軍校實驗室全周期動態(tài)建設(shè)與實踐探索

朱敏 張金 姚瑩 張恒輝

［摘 要］ 近年來，軍隊院校已完成調(diào)整改革。在新形勢下，軍隊院校資源條件建設(shè)特別是實驗室建設(shè)成為教學(xué)質(zhì)量保障體系中的重要環(huán)節(jié)之一。如何有效發(fā)揮實驗室在教學(xué)環(huán)節(jié)中的優(yōu)勢作用，是當(dāng)前需要解決的問題。結(jié)合陸軍炮兵防空兵學(xué)院的現(xiàn)實基礎(chǔ)條件、教學(xué)特色及學(xué)科特點(diǎn)等，以測控技術(shù)實驗室建設(shè)為突破口，探索要素齊全的實驗室全周期動態(tài)建設(shè)方法，并在實踐課程、創(chuàng)新競賽、教研項目中進(jìn)行效果分析，以提升實踐教學(xué)質(zhì)量和創(chuàng)新能力。

［關(guān)鍵詞］ 實驗室；建設(shè)；全周期；動態(tài)

［基金項目］ 2020年度安徽省質(zhì)量工程教學(xué)研究項目“面向首次任職崗位的測控技術(shù)與儀器專業(yè)教學(xué)質(zhì)量提升途徑研究”（2020jyxm1873）；2021年度教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人師資培訓(xùn)項目“測控技術(shù)與儀器團(tuán)隊建設(shè)”（202102504007）

［作者簡介］ 朱 敏（1991—），男，安徽潛山人，碩士，陸軍炮兵防空兵學(xué)院機(jī)械工程系講師，主要從事測量技術(shù)與偵測裝備研究；張 金（1973—），男，安徽潛山人，博士，陸軍炮兵防空兵學(xué)院機(jī)械工程系教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事精密儀器與測試技術(shù)研究；姚 瑩（1988—），女，安徽合肥人，碩士，陸軍炮兵防空兵學(xué)院機(jī)械工程系講師，主要從事測控技術(shù)與偵測裝備研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）02-0089-04 ［收稿日期］ 2022-11-22

軍校承擔(dān)著軍隊人才培養(yǎng)的主體責(zé)任，必須做到與時俱進(jìn)，適應(yīng)新時代軍事教育的特點(diǎn)。實驗室是人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中實踐教學(xué)、創(chuàng)新研究的重要場所，是為戰(zhàn)育人和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要平臺。由于軍校體制和管理模式的特殊性，實驗室的發(fā)展與創(chuàng)新受到一定程度的限制，實驗室效能發(fā)揮不充分、學(xué)員主體作用不凸顯，只以輔助理論教學(xué)為目的的傳統(tǒng)運(yùn)行模式不能適應(yīng)時代發(fā)展和軍校特點(diǎn)［1］。實驗室建設(shè)完成及投入使用后，實踐教學(xué)項目更新速度慢、設(shè)備資源建設(shè)發(fā)展遲滯、科研創(chuàng)新支撐能力后勁不足等問題日益凸顯，與新時代軍事教育方針?biāo)蟮呐囵B(yǎng)適應(yīng)新形勢、新任務(wù)的德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)、專業(yè)化新型軍事人才的需求不匹配。

新時代軍校實驗室建設(shè)迫切需要對傳統(tǒng)建設(shè)方法與思路進(jìn)行改革探索，本文結(jié)合測控技術(shù)實驗室建設(shè)，挖掘全過程建設(shè)周期內(nèi)教員、學(xué)員、管理人員的特色作用，探索實驗室對課程實踐、項目研究、競賽創(chuàng)新等活動的支撐［2］。筆者著力要素齊全的前端分析，充分考量學(xué)員自主探索研究和綜合創(chuàng)新的個性需求，完善教員對教學(xué)實踐的設(shè)計需求，提高教員實踐教學(xué)能力的人才隊伍建設(shè)需求及支撐教研項目的創(chuàng)新需求［3］；主動對接機(jī)關(guān)管理部門，利用機(jī)關(guān)渠道協(xié)調(diào)調(diào)研現(xiàn)階段其他軍地高校同類型實驗室的建設(shè)現(xiàn)狀，前往軍工廠所等軍事裝備研制、保障單位，研究控制系統(tǒng)、測試測量等技術(shù)在軍事裝備中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景，有針對性地設(shè)計實踐科目等，使人才培養(yǎng)供給側(cè)同未來戰(zhàn)場需求側(cè)精準(zhǔn)對接，從學(xué)科內(nèi)容、教研項目、課外拓展活動三個維度對實驗室進(jìn)行動態(tài)更新建設(shè)，并針對各維度建設(shè)效果進(jìn)行評價與反饋，進(jìn)一步更新完善前端需求。完成前端分析、動態(tài)建設(shè)、效果反饋的閉環(huán)建設(shè)流程如圖1所示。

