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航天特色背景下控制工程專業碩士的培養研究

作者:2017-06-17 16:44文章來源:未知
  一、引言
  隨著21世紀科技水平的不斷進步,人的綜合素質越來越高,相應地對自身教育的要求和渴望也不斷提升,高等學校的毛入學率在20%以上,這說明我國的高等教育已經步入高等教育大眾化階段。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致精英教育的缺失,直接影響到科技的自主創新能力和高層次專業技術人才的涌現。因此,合理優化配置有限的教育資源,將大眾教育與精英教育有機結合,符合國家的根本利益。
  研究型大學高層次精英教育的方式多種多樣,但目標都是為了培養出拔尖人才,提高教育質量,起到優化教育資源配置的目的。首先,應該創造有利于精英人才培養的學習環境。其次,應加強教育管理水平。最后實施厚基礎寬專業的分層教學。
  雖然國內外諸多研究者對于研究型大學高層次精英教育和大眾化教育進行了較為廣泛的研究,取得了一系列的研究成果,但是對于航天特色背景下控制工程專業而言,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,結合航天特色背景下控制工程專業研究生培養的實際需求,力求從航天專業特色出發,探索出一條符合航天特色背景下控制工程專業學位碩士研究生培養的可行之路。
  二、航天特色背景下控制工程研究生的培養策略問題
  航天特色背景下控制工程專業屬于高技術行業范疇,專業的特殊性要求對學生的培養應更為精益求精。如何針對航天特色背景下控制工程專業,探索新的教育教學策略,使得所培養出來的學生,既能滿足航天領域的專業需求,也能適合于現代社會寬泛的就業環境,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屬于國防的重要領域,相應地航天特色背景下控制工程專業人才培養應定位在精英教育,即所培養的人才應該擁有奉獻國防事業的聰明才智,具有高層次的素養,能夠滿足航天發展的高需要。另一方面,如今的大學教育越來越向大眾化的方向發展,包括寬廣的知識層面、寬進寬出的考核體系等。因此,如何針對航天特色背景下的控制工程專業,在精英教育和大眾化教育之間尋找一種平衡,讓所培養的部分學生能投身到國防事業,成為國家的棟梁之才,而另一部分學生亦能融入社會,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措施為了提高航天控制專業教育教學質量,達到優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、寬專業的分層教學策略。航天特色背景下控制工程專業課程可以采用厚基礎、寬專業的分層教學。通過積極主動的思考,完成對重要知識點的掌握,這樣的學習過程將會讓學生記憶深刻,且過目不忘,更為重要的是,通過深入探究問題的實質,能夠培養學生的創新性思維,鍛煉學生的認知能力,從而有助于學生今后從事創新性的航天科研工作。
  2.教研一體化的培養方式。航天特色背景下控制工程專業課程可以將教學與科研、理論與實踐充分結合起來,在講述理論來源、推導證明過程的同時,著重強調理論的實際應用價值及對人類生活進步發展的意義所在。將枯燥乏味的理論與學生身邊的科研項目緊密聯系起來,以調動學生學習的興趣。此外,教師在授課過程中應該留出一定的時間與學生進行討論溝通,甚至還可以采用讓學生融合到科研項目的實際研究中,從而有助于教師了解學生對理論知識的掌握情況,也可以調動學生學習的積極性。
  3.研究生培養中的引導與實踐策略。航天特色背景下控制工程專業課程除了理論部分,還有一部分內容需要通過實驗來加以詮釋,如何在已有的課程學習基礎上,教師通過適當引導,結合數學或半物理的仿真模擬達到深化教學內容、提升教學品質的目的。此外,航天控制專業的課程較為特殊,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給學生,相應地在實驗過程中,航天器對象模塊也只能通過編程的方式來虛擬實現,但傳感器、執行機構以及控制器卻能真實存在,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課程的引導與實驗環節富有挑戰性。
  航天特色背景下控制工程專業課程的內容主要包括姿態動力學與控制、軌道動力學與控制等,這些內容涵蓋了航天器基本的運動機理,覆蓋了航天控制領域若干的研究方向,在課程學習中需要引導學生開拓思路,結合實驗的仿真策略,激發學生的求知欲望,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課程的專業特色,在教學的過程中,應該從基礎的萬有引力定律入手,由淺入深,引導學生邁入到航天控制的知識體系。譬如航天控制的本質是什么?與航空器控制的差別是什么?等等問題,需要在課堂上與學生逐一探討,同時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航天控制的差異,空天飛機的實現與全程自主控制,等等,通過結合這些最新的研究動態來激發學生的興趣,從細節中感染學生,讓他們記憶深刻。
  航天特色背景下控制工程專業課程的最大特點是理論較為復雜,內容頗為煩瑣,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,學生的理解可能仍有限,因此實踐環節必不可少,設計直觀、生動的仿真模擬實驗來鞏固課程內容,讓學生在實驗過程中感受到航天控制專業的價值所在,凸顯專業的重要性。航天控制系統包含被控對象、傳感器、控制器和執行機構,要想構成一個完整的實驗過程,每個部分都必不可少,然而側重點又不盡相同,作為課程本身,更多關注的應該是航天器的建模與控制方法,即要求學生在進行課程實驗的時候,采用教材中的基本理論和控制策略實現航天器的仿真模擬過程,先通過數學編程的形式來開展實驗,結合教材的原理和方法,將航天控制系統的每一部分都以代碼的形式進行模塊化處理,并將這些模塊并聯起來完成一體化的模擬仿真,進而結合氣動臺、陀螺儀等設備開展半物理的仿真實驗,讓學生在實際動手的過程中掌握課本知識的要領,達到學以致用的目的。
  4.加強研究生教育管理策略。航天特色背景下控制工程專業研究生的教育管理水平主要體現在對不同學生所使用的不同管理方法,避免在學生之間采用等同劃一的計劃和要求,允許學生個性化發展,并在此基礎上給予學生適當的指導,以發掘每個學生在不同領域的潛能,為其設計出合適的學習計劃,并定期對學生的學習情況和動態進行跟蹤和測試,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、結語
  航天特色背景下控制工程專業由于自身的特殊性,其初始定位是精英教育的范疇,而目前隨著高校的擴招,大學教育呈現大眾化的趨勢,為尋求航天控制專業精英化教育和大眾化教育之間的平衡關系[6]。航天特色背景下控制工程專業的人才培養通過分層教學、教研一體化的方式、社會實踐等手段來引導學生朝著積極的方面發展,確保拔尖人才進入到航天科研院所的同時,亦能使一般學生學有所成,在各行各業中都有所建樹。
 

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