多年的物理专业训练带给她的不仅仅是专业方面丰富的理论知识,更重要的是深层次的思维方式,这无疑让她在新的岗位上做到触类旁通。高铭认为:这些和学校的学习基础有关系,因为物理是一个很严密的系统,从条件到结果中间是有一条很严密的线把它穿起来的,在做现在的工程管理时会自然而然地运用这些思维方式和习惯。这种思维方式对现在做工程所需要的系统性很有帮助,系统工程是个涉及范围很广的领域,包括物理、化学、生物、计算机等,理科的很多东西都很相通,有些东西可能一时不明白,翻翻资料也就能够理解。即使是管理方面可能跟管理学、社会学有很大关系,但由于工作的对象还是原来的范围,所以学习物理养成的思维方式还很重要和受用的。
天降大任豪言誓立军令状
高铭接任总指挥时,正是载人航天二期工程起步时期,应用系统任务多线并举、应用技术领域广泛、参与单位多、工程技术基础差异大等一系列工程管理难度比起一期工程更加突出,她在总结分析一期工程管理经验积淀的基础上,大胆提出了应对新的应用任务、新的任务安排模式以及新的任务承研团队等新变化情况下的管理策略,在加强总体设计能力、强化验证能力、提升专业技术领域的总体指导能力方面进行了一系列总体管理改革,通过提升总体的系统技术和专项支持技术,指导分系统的研制,通过技术手段保障技术、质量控制措施的实现。在工程管理上,强调了满足岗位能力要求的岗位责任制,实现了各任务线的相对独立的技术、质量、计划三位一体的总体队伍配置,专项技术支持共享,形成专业方向保持领域的不断发展,为工程研制提供更先进的专业支持。神舟七号发射试验是载人航天工程二步一阶段的首发试验,也是她担任总指挥后的第一次发射试验。此次应用系统安排了两项应用任务,第一项是进行小卫星在轨的释放和伴飞试验,第二项是进行固体材料的外太空暴露实验。小卫星体积小、重量轻、研制周期短,安全性要求极高。在专家对伴星安全性提出置疑、项目面临夭折之时,高铭组织技术人员列出可能的危险源清单,逐一排查,进行了5类30次专项安全性验证试验,赢得专家的肯定,认为伴星不会对飞船和航天员造成安全性影响,一致同意放行。然而,神七应用任务道路上的拦路虎却远远不止安全性问题一个。小伴星,难就难在这个小字,承担研制任务的上海微小卫星工程中心,大胆采用了创新设计思想,采用了不少国内首次飞行试验的新技术、新产品,但是年轻的研制队伍缺少航天工程经验,在初样研制中的元器件质量复查时某个关键元器件等级不满足要求。多年的实践经验,让高铭警觉到这不是一件小事,当年神舟三号发射前,由她亲自处理的“电容工艺缺陷事件”再次浮现在她的面前。这次关键元器件等级不合格,她无需多说,“换!”小伴星高度集成,技术难度之大,超出了原先的预计。到2007年4月总体组织的卫星初样综合测试中发现了15个质量问题。高铭毫不犹豫,要求严上加严,必须全部归零,问题解决了,可是初样研制进度却整整推迟了4个月。
神七发射绝不可能推迟,应用系统面对方方面面的压力,高铭向工程总体和科学院领导立下军令状:“我们坚决保证按期交付高质量的正样产品,坚决不拖工程进度的后腿”。为此,她组织应用系统重新制定一套新的应急管理方案,从指令设计师系统流程、计划流程、总体调度、质量控制等方面进一步细化,有效地保证了正样产品质量,还抢回了时间进度。当2008年1月伴星正样产品按时运抵北京交付飞船系统时,全部接口验收符合要求,飞船系统的领导同志禁不住感慨:“科学院这才真是‘放卫星’啊,9个月生产了一颗卫星的正样飞行产品,如果按正常进度,少说也得一年多啊!”
高铭常挂在嘴边的一句话是“细节决定成败”,产品研制出来了,却不等于成功,软件系统测试,软件第三方测评,老练试验,正样状态确认测试……每一次测试和试验,她都要求技术人员对数据一个个进行精细判读,不放过任何一个小小的变化,发现的所有问题都要准确归零。由她担任总调度建立起来的调度会制度从未间断,应用系统8个月的苦战,坚持又好又快。充分的准备工作,科学院发射场试验队坚持严、慎、细、实的作风,使得在发射场测试试验中,应用系统没有再出现一个质量问题,真正做到不带任何问题上天。
14年的航天历程,高铭和其他航天人一样,刻骨铭心地感受到对家人深深的愧疚。神舟五号发射前夕,高铭的母亲被确诊为癌症,母亲动手术后,高铭只在床边伺候了两天,第三天就赶回了酒泉发射中心。母亲非常理解她,说:“你放心去吧,那里更需要你。”2006年母亲走完了人生的最后一程,此时的高铭远在异国他乡,未能与母亲见临别一面成为她的终身遗憾。
成功的喜悦归为至高集体荣誉感
载人航天工程是中国航天领域迄今规模最庞大、系统最复杂、技术难度大、质量可靠性安全性要求最高和极具风险性的一项重点工程。可以说我国载人航天工程是在世界航天大国已经发展几十年后起步的,这项空前复杂的工程在比较短的时间里不断取得历史性突破,一个极其重要的原因就在于像高铭这样的中国航天人敢于攻坚、勇于创新。从神州一号到神州六号,每一次的成功都令全世界中华儿女感到骄傲和自豪。但在高铭看来,不断出现的挑战和任务的压力往往令航天人无暇回味这种骄傲和自豪。
“我们从神一开始做,每一艘飞船都有不同的任务,都要实现不同的既定目标,有时候成功之后根本就来不及品尝胜利的果实和回味成功的喜悦就要投入新的工作任务中,因为前面还有更高的目标在等着你。而且往往是第一个目标还在进行中的时候,第二个,甚至第三个目标的工作已经开始了。各种目标相互交叉,共同推进的。当然,我们在每一次飞船发射之后都会总结和回顾,但往往是很残酷地总结教训和不足,然后重新修正我们的技术规定和管理规定、质量保证体系。”
也许我们很难想象像高铭这样的中国航天人是如何常年超负荷工作,默默承受着常人难以承受的困难和压力。“我们面临的压力其实很大的,载人航天工程对国家来说是一件很重要的事情,外界老百姓可能不知道实际操作起来有多么困难,因为载人航天是一项要求非常高的工程,我国在此之前也没有任何经验,很多东西都是填补空白式的,在神六之前,我们填补的国家空白大概有70多项。这是很了不起的事情。”所以与其说伴随高铭的是成就感,不如说是巨大的使命感,“这个目标一定要实现,绝对不能不实现,也不能做得不好。这与普通的做科研还不一样,做科研试验我们可以做十次乃至上百次,只要最后做成功了就可以了,而对于我们来说只有一次机会,在地面上要做很多很多的工作,能不能够成功只有上天见。其实就是在一个完全未知的环境下要保证目标能不能实现。”
对于所取得一次次成功,高铭仅仅是强调“从我自己来讲,我觉得还有很多事情要做,还有很多事情能做得更好。比如工程管理的体系如何能够更加合理和高效,如何降低研制成本,如何提高载人航天工程团队的工作效能,在这里永远有做不完的事情,永远觉得离既定的目标尚有距离。”
已经身为中国载人航天工程系统总指挥的高铭始终强调团队的力量。“我们所完成的每件事情都是团队中的每个人尽职尽责,发挥自己的才能,共同合作来完成一个很高的既定目标,尽管现在的功利社会里面很多人都很浮躁,但做工程绝不能够浮躁,要耐得住寂寞,要经得住诱惑,踏踏实实地去工作,要做到这一点其实挺不容易的,载人航天工程是一代代工程技术人员踏踏实实地传承、积累、共同推动的事业,这一切都是我们这个超过千人的团队共同完成的。所以,如果说我有荣誉感的话,这种荣誉感绝对是一种集体荣誉感。”
女性成功需要坚强而宽容的心态
在大家眼里,高铭绝对称得上是一个成功的女性。因为在理工科的世界里,似乎大多数时候的主角都是男性,在大型的科研工程项目中,女性的成功往往要比男性克服更多的困难,付出更多的精力和代价。也许是因为工作越大,可能需要一个非常宽阔有力的肩膀,而一般人很难把这种肩膀和一个文静的女性联系在一起。高铭很坦率地说:“现在很多时候人们总是把成功的女性男性化,并不单纯把她作为女性。其实我一直觉得‘女强人’这个词有一定的贬义,相对来说我更赞成‘巾帼不让须眉’这句话。”
对于女性如何成功,高铭自有一番独到的理解:“女性要想成功,拥有自己的事业,我认为第一个因素是心理因素,要让自己的心理承受能力很强,因为女性在事业道路上会遇到比男性更多的困难,甚至有些困难在男性那里根本就不存在,因为社会对女性的接受程度会比男性差,因此面对外界可能的不认可,女性需要更好的心态和承受能力。第二个因素就是要处理好家庭角色和工作角色的关系,大部分的女性都会结婚生育,家庭在女性生活中必然是重要的一部分,在家庭与工作中间求得平衡也是很重要的,尤其是做了母亲之后甚至是需要做出更多的牺牲。”高铭有一个活泼可爱的女儿,已经12岁了,而由于平时工作很忙,高铭往往很难抽出很多时间来尽母亲的义务。“面对工作和家庭,有时候必须要清醒地割舍一些个人的东西,可以说这往往不是痛苦的选择而是一种抉择。”对于女儿,高铭说自己虽然不能有很多时间去陪她,但她要保证能够和她沟通、和她交流,“因此我和女儿之间的交流完全是一种成人和成人之间的交流。”总之,女性要想拥有属于自己的事业,取得渴望的成功,高铭的秘诀是要对外界的种种有一颗坚强而宽容的心。
创新与执着助推战胜和超越人生
七年的北大生活给了高铭充分的时间和机会去感受与理解北大文化,北大精神和文化也往往在这种或潜移默化或有心体悟中给了高铭许多的精神财富。高铭说,“北大对我最大的影响是北大的思想:北大人绝对不盲从。北大人的思想比较活跃,不管做什么总是在思考做出一些不同的东西,总是不满足,总是希望做出创新的东西来。北大人的头脑里可能同时会有十个念头在闪,然后会一一去判断哪个是最好的。北大的文化特色是其他学校所没有的,北大文化中有很多非常可爱的地方,所以作为北大人是很骄傲的。”这种追求创新的观念对于高铭现在的工作仍然有着极大的帮助,因为通往载人航天工程最终成功的道路上有太多的未知,需要航天人发挥自己的创新精神去不断尝试和突破。
高铭总是有自己的想法,但在创新之后通往成功的往往还有一条曲折的道路。这里,北大给予高铭的另一个精神财富就是执着。“在我做载人航天工程工作之后,我越发深刻地感到只要不放弃,一直很执着地去努力的话总能够成功的。”即使是想做成一件事在现在还不具备条件,就像刚刚开始做工程管理的时候一样,高铭坐在办公室里连话都不敢说,因为自己以前是一直从事科学研究的,而对做工程的所谓官方语言都不会讲。但到现在她觉得我虽然没学过管理,但通过自己的努力,对工作完全能够得心应手。高铭把这些归功于一种执着钻研的精神。
Technology, Department of Electrical and
Computer Engineering, USA
Missile Guidance and
Control Systems
2004, 675 pp.
