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關鍵詞:飛行器設計與工程;專業課程;通識課程;航空概論
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)47-0144-03
一、航空類專業課程體系簡介
在教育部本科專業目錄中,航空航天類專業有飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行器質量與可靠性、飛行器環境與生命保障工程、飛行器適航技術和航空航天工程等7個。目前,鄭州航空工業管理學院開設了前3個專業,均歸屬于航空工程學院。以飛行器設計與工程為例,在第1學期設置了“飛行器設計與工程專業導論”課程(16學時)、第2學期設置了“航空航天技術基礎”專業必修課(32學時)作為專業學習的前導課。第1―5學期,學校設置了“高等數學”、“大學物理”、“理論力學”和“材料力學”等公共基礎課和學科基礎課;第4―7學期則按照飛機設計的各個子學科,設置了“通用航空技術”、“空氣動力學”、“飛行器總體設計”、“無人機系統導論”、“飛行器專業英語閱讀”和“飛行器專業技術講座”等專業課程。
從課程設置上可以看出,“飛行器設計與工程專業導論”和“航空航天技術基礎”課程主要培養學生對專業基本情況和學科領域的整體性把握,屬于專業通識性課程。而在專業課中滲透通識意識,對教師也提出了更高的要求[1,2]。經過這兩門課程的前期引領和必要的數理、力學知識的學習之后,學生再按照飛機種類和飛機設計各分支學科的特點進行專業課學習??梢哉f,“航空航天技術基礎”的各個章節基本上對應了后續專業課的主要范圍,具有非常重要的地位。
在教學實踐中,我們也發現,激波、升力、機翼結構、飛機穩定性和操縱性等概念盡管在“航空航天技術基礎”課程中已講授,但在相應的專業課學習中,學生仍覺吃力。調查發現,原因主要有兩點:第一,專業課程數學公式較多,而數學、物理等公共基礎課的學習效果一般,有畏難心理;第二,不知所學知識的應用情況,知其然而不知其所以然。針對航空類專業的課程體系,探索研究專業通識課程與后續專業課程的聯系,對于增強學生學習積極性、提高人才培養質量具有重要意義。
二、“航空概論”通識類課程的建設情況
航空概論是學校面向非航空專業學生開設的一門通識課程(24學時),內容主要包括航空航天基本概念、航空發展概況及未來發展趨勢、我國航空工業、空氣動力學基礎、飛行原理、航空發動機等[3],考核方式為期末半開半閉考試。此外,針對國際本科學術互認課程(International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate,ISEC)項目的雙語版航空概論(32學時),內容較普通版更為豐富,更強調課堂參與和團隊協作,考核方式為平時作業、表現和期末設計報告。
航空概論被列入學校的特色課程組合中,除航空專業外,其余專業的學生均須從特色課程組合中選修一門。學校每年的本科生招生人數近7000人,日常教學任務較為飽滿,考慮到學校招生專業包括財經類、管理類和藝術類等,學生數理基礎參差不齊,在講授時一般避免進行復雜公式的推導,多采用類比法和案例法講解。
此外,學校的人才培養目標和發展定位與傳統的三所航空重點高校(北京航空航天大學、西北工業大學和南京航空航天大學)以及其他高職高專類院校存在明顯區別,市場上已有的航空概論教材并不能完全滿足我們的教學需求。經過多年的建設,學校主編并出版了《航空概論》教材,并將“航空概論”課作為學校慕課平臺課程體系的第一批建設項目立項,通過網上課堂與實際課堂相結合的形式,探索“翻轉課堂”教學理念在航空類通識課程中的應用效果?,F在,此項工作正在穩步開展中。
三、航空類專業課程與“航空概論”課程貫通建設
為了盡可能利用現有資源,我們對航空類專業課程和“航空概論”課程進行了統籌處理,并嘗試進行貫通建設,主要包括如下措施。
1.教具的開發和使用?!帮w行器設計與工程專業導論”開設于第1學期,是飛行器設計與工程專業學生的一門必修課,其中理論課為8個學時,主要介紹專業課程特點、發展現況和就業方向;實踐課為8個學時,要求學生以小組形式設計制作飛機模型,主要培養學生對飛機的認識以及團隊協作能力?!皩I綜合性設計與制作”開設于第7學期,為專業必修實踐類課程,為期兩周,要求學生按照總體設計指標完成飛機的總體概念設計,制作出模型。
張元貴 江蘇省淮陰中學校長,是一位資深教育工作者,在實際工作中身體力行,積極倡導素質教育,努力追求“讓高考成績成為深化素質教育的自然結果”。在他的領導下,淮陰中學的航空航天特色課程基地建設成績斐然,學生們真正做到了樂在其中,學在其中。
在江蘇省淮陰中學風景如畫的校園里,有一座設計獨特,建設標準相當高的航空航天科技體驗館,學生們可以在這里領略人類對飛行的遠古期盼,感悟這一夢想實現的艱辛,知曉航空航天技術的不斷演進。館內陳列的不少實物,是在中國航空史上占有重要地位的文物級展品。徜徉在這個館里,你能體味到籌劃者的良苦用心。在走進淮陰中學之前,筆者始終懷著這樣的疑問:是什么動機促使淮陰中學花費如此大的精力和費用,建設看似與學生的考試與學業并無直接關聯的航空航天特色課程基地?這樣的做法事實上又收到了怎樣的效果?等到張元貴校長坐在我的面前,一切都有了答案。
記:淮陰中學為什么會選擇航空航天作為建設特色課程基地的方向?
