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航天特色背景下控制工程專業(yè)碩士的培養(yǎng)

2017-03-04 20:51劉燕斌
教育教學(xué)論壇 2017年6期
關(guān)鍵詞:控制工程

摘要:航天特色背景下控制工程專業(yè)學(xué)位碩士研究生的培養(yǎng)主要是針對目前高校中一些基礎(chǔ)好、頭腦靈活、綜合素質(zhì)高的學(xué)生所開展的高定位的素質(zhì)教育,目的旨在因材施教,保證航天控制人才的脫穎而出,為我國航天領(lǐng)域造就創(chuàng)新性人才。本文通過探討航天特色背景下控制工程專業(yè)學(xué)位碩士研究生的培養(yǎng)策略,在大眾教育的基礎(chǔ)上,結(jié)合精英教育引導(dǎo)航天控制人才的不斷涌現(xiàn),提高我國科技的自主創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞:航天特色;控制工程;大眾化教育;精英化教育

中圖分類號:G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)06-0057-02

一、引言

隨著21世紀(jì)科技水平的不斷進(jìn)步,人的綜合素質(zhì)越來越高,相應(yīng)地對自身教育的要求和渴望也不斷提升,高等學(xué)校的毛入學(xué)率在20%以上,這說明我國的高等教育已經(jīng)步入高等教育大眾化階段[1]。另一方面,考慮到我國的教育資源總體是有限的,若將其平均分配勢必導(dǎo)致精英教育的缺失,直接影響到科技的自主創(chuàng)新能力和高層次專業(yè)技術(shù)人才的涌現(xiàn)。因此,合理優(yōu)化配置有限的教育資源,將大眾教育與精英教育有機(jī)結(jié)合,符合國家的根本利益。

研究型大學(xué)高層次精英教育的方式多種多樣,但目標(biāo)都是為了培養(yǎng)出拔尖人才,提高教育質(zhì)量,起到優(yōu)化教育資源配置的目的。首先,應(yīng)該創(chuàng)造有利于精英人才培養(yǎng)的學(xué)習(xí)環(huán)境[2]。其次,應(yīng)加強(qiáng)教育管理水平[3]。最后實(shí)施厚基礎(chǔ)寬專業(yè)的分層教學(xué)[4]。

雖然國內(nèi)外諸多研究者對于研究型大學(xué)高層次精英教育和大眾化教育進(jìn)行了較為廣泛的研究,取得了一系列的研究成果[5],但是對于航天特色背景下控制工程專業(yè)而言,此類研究卻十分有限,因此本文基于上述的高校精英教育和大眾化教育的研究成果,結(jié)合航天特色背景下控制工程專業(yè)研究生培養(yǎng)的實(shí)際需求,力求從航天專業(yè)特色出發(fā),探索出一條符合航天特色背景下控制工程專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)的可行之路。

二、航天特色背景下控制工程研究生的培養(yǎng)策略問題

航天特色背景下控制工程專業(yè)屬于高技術(shù)行業(yè)范疇,專業(yè)的特殊性要求對學(xué)生的培養(yǎng)應(yīng)更為精益求精。如何針對航天特色背景下控制工程專業(yè),探索新的教育教學(xué)策略,使得所培養(yǎng)出來的學(xué)生,既能滿足航天領(lǐng)域的專業(yè)需求,也能適合于現(xiàn)代社會寬泛的就業(yè)環(huán)境,將是值得深入研究的問題。

一方面,航天特色背景下控制技術(shù)屬于國防的重要領(lǐng)域,相應(yīng)地航天特色背景下控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)定位在精英教育,即所培養(yǎng)的人才應(yīng)該擁有奉獻(xiàn)國防事業(yè)的聰明才智,具有高層次的素養(yǎng),能夠滿足航天發(fā)展的高需要。另一方面,如今的大學(xué)教育越來越向大眾化的方向發(fā)展,包括寬廣的知識層面、寬進(jìn)寬出的考核體系等。因此,如何針對航天特色背景下的控制工程專業(yè),在精英教育和大眾化教育之間尋找一種平衡,讓所培養(yǎng)的部分學(xué)生能投身到國防事業(yè),成為國家的棟梁之才,而另一部分學(xué)生亦能融入社會,成為大眾的一員,將是值得深入探究的問題。