Hardcover EUR 259.00
ISBN 0-387-00726-1
G. M.塞奥里斯 著
虽然导弹制导和控制系统的出现源自军事目的,但是这项技术已经应用于很多领域,比如机器人、工业过程控制和全球定位系统(GPS, Global Positioning System)。本书详细的阐述了这项技术的最新幕后,战略和战术导弹及其对给定目标的制导、控制和采取的策略。
本书论述了关于制导飞行的数学,涵盖了如下几个论题:导弹的空气动力学、导弹的数学模型、武器发射、全球卫星定位系统(GPS)、地形轮廓匹配(TERCOM, Terrain Contour Matching)、巡航导弹的力学化方程、以及弹道导弹制导。
全书共分7章:第1章回顾了过去和现在的制导导弹系统,以及现代武器的演化;第2章讨论了导弹通用运动方程,其中包括通用坐标系、刚体运动方程、D'Alembert定理、以及拉格朗日旋转坐标系;第3章阐述了空气动力学和系数,空气动力学的力和动量的处理,以及导弹寻找目标和制导自动化等问题;第4章处理了各种战略制导的各个重要技术问题,包括自动制导、命令制导、比例导航和扩充比例导航;第5章讨论武器发射系统和技术;第6章主要阐述战术导弹,包括经典双体问题和Lambert理论、隐式和显式制导、大气重入、以及弹道导弹的拦截;第7章关注巡航导弹理论和设计,主要讨论了巡航导弹导航的概念、地形匹配制导的概念、以及全球定位系统。每一章末尾都标明进一步阅读和学习的论文和书籍。除此之外,本书的几个附录也为读者提供了很必要的信息:附录A.几个基本参数;附录B.技术词汇表;附录C.同义词索引表;附录D.标准大气;附录E.导弹的分类及定义;附录F.过去和现在的导弹系统。
本书的读者必须熟悉微积分、常微分方程和一些现代控制论的知识,书中提供了很多实际的例子,使得概念更加易于理解。本书适合航空航天工程学生,以及从事航天制导技术和控制技术研究的工程师阅读。
丁丹,硕士生
(中国科学院计算技术研究所)
关键词:CDIO理念 航天特色 人力资源管理专业 实践教学
桂林航天工业学院原隶属航天部,为航天企事业单位培养了大批生产、管理人才。因学校的背景和办学特点,人力资源管理专业学生既要在文化上与航天精神匹配,又要在专业能力上满足航天企业的高科技、高标准要求,对人才的理论与实践结合能力要求很高。因此如何构建有效的应用型人力资源管理专业实践教学体系就显得尤为重要。
CDIO教育模式注重学生实践与创新能力的培养,从构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate)四个方面构建教学体系,在全世界范围内都取得了很好的教学效果。因此本文尝试引入CDIO教学理念,探讨如何借助学校航天背景,完善人力资源管理专业实践教学体系,培养有航天特色的人力资源管理人才。
一、构思(Conceive):融合航天精神,创新人才培养模式
航天精神的核心是“自力更生、艰苦奋斗、大力协同、无私奉献、严谨务实、勇于攀登”,是中国航天文化的灵魂。弘扬航天精神,加强与航天企业合作,走特色型人力资源管理专业发展道路,才能创新专业人才培养模式,进而优化航天特色人力资源管理教育结构,保障航天特色人力资源管理专业健康持续发展。
1.利用航天资源,打造航天特色
依托航天企业,利用现有航天资源,探索人力资源管理实践教学与航天企业结合的新途径,是航天品牌的重要体现。航天特色的人力资源管理专业竞争优势在于对航天企业业务的深入分析与反映,与航天企业建立牢固互利的产学研联盟,全方位开展产学研结合。
2.结合航天文化,创新实践教学模式
吸纳航天企业的核心价值观,突出航天企业人力资源管理业务流程反映,在总的教育理念不变的前提下也要尊重每一个学生的个体特殊性,遵循教学规律因材施教,创新实践能力培养机制。
3.融入航天企业管理,培养高素质应用型人才
将航天精神引入高校教育工作,基于航天企业对人才及产品提出的高质量、高标准要求,在专业实践中参照航天企业的管理制度,使学生能够真实感受到航天企业的管理,不仅增强学生对航天事业的感情认同,帮助他们形成正确的世界观、人生观和价值观,还能让他们提前认识和适应未来工作的企业文化,更好地培养了学生的职业素养和技能。
二、设计(Design):航天特色人力资源管理专业实践教学体系的设计
通过“认识企业,走进企业,模拟企业”的方式,践行航天特色校企合作人才培育新模式,在教学管理中汲取“严慎细实”的航天文化,使学生被打上深深的“航天烙印”,塑造出兼具航天文化与创新精神的高素质人才。
1.认识企业
(1)认识实习。主要目的是让学生能在校阶段认识企业,培养学生的认知能力和适应能力,内容包括到航天企业参观、学习,到劳动力市场进行市场调查等,对航天企业基本情况、企业文化、运作程序和模式特点有一个初步的、直观的认识,对当前航天企业在劳动力市场上的用人需求及要求进行分析,做到心中有数。
(2)金工实习。学生走进航天企业生产车间,通过生产实践,了解产品的生产工艺、流程,为日后的《劳动定额》、《工作分析》等核心课程打下基础。
2.走进企业
(1)模拟招聘。即通过引入真实的航天企业,面向全校开展招聘。前期组织工作阶段让学生了解员工招聘的原则、程序以及企业和岗位在人员选拔过程中的具体要求,确定招聘程序与招聘方法,并制订相应的评价标准以及观察量表。继而通过小组协作方式组织应聘,根据已有的评价标准和观察量表对参与招聘人员的现场表现进行量化评价。最终小组对应聘人员做出综合评价。实践中学生能充分体验招聘的全部过程,熟悉招聘的工作内容、常用工具及技巧。
(2)顶岗实习。因人力资源管理工作的特殊性,不可能由学校统一安排,则采取学校组织企业到校招聘,学生分散实习的方式。通过完善与航天企业的实习基地,为学生提供企业现实环境中的真实项目,由企业导师进行指导,运用在校学习的基本知识和理论,去分析、解决实际问题,提高学生综合能力,从而提高学生的就业能力。
(3)毕业实习与毕业论文。毕业实习安排在学生大四的第二个学期,要求学生到航天相关企业实习,通过实习熟悉航天企业的人力资源管理运作情况,为毕业论文的写作打下基础。毕业论文是学生在校学习期间学习成果的综合性总结,能较好地培养学生初步的专业研究能力和创新能力。学生应在老师的指导下确定选题,并从应用型人才培养的角度要求学生论文必须要与具体企业结合,从人力资源管理角度探讨航天企业人力资源管理活动中的相关问题,提高学生的职业素养与技能。
3.模拟企业
(1)人才素质测评。主要是模拟企业人才素质测评的常用方法,包括心理测验、面试、无领导小组讨论。要求学生根据所模拟的岗位职责和任职要求,设计对应的人才素质测评方案,并模拟实施。
(2)ERP实验。包括ERP沙盘模拟实验和ERP 软件模拟实验。因航天生产企业已全面使用ERP系统,实验将航天企业生产、管理的案例与实践教学紧密结合,使学生熟悉航天企业运用ERP系统处理生产和人力资源管理业务的程序和特征,熟练掌握ERP人力资源管理模块的功能、操作流程与方法。
(3)管理技能开发。主要是通过素质拓展的形式,用航天精神熔炼团队,用“严慎细实、诚勇勤和”的航天员工准则来要求学生。主要采用的素质拓展游戏有:团队徒步,智穿电网,绝地取水,众志成城,集体跳大绳等。
(4)课内实践。在专业理论课中设置课内实践环节,根据所学理论内容,结合航天企业完成实践任务。例如《工作分析》课程要求学生为模拟航天企业某一岗位,通过访谈、调查,明确岗位职责及任职要求,并撰写岗位工作说明书。
三、实施(Implement):用航天高标准控制实践教学过程
1.用航天标准严格管理实践教学环节
严格的实践教学管理是教学质量的保障。通过院、系两级管理制定实践教学制度和规范,参考航天企业专家意见,将“严慎细实、诚勇勤和”的航天员工行为准则作为学生的行为要求和职业行为培育规范,严格执行。实践过程中要分级把关,层层监控。校内外指导老师主要考核学生的知识、技能掌握情况,学习态度是否端正,创造力等方面;院、系则主要检查实践过程环节是否按照教学大纲、教学计划履行,并通过抽查实践成果、随堂听课等形式监控管理。
2.利用航天资源,采用“亲验式”教学法
“亲验式”教学方法主要包括案例教学、角色扮演和情境模拟等。
(l)案例教学。优先选择航天企业或教师参与的课题为基础,设计实验案例,通过教学讲授、组织学习讨论,引导学生讨论、思考和参与,旨在激发学生提出有创造性和操作性的解决问题的方法,让学生在校期间就具备了实际工作的必要素质。例如《薪酬管理》课程中介绍航天企业生产工人、科研人员和销售人员的薪酬构成,引导学生讨论其优点和缺点,并提出相应改进措施。
(2)角色扮演和情景模拟。根据航天企业特点设计接近实际工作的场景或任务,由学员在这种场景中分别担任不同的角色,教师进行相应的进行指导。例如《劳动关系管理》课程中让学生分别扮演仲裁机构、航天企业与员工三个角色,针对保密协议进行劳动仲裁和模拟法庭审判,在《劳动定额》课程中模拟航天生产企业,针对某一生产工艺进行工时测算及定额设置。
3.课程考核评价方式导入航天管理模式
模仿航天技术小组的管理模式,将学生分为5-7人的小组(建议小组人数为奇数,避免出现意见相持的局面),共同完成学习任务,以小组总体表现作为评价依据。小组自发选出组长,实践过程中相互讨论、协作,不断完善实践方案或成果。实践训练后由小组代表完成本组项目答辩,检验实践成果,拓展学生的团队合作能力与沟通技巧,适应未来工作的环境与形式。
四、运作(Operate):依托航天企业资源保障实践教学目标的实现
1.加快实践师资队伍建设
(1)加快教育观念转变和知识更新。专业教师观点的转变与知识的更新是保障教学目标得以实现的先决条件。与国内外实施CDIO教育的学校合作,为专业教师提供与这些高校深入交流的机会,使教师逐步转变观念,并在教学工作中改革实践。同时依托学校航天背景,教师深入航天及其他企业锻炼形成制度鼓励,支持教师在企业挂职,加快自身知识和技能更新,促进自身业务水平的提高。
(2)深化产学研合作,培养“三师型”教师。原有的“双师型”教师已经不能很好地满足应用型本科的教学和科研要求,需要培养“三师型”教师来加强教师队伍的建设。所谓“三师型”教师就是在原有“双师型”教师的基础上,专业教师还要具备“职业指导师”的能力。“三师型”教师既要长期关注和了解专业发展趋势及人才需求,并将它反应在教学内容和过程中,有针对性地培养学生的专业知识和能力;同时教师通过与航天企业合作完成各种横向课题,将理论知识与实践活动有机结合起来,在提高科研能力的同时,锻炼了教师的职业能力;另外教师还要帮助学生建立职业发展方向,指导学生做好职业生涯规划,进一步提高人才应用水平,缩小所培养的人才与市场需求之间的差距。
(3)引进航天企业专家,打造兼职教师队伍。聘请航天企业专家担任客座教授和专业建设委员会委员,对在校教师进行指导,使教师能够及时了解企业人力资源管理的发展动态,掌握新思想、理念和技术在人力资源管理中的运用,提升教师的职业能力。同时通过讲座、指导学生的实践课程(如模拟招聘、人才测评等)的形式,提升学生的实践技能,拓宽专业视野。
2.编制融合航天特色的实践教材
传统人力资源管理实践教材要么缺失,要么是以简单的实验指导书的形式存在的,不能深入体现人力资源管理运作流程及各环节的特点。可将传统的案例分析进行优化,特别是案例的选择上,优先选取有航天特色的,还可以在教师与企业合作的项目中选择,或是把学生在企业中的实践资料进行展示。组织有经验的专业教师将这些实践案例及资料进行理论总结和提炼,对各个环节中人力资源管理从业人员的胜任力进行总结和归纳,设计有针对性的实验环节,彻底改变实践教材脱离航天企业的情况。