張:這個想法最早形成于2011年。當時江蘇省教育廳提出支持各高中學校建設具有自身特色的課程基地。我們考慮了很久,最初也曾想過其他方向,但都覺得特色不夠鮮明。經過廣泛論證,我們認為航空航天是一個值得關注的方向。原因很簡單,航空航天既凝結了人類最先進的科技成果,又有著悠久的歷史脈絡,它是人類對行夢想不斷求索的結果,也是一個國家科技實力的集中體現。除此以外,我們更看重飛行這一活動本身所凝聚的探索精神和求知信念,飛行充滿風險和變數,而人類正是通過科技的不斷進步在逐步消除其中的風險,使其成為一種服務于人類的可靠技術。淮陰中學與南京航空航天大學素來有著密切的合作關系,這也是我們建設航空航天特色課程基地的有利條件。正是出于這一想法,我們將航空航天作為特色課程基地建設方向申報了上去。
記:建設這樣的課程基地,其實在硬件和軟件上都有非常高的要求,淮陰中學選擇這樣的方向,當初是否考慮過其中的困難?
張:當然考慮過。這一點不僅我們自己早已認識到,江蘇省教育部門負責評審各校申報特色課程基地項目的專家組也有所考慮。最初我們申報時,一些專家認為,一所中學要建立這樣的課程基地,很難做到高水準,因為這要花費大量的人力物力,并且短期內很難看到建設成效。但經過我們的不懈努力,淮陰中學的航空航天特色課程基地建設很快初具規模,在2013年的成果評審中,被評為全省10個優秀課程基地之一(全省第一批共計38個課程基地),并把省課程基地建設現場會議放在我校召開。這說明,我們的方向是正確的,我們的建設方法也是正確的。在建設過程中,我們在航空航天科技館上花費了大量心血,不僅聘請了兩位專業素養很高的專職科普教師任職,還籌措了700余萬資金,用于置辦各項陳列品,在展館的設計上也獨具匠心,整個展館的參觀脈絡是從模擬的機場起飛線開始,經歷人類航空史的各個階段,最終到著陸區結束,在展館最后的外部廊道上,繪制了廣袤的星空壁畫,寓意人類的星際探索之夢永無止境。所有參觀展館的學生都表現出濃厚的興趣,他們真的樂在其中。除了這個展館,我們學校的圖書館也專門開辟了航空航天類圖書專區,學校每年撥款,有選擇地購買優秀航空航天科普圖書,當然也包括全套的《航空知識》,這些圖書豐富了學生們系統學習相關知識的資源。
記:淮陰中學建設航空航天特色課程基地的宗旨是怎樣的?
張:我們的原則是,要么不建,要么就建設成高標準的課程基地。我們當然可以降低標準,這樣省錢省力,但學生們從中獲取的東西就很有限,比如他們就沒有機會親自體驗更專業的飛行模擬器,沒有機會近距離看到這么多珍貴的航空用品乃至文物,更談不上互動式和體驗式學習。如果那樣,他們獲取知識的方式就很難與傳統的書本和網絡方式有所區別,特色課程建設就難以做到可持續發展。需要強調的是,花錢多少并不是標準高低的評判依據,你看到包括科技館在內的整個特色課程基地的建設,我們都是花了許多心思的,在策劃方案上更是反復論證,廣泛聽取專業人士和學生們的意見,再加上精心組織實施,才有今天這個局面。我們就是要讓學生看到真正的特色,體驗到別處難以獲得的感受,享受整個學習的過程。
記:學生們在特色課程基地學習航空航天科技知識,勢必要占用一定的時間和精力,如何來處理它與課業之間的關系呢?