三、航天特色背景下控制工程研究生的培養(yǎng)措施

為了提高航天控制專業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量,達(dá)到優(yōu)化教育資源配置的目的,具體措施建議包括以下幾方面。

1.厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)的分層教學(xué)策略。航天特色背景下控制工程專業(yè)課程可以采用厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)的分層教學(xué)。通過積極主動的思考,完成對重要知識點(diǎn)的掌握,這樣的學(xué)習(xí)過程將會讓學(xué)生記憶深刻,且過目不忘,更為重要的是,通過深入探究問題的實(shí)質(zhì),能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維,鍛煉學(xué)生的認(rèn)知能力,從而有助于學(xué)生今后從事創(chuàng)新性的航天科研工作。

2.教研一體化的培養(yǎng)方式。航天特色背景下控制工程專業(yè)課程可以將教學(xué)與科研、理論與實(shí)踐充分結(jié)合起來,在講述理論來源、推導(dǎo)證明過程的同時(shí),著重強(qiáng)調(diào)理論的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值及對人類生活進(jìn)步發(fā)展的意義所在。將枯燥乏味的理論與學(xué)生身邊的科研項(xiàng)目緊密聯(lián)系起來,以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。此外,教師在授課過程中應(yīng)該留出一定的時(shí)間與學(xué)生進(jìn)行討論溝通,甚至還可以采用讓學(xué)生融合到科研項(xiàng)目的實(shí)際研究中,從而有助于教師了解學(xué)生對理論知識的掌握情況,也可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.研究生培養(yǎng)中的引導(dǎo)與實(shí)踐策略。航天特色背景下控制工程專業(yè)課程除了理論部分,還有一部分內(nèi)容需要通過實(shí)驗(yàn)來加以詮釋,如何在已有的課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,教師通過適當(dāng)引導(dǎo),結(jié)合數(shù)學(xué)或半物理的仿真模擬達(dá)到深化教學(xué)內(nèi)容、提升教學(xué)品質(zhì)的目的。此外,航天控制專業(yè)的課程較為特殊,所針對的對象通常情況下無法獲取,因此在課堂上只能以視頻的形式來展現(xiàn)給學(xué)生,相應(yīng)地在實(shí)驗(yàn)過程中,航天器對象模塊也只能通過編程的方式來虛擬實(shí)現(xiàn),但傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及控制器卻能真實(shí)存在,正是這種特殊的模擬形式使得航天特色背景下控制工程專業(yè)課程的引導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)富有挑戰(zhàn)性。

航天特色背景下控制工程專業(yè)課程的內(nèi)容主要包括姿態(tài)動力學(xué)與控制、軌道動力學(xué)與控制等,這些內(nèi)容涵蓋了航天器基本的運(yùn)動機(jī)理,覆蓋了航天控制領(lǐng)域若干的研究方向,在課程學(xué)習(xí)中需要引導(dǎo)學(xué)生開拓思路,結(jié)合實(shí)驗(yàn)的仿真策略,激發(fā)學(xué)生的求知欲望,探索航天的未知空間。此外,考慮到航天特色背景下控制工程專業(yè)課程的專業(yè)特色,在教學(xué)的過程中,應(yīng)該從基礎(chǔ)的萬有引力定律入手,由淺入深,引導(dǎo)學(xué)生邁入到航天控制的知識體系。譬如航天控制的本質(zhì)是什么?與航空器控制的差別是什么?等等問題,需要在課堂上與學(xué)生逐一探討,同時(shí)還需要把握航天控制的最新研究方向,包括探月、探火等深空探測的控制問題與傳統(tǒng)航天控制的差異,空天飛機(jī)的實(shí)現(xiàn)與全程自主控制,等等,通過結(jié)合這些最新的研究動態(tài)來激發(fā)學(xué)生的興趣,從細(xì)節(jié)中感染學(xué)生,讓他們記憶深刻。