本文基于CDIO的思想,从构思、设计、实现和运作四个层面探讨了如何从实际出发、依托航天企业设计人力资源管理的实践教学体系,对人力资源管理实践课程的改革进行探索。未来研究方向是在此基础上优化人才培养方案,最终努力构建突出航天特色,产学研合作,为区域经济和社会发展培养应用型人力资源管理人才的人才培养模式。
参考文献
[1]张汝根.借鉴CDIO理念构建国际贸易专业实践教学体系[J].实验室研究与探索,2012(5)
[2]黎超.应用型本科人力资源管理专业培养模式研究――基于CDIO理念[J].科技信息,2011(9)
[3]周灏.构建行业特色鲜明的国际贸易专业立体式实践教学体系[J].纺织服装教育,2013(4)
[4]李闷管,葛莉,宋海宁.“三师型”教师队伍建设探究[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2007(9)
[5]沈奇,张燕,田祥宏.借鉴CDIO理念构建实践教学体系[J].计算机教育,2010(9)
[6]景吉.人力资源管理课程实践教学改革探索[J].中国电力教育,2013(5)
[7]关斐.基于CDIO教育理念下人力资源管理专业创新实践教学路径[J].科技创业月刊,2013(4)
多年从事陶瓷的相变与韧化,陶瓷复合材料的抗热震与耐烧蚀性能及其在航天防热部件上的应用等方面的研究工作。1996年被评为航天总公司“有突出贡献中青年专家”和国家“有突出贡献的中青年专家”;1997年获得国家杰出青年科学基金资助;1998年获航天总公司“航天奖”,同年获第四届“中国青年科学家奖”。曾获国家技术发明二等奖1项;省部级科技奖7项;国家发明专利5项;出版专著及教材5部,获全国普通高校优秀教材一等奖1项;发表主要学术论文被SCI收录200余篇。EI收录200余篇,论著被国内外同行引用2000余次。已培养博士研究生32名,硕士研究生30余名。
2009年当选中国工程院院士。
“扎扎实实做事,踏踏实实做人”,是周玉说得最多的一句话。“无论做什么事情,都要老老实实,不要投机,一分勤力一分酬。”周玉淡淡而坚定地说。对于此次当选院士,他说:这要感谢国家、感谢学校、感谢前辈、感谢导师和自己的团队,没有大环境及大家的支持就不会有今天的结果。
周玉的“勤”
1978年,周玉考入哈工大金属材料及热处理专业学习。1984年,周玉从金属材料及热处理专业硕士毕业后留校任教。1985年,周玉开始在职攻读博士学位,师从著名材料学家、中国工程院院士雷廷权教授。从此,周玉开始了他的陶瓷人生。
1986年6月,雷廷权教授为周玉确定了陶瓷材料研究的博士论文研究方向,并与日本东北大学著名陶瓷专家佐久间健人教授取得联系。1987年,周玉作为国家教委中日联合培养的博士生,来到了东京大学。见过佐久教授的第二天他就开始了实验工作。周玉工作十分勤奋,每天早出晚归。实验室晚上的电压比较稳定,有利于电子显微镜观测,许多重要的实验周玉就在夜晚完成,有时通宵达旦。
由于在国内准备充分,国内外导师悉心指导,再加上勤奋的工作,仅用一年多的时间,周玉就完成了博士学位论文的儿乎全部试验工作,受到了双方导师的好评。
1988年10月,周玉回国的日期到了。当一些中国学生为回国还是留在日本而痛苦抉择时,周玉带着自己的全部实验结果资料按时回到了母校。
回忆起这件事,周玉说,当时我没有想什么,只觉得时间到了,就回来吧!日本的科研环境和条件虽然比较优越,但母校哈工大有我的老师、同事,他们替我承担着我应该承担的任务,让我出国学习。母校有我的学生,还有我的工作、我的责任。
回国后,周玉充分利用自己对电子透射显微技术的技能,同时发挥金属材料专业对相变研究和微观组织结构分析的特长来研究陶瓷材料的相变,与硅酸盐专业相互补充。在涉及高温区的c-t相变和低温区的t-m相变两个方面,主要研究了相变过程、化学成分和热处理工艺等对相变及其产物微观组织结构的影响规律与机理。
对于自己在氧化锆基陶瓷领域的研究带来的国际影响是周玉开始时没有想到的。1991年,世界著名的美国《陶瓷学报》高度评价并且刊登了他从事的氧化锆基陶瓷无扩散相变方面的论文。英国的《材料科学学报》、《国际陶瓷》、《机械工程学报》、《硅酸盐学报》、《航空学报》也分别刊登了周玉关于氧化锆基陶瓷研究的多篇论文。
周玉的“聚”
金属材料及热处理教研室第一代主任雷廷权院士,学术成果享誉国内外,是出名的“伯乐”。1997年5月,周玉继杨德庄教授后担任了第三任教研室主任。
周玉用个人的人格魅力感召凝聚着特种陶瓷研究所团队中的每位成员。目前研究所的许多老师都是因为周玉的热情相约而留了下来。1996年,贾德昌在攻读博士学位期间提前留校了。当时,博士生找工作非常容易,很多同学不愿意留校,贾德昌也找好了北京一家研究院。周玉觉得在课题组的建设中,急需一个像贾德昌这样的助手,希望他留下来工作。贾德昌说:“当时,周老师找我谈话后。我觉得虽然条件艰苦了一些,但能和周老师一起从事先进陶瓷材料方面的科研工作有挑战、有意思,就义无反顾地留下了。”也正如周玉所希望的,他日后成了课题组科研及管理的骨干,并逐渐成长为所里多功能航天防热陶瓷复合材料及应用研究方向的带头人。
洪堡学者、黑龙江省杰出青年基金获得者、教育部“新世纪优秀人才支持计划”人选者叶枫教授是雷廷权院士的博士生,毕业后到西北工业大学张立同院士手下作博士后,1999年到德国卡尔斯鲁厄大学陶瓷研究所作洪堡学者,2002年又在日本产业技术综合研究所JSPS作高级访问科学家。2004年,正当叶枫教授在国外项目即将结束,面临是继续在国外打拼还是回国效力的抉择时,周玉教授及时和他取得联系,向他介绍了学校良好的发展环境,说研究所的后续发展需要他的加盟,动员他回校效力。于是,叶枫在结束相关的合同后,很快就登上了归国的航班,成为黑龙江省最早回国工作的洪堡学者之一,成为所里塞隆陶瓷及其复合材料研究方向的带头人。
同样被周玉教授吸引回国的还有归国洪堡学者、教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者欧阳家虎教授,他曾在美国、德国、日本留学工作,在高温陶瓷涂层方面取得了不少成果。2004年,周玉教授利用到日本开会的机会同欧阳家虎见了面,动员他回校效力。在周玉的鼓励下,2005年,欧阳家虎重新回到了阔别已久的哈工大。欧阳家虎回校当年就申请了一项国家自然科学基金,2006年又申请了一项“863”项目,已经进入了工作状态,成为所里热障涂层和高温自陶瓷涂层研究方向的带头人。
在周玉的推动下,在雷廷权院士和周玉1985年创建的材料科学系陶瓷材料课题组的基础上,哈工大特种陶瓷研究所于2002年5月成立了。现在特陶所主要从事新型航天防热材料、先进结构陶瓷、信息功能陶瓷、纳米材料、生物材料等方面的科研与教学工作。特陶所先后承担国家自然科学基金、国家“863计划”、国家高新工程及航天工业部门科研项目40余项。出版专著/教材7部,500余篇(SCI收录350余篇、EI收录350余篇),论著被引用2600余次;获国家和省部级科技奖励10余项、申报国家专利50余项(已授权10余项);培养博士40余名、硕士96名,出站博士后3名;毕业生遍及美、英、澳等国及国内著名高校、研究所和大中型企业,绝大多数已成为所在单位的中坚力量。
特种陶瓷研究所副所长贾德昌教授非常感慨地说:“当时包括雷廷权院士、周玉教授,整个课题组一张桌儿就能坐下,现在整个所已有师生近百人,其中教授5人、副教授6人,博士生导师6人;这里有‘中国青年科学家奖’获得者、国家级有突出贡献的中青年专家,省级优秀中青年专家、国家杰出青年科学基金获得者,教育部跨世纪及新世纪优秀人才支持计划
入选者、归国洪堡学者等等……”
2008年1月,特种陶瓷研究所入选国防科工委优秀科技创新团队。
周玉的“智”
从最初的先进陶瓷材料相变与韧化研究,到防热复合材料设计、制备、抗热震和耐烧蚀性能研究及其在航天防热部件上的应用研究,周玉不断拓展着课题组和自己的研究方向,而这正是周玉不断智克难关、时刻把握科学和尖端工程应用前沿的结果。
1992年12月,当周玉的课题组从事设计研制项目后,面临着一个新的考验。设计部门提出的设计要求十分苛刻:短短的一两秒钟内,气动热使防热部件表面要由室温乃至零下几十度升到很高温度,防热部件面临的热冲击非常恶劣,同时还要经受高温速气流的冲刷烧蚀。
先进陶瓷材料与传统的金属材料相比在耐高温、耐烧蚀方面得天独厚,但如何提高抗热震性,是摆在课题组面前必须解决的关键问题。
从1992年冬开始,周玉的课题组饱尝了--失败的痛苦。挑战不仅来自技术难度大,更来自于对研究人员毅力和心理因素的考验。“尤其是在发动机震耳欲聋的怒吼声中,透过观察窗眼见自己煞费苦心制成的样件,一下子就被高温高压燃气流吹得炸裂粉碎的时候,心都要跟着碎裂了,对身心真是一种摧残和蹂躏!”参与项目的贾德昌这样说。
周玉意识到了这种心理上的危机,他鼓励课题组人员要有信心。参与项目的温广武教授说:“当我们都感到成功那么遥远的时候,周玉老师却十分自信。他说,必须要有自信,只要方向对头,方案正确,就一定能够成功。他那种乐观的态度和拼搏的精神感染了大家。”在雷廷权院士的共同指导下,从材料体系的选择优化,到制备工艺与材料性能之间的关系,再到一次性部件的热压成型的完成,多少个日日夜夜的实验与重复,多少次肯定与否定……
冬去春来,寒暑易节。1995年9月,经过大量有规律的实验和严格的科学筛选,努力终于有了回报。
利用他们的科研成果的陶瓷基复合材料制造出的航天器防热部件模拟件,先后5批次通过小样、中样及1:1样件的地面模拟试验,达到了预研的设计要求,最后被确定为惟一方案。相关成果获得了1996年航天工业总公司科技进步一等奖。
在配套研制阶段,从初样到中样、再到正样,由于设计方案变化,设计部门不断提出一个又一个新的技术要求:由不透波到透波又回到不透波,足寸由小到大……在周玉的骷领下,课题组不断地改进和修正实验方案,终于克服了产品在批量化生产过程中存在的增强相均匀分散、构件烧结成型、抑制基体析晶、构件机械加工、产品无损检测等多项技术难关……产品又先后多次顺利通过地面台架试验,并最终通过多次实际飞行考核。在此基础上,课题组进行了深入研究,相关产品获得正式应用,获得较高评价。因此,上述成果获得2005年国家技术发明二等奖。
“教学科研要强调投入产出比,在提高成果水平和创新上下功夫。要把工作重心由争取经费的数额转移到高质量地完成任务、出高水平的成果上。”由以量取胜,到以质称雄,当许多人还沉浸在成绩中时,周玉等教师却在思索教学、科研中普遍存在的一个深层次问题。学校的教学科研成果水平较高,但出类拔萃、能够“问鼎中原”的一流成果却相对较少。如何出“问鼎中原”的一流成果呢?周玉思索着。正是这样的思索,让周玉带着课题组取得了一个又一个成果。
周玉的“勇”
“当初我们课题组实验室还在机械楼地下室时,对面实验室的隔壁就是学校的配电房。有一次,大家正在做实验,突然听见外面有人喊失火了。当时,正好在实验室的周玉老师,还在大家发愣的时候,二话没说,抄起灭火器,跳出对面屋的窗户,冲进了往外冒烟的隔壁配电房……”周玉的勇敢至今仍让贾德昌记忆犹新。而周玉的勇敢却不仅仅表现在生活中,在科研中,他更是敢于迎接挑战。
鸡西柳毛碳素公司有亚洲最大的优质天然石墨矿。20世纪90年代初,经过国内专家充分论证,公司确立了生产天然石墨电极、代替人工石墨电极的构想。为实现这个振兴地方经济的计划,鸡西市政府和民间共计筹措了资金约1.2亿元。然而生产线建成后,生产出的天然石墨电极却不合格。企业陷入了困境,心急火燎地派人四处求援。国内许多高校、科研院所以及俄、德等国的专家都对这项生产技术难题束手无策。
1997年下半年的某一天,碳素公司的代表焦急地来到哈工大,找到了周玉。当时,周玉课题组的几个重要的科研项目正处在攻关阶段,任务十分紧。他详细了解情况后对公司代表说;“让我们试试吧,我们会利用掌握的所有技术能力,尽最大的努力解决这个问题,但是我们没有十足的把握!”