張:這是一個非常重要的問題,我們從一開始就有所考慮?,F在淮陰中學的做法是,面向全校學生開展的航空航天科普教育屬于基本層次,主要是激發學生們對航空航天的關注與熱情,普及一般的知識,占用時間不多。再往上就是航空航天社團,這個社團開展的教育更為深入和全面,但要加入社團,對基本課業成績就有個要求,課業不構成負擔的學生才可望加入社團,而且加入社團后我們要求成績要保持穩定。當然,這也不是鐵律,有些熱情特別高但成績稍差的學生,我們也會允許暫時加入,并對他們進行指導和督促,促使學生們的學習成績同步進步。結果,所有加入航空航天社團的學生,課業成績全部成上升態勢,這正是我們希望看到的。
記:現在提倡素質教育,您如何看待航空航天科普教育與素質教育的關系?
張:淮陰中學多年來積極深化素質教育,努力追求把高考成績作為素質教育的自然結果。我們得承認,現行高考選拔制度是有缺陷的,不夠科學合理,既有一考定終身的弊端,也有考核片面的局限,但改革是個長期問題,現行高考制度的存續,反而越發迫切地要求素質教育水平和質量快速跟進。有人把素質教育理解為某些技能的培養,我覺得不夠全面,我更愿意把素質教育理解為一種精神內涵的培養,這種精神包含的元素更為豐富,比如學習精神、探索精神、協作精神,以及挫折耐受力等等,這些精神才是學生成長道路上最可寶貴的財富,也是學習各種技能的內在動力。
航空航天,它從蒙昧時代純粹的飛行夢想起步,經過無數人的求索和犧牲,歷經上千年的跋涉,才有今天的面貌。它不僅是人類科技的結晶,更是探索精神和科學精神的集中體現,它完全可以讓學生們感受到無數先人和各個時期科技工作者的精神力量,這也是我們選擇航空航天作為特色課程基地方向的重要原因之一。
關鍵詞:焊接;生產現狀;技術
中圖分類號:U671.8 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)32-0007-01
隨著社會經濟的快速發展,焊接技術也隨之不斷的創新與改革,這不僅有利于我國社會經濟的快速發展,還有效的促進我國制造行業的快速發展,在我國現階段,人們為了推動制造行業的發展,將許多先進的技術應用到制造行業中,焊接技術是制造行業應用較為廣泛的技術,所以,本文就焊機技術的現狀及未來的發展趨勢進行分析與研究,以促進焊接技術在制造行業中快速發展。
1 我國當前焊接技術的發展現狀
在我國現階段,隨著社會經濟的快速發展,人們的生活水平在不斷的提高,我國城市建設及社會發展的主要材料之一就是鋼結構材料,人們對鋼結構的材料質量要求也在不斷的提高,因此在對鋼結構進行加工的時候,對鋼結構焊接技術要進行嚴格的控制,使之達到鋼結構工程設計的相關規定。但是隨著電子信息時代的快速發展,焊接加工技術被廣泛的應用到各個行業中,從而有效的實現了焊接技術的自動化,這不僅加快了焊接技術的快速發展,而且更有效的提高了焊接的施工質量。在現階段,焊接技術已經廣泛的被應用到各個行業中,并且還充分的利用計算機技術對焊接過程中存在的應力變形及相關的問題進行控制。目前,人們已經對焊接技術創新進行了全面的分析與研究,以促進我國焊接技術的快速發展。
2 我國焊接技術的發展特點
焊接技術是一項綜合性很強的工藝技術,焊接技術的發展與現代科技發展相輔相成,近二三十年焊接技術在我國得到了快速的發展,各種焊接技術不斷的增多,真空、紅外線、等離子物理、電子束、聲學微、電子、超聲等現代化科技技術在焊接技術方面得到了廣泛的應用。焊接新技術不僅促進了焊接技術的快速發展,也奠定了焊接技術在制造行業的地位,并且有效的擴大了焊接技術的應用范圍。
在我國現階段,機械制造行業以及其他產業的主要制造技術就是焊接技術,焊接技術廣泛的應用于家用電器、輕工紡織、部件、海洋工程、機車、汽車、船舶、特種設備、橋梁、建筑、礦山、冶金、煤炭、石化、航空航天、核能及電站等我國社會經濟的各個行業中。焊接技術中滲透著現代化的科學技術,有效地促進了我國焊接技術的快速發展。
3 現代工業常用的高效焊接方法
3.1 氣體保護焊
一般以氣體作為電弧的媒介,并且保護焊接區及電弧的電弧焊就是氣體保護焊,依據氣體保護焊焊接效果的不同,分為非熔化極(鎢極)惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊。
3.2 電阻焊
