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航天特色背景下控制工程专业硕士的培养研究

作者:2017-10-10 18:07:54阅读:文章来源:
  一、引言
  随着21世纪科技水平的不断进步,人的综合素质越来越高,相应地对自身教育的要求和渴望也不断提升,高等学校的毛入学率在20%以上,这说明我国的高等教育已经步入高等教育大众化阶段。另一方面,考虑到我国的教育资源总体是有限的,若将其平均分配势必导致精英教育的缺失,直接影响到科技的自主创新能力和高层次专业技术人才的涌现。因此,合理优化配置有限的教育资源,将大众教育与精英教育有机结合,符合国家的根本利益。
  研究型大学高层次精英教育的方式多种多样,但目标都是为了培养出拔尖人才,提高教育质量,起到优化教育资源配置的目的。首先,应该创造有利于精英人才培养的学习环境。其次,应加强教育管理水平。最后实施厚基础宽专业的分层教学。
  虽然国内外诸多研究者对于研究型大学高层次精英教育和大众化教育进行了较为广泛的研究,取得了一系列的研究成果,但是对于航天特色背景下控制工程专业而言,此类研究却十分有限,因此本文基于上述的高校精英教育和大众化教育的研究成果,结合航天特色背景下控制工程专业研究生培养的实际需求,力求从航天专业特色出发,探索出一条符合航天特色背景下控制工程专业学位硕士研究生培养的可行之路。
  二、航天特色背景下控制工程研究生的培养策略问题
  航天特色背景下控制工程专业属于高技术行业范畴,专业的特殊性要求对学生的培养应更为精益求精。如何针对航天特色背景下控制工程专业,探索新的教育教学策略,使得所培养出来的学生,既能满足航天领域的专业需求,也能适合于现代社会宽泛的就业环境,将是值得深入研究的问题。
  一方面,航天特色背景下控制技术属于国防的重要领域,相应地航天特色背景下控制工程专业人才培养应定位在精英教育,即所培养的人才应该拥有奉献国防事业的聪明才智,具有高层次的素养,能够满足航天发展的高需要。另一方面,如今的大学教育越来越向大众化的方向发展,包括宽广的知识层面、宽进宽出的考核体系等。因此,如何针对航天特色背景下的控制工程专业,在精英教育和大众化教育之间寻找一种平衡,让所培养的部分学生能投身到国防事业,成为国家的栋梁之才,而另一部分学生亦能融入社会,成为大众的一员,将是值得深入探究的问题。三、航天特色背景下控制工程研究生的培养措施为了提高航天控制专业教育教学质量,达到优化教育资源配置的目的,具体措施建议包括以下几方面。
  1.厚基础、宽专业的分层教学策略。航天特色背景下控制工程专业课程可以采用厚基础、宽专业的分层教学。通过积极主动的思考,完成对重要知识点的掌握,这样的学习过程将会让学生记忆深刻,且过目不忘,更为重要的是,通过深入探究问题的实质,能够培养学生的创新性思维,锻炼学生的认知能力,从而有助于学生今后从事创新性的航天科研工作。
  2.教研一体化的培养方式。航天特色背景下控制工程专业课程可以将教学与科研、理论与实践充分结合起来,在讲述理论来源、推导证明过程的同时,着重强调理论的实际应用价值及对人类生活进步发展的意义所在。将枯燥乏味的理论与学生身边的科研项目紧密联系起来,以调动学生学习的兴趣。此外,教师在授课过程中应该留出一定的时间与学生进行讨论沟通,甚至还可以采用让学生融合到科研项目的实际研究中,从而有助于教师了解学生对理论知识的掌握情况,也可以调动学生学习的积极性。
  3.研究生培养中的引导与实践策略。航天特色背景下控制工程专业课程除了理论部分,还有一部分内容需要通过实验来加以诠释,如何在已有的课程学习基础上,教师通过适当引导,结合数学或半物理的仿真模拟达到深化教学内容、提升教学品质的目的。此外,航天控制专业的课程较为特殊,所针对的对象通常情况下无法获取,因此在课堂上只能以视频的形式来展现给学生,相应地在实验过程中,航天器对象模块也只能通过编程的方式来虚拟实现,但传感器、执行机构以及控制器却能真实存在,正是这种特殊的模拟形式使得航天特色背景下控制工程专业课程的引导与实验环节富有挑战性。
  航天特色背景下控制工程专业课程的内容主要包括姿态动力学与控制、轨道动力学与控制等,这些内容涵盖了航天器基本的运动机理,覆盖了航天控制领域若干的研究方向,在课程学习中需要引导学生开拓思路,结合实验的仿真策略,激发学生的求知欲望,探索航天的未知空间。此外,考虑到航天特色背景下控制工程专业课程的专业特色,在教学的过程中,应该从基础的万有引力定律入手,由浅入深,引导学生迈入到航天控制的知识体系。譬如航天控制的本质是什么?与航空器控制的差别是什么?等等问题,需要在课堂上与学生逐一探讨,同时还需要把握航天控制的最新研究方向,包括探月、探火等深空探测的控制问题与传统航天控制的差异,空天飞机的实现与全程自主控制,等等,通过结合这些最新的研究动态来激发学生的兴趣,从细节中感染学生,让他们记忆深刻。
  航天特色背景下控制工程专业课程的最大特点是理论较为复杂,内容颇为烦琐,看上去略感乏味,却充满了回味,如果仅从原理上去解释问题,学生的理解可能仍有限,因此实践环节必不可少,设计直观、生动的仿真模拟实验来巩固课程内容,让学生在实验过程中感受到航天控制专业的价值所在,凸显专业的重要性。航天控制系统包含被控对象、传感器、控制器和执行机构,要想构成一个完整的实验过程,每个部分都必不可少,然而侧重点又不尽相同,作为课程本身,更多关注的应该是航天器的建模与控制方法,即要求学生在进行课程实验的时候,采用教材中的基本理论和控制策略实现航天器的仿真模拟过程,先通过数学编程的形式来开展实验,结合教材的原理和方法,将航天控制系统的每一部分都以代码的形式进行模块化处理,并将这些模块并联起来完成一体化的模拟仿真,进而结合气动台、陀螺仪等设备开展半物理的仿真实验,让学生在实际动手的过程中掌握课本知识的要领,达到学以致用的目的。
  4.加强研究生教育管理策略。航天特色背景下控制工程专业研究生的教育管理水平主要体现在对不同学生所使用的不同管理方法,避免在学生之间采用等同划一的计划和要求,允许学生个性化发展,并在此基础上给予学生适当的指导,以发掘每个学生在不同领域的潜能,为其设计出合适的学习计划,并定期对学生的学习情况和动态进行跟踪和测试,通过这种人性化的教育管理模式将有助于航天人才的脱颖而出。
  四、结语
  航天特色背景下控制工程专业由于自身的特殊性,其初始定位是精英教育的范畴,而目前随着高校的扩招,大学教育呈现大众化的趋势,为寻求航天控制专业精英化教育和大众化教育之间的平衡关系[6]。航天特色背景下控制工程专业的人才培养通过分层教学、教研一体化的方式、社会实践等手段来引导学生朝着积极的方面发展,确保拔尖人才进入到航天科研院所的同时,亦能使一般学生学有所成,在各行各业中都有所建树。
 

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