接下了这个项目就等于埋藏下一个潜在的危机。如果这个项目失败,势必对课题组的信誉造成一定的负面影响。
周玉对课题组人员说:“如果这个项目搞成功了,就会给鸡西多少工人带来工作和希望,给地方带来多少财政收入啊!科研工作者不能忘记自己的使命,我们身上同样肩负着重大的社会责任!”
在周玉的指导下,课题组从1997年9月开始接手这个项目,经过一年多艰苦的技术攻关,终于在提高导电性和抗氧化性等方面取得了突破,胜利完成了项目的预期目标。虽然后来由于种种原因,项目未能顺利投入中试,他也深表遗憾。但他勇往直前、不畏艰险的精神还是深深打动了合作组双方的每位成员。
周玉的“勇”还表现在他敢于承担重责,在国际学术舞台充分展示中国学者的风范。作为我国陶瓷界的知名年轻学者的代表之一,周玉在国际陶瓷界具有一定的影响力。他多次应邀参加国际学术会议并担任组织/学术委员会主席、委员或作邀请报告,包括连续4次担任亚太断裂与强度国际会议(APCFS)组织/学术委员会委员,并担任APCFS 2006大会主席、APCFS 2009副主席;分别在第8届环太平洋陶瓷与玻璃技术国际会议、2008年第9届国际能源与环境陶瓷材料及构件研讨会等国际会议上作邀请报告。
周玉的“严”
采访周玉的学生时,他们反映最多的是周玉老师的“严”。
周玉十分信任学生,没有太多的框框,他经常和学生一起制定实验方案,然后让学生自己动手去独立完成。周玉对学生要求十分严格,他定期检查学生的课题进展情况,如果学生没有按时完成任务,他就会给予严厉批评。
当论文工作接近后期的时候,他勉励教导学生,越到后期,越是收获的“季节”,但不能急于收秋,要乘胜追击打歼灭战,以求论文的成果和自身科研能力的提高获得最好效果。周玉的博士生冯海波在论文初稿完成后提出答辩要求。看了冯海波的论文,周玉提出,你的论文还有很大的挖掘空间,如果再深入分析一下,效果会更好!后来,冯海波通过努力钻研,论文最后获得校优秀论文
周玉“严”,但更善于因材施教。他的博士生、2007年入学的孙振淋告诉笔者,他非常感谢他的导师周玉老师和贾德昌老师。他的论文是关于用化学法制备一种耐高温抗氧化的新型陶瓷材料方面的。前一年多的时间一直在失败一探索一失败中徘徊,结果并不理想。但两位导师不仅没有给他压力,而且还经常鼓励他。孙振淋还记得2008年的一次组内汇报,由于没有经验,孙振淋报告作得不好,但周玉鼓励他说:“这种材料,在一个相对低的温度下能够长期使用,也是有成果的!”这句话让他备受鼓舞。孙振淋说:“这句话我会记住一辈子!”目前,经过不断探索,他的论文已经有了头绪。此后,孙振淋又作了一次报告,周玉提出了中肯的意见和建议,认为他在方法和稳定性等方面做得比较好,但要进一步研究工艺的可重复性、材料的抗氧化性、应用前景……周玉的教导让孙振淋很受启发。
周玉还充分利用学术会议、学术交流,开阔学术视野,为学生开出新的专业和研究方向。他说:“我认为培养学生的创新能力非常重要,要让学生不断地接受国内、国际先进的东西,开拓创新。”欧阳家虎说:“近3年来,所里请了近30名中外知名学者来作报告,这为学生提供了良好氛围,让学生对学术前沿有了更多更好的理解。”
我国2006年的航天白皮书中所列近期主要任务之一是:载人航天实现航天员出舱活动,进行航天器交会对接试验;开展具有一定应用规模的短期有人照料、长期在轨自主飞行的空间实验室的研制,开展载人航天工程的后续工作。
必须逾越的一步
“神舟七号”的上天,已经实现了我国首次航天员出舱活动,突破了舱外航天服,以及出舱活动相关的一系列关键技术。2011年预计将发射的“天宫一号”,及随之相继上天的神舟八、九、十号飞船,就是实现这一主要任务的重要组成部分。其中的核心就是突破航天器在轨的交会、对接技术。它是构筑太空实验室、规模更大的太空站,以至进一步实现载人登月、登火星等一系列未来工程所必须逾越的一步。
构筑具有一定规模的太空设施,如欧美等16国正在轨道上联合组建的“国际空间站”,其总重量超过400吨,至今尚没有能一次将它送上太空的大推力火箭;它的总面积差不多一个半足球场大,试想,一发运载火箭的头部要包容如此大小的载荷,将如何加以组装、运输、竖到发射塔架旁发射上天?合理、可行的办法是将其一部分一部分地发射上去,在运行轨道上组装成整体。这就要通过交会、对接来操作实施。所以它是进一步推进航天事业必须克服的技术关键。
难点简述
交会对接,就是使两个分别发射的飞行器在运行轨道上会合,最终联结成为一个飞行器。一般是先将目标飞行器发射入轨,精确测定运行轨道,当其飞经待发飞行器发射场上空时,择机发射,使后者与前者运行在相同的轨道上,即相同的高度、速度和轨道倾角,而且两者相距控制在几千米至十几千米的范围内。然后,依靠飞行器本身的机动能力使两者逐渐接近、联结成一体。由此可见,这比拦截、击中飞行器的过程更为复杂,要求也更高。
近地轨道飞行器的运行速度,差不多是子弹刚出枪口时速度的8倍,要使如此高速的两个物体在几百千米的高空会合、同步飞行,必要的前提是运载火箭的控制精度和飞行器轨道精确测量技术已经过关。而交会、同步飞行则是最终实现对接的前提条件。要使两个高速飞行器的对接口能安全、准确地联结在一起,还需要解决稳定而精确的姿态控制技术、可靠可控的机动技术,以及精确定位、瞄准的对接装备。对接过程中,定位、控制不当,致使擦碰或联结后留有扭曲力矩等,都会产生严重后果。
历史回顾
据报道,前苏联于1962年8月12日首次试验了“东方3号”和“东方4号”飞船的太空交会,1963年6月16日再次用“东方5号”和“东方6号”进行交会。两船相距达5千米,都没有实现对接。美国最早在1965年12月15日用“双子座6A”飞船,与“双子座7号”飞船实现会合,并靠机动飞行,使两者相距缩小至30厘米,也未实现对接,因为当时飞船未备对接功能。
1966年3月16日,美国用“双子座8号”飞船,与无人的“阿吉纳8号”目标飞行器实现了首次太空交会并对接。前苏联则在1967年10月30日用“宇宙186号”和“宇宙188号”飞行器实现了自动对接。1978年1月,前苏联用“联盟26号”和“联盟27号”与“礼炮6号”太空站构成了3体相连的太空飞行平台。
初期,对接过程中曾用雷达来测量定位,现在是用激光加上视频等来捕获定位。人和自动设备结合则更有效,这是“1+1大于2”。当代成熟的技术,可使两船接近的速度控制在每秒钟约5厘米左右;捕获定位的精度可达2-3毫米。若像国际空间站、航天飞机那样装有计算机和人为可控的机械臂,则也可用其实现抓获对接。
衍生的需求
太空站构建时须用交会对接技术,建成后维持正常运行也离不开交会对接。如用无人飞船定期输送燃料、食物及保证航天员正常生活、工作的各类必需品;用载人飞船分批接送航天员等。载人登月,登火星、登陆小行星等活动,稳妥的方案是有人登陆的同时,还有人留守在绕轨飞行器内,以便于登陆舱起飞后与轨道舱交会对按,再一起返回地球。昂贵的应用卫星,常由于机动调轨、调姿的燃料耗尽或部件小故障而影响使用寿命,利用交会对接技术,可对其进行补给或修理,航天飞机甚至把哈勃太空望远镜“抓”回地面进行维修。静止轨道只能容纳360颗卫星同时工作,现在已经没有多余的星位分配给各国了,也可用交会对接技术对其补给而延长寿命,或把失效的卫星推向“坟墓”轨道而空出位子来。在未来的反卫星等太空对抗中,交会对接技术无疑更会大有用武之地。
我国的目标
业已宣布,我国将在2011年上半年先把约8吨重的、具有多个对接口的无人飞船“天宫一号”发射入轨,作为目标飞船,下半年发射“神舟八号”与它交会并对接。之后再相继发射“神舟”九号、十号载人飞船与它交会、对接。这意味着我国将在已有成果的基础上,用较短的时间,一鼓作气地突破交会、对接和连接成多体太空飞行平台等关键技术。
目标飞船本身就具备进行太空科学与应用试验条件,与多艘“神舟”飞船对接后,实际上已构成我国第一个初具规模的太空实验室。在“神舟”一号至七号飞船上,已经开展了对地观测、空间环境、空间天文、微重力流体物理、材料科学、生命科学等观测和实验。在各领域有效载荷研制,实验方法,数据存储、传送、处理和理论分析方面打下了基础。相比之下,由于空间实验室运行时间较长,飞船资源(指能以提供给有效载荷的重量、容积、电力、测控信道、数据存储预处理、星内环境保障等能力)及航天员主要精力都可更多地满足科学任务的需要,这将对科学目标的确定、为有效载荷的设计研制创造更为有利的条件,航天员的飞行任务中也可更多地包含有人照料的科学实验。此外,还可在上面开展更先进的自循环生保系统、环保系统等的试验。
我国新型大推力运载火箭研制的顺利推进,海南新发射场的投入使用和新一批男、女航天员的选拔培训,为我国从空间实验室向构建更大规模太空站的过渡提供了保汪。长时间运行和资源相对充足的太空站,可为众多的科学和应用领域,提供舱内和舱外,有人照料和无人照料,微重力和超重,对天和对地等各类实验平台,为太空学的发展开辟更为广阔的前景。当然为面对和适应新的目标任务,对新老航天员也提出了新的更高要求。例如,航天员不仅要熟练新型飞船的操作控制,适应长时间、多任务的太空飞行,还须对新的科学和技术实验有一定的了解,在太空按预定计划进行照料,或通过船地信道,根据地面要求进行实时操作控制。
太空科技不是孤立的,它的发展必将带动一系列科技以及经济的发展,同时也将增强开展双边和多边平等互利的国际合作的实力。
关键词:航天学科;本科生;创新实践基地;建设
中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)03(b)-0000-00
1、引言
高等教育承担者人才培养、科学研究、社会服务和文化传承四大任务,其中,人才培养是核心。本科生教育是高等教育的基石,在整个高等教育体系中具有举足轻重的地位,世界一流大学无不高度重视本科教育。自1999年高校学校实施扩招以来,我国本科生招生一直维持庞大规模,2011年,全国高校院校招收本科生349万人。庞大的招生规模,使得本科生培养质量受到严峻挑战,尤其是作为本科生培养质量和教育教学改革效果重要衡量标准的创新能力和实践能力,存在严重缺失。2011年4月,总书记在清华大学建校100周年大会上指出,高等学校要创新教育教学方法,强化实践教学环节,形成人才培养新优势[1]。