在兩電極之間壓緊被焊接的焊件,并對其加以電流,使電流流經被焊接的焊件接觸面以及焊件臨近區域產生的電阻熱效應將其加熱至塑性狀態或者融化,使焊件形成金屬結合的一種方法叫做電阻焊。電阻焊一般廣泛的應用于航空航天、汽車、家用電器及電子等行業中。
3.3 螺柱焊接
螺柱焊接一般按照焊接方式不同分為拉弧式和分為儲能式兩種,這兩種焊接方式都是單面焊接。由于螺柱焊接不需要穿孔,所以螺柱焊接不漏氣、不漏水,也不需要對非焊接面進行再次焊接或者加工。
3.4 磁控焊接
磁控焊接技術是近幾年發展的新型焊機技術。磁控焊接一般使用外加磁場控制焊接的質量,磁控焊接具有投入成本低、效益高、耗能少及附加裝置簡單等提點,在國外有“無缺陷焊接”的美譽,所以,磁控焊接技術得到了廣泛的應用,也引起了焊接工作人員的興趣。
3.5 多電弧共熔池焊接
由于一個熔池上燃燒多個電弧,不僅可以提高總的焊接熱量,還可以改變焊接熱量的分布特點,能向熔池及焊接兩側面提供一定的熱量和液體金屬,有效地提高了焊接的速度及焊接的生產質量。
4 我國焊接技術在各個領域中的應用
4.1 在航空航天中的應用
眾所周知,焊接技術性能可靠、焊接質量優良,在航空航天工業中被廣泛的應用,在航空航天工業中焊接技術占全部工時的10%,航空航天領域中50%以上的連接部件使用的都是焊接技術。由于航空航天工業對材料的要求比較特殊,所以在航空航天種焊接技術應運而生,在現階段,高能束流焊接技術及固態焊接技術在航空航天工業中應用比較多。其中在我國航空航天工業中最常用的先進焊機技術是攪拌摩擦焊、電子束焊及激光焊,焊接技術在航空航天技術中被廣泛的應用,促進了航天航空業的快速發展。
4.2 汽車制造領域中的應用
在汽車制造領域中汽車的變速箱齒輪、汽缸、離合器、行星齒輪框架、后橋及發動機增壓器渦輪等部件都使用的是電子束焊接技術;而汽車中的車身拼焊、零部件的焊件及框架結構主要使用的是激光焊接技術;在汽車制造領域中汽車的液壓成型管附件、汽車車門預成型件、汽車地方車身支架、汽車輪轂及發動機引擎主要應用的也是攪拌摩擦焊接技術,由此可見,焊接技術廣泛地應用于汽車制造領域。
4.3 船舶工業中的應用
高效焊接技術在船舶制造工業中具有至關重要的地位,高效焊接技術是一項專業性、技術性很強的系統工程,尤其是二氧化碳氣體有效的保護半自動焊接技術的應用率達到60%~65%,高效焊接技術成為我國船舶制造工業中的關鍵技術之一。現階段先進的船舶焊接技術是保證船舶制造質量、縮短船舶制造工期、降低船舶制造成本、提高船舶制造效率的有效途徑,也可以有效地提高企業的經濟效益。
5 我國焊接技術的發展趨勢
我國焊接材料的產量在全世界位居首位,但是焊接產品的質量以及高品質焊接材料的生產與世界先進國家存在一定的差距,主要表現在以下幾點:①對焊接材料預處理缺少專業的體系及技術,如對焊接原材料的篩選及檢驗,對焊接材料的混合均勻度及焊接預燒結處理等;②在工作中對于焊條藥皮密實度的改善,就我國目前的油壓式壓涂機的具體工作性能來看,依舊存在很多不完善的方面,比如工作中由于對水玻璃加入量的加大,就會降低藥皮在工作中的實際性能;③在實際的生產車間環境治理方面國外主要是以密閉的方式來進行熔煉焊劑工作中,但是從我國的現狀來看,其主要是使用敞開式的生產方式;④在相關焊劑生產設備的自動化水平方面,對于焊劑的成形以及相關的顆粒度等方面依舊存在很大的差距;⑤在實際工作中的無鉛連接材料以及技術應用方面,就目前我國的實際應用現狀來看,與國際先進水平依舊存在很大差距,相關的釬焊理論與實踐水平只在部分領域取得了一些成績,也就是說,其發展應用的總體技術水平依舊不高,在以后的工作中要特別注意高端焊接產品以及特種助焊劑等方面的應用以提升工作。
6 結 語
在我國現階段,隨著焊接技術的快速發展,在促進社會經濟快速發展的同時,也給人們的生活帶來了便利,但是隨著焊接材料的不斷變化及焊接技術的快速發展,制造行業對焊接技術提出了更高的要求,同時,在現代化的社會中,焊機技術已經進入了數字化的時代,所以,我們應該盡可能地將先進的科學技術及理念應用在焊接技術中,加大焊接技術的研發力度,努力研發新的焊接技術及方法、發現新的焊接材料及焊接設備,進一步提高焊接機械化、安全可靠性及自動化水平,有效地促進我國焊接技術及制造行業的快速發展,提高經濟效益。
參考文獻:
[1] 黃建平,黃永平,肖延江.論我國焊接行業的現狀[J].科技與企業,2012,(1).
