航天特色背景下控制工程專業(yè)碩士的培養(yǎng)

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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)力學(xué)與控制、軌道動(dòng)力學(xué)與控制等，這些內(nèi)容涵蓋了航天器基本的運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過程，每個(gè)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(gè)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(dòng)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)：

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