近年来,国内高校积极借鉴国外大学本科生创新实践能力培养经验,努力探索适合我国高等教育实际的政策措施,其中,建立本科生创新实践基地是重要的方式。国外的剑桥大学、麻省理工学院、普度大学、波士顿大学等很早就已积极探索本科生创新实践活动组织形式,开设了形形的本科生创新实践项目,以航空航天专业为例,普度大学组织本科生开展了固液探空火箭和小型云在火箭的设计、加工制造和发射等全流程活动,波士顿大学本科生创新实践活动包括了探空火箭、纳星、临近空间浮空飞行器等诸多项目。据不完全统计,全世界目前有近100所大学在开展纳星研究,有50余所大学组织开展以高空气球为工具的临近空间探测等研究,其中,绝大多数项目都有本科生,甚至是高中毕业后即将入学的本科生发挥着重要作用。国内的浙江大学、华中科技大学、国防科技大学、西北工业大学、南京航空航天大学等国内重点高校相继建立了本科生创新实践基地[2~6],本科生创新能力、实践能力培养取得一定成绩,同时,创新实践基地建设也暴露出一些问题,如运动管理效率较低、创新实践项目设置不合理、创新文化氛围不足、师资队伍薄弱等[7]。
本论文结合国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地建设实践,对航天学科本科生创新实践基地建设问题进行分析研究,研究成果对于加强本科生创新实践基地建设和运行管理,促进本科生创新实践活动高效蓬勃发展,推动本科生创新实践能力提升,加快本科生整体培养质量跃升,具有重要的现实意义。
2、建设航天学科本科生创新实践基地的必要性
2000年以来,随着国家政策调整,航空航天事业地位日益突出,除传统航空航天院校外,高等院校尤其是工科院校,如清华大学、上海交通大学、西安交通大学、大连理工大学等纷纷设立航空航天专业,空天学科本科生招生规模日益扩大。对于航空航天这样的尖端科学技术,通过建设创新实践基地,鼓励本科生从事丰富多彩的创新实践项目,对于增强本科生专业认同感,激发创新激情,培养创新能力、实践能力和协同攻关能力等尤为重要。
2.1是强化本科生认同感、激发学习热情的需要
本科教育是高等教育的第一个阶段,刚刚结束高中阶段学习的本科生,对于高等学校专业的含义理解和认知程度十分有限,对所学专业未来应用领域和应用前景的认识更是少之又少,加上就业压力大等各种因素影响,导致很多航天专业本科生专业认同感缺失,缺乏学习兴趣,更谈不上学习激情,严重影响本科生培养质量,尤其是相对研究生阶段学习,本科阶段是夯实基础理论和学习能力的关键时期,薄弱的本科基础,会严重影响学生未来研究生阶段的学习,进而制约未来的发展。
建设本科生创新实践基地,使本科生在课程学习的同时,有机会参与卫星、运载火箭、无人机、高空科学气球等与所学专业有密切联系的创新实践活动,近距离接触与所学专业密切相关的科研项目和工程项目,可使本科生充分理解航天学科的应用方向和应用领域,认识所学专业的重大战略意义,了解所学专业的前沿发展动态,从而大大增强学生的专业认同感,加深专业认知度,激发浓厚的学习热情[8],打牢专业基础。
2.2是培养本科生创新能力与实践能力的需要
创新能力和实践能力培养历来受到国外高等学校高度重视,通过本科阶段学习培养良好的创新能力和实践能力,是本科生在研究生阶段可出高水平研究成果、走上工作岗位可堪大任的关键。受传统教育模式和教育观念影响,现阶段我国本科生教育对引导学生创新意识,鼓励学生参与创新实践活动,激发学生创新思维,培养学生创新能力和实践能力的关注仍十分不足,造成本科生创新能力和实践能力严重缺乏。在航空航天专业,很多本科毕业生毕业之时,尚未见过真实的飞行器,对飞行器组成和功能的理解仅局限于课堂上所讲的通用的动力、结构、控制等几部分,对更加具体的分系统和部件的认知十分匮乏。
建设本科生创新实践基地,设置丰富多彩的创新实践项目,为学生从事创新实践活动提供良好条件,使本科生充分利用所学知识,设计新概念飞行器,参与诸如无人机等飞行器从方案论证、方案设计、加工制造至发射试验的全寿命周期活动,可大大激发学生的创新热情,激发学生的创新思维,培养实践动手能力,从而大大提升创新能力和实践能力。
2.3是培养本科生团队协作精神和协同攻关能力的需要
人类科技史表明,绝大多数成功的科学家都具有良好的团队协作精神[9]。大力协同、合力攻关的团队协作精神,也是 “两弹一星”、载人航天等国家重大项目研究历程中凝练出来的宝贵财富。尤其是航天科技这样的尖端科研领域,涉及面极广,参与人员多,更是需要团结写作的攻关模式。以载人航天工程为例,包括运载火箭系统、载人飞船系统、航天员系统、发射场系统、测控系统、着陆场系统等大系统组成,每个系统又包括若干子系统。这样复杂的工程没有大力协同、联合攻关的团队协作意识和组织模式是根本无法完成的。由于传统本科教育模式中,学生绝大部分时间都用于课堂学习,最多在相关课程实验或实验课程中会有些许的写作开展实验项目的机会,造成本科生团队协作精神和协同攻关能力难以得到很好培养。
建设本科生创新实践基地,围绕设置的模拟工程实际的飞行器设计项目,众多本科生进行角色分工,共同完成一个实践项目,集智创新,合力攻关,对于培养学生的退队协作精神和集体荣誉感,提高协同攻关能力无疑具有重要作用。
3、航天学科高水平本科生创新实践基地建设的启示
高水平的本科生创新实践基地,对于提高本科生的创新能力和实践能力,培养团队协作精神,培育创新思维,具有重要推动作用,而低质量的创新实践基地,虽然浪费了大量人力物力,却难以在提高本科生培养质量方面发挥作用。作者所在的国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地,坚持以创新实践项目合理设置为核心,以高水平导师队伍配备为关键,以浓郁的创新氛围营造为牵引,以健全规范的运行机制为保障,多年来,在推动提升航天专业本科生培养质量方面起到了重要作用,成为学院本科生创新实践基地的典范。结合无人飞行器本科生创新实践基地多年建设的实践,我们认为,建设高水平的航天学科本科生创新实践基地,必须做好以下几个方面工作。
3.1努力设置高水平的创新实践项目
实践项目设置是创新实践基地工作的核心,创新实践基地的全部活动实际上都是围绕实践项目开展的,实践项目设置的水平直接关系到创新实践活动的效果,关系到基地的运行效果。本科生创新实践基地实践项目设置要充分考虑本科阶段重在夯实专业基础的学习特点,注重蕴含对所学专业知识的运用,充分体现学研结合;注重从多角度锻炼学生的实践动手能力,减少低水平的、粗放的所谓动手能力培养;注重鼓励学生参加创新实践项目的积极性和主动性,尽量减少项目设置限制,让学生可以大胆尝试新概念、新想法;注重实践项目要根据航天技术前沿发展动态不断更新,避免一个实践项目连续使用多年。近几年来,随着无人飞行系统的发展,无人飞行器本科生创新实践基地的实践项目也实现了不断更新,从常规无人机到太阳能无人机,从常规零压气球到长航时超压气球,从常规飞艇到平流层飞艇,实践项目设置紧跟无人系统发展的前沿,实现了持续更新,起到了良好效果。
3.2打造指导能力强的导师队伍
高水平的导师队伍是建好创新实践基地的关键[10]。导师不仅是创新实践项目的设置者,而且直接指导学生参与创新实践活动的全过程。创新实践基地导师队伍,既要保证有一定比例的有多年本科生培养经验的老教授、老专家,又要大力吸纳年轻的、时间充裕、思维活跃的青年教师,还可以适当引入航天工业部门的工程技术人员到创新时间基地兼职。创新基地导师队伍建设可与本科生全程导师制度有机结合,选取在全程导师制中表现突出的导师进入创新实践基地工作。多年来,无人飞行器创新实践基地凝聚了大批年轻的具有博士学位的教师和博士后,吸纳了兵器工业集团附属工厂的工程技术人员,引进了部分具有海外留学经历的青年教师,他们工作热情高、工作时间充裕,创新实践能力强,在创新实践活动开展过程中和学生打成一团,亲自参与无人机设计、加工制造、野外飞行试验、试验结果分析等全部环节,确保了创新实践活动的效果。
3.3推动形成浓郁活泼的创新实践文化
文化作为一种软力量,其影响作用“于无形中见力量”。要采用灵活多样的方式方法,推动形成浓厚的创新实践文化氛围,使学生积极主动参与创新实践活动,勇于创新创造。经常举办各种创新实践活动宣传,让对创新实践活动感兴趣的、切实参与创新实践活动的学生做解说宣传,引导更多学生进入创新实践基地;在创新实践基地举办各种形式的新概念飞行器设计大赛等竞赛活动,设置专门的展区,展出历次竞赛获奖作品,激发学生的创新实践热情[11];可聘请美欧等航天学科创新创新实践活动组织效果突出的院校的负责人,到创新实践基地向学生介绍国外学生创新实践的情况;可安排专门资金,鼓励创新实践能力强的学生参与国际学生创新实践活动,比如参与国际高校大学卫星计划,参与德国、瑞典等联合发起的欧洲学生探空火箭和科学气球创新实践活动等。我校无人飞行器本科生创新实践基地,每年定期安排在创新实践活动中表现突出的本科生开办学术交流活动,宣传创新实践活动成果,交流创新实践活动经验,扩大创新实践基地影响;基地借助“航天科技文化周”等活动,举办各种形式的新概念无人机设计大赛,同时,积极派出学生参加“中航杯”、“挑战杯”等全国性学生作品竞赛活动。极大激发了学生在创新实践活动中力争上游的热情,取得了丰硕的创新实践活动成果,形成了竞争性创新实践文化。
3.4制定规范高效的运行管理机制
健全规范的运行管理机制是本科生创新实践基地高效有序运行、充分发挥作用的重要保障[12]。要设立专门的创新实践基地管理机构,安排专门的高水平管理人员,对基地运行秩序进行管理,尤其是要考虑本科生课程较多的实际,确保实践基地有足够的开放时间,使学生确实在课程之余能够进入基地开展实践活动;要努力发挥信息化手段在创新实践基地运行管理中的作用,依托互联网等手段,实现实践项目选择、实践项目交流、实践成果展示等网络化管理。
4、结束语
建设创新实践基地,是探索提高航天学科本科生培养质量的一种新模式。从国内外著名高校已有航天学科创新基地的运行效果来看,基地的确在促进航天人才培养质量方面发挥了重要作用,从国内航天学科本科教育存在的问题和社会对航天学科毕业生的需求来看,建设创新实践基地势在必行。创新实践基地的建设和运行是一项复杂的系统工程,本文结合作者所在的国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地建设和运行情况,对建设航天学科本科生创新实践基地的必要性进行了深入分析,对建好本科生创新实践基地的政策措施进行了系统总结,为国内航天学科本科生创新实践基地建设提供借鉴。
参考文献
[1] .在庆祝清华大学建校100周年大会上的讲话[N].人民日报,2011-04-25.