[2] 李曉延,武傳松,李午申.中國焊接制造領域學科發展研究[J].機械工程學報,2012,(6).
關鍵詞:航天學科;本科生;創新實踐基地;建設
中圖分類號:G643 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)03(b)-0000-00
1、引言
高等教育承擔者人才培養、科學研究、社會服務和文化傳承四大任務,其中,人才培養是核心。本科生教育是高等教育的基石,在整個高等教育體系中具有舉足輕重的地位,世界一流大學無不高度重視本科教育。自1999年高校學校實施擴招以來,我國本科生招生一直維持龐大規模,2011年,全國高校院校招收本科生349萬人。龐大的招生規模,使得本科生培養質量受到嚴峻挑戰,尤其是作為本科生培養質量和教育教學改革效果重要衡量標準的創新能力和實踐能力,存在嚴重缺失。2011年4月,總書記在清華大學建校100周年大會上指出,高等學校要創新教育教學方法,強化實踐教學環節,形成人才培養新優勢[1]。
近年來,國內高校積極借鑒國外大學本科生創新實踐能力培養經驗,努力探索適合我國高等教育實際的政策措施,其中,建立本科生創新實踐基地是重要的方式。國外的劍橋大學、麻省理工學院、普度大學、波士頓大學等很早就已積極探索本科生創新實踐活動組織形式,開設了形形的本科生創新實踐項目,以航空航天專業為例,普度大學組織本科生開展了固液探空火箭和小型云在火箭的設計、加工制造和發射等全流程活動,波士頓大學本科生創新實踐活動包括了探空火箭、納星、臨近空間浮空飛行器等諸多項目。據不完全統計,全世界目前有近100所大學在開展納星研究,有50余所大學組織開展以高空氣球為工具的臨近空間探測等研究,其中,絕大多數項目都有本科生,甚至是高中畢業后即將入學的本科生發揮著重要作用。國內的浙江大學、華中科技大學、國防科技大學、西北工業大學、南京航空航天大學等國內重點高校相繼建立了本科生創新實踐基地[2~6],本科生創新能力、實踐能力培養取得一定成績,同時,創新實踐基地建設也暴露出一些問題,如運動管理效率較低、創新實踐項目設置不合理、創新文化氛圍不足、師資隊伍薄弱等[7]。
本論文結合國防科技大學無人飛行器本科生創新實踐基地建設實踐,對航天學科本科生創新實踐基地建設問題進行分析研究,研究成果對于加強本科生創新實踐基地建設和運行管理,促進本科生創新實踐活動高效蓬勃發展,推動本科生創新實踐能力提升,加快本科生整體培養質量躍升,具有重要的現實意義。
2、建設航天學科本科生創新實踐基地的必要性
2000年以來,隨著國家政策調整,航空航天事業地位日益突出,除傳統航空航天院校外,高等院校尤其是工科院校,如清華大學、上海交通大學、西安交通大學、大連理工大學等紛紛設立航空航天專業,空天學科本科生招生規模日益擴大。對于航空航天這樣的尖端科學技術,通過建設創新實踐基地,鼓勵本科生從事豐富多彩的創新實踐項目,對于增強本科生專業認同感,激發創新激情,培養創新能力、實踐能力和協同攻關能力等尤為重要。
2.1是強化本科生認同感、激發學習熱情的需要
本科教育是高等教育的第一個階段,剛剛結束高中階段學習的本科生,對于高等學校專業的含義理解和認知程度十分有限,對所學專業未來應用領域和應用前景的認識更是少之又少,加上就業壓力大等各種因素影響,導致很多航天專業本科生專業認同感缺失,缺乏學習興趣,更談不上學習激情,嚴重影響本科生培養質量,尤其是相對研究生階段學習,本科階段是夯實基礎理論和學習能力的關鍵時期,薄弱的本科基礎,會嚴重影響學生未來研究生階段的學習,進而制約未來的發展。
建設本科生創新實踐基地,使本科生在課程學習的同時,有機會參與衛星、運載火箭、無人機、高空科學氣球等與所學專業有密切聯系的創新實踐活動,近距離接觸與所學專業密切相關的科研項目和工程項目,可使本科生充分理解航天學科的應用方向和應用領域,認識所學專業的重大戰略意義,了解所學專業的前沿發展動態,從而大大增強學生的專業認同感,加深專業認知度,激發濃厚的學習熱情[8],打牢專業基礎。
2.2是培養本科生創新能力與實踐能力的需要