航天特色背景下控制工程專業(yè)課程的最大特點(diǎn)是理論較為復(fù)雜,內(nèi)容頗為煩瑣,看上去略感乏味,卻充滿了回味,如果僅從原理上去解釋問題,學(xué)生的理解可能仍有限,因此實(shí)踐環(huán)節(jié)必不可少,設(shè)計(jì)直觀、生動的仿真模擬實(shí)驗(yàn)來鞏固課程內(nèi)容,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中感受到航天控制專業(yè)的價(jià)值所在,凸顯專業(yè)的重要性。航天控制系統(tǒng)包含被控對象、傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),要想構(gòu)成一個完整的實(shí)驗(yàn)過程,每個部分都必不可少,然而側(cè)重點(diǎn)又不盡相同,作為課程本身,更多關(guān)注的應(yīng)該是航天器的建模與控制方法,即要求學(xué)生在進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,采用教材中的基本理論和控制策略實(shí)現(xiàn)航天器的仿真模擬過程,先通過數(shù)學(xué)編程的形式來開展實(shí)驗(yàn),結(jié)合教材的原理和方法,將航天控制系統(tǒng)的每一部分都以代碼的形式進(jìn)行模塊化處理,并將這些模塊并聯(lián)起來完成一體化的模擬仿真,進(jìn)而結(jié)合氣動臺、陀螺儀等設(shè)備開展半物理的仿真實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)際動手的過程中掌握課本知識的要領(lǐng),達(dá)到學(xué)以致用的目的。

4.加強(qiáng)研究生教育管理策略。航天特色背景下控制工程專業(yè)研究生的教育管理水平主要體現(xiàn)在對不同學(xué)生所使用的不同管理方法,避免在學(xué)生之間采用等同劃一的計(jì)劃和要求,允許學(xué)生個性化發(fā)展,并在此基礎(chǔ)上給予學(xué)生適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),以發(fā)掘每個學(xué)生在不同領(lǐng)域的潛能,為其設(shè)計(jì)出合適的學(xué)習(xí)計(jì)劃,并定期對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和動態(tài)進(jìn)行跟蹤和測試,通過這種人性化的教育管理模式將有助于航天人才的脫穎而出。

四、結(jié)語

航天特色背景下控制工程專業(yè)由于自身的特殊性,其初始定位是精英教育的范疇,而目前隨著高校的擴(kuò)招,大學(xué)教育呈現(xiàn)大眾化的趨勢,為尋求航天控制專業(yè)精英化教育和大眾化教育之間的平衡關(guān)系[6]。航天特色背景下控制工程專業(yè)的人才培養(yǎng)通過分層教學(xué)、教研一體化的方式、社會實(shí)踐等手段來引導(dǎo)學(xué)生朝著積極的方面發(fā)展,確保拔尖人才進(jìn)入到航天科研院所的同時(shí),亦能使一般學(xué)生學(xué)有所成,在各行各業(yè)中都有所建樹。

參考文獻(xiàn):

[1]施海燕.高等教育大眾化階段精英教育的探討[J].高教與經(jīng)濟(jì),2006,19(3):65-68.

[2]夏怡新.教育研究型大學(xué)實(shí)施精英教育的戰(zhàn)略選擇與舉措[J].高教與經(jīng)濟(jì),2006,19(3):19-21.

[3]方云,王冰.大眾化教育背景下選擇性精英教育的思考與探索[J].江蘇高教,2013,(4):59-60.

[4]陳曄,徐晨.精英教育概念與模式有關(guān)問題再探討[J].江蘇高教,2012,(2):5-8.

[5]辛均庚.精英教育制度設(shè)計(jì)[J].教育與考試,2014,(1):78-83.

[6]劉燕斌.航天控制專業(yè)精英化教育的研究[J].教育教學(xué)論壇,2014,46(11):203-204.

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