[2] 林家齐,李玲. 高校创新基地的建设与创新人才的培养[J]. 科技与管理,2009,11(5):146-150.
[3] 王振国,金清理,学生创新实践基地的建设与管理[J]. 时代教育(教育教学版),2009,(4):148-149.
[4] 王握文,来自国防科技大学本科生创新实践基地的报告[N],报,2004-10-18
[5] 西北工业大学. 建立本科生创新基地-西北工业大学介绍[N],中国青年报,2005-04-12
[6] 彭静,方祯云,郑小林等. 重庆大学创新实践基地的发展原则[J]. 重庆大学学报(社会科学版),2004,10(6):233-235.
[7] 李艳丽,高校创新实践基地建设的思路与对策[J]. 中国高校科技,2012,(1):103-104.
[8] 刘宏升,刘晓华,王正等. 精英人才培养模式下创新实践基地的建设与探索[J]. 实验技术与管理,2011,28(10):156-158.
[9] 何兆勇,石海明.中外著名科学家人文素养案例集[M].长沙:国防科技大学出版社,2009.
[10] 王秀梅,安连锁,米增强等. 为学生创新能力培养筑平台 拓通道 建舞台[J]. 中国大学教学,2012,(1): 68-70.
关键词: 飞行器制造工程专业 校企 “3+1”合作办学
1.国内飞行器制造工程专业人才培养现状
随着我国飞机保有量和需求量快速增长,以及为实现从“航空航天大国”向“航空航天强国”发展、提升航空航天工业水平而实施的“大飞机”等项目产业政策的推进,我国对飞行器制造方面的专业人才需求不断加大。近些年,各类高校依托教学科研优势,不断加强或开设了飞行器制造方面的专业,提高了行业参与度。至今,办此本科专业的有西北工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、南昌航空大学等十多所高校。各高校依托自身的优势,积极开展专业特色化建设,培育自身的专业特长。如西北工业大学偏向于CAD/CAM集成的数字化制造技术、北京航空航天大学突出于板料成型技术专业教学和实验、中北大学以飞行器特种制造为特色等,形成了面向飞机制造、适应航空航天发展要求的课程培养体系,培养出一批具有飞行器制造工艺技术的航空航天类人才。
从2002年开始,我国高校开始重视本科专业教育教学实习基地的建设,并以此为依托加强学校与企业的交流与合作,如带领学生深入企业进行现场教学、企业人员为学生讲课(讲座)、征求企业意见制订专业培养计划、订单培养等。我校飞行器制造工程专业主要面向航天航空飞行器产品制造等相关产业培养钣金、铆接、装配技术类高素质应用型本科人才。由于本专业开办时间短,目前我校在飞行器制造工程人才培养方面仍处在探索阶段。加强实践教学已成为飞行器制造工程专业人才培养模式的必然选择,而其中最有效的途径是校企合作。
2.校企“3+1”合作办学的优势
3+1校企合作办学指前三学年的培养在校内进行,第四学年除部分课程及实验教学在学校完成之外,其他现场课教学、生产实习、课程设计、毕业设计等环节均在企业内实施,以强化学生工程实践、动手能力及综合素质的培养,简称“3+1”合作办学模式。校企合作办学“3+1”模式,这种合作教育能够实现工学结合,为学生提供在真实工作环境下学习的机会,是实现应用型工程技术人才培养目标的有效途径,也是与就业联系最密切的一种教育模式。
由于有很多限制条件,学校无法投入过多资金购置像企业的一些精密加工设备作为教学仪器设备,所以学生在校内学习期间只能在理论上了解基本成形原理和方法,根本看不到实际的设备及生产工艺过程,也就无法掌握一些知识。而合作教育提供的教学手段和设备资源,弥补了学校的教学条件的不足,解决了教学与生产实际脱节甚至落后于生产现状的严重问题,实现了校企教育资源的优势互补。
学生在航空航天企业生产实践过程中会认识到,一个不受社会和企业欢迎的人是无法发挥才干的。到企业后,学生清楚地了解了用人单位人才需求目标,了解了作为飞行器制造专业的工程技术人员必须重点掌握的知识,明确了学习目的和方向,增强了学习主动性。在专业知识对生产过程发生作用的亲身体验中找到了成就感和危机感,提高了学习兴趣,明确了专业思想,树立了学以致用、理论联系实际的观念,使就业观念和定位更符合社会与航空航天企业的需求,且学生就业之后,表现出的工程意识、创新意识和适应工作岗位的能力都明显增强。
3.飞行器制造工程专业校企“3+1”合作办学模式探析
我校长期以来,一直与一些航天企业有着较好的合作关系,并与其建立了校外实习基地,如中国航天科工集团柳州长虹机器制造公司、桂林航天电子有限公司等。这些公司每年都会吸收一批本科毕业生,以补充和优化专业技术人员结构。本科生在外语、计算机及基础知识等方面表现出了一定的优势,但普遍存在本科生专业知识与航空航天生产过程的需求脱节比较严重、独立解决现场实际问题的能力非常薄弱,同时表现出对社会及企业的了解甚少,融入工作环境的协作精神比较欠缺等问题。这正是毕业生和企业共同担心的问题。这些公司在航天专业技术领域与我校飞行器制造工程专业在培养学生过程中需要的全部专业知识具有良好的适应性。可见校企及学生三方都有合作办学需求的基础。
3.1合作办学模式的定位
飞行器制造工程专业人才培养采取校内培养和企业联合培养的方式,即学生在校期间的学习分为校内学习和企业学习两部分。学制4年采用“3+1”模式,即3年校内通识类课程、大类学科基础课程、核类专业基础和专业课程的理论与实验教学,着重加强学生基本知识、基本理论和基本技能的学习、锻炼和培养;累计1年(主要集中在第四年)校外企业核类部分理论课程和实践教学。重点是最后一个“1”的环节,具体而言在这一年的校外企业实践教学环节中实行“部分专业课+课程设计+生产实习+毕业论文(设计)”的集成化教学方式,着重培养学生获取知识、分析问题和解决问题的能力及创新能力。
3.2“3+1”校企合作办学的主要特征
3.2.1规范选拔机制,组建一支优秀学生队伍。第四学年初,学校需要在飞行器制造工程专业组建实验班进行统一编班授课。学生自愿报名的基础上,根据学生前三年在校成绩及获奖等综合素质表现,择优选拔出一定数量的学生,成立“飞行器制造工程专业‘3+1’校企合作试验班”。规范的选拔机制应公平公正,公开透明,也是对低年级学生的一种激励。再则,一支高素质学生队伍是校企合作有效办学的重要保障。
3.2.2校企双方共同制订和实施培养计划。试验班的培养计划和教学大纲应由我校机械工程学院牵头,与企业共同协商制订,将学校教学过程和企业生产过程紧密结合,校企共同完成教学任务,使学生在掌握一定飞行器构造、飞行器制造工艺与工艺装备的基础理论和专业知识基础上,具有钣金、铆接和装配等基本操作技能,能够从事飞行器产品零件的设计、生产及装配、工厂生产管理和服务于第一线的工作的能力。实验班往往会加入部分企业需要的专业课程,学校无法完成的可由在企业中聘请的兼职教师到学校讲授。部分实践教学依据学校实验设备条件和企业生产进度协调安排。课程设计、毕业设计选题应尽量来源于企业的生产实际。
3.2.3建立校企双向管理制度。学生实践活动期间,不仅要保障学生安全和日常教学活动,还不能影响企业正常生产,因此,应严格实行校企双向管理制度。学生的劳动纪律考核应由企业负责,尽量与员工保持同步。校企双方应各派一名专职辅导员,有利于学生日常行为和具体事务协调与管理。由于航天企业有其特殊性,教学管理程序要适应航天企业产品研制与生产中的相关保密规定。
3.3“3+1”校企合作办学实施的保障措施
许多学校在开展校企合作办学的过程中,企业合作积极性不高,教学主体在实施过程中缺乏企业的实际参与和互动等问题。为了实现校企双赢的合作关系,保障校企关系持久稳定,要在以下两方面下工夫。
3.3.1寻求学校、学生与企业三方协调。学校有教学任务,学生有就业任务,而企业有其生产任务,校企合作教育应该在学校、学生与企业三者间寻求协调和统一,在学校教学管理部门、二级学院和专业教师的精心组织与周密安排下,加强与企业的沟通和联系,加强与企业兼职教师之间的合作与协调。校企之间要协同制定相应制度,明确各自在应用型人才培养过程中的职责,成立专门部门,负责协调校企合作各项事宜,真正做到有政策制度的保障。特别要健全学生在企业实践学习阶段的教学质量考核与评价体系,优化企业对试验班毕业生的择优录用机制。
3.3.2培养高质量“双师型”教师队伍。近年来,为了加强师资力量,学校引进不少拥有博士学位的毕业生补充到我校飞行器工程专业教师队伍中,他们虽然有扎实的基础理论,但工程实践背景比较薄弱。因此,师资队伍建设中,除注重学历、年龄和职称结构外,还特别强调教师的航空航天企事业单位工作经历和工程实践背景。为了加强专业课教师工程实践能力的培养,学校要鼓励或创造条件让来自高校或没有一线工作经历的教师到相关企事业单位挂职,增强实践能力,以促进校企合作教育的开展。
4.结语
合作办学是以学生为中心的,在合作教育所有效益中,适合人才市场需求,提高学生的就业能力是利益的核心。校企合作办学让高校走向企业,也让企业走进高校,将高校的理论教学与企业实践有机融为一体。这种办学模式对促进飞行器制造工程专业创新人才培养模式、拓宽人才培养思路非常有利。
参考文献:
[1]蔡向朝.积极探索校企合作的形式与内容[J].西安航空技术高等志科学校学报,2005,23(5):23-27.