創新能力和實踐能力培養歷來受到國外高等學校高度重視,通過本科階段學習培養良好的創新能力和實踐能力,是本科生在研究生階段可出高水平研究成果、走上工作崗位可堪大任的關鍵。受傳統教育模式和教育觀念影響,現階段我國本科生教育對引導學生創新意識,鼓勵學生參與創新實踐活動,激發學生創新思維,培養學生創新能力和實踐能力的關注仍十分不足,造成本科生創新能力和實踐能力嚴重缺乏。在航空航天專業,很多本科畢業生畢業之時,尚未見過真實的飛行器,對飛行器組成和功能的理解僅局限于課堂上所講的通用的動力、結構、控制等幾部分,對更加具體的分系統和部件的認知十分匱乏。
建設本科生創新實踐基地,設置豐富多彩的創新實踐項目,為學生從事創新實踐活動提供良好條件,使本科生充分利用所學知識,設計新概念飛行器,參與諸如無人機等飛行器從方案論證、方案設計、加工制造至發射試驗的全壽命周期活動,可大大激發學生的創新熱情,激發學生的創新思維,培養實踐動手能力,從而大大提升創新能力和實踐能力。
2.3是培養本科生團隊協作精神和協同攻關能力的需要
人類科技史表明,絕大多數成功的科學家都具有良好的團隊協作精神[9]。大力協同、合力攻關的團隊協作精神,也是 “兩彈一星”、載人航天等國家重大項目研究歷程中凝練出來的寶貴財富。尤其是航天科技這樣的尖端科研領域,涉及面極廣,參與人員多,更是需要團結寫作的攻關模式。以載人航天工程為例,包括運載火箭系統、載人飛船系統、航天員系統、發射場系統、測控系統、著陸場系統等大系統組成,每個系統又包括若干子系統。這樣復雜的工程沒有大力協同、聯合攻關的團隊協作意識和組織模式是根本無法完成的。由于傳統本科教育模式中,學生絕大部分時間都用于課堂學習,最多在相關課程實驗或實驗課程中會有些許的寫作開展實驗項目的機會,造成本科生團隊協作精神和協同攻關能力難以得到很好培養。
建設本科生創新實踐基地,圍繞設置的模擬工程實際的飛行器設計項目,眾多本科生進行角色分工,共同完成一個實踐項目,集智創新,合力攻關,對于培養學生的退隊協作精神和集體榮譽感,提高協同攻關能力無疑具有重要作用。
3、航天學科高水平本科生創新實踐基地建設的啟示
高水平的本科生創新實踐基地,對于提高本科生的創新能力和實踐能力,培養團隊協作精神,培育創新思維,具有重要推動作用,而低質量的創新實踐基地,雖然浪費了大量人力物力,卻難以在提高本科生培養質量方面發揮作用。作者所在的國防科技大學無人飛行器本科生創新實踐基地,堅持以創新實踐項目合理設置為核心,以高水平導師隊伍配備為關鍵,以濃郁的創新氛圍營造為牽引,以健全規范的運行機制為保障,多年來,在推動提升航天專業本科生培養質量方面起到了重要作用,成為學院本科生創新實踐基地的典范。結合無人飛行器本科生創新實踐基地多年建設的實踐,我們認為,建設高水平的航天學科本科生創新實踐基地,必須做好以下幾個方面工作。
3.1努力設置高水平的創新實踐項目
實踐項目設置是創新實踐基地工作的核心,創新實踐基地的全部活動實際上都是圍繞實踐項目開展的,實踐項目設置的水平直接關系到創新實踐活動的效果,關系到基地的運行效果。本科生創新實踐基地實踐項目設置要充分考慮本科階段重在夯實專業基礎的學習特點,注重蘊含對所學專業知識的運用,充分體現學研結合;注重從多角度鍛煉學生的實踐動手能力,減少低水平的、粗放的所謂動手能力培養;注重鼓勵學生參加創新實踐項目的積極性和主動性,盡量減少項目設置限制,讓學生可以大膽嘗試新概念、新想法;注重實踐項目要根據航天技術前沿發展動態不斷更新,避免一個實踐項目連續使用多年。近幾年來,隨著無人飛行系統的發展,無人飛行器本科生創新實踐基地的實踐項目也實現了不斷更新,從常規無人機到太陽能無人機,從常規零壓氣球到長航時超壓氣球,從常規飛艇到平流層飛艇,實踐項目設置緊跟無人系統發展的前沿,實現了持續更新,起到了良好效果。
3.2打造指導能力強的導師隊伍