[2]张凌云,周丽琦,王巍,贺平.厂校合作办学模式在飞行器制造工程专业中[J].沈阳航空工业学院学报,2009,26(4):27-31.
STS是一门研究科学、技术与社会相互关系及其互动规律的多学科、多领域的综合性新兴学科。早在1938 年,美国学者默顿就在《17世纪英国的科学、技术与社会》一书中就第一次提出了“科学、技术与社会”这个概念,并提出了著名的默顿命题之一:经济、军事和技术问题是17世纪英格兰科学革命的重要原因。同样默顿指出:归根结底,十七世纪是现代科技及其各技术分支还只是处在开始的时期,虽然默顿命题针对的是十七世纪的英格兰,但默顿命题突出了科学技术对社会的重要影响并强调要对它们之间的互惠关系进行研究。近年来,全球的科学技术与社会研究更是获得了非常显著的进展,许多重要的专业期刊都不同程度地编发了科学技术与社会的文章,并对相关的一些学术活动做了重要的编述和整理,在这些学术论文和学术活动中对STS研究的重点和热点问题都有涉及和讨论。
随着科学技术的飞速发展,有关科学技术与社会的研究也进入了新阶段。国内外对科学技术与社会(STS)的研究现状有一个更清楚的了解,相关的学术论文也有很多,主要包括两个方面:
1 国际有关STS的现状研究
2010年4S学会( Society for Social Studies of Science,科学的社会研究学会)年会在日本东京召开,这次会议内容表现出了更多的学术比较性,许多学者开始反思欧美的STS研究传统,主张建立多文化视角中的STS研究。开始关注各种各样的全球问题,其中探究全球问题解决中的科技与公共政策的论文数量为最多,表现出了区域化、复杂化、多元化、经验化和现实化等特征。
相关的学术论文还有马会端,陈凡的《科学技术与社会发展:国际STS研究的多元化走向――第24届国际科学技术与社会会议述评》等。《科学技术与社会发展:国际STS研究的多元化走向――第24届国际科学技术与社会会议述评》这篇文章主要表现了STS的多元化研究趋势,在既定的大会主题下,学者们分别对埃吕尔技术社会思想,技术与能源环境政策等问题进行了讨论。同时,也涉及STS教育、技术民主化、科学技术的社会建构、技术伦理、技术创新等诸多层面的问题。既从技术哲学的角度,又从科学技术与社会的角度,对当前人类社会发展面临的问题及未来的发展趋势,进行了广泛交流。
2 中国有关STS的现状研究
自从STS在中国诞生以来,国内的学者一直都从学派述评和思想评介两个方面进行研究,可以说,我国STS学者较为全面的了解了国际STS研究的主要研究方法和理论,初步构建起了STS研究的理论图景。目前,STS既要坚持“形而上”的理论研究,又要拓展实践研究领域,使其在现在的学术潮流中保持旺盛的生命力。如东北大学的陈昌曙教授、中国社会科学院的殷登祥教授、东北大学的陈凡教授等对“STS的基本理论问题”、“ STS与中国国情”和“技术的社会化”等问题的探讨并取得主要的成果。相关的学术论文有陈凡,陈佳的《论技术的社会化与STS的中国化》(2013年2月,自然辩证法研究);金俊岐的《关注产业:STS研究的新视野》(2012年1月,河南师范大学学报);田鹏颖的《科学技术与社会(STS)――人类把我现代世界的一种基本方式》(2012年6月,科学技术哲学研究)等。
(北华航天工业学院金属材料系,河北廊坊065000)
摘要:作为材料表面强化技术之一,等离子热源在材料表面喷焊技术是本论文的主要研究方向。在不同条件下使用等离子喷焊技术喷焊WF372铁基合金粉末,而后对各喷焊层进行硬度特性和显微组织等分析,通过对离子喷焊的工艺参数的调整,分析工艺参数对喷焊层性能的影响。
关键词 :Q235钢;铁基合金粉末;喷焊层;耐磨性
中图分类号:O59文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)07—0153—02
收稿日期:2013—12—28
作者简介:白雪松(1991— ),男,吉林白城人。北华航天工业学院金属材料系本科生,研究方向:金属材料学。
通过以往实验案例分析可知,合金粉末WF372等离子喷焊后可形成具有一定耐磨性的合金涂层。等离子喷焊层是由各种化合物硬质相和基体组成,形成含有化合物的等离子喷焊层,这些含有化合物的喷焊层具有更好的硬度和耐磨性。通过对以往案例进行分析得出工艺参数,喷焊电流保持在140A时,喷焊电压保持在14V时,得到最佳耐磨性,约提升耐磨性20倍以上。
一、等离子喷焊在国内外的发展及应用
20世纪40年代末期,我国的喷焊技术才开始起步。60年代中期,我国开始着手研发等离子喷涂设备和自熔性合金粉末制造技术。到了80年代,热喷涂技术有了革命性的进步。我国完成了对超音速火焰喷涂技术的自主研发,同时,热喷涂设备中电子计算机的应用使得热喷涂涂层向着更精密化、更细致化的方向发展。
国外专家对等离子弧热喷焊技术的研发起步较早,现已形成了颇具规模的集研发、生产为一体的综合基地。不同公司之间有着拥有自己独立知识产权的系列产品,并且通过多年的实际应用,不断地进行改进与完善。
二、实验材料设备及研究方法
(一)实验材料
1.实验基体材料
实验时基体材料选用Q235碳素结构钢,尺寸大小为57×25.5×6mm,其主要化学成分见表1。
考虑到成本问题,本实验采用WF372铁基合金粉末进行研究。
2.实验设备
包括喷焊设备、金相试样抛光机、金相显微镜、洛氏硬度计、显微硬度计、磨损试验机。
(二)等离子喷焊工艺实验
1.合金粉末准备
每次实验前,需要对合金粉末进行烘干处理。烘干处理主要是使水分蒸发,为后续喷焊试验质量提供保证。
2.喷焊试件准备
温度、湿度、散热速度等焊接环境对焊接质量都有着较大的影响。试验选取了Q235钢材作为基材,其规格为57mm×25.5mm×8mm。在进行等离子弧粉末喷焊处理前,使用机械打磨法去除工件表面在轧制、切削等工艺过程中产生的油污,清理表面的铁锈、表面氧化物等污物,并且使用丙酮进行清洗以获得洁净表面。
本实验选取对喷焊层影响相对较大的变量作为焊接参数来分析焊接参数对喷焊层质量以及性能的影响。
实验时的焊接参数等离子气体流量为200 L/h,保护气体流量为200 L/h,送粉气体流量为200 L/h,喷距为10~15 mm,电弧电压电流对应为12V 110A、14V 120A、16V 130A、18V 140A、20V 150A。
三、喷焊层基本性能分析
(一)磨损失重量分析
对WF372合金粉末在不同喷焊电流或喷焊电压下喷焊件的磨损试样进行磨损后,比较其失重量可以定性地得出喷焊层耐磨性的优劣。结论如下:
1.等离子喷焊可以提高Q235基体钢10倍以上的耐磨料磨损的耐磨性。
2.喷焊后,在喷焊电流不变时,随着喷焊电压的增大,耐磨性先升高,再降低。这主要是由于固定电流在140A时,电压在14V时所产生的送粉数度使得熔合比较好。
3.喷焊后,在喷焊电压不变时,随着喷焊电流的增大,耐磨性先升高再降低。这主要是由于固定电压在16V时,电流在140V时使得熔合比较好。
4.粉末在不同参数下喷焊层耐磨性相差不是很大,但喷焊电流数值对喷焊层耐磨性的影响较大。
(二)喷焊层的宏观硬度
冶金结合是涂层材料与基材在界面形成“晶内结合”,喷焊技术是使喷焊材料在基体表面重新熔化以实现焊层与基体之间、焊层内颗粒之间的冶金结合。然后,消除孔隙,使其形成致密组织,让冶金形成缺陷较少,与基体结合强度高。
1.焊接电流140A一定,改变焊接电压,材料力学性能受到的影响
焊接电流稳定在140A时,洛氏硬度的趋势随着焊接电压而变化。由此得出,保持电流不变,随着前期喷焊电压、送粉量的不断增加,喷焊层变厚,熔合比增加,材料稀释度降低,喷焊层合金含量逐渐增高,硬质相不断增大到最大值。而当喷焊电压继续增加时,由于此时焊接电流值不变,焊接电源输出的功率不能完全融化合金粉末,未融化的合金粉末在喷焊层上会造成夹杂、气孔等缺陷,使得喷焊层组织性能被破坏,硬度随之下降。
2.送粉速度保持不变,通过改变焊接电流,材料力学性能受到的影响
当焊接电压为16V不变时,随着焊接电流的增加,洛氏硬度值呈上升趋势,但当焊接电流达到一定数值时,洛氏硬度值又出现下降趋势。由此初步推断:焊接电压恒定,当焊接初期,强力的等离子术使粉末融化达到预期设想,从而产生良好的硬质相,出现缺陷较少,从而导致喷焊层硬度增加且呈上升趋势;但当焊接电流继续增加时,基体材料融化量增加,从而稀释合金粉末,致使喷焊层的合金含量降低,合金粉末产生的硬质相变少,导致喷焊层的宏观洛氏硬度值减小;焊接电流的提高会导致双弧现象的发生,主弧的电流和功率都会受到影响,不稳定的主弧使焊接时保护气的保护效果减弱,致使喷焊层出现缺陷,导致组织性能降低,硬度下降,趋势自然下降。
四、结论
本实验是等离子喷焊实验,实验使用等离子弧喷焊设备对铁基进行自溶性合金粉末喷焊(Q235钢为基材)以获取喷焊层。实验结束后分析喷焊层的组织与性能,主要结论如下:
(一)实验最优喷焊工艺参数是当焊接电流保持140A时,喷焊电压保持14V时。
(二)实验获得结论:当喷焊电流一定时,喷焊层硬度随喷焊电压增加而增加,等到喷焊电压达到一定数值时,喷焊层的硬度开始下降;当喷焊电压一定时,喷焊层硬度也随喷焊电流的增加而增加,直到当喷焊电流增加到一定数值时,喷焊层的硬度才开始下降。
(三)实验得到结论:当喷焊电流一定时,增加喷焊电压,磨损量减少,但当喷焊电压达到一定数值时,磨损量开始增加;当喷焊电压一定时,提高喷焊电流,则磨损量减少。同样,当喷焊电流增加到一定数值时,磨损量开始增加。
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参考文献]
[1]邓世均.迎接热喷涂工业的兴起[J].材料保护,2000(1).
[2]宋强.等离子喷焊耐磨涂层制备及性能分析[J].南京工业大学学报(自然科学版),2009(5).
[3]赵文轸.材料表面工程导论[M].西安:西安交通大学出版社,1998.
[4]曾晓雁,吴懿平.表面工程学[M].北京:机械工业出版社,2001.
[5]阎洪编著.金属表面处理新技术[M].北京:冶金工业出版社,1996.
[6]陈文威等编著.金属表面喷焊技术及应用[M].北京:人民交通出版社,1996.
[7]高荣发,马小雄.等离子弧喷焊[M].北京:机械工业出版社,1979.
[8]汪瑞军,徐林,黄小鹇.等离子粉末堆焊技术在石化工业的应用[J].焊接,2003(l).
[9]张晓强.合金元素对等离子弧喷焊层组织及性能影响研究[J].吉林大学学报,2009(5).
[关键词]创新人才培养 工程实训 平台建设
[作者简介]张齐(1961- ),男,河北唐山人,北华航天工业学院,工程师,研究方向为实验教学管理、成人教育管理;武明伟(1964- ),女,山西祁县人,北华航天工业学院,副教授,硕士,研究方向为心理学教育、教育管理;杨明(1984- ),男,河北张家口人,北华航天工业学院,助教,硕士,研究方向为大学生思想政治教育。(河北 廊坊 065000)
[课题项目]本文系河北省高等教育学会2013年度科研课题“面向创新人才培养 构建现代工程实训平台”的研究成果。(项目编号:GJXH2013-219)
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)20-0159-02
现代工程教育理念下,培养大学生的创新思维和创新能力已成为高等学校的重要任务。作为高等学校培养学生创新思维和实践能力的实践教学基地――现代工程实训平台发挥着不可替代的重要作用。随着国家经济的发展和社会的进步,现代工程教育对应用型人才培养的贡献日益凸显。但是,当前我国工程教育领域存在工程素质概念不清、实践教学环节实效性差、软硬件设施及课程建设相对滞后、师资匮乏等问题,导致一些学生缺乏社会竞争力,也制约了创新人才的培养和发展。本文将针对现代工程实训平台建设与创新人才培养展开思考和探讨。
一、现代工程实训平台现状
高校实践教学模式比较单一,资源匮乏、投入不够、设备陈旧等情况比较常见。随着高等教育改革的不断深入,实践教学迎来了一个新的发展机遇。创新人才培养目标的提出,对高校实践教学提出了更高的要求,现代工程实训平台的建设和发展应运而生。
现代工程实训平台是人才培养不可缺少的重要环节,是高等院校完成实践教学的重要基地,拥有完成工艺教学内容、训练实践动手能力两大功能。现代工程实训平台具有教学内容完整、实践性强、视野面广等特点,为培养学生工程素质提供了重要保证。现代工程实训平台是开放的实践教育场所, 从多层次、多方位和多视角培养学生创新意识、实践能力和创新精神。
第一,学生可获得较为全面的实践知识。学生在动手实践中对质量意识、创新意识、市场意识、环境意识等的理解得到加强。在动手实践中,体会创造的辛苦,了解经济的含义,品尝市场的艰辛,分享管理的快乐。
第二,学生综合实践能力不断增长。工程实训平台是高度综合性的实践基地,通过工程实践,学生既可了解产品的性能、制造工艺,也可以了解生产运行、营销管理,便于对系统工程概念的把握。
第三,学生创新能力得到不断提升。依托工程实训平台,学生可通过对多种新型设备的实训操作,了解、熟悉和掌握其结构原理,产生学习兴趣。依托工程实训平台,学生可进行科技作品制作、小产品的设计等,激发创新意识和创新思维,提升创新能力。
第四,工程意识和实践动手能力得到发展。工程实训平台为学生提供综合实训平台,学生可通过贯穿于全过程的实践得到充分的训练,工程意识更加清晰,利于形成新的思维方法。改进和发展实践教学环节,锻炼学生动手能力,培养学生设计思路,使学生创新能力得到发展,实现应用人才培养的新跨越。
工程教育致力于培养掌握现代科学技术、全面发展的、具有竞争力的、高水平的创新人才,而工程实训教育是大工程教育,是工程教育的实践和转化。
二、高等学校工程实训教学的现状
(一)工程实训教学得到重视和发展
高等学校工程实训教学已比较成熟,并把工程训练作为提升学生综合素质、培养学生创新能力的重要教学环节。学生在工程实践中学习工艺知识,提升动手能力,提高综合素质,培养创新精神和创新能力。工程训练中心正逐步完善,目前,机电类、管理类、理科类等大部分专业都拥有了工程实训教学平台,多层次、模块化的工程训练教学体系已逐步建立起来。综合性工程实训课程已得到重视,有利于培养学生的综合素质和创新能力。
(二)工程实训教学效果有待提高
1.教学内容设计单一,层次浅显,教学效果不明显。高校办学类型多,目标宽泛,新学科、交叉学科的不断涌现,要求实训教学内容必须体现现代工业技术的基本要素,反映科学技术的发展成果。但在目前的实践教学中,工程实训课程普遍缺乏与学校特色和专业培养目标的结合,缺乏创新点,难以满足培养创新型人才的需求。
2.工程实训的载体与工程实训目标不匹配。训练的目的在于驾驭技术后的能力提升。工程实训的目标,需要有恰当的训练载体才能实现。学生的工程素质和能力,要通过多种技术实践和综合锻炼才能培养。有些实践训练仅仅进行车床、铣床等一些简单累加性训练,学生很难得到整体训练效果,无法建立起全面的思维,无法在实践中掌握发现问题、分析问题、解决问题的方法和技能,达不到工程实训的真正教学目的。
3.教师队伍建设举步维艰。实践教师队伍数量严重不足,一线实践指导教师缺编、年龄断档、职称偏低,实践教学环节常被挤占。实践指导教师只能应对繁重的实践教学课,无力从事实践教学理论研究,难以胜任实践教学课程的设计工作,理论强、实践经验丰富、高水平的实践指导教师严重不足。
三、基于创新人才培养的工程实训平台建设途径
工程实训教育适应应用型大学教育改革的要求,是培养大学生创新意识和能力的有效途径。工程实训平台是多层次、多方位和多视角向学生开放的实践教育场所。工程实训平台通过项目教学,在相应的工程条件和背景下,为学生创造一个与市场、企业相近的工程教育环境,让学生有独立的思考空间和动手实践条件,在生产运行实践中锻炼和培养学生的综合素质、工程实践能力、创新能力。工程实训平台要面向大多数学生,满足对学生工程素质和创新能力培养的时代要求。
(一)基于创新人才培养的工程教育内容
工程教育包括专业理论学习、工程实训和素质教育三大内容,其中工程实训对创新人才培养的支撑作用最强。工程实训教育将产业内容有机地融入工程教育中,是促进学生工程素质提升、培养创新意识和能力全面发展的有效途径。
(二)基于创新人才培养的工程实训氛围和环境
在工程实践基地营造具有企业运营模式的工程教育氛围,其特点是让学生在真实情境中学习和体验。学生在模拟工业生产环境中,感受和体验企业生产和服务理念,建立市场意识,锻炼团队合作意识,提升人际沟通能力。在生产环境下,不断地发现问题,解决问题,积极思考,有利于创新思维的形成。
(三)基于创新人才培养的工程实训教学体系
首先,要强调对创新认识的学习。通过创新课程和创新实验室,学生可以从思维和方法两个角度了解工程创新知识。开办大学生科技创新实验室,给予学生充分的自,在管理、使用审批、运行等方面发挥学生的自主能力,也是提高学生的工程素质和创新意识的有效途径。其次,要改进和探索产学结合的教学形式。将产业活动内容有机融入工程教学活动,这既是对工程教育形式改革的新突破,也是创新人才培养的有效途径。再次,建立系统化、综合化的创新训练教学体系,教师要提供活跃、开放的教学氛围,遵循实践―认识―再实践―再认识的规律,使学生通过从工程认识到基础训练、从动手实践到综合创新训练这样一个由低到高、循环上升的理论体系学习,逐步实现创新思维的建立和创新能力的提升。
(四)基于创新人才培养的工程实训平台的管理运行
立足于创新人才培养的工程实训平台,是一个多角度、多层次的训练平台,采用一种既有利于提高学生工程素质、又可促进各项工作内容良性互动的运行模式是十分必要的。采用开放式的管理运行模式,学生可根据自己的兴趣和特点自主选择学习内容。将学习的主动权交给学生,有利于激发学生强烈的求知欲和养成良好的学习习惯。实战式教学方法,通过开发局部生产运营模式,自主研发教学产品,让学生在“设计―制造”流程中对应企业的不同角色参与企业运营,从而锻炼提升学生的能力。学生在自主创新实践中取得的成果,体现了学生的知识兴趣,展现了学生的创新能力,实训平台也要大力倡导学生科技赛事,将大学生课外科技实践活动纳入“实践创新能力培养”体系,为学生搭建起充满活力的大学生课外科技创新实践平台。工程实训平台可充分利用和整合实践教学资源,根据应用型人才培养的共性特点,构建课外科技实践体系和实训的“大平台”。
工程实训平台倡导“实践与理论并举”,在实践教学和创新培养中提倡能力优先,以达到综合素质、创新意识和能力的提高。着重锻炼一批学科基础牢、工程实践创新能力强的学生,积极引导他们参加各类学科竞赛,以赛事带发展,他们在学科竞赛、研讨论文、研究生录取、专利发明等方面营造出的科技创新氛围,会引导更多的学生走向科技创新之路,这也实现了实训平台的另一功能。
(五)工程实训平台教师队伍建设
1.加强实践教师队伍建设。实践教学队伍建设不容乐观,现状是高学历者不适合、合适的人员又进不来。目前,提升现有实践教师的素质和能力迫在眉睫。高等学校要实施继续教育战略,强化实践教师的技术素养培养,既可组织骨干实践教师走出去参观学习、研讨交流、进修深造,也可聘请专家教授走进校园指导讲座。
2.注重实践教师发展。实践教师队伍长期以来人员短缺、教学任务重,导致科研积累少、对科研的投入少,因此要尽快建立起实践教学科研团队,引进专业水平高的教师,积极开展实践教学的理论研究,促进教学改革,研发与本专业紧密结合的有特色的工程训练理论,发挥实践教师既有理论基础又有实践经验的优势特点,改进课程设计内容和教学方式方法,增加新内容、新工艺,提升实践教师教学水平。实践教师个人教学水平得到提高,个人价值得到体现,可极大地调动其工作积极性,促进实践教学水平的不断提高。
3.提升实践教师工程素质。高质量、高素质的实践教师队伍是培养学生良好工程素质的必要前提。要实现工程训练质的飞跃,实践教师需要具备掌握新技术、新工艺的能力。随着实践教学平台建设的深入开展,一些先进的技术设备不断引入,实践教师必须适应发展形势,提高个人综合素质和实践指导能力,充分利用好先进实验设备,改进教学手段,提高教学水平。鼓励实践教师探究实践教学改革,对新问题、新技术、新知识开展研讨,发表学术论文,实现实践教师专业技术能力和个人工程素质的提升。
综上所述,现代工程实训平台应探索实践教学内容,充分体现工程性、实用性和综合性,多层次、全方位地构建应用型、创新型的人才培养体系,丰富工程实训载体,加强实践教师队伍建设,大力开展学生课外科技创新活动,在良性互动的运行模式下,实现工程实践教育的全面、协调、可持续发展。
[参考文献]