高水平的導師隊伍是建好創新實踐基地的關鍵[10]。導師不僅是創新實踐項目的設置者,而且直接指導學生參與創新實踐活動的全過程。創新實踐基地導師隊伍,既要保證有一定比例的有多年本科生培養經驗的老教授、老專家,又要大力吸納年輕的、時間充裕、思維活躍的青年教師,還可以適當引入航天工業部門的工程技術人員到創新時間基地兼職。創新基地導師隊伍建設可與本科生全程導師制度有機結合,選取在全程導師制中表現突出的導師進入創新實踐基地工作。多年來,無人飛行器創新實踐基地凝聚了大批年輕的具有博士學位的教師和博士后,吸納了兵器工業集團附屬工廠的工程技術人員,引進了部分具有海外留學經歷的青年教師,他們工作熱情高、工作時間充裕,創新實踐能力強,在創新實踐活動開展過程中和學生打成一團,親自參與無人機設計、加工制造、野外飛行試驗、試驗結果分析等全部環節,確保了創新實踐活動的效果。
3.3推動形成濃郁活潑的創新實踐文化
文化作為一種軟力量,其影響作用“于無形中見力量”。要采用靈活多樣的方式方法,推動形成濃厚的創新實踐文化氛圍,使學生積極主動參與創新實踐活動,勇于創新創造。經常舉辦各種創新實踐活動宣傳,讓對創新實踐活動感興趣的、切實參與創新實踐活動的學生做解說宣傳,引導更多學生進入創新實踐基地;在創新實踐基地舉辦各種形式的新概念飛行器設計大賽等競賽活動,設置專門的展區,展出歷次競賽獲獎作品,激發學生的創新實踐熱情[11];可聘請美歐等航天學科創新創新實踐活動組織效果突出的院校的負責人,到創新實踐基地向學生介紹國外學生創新實踐的情況;可安排專門資金,鼓勵創新實踐能力強的學生參與國際學生創新實踐活動,比如參與國際高校大學衛星計劃,參與德國、瑞典等聯合發起的歐洲學生探空火箭和科學氣球創新實踐活動等。我校無人飛行器本科生創新實踐基地,每年定期安排在創新實踐活動中表現突出的本科生開辦學術交流活動,宣傳創新實踐活動成果,交流創新實踐活動經驗,擴大創新實踐基地影響;基地借助“航天科技文化周”等活動,舉辦各種形式的新概念無人機設計大賽,同時,積極派出學生參加“中航杯”、“挑戰杯”等全國性學生作品競賽活動。極大激發了學生在創新實踐活動中力爭上游的熱情,取得了豐碩的創新實踐活動成果,形成了競爭性創新實踐文化。
3.4制定規范高效的運行管理機制
健全規范的運行管理機制是本科生創新實踐基地高效有序運行、充分發揮作用的重要保障[12]。要設立專門的創新實踐基地管理機構,安排專門的高水平管理人員,對基地運行秩序進行管理,尤其是要考慮本科生課程較多的實際,確保實踐基地有足夠的開放時間,使學生確實在課程之余能夠進入基地開展實踐活動;要努力發揮信息化手段在創新實踐基地運行管理中的作用,依托互聯網等手段,實現實踐項目選擇、實踐項目交流、實踐成果展示等網絡化管理。
4、結束語
建設創新實踐基地,是探索提高航天學科本科生培養質量的一種新模式。從國內外著名高校已有航天學科創新基地的運行效果來看,基地的確在促進航天人才培養質量方面發揮了重要作用,從國內航天學科本科教育存在的問題和社會對航天學科畢業生的需求來看,建設創新實踐基地勢在必行。創新實踐基地的建設和運行是一項復雜的系統工程,本文結合作者所在的國防科技大學無人飛行器本科生創新實踐基地建設和運行情況,對建設航天學科本科生創新實踐基地的必要性進行了深入分析,對建好本科生創新實踐基地的政策措施進行了系統總結,為國內航天學科本科生創新實踐基地建設提供借鑒。
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Abstract: This paper analyzes the connotation requirements of the productive training base of aviation composites based on school-enterprise cooperation supported by central finance, according to the functional positioning, base construction and equipment construction and other issues, this paper proposed and argued the straining base construction program which adapt to the characteristics of aerospace composite.
關鍵詞: 高職教育;復合材料專業;校企合作;生產性實訓基地
Key words: vocational education;composite specialty;school-enterprise cooperation;productive training base
中圖分類號:G71 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)33-0284-03
0 引言
隨著世界航空、航天和交通運輸工具的發展,越來越要求薄殼體、大承載、高速度的經濟效益,同時也要求高性能、輕重量、低油耗的環保指標。復合材料制件能夠提高產品性能,保證產品質量,縮短研制生產周期,降低制造成本,提高生產效率和批生產能力,取得顯著的技術經濟效益。同時具備諸多金屬材料所不具備的優勢,如材料性能的可設計性,材料和構件制造的一致性,以及具備特殊的物理化學性能,滿足濾波、自、隱身等特殊性能的需求。目前在我國航空航天技術發展中,已經將復合材料研制作為首要的目標,并得到了國家的重視和投資,但是由于我們國家復合材料研制起步晚,底子薄,特別是目前我國缺少復合材料制件的操作人才,導致復合材料制造遠遠不能滿足航空航天業的需求。高職復合材料專業的人才培養目標是培養面向生產、建設、服務第一線需要的高素質技能型人才。生產性實訓基地建設是高職院校進行專業建設和學生技能培養并體現高職特色的關鍵內容之一。
2011年8月15日我院獲批中央財政支持建設的高職復合材料實訓基地項目,設備總投資340萬,建設一個校企合作航空復合材料生產性實訓基地。該項目建設目的就是創建穩定的校企溝通和產教研平臺,給學生提供更真實的工作情境和實訓教學環境,深化職業教育改革。以下就航空復合材料生產性實訓基地的功能定位、基地構成、設備建設等方面作出初步的探討。
1 校內航空復合材料生產性實訓基地的建設內涵
生產性實訓基地是指在實訓基地中引入市場運作模式,建立自給自足運行機制。校企合作共建生產性實訓基地在培養高技能人才方面具有獨特的優勢。體現在:其一,可為學生提供真實意義的實踐環境,使學生的理論學習同實踐鍛煉有機地結合起來。其二,是在市場經濟條件下,在校企雙方共同的利益驅動下,能實現資源共享、優勢互補、互利雙贏。其三,可真正將職前、職后的教育培訓結合起來,拓寬培訓市場,服務于高技能人才的可持續發展。
高職院校建立的航空復合材料生產性實訓基地,應堅持以復合材料專業教學為中心,尋求多元的資金來源,積極開發和拓展校內實訓基地功能,引入市場化運作機制,與政府、行業、企業緊密合作,向社會、企業提供技術服務、行業技能培訓和職業資格認證等多種形式的服務項目,獲取一定的經濟利益,建立自給自足運行機制,實現基地的良性運作和可持續發展,最終創造真實的航空復合材料生產的各種工作情景,以更好地服務于教學。建設校企合作的生產性實訓基地是職業院校實現教學質量提升及其發展的必然要求,也是高職院校創新人才培訓模式、培養學生的創新能力和職業素質的必要保障,其內涵在教學上,一是要實現“工學結合”的人才培養模式;二是要真正實現學生頂崗實習;三是要實現學生零距離就業。
2 航空復合材料生產性實訓基地功能定位
作為高職院校,其根本目標是培養符合社會與行業需要的職業人才。因此,航空復合材料生產性實訓基地首先應具備復合材料專業教學實踐的功能。能滿足提升教學質量與學生職業能力的基本要求,創造教育教學改革的實踐條件。第二是提供技術服務和咨詢。接受外來生產現場問題,實訓基地能夠一方面參與生產小型試驗件,一方面為企業提供一個復合材料技術研究試驗平臺,解決生產現場的關鍵問題。只有參與企業生產,作為一個經營性質的企業進行運作,才能創造行業所需工作崗位和企業生產經營環境,有助于實現以能力為本位的學生培養目標。也只有參與企業市場才能獲取一定的經濟效益,實現自我造血功能以維持自身可持續的發展。第三是社會服務功能。生產性實訓基地能為行業提供職業資格鑒定、企業員工培訓、相關院校或培訓機構的實踐教學服務。第四是科技研發功能。充分發揮校企合作生產性實訓基地的產學研和產教研的平臺作用,結合學校綜合技術優勢和企業生產技術特長,針對行業與市場需求開展各種技術服務和復合材料應用技術的研究,加快實現科技成果轉化和新產品新工藝研發、改進和推廣。