一、要素齊全前端分析

在傳統(tǒng)實驗室建設(shè)過程中，教員是實驗室建設(shè)的主體責(zé)任人，有時甚至在演“獨(dú)角戲”。這與學(xué)員主體地位教學(xué)理念相矛盾，也忽視了教學(xué)管理部門對實驗室建設(shè)的指導(dǎo)督導(dǎo)作用。學(xué)員主體地位不僅體現(xiàn)在理論或?qū)嵺`教學(xué)過程中，配套的資源條件建設(shè)也要以學(xué)員主體地位為指導(dǎo)思想［4］。在實驗室建設(shè)的前端分析中，教員發(fā)揮主導(dǎo)作用，對實驗室的建設(shè)申報、專業(yè)方向、職能定位等進(jìn)行研究分析。在此過程中，要充分調(diào)研學(xué)員需求，特別是新時代的學(xué)員大多為“95后”或“00后”，其個性特點(diǎn)鮮明，接受新事物較快，信息獲取渠道廣泛。學(xué)員對測控技術(shù)與儀器專業(yè)已有一定基礎(chǔ)的認(rèn)知，部分學(xué)員為大學(xué)生入伍，且在中學(xué)時期已參與過科技創(chuàng)新實踐活動，對本專業(yè)的條件資源有獨(dú)特的需求與期望。為提高學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性和工程素養(yǎng)，滿足學(xué)員個性化教學(xué)實踐與創(chuàng)新活動需求，在實驗室建設(shè)的前端分析中，教員要廣泛調(diào)研學(xué)員對測控技術(shù)實驗室的需求及建議，結(jié)合本專業(yè)對接任職方向、人才培養(yǎng)大綱及教學(xué)計劃，制訂基本需求及創(chuàng)新實踐需求計劃。

（一）專業(yè)課程實踐需求

測控技術(shù)與儀器專業(yè)中的“測量技術(shù)基礎(chǔ)”“自動控制原理”“傳感與測試技術(shù)”等課程均含實踐教學(xué)項目?！白詣涌刂圃怼笔谡n對象為控制類專業(yè)的學(xué)員，規(guī)模約300人；“測量技術(shù)基礎(chǔ)”“傳感與測試技術(shù)”授課對象為本專業(yè)學(xué)員，規(guī)模約30人。院校調(diào)整改革后，于2020年開展實踐教學(xué)。為滿足專業(yè)課程實踐訓(xùn)練需求，教員對實踐課程教學(xué)進(jìn)行分析，調(diào)研其他院校同專業(yè)實驗室的建設(shè)情況、專業(yè)技術(shù)在裝備中的實際應(yīng)用、對接對口專業(yè)任職培訓(xùn)能力需求、研究所需裝置設(shè)備性能參數(shù)及規(guī)模、擬制課程實踐所需實驗設(shè)備、仿真實驗軟件需求參數(shù)等。

（二）創(chuàng)新實踐特色定制

實驗室建設(shè)不僅立足服務(wù)專業(yè)課程需求，還為提高學(xué)員的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力、適應(yīng)未來信息化戰(zhàn)場做準(zhǔn)備。為充分調(diào)動學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性，提高其創(chuàng)新實踐動力，在實驗室規(guī)劃初期，針對軍校工科類專業(yè)學(xué)員的實踐基礎(chǔ)、競賽參與經(jīng)歷、創(chuàng)新實踐意向等進(jìn)行深入調(diào)查并收集建議。在明確專業(yè)職能及課程定位后，學(xué)員對磁懸浮、平衡車、旋翼無人機(jī)等系統(tǒng)控制原理與操作有較大興趣與探索意向。教員尊重、支持學(xué)員意向，依托雙向選擇導(dǎo)師制度，開展指導(dǎo)交流并擬制需求參數(shù)，將創(chuàng)新實踐設(shè)備納入實驗室建設(shè)計劃中。

將教員實踐教學(xué)能力提升及實踐創(chuàng)新設(shè)計的綜合需求同步納入前端分析。為提高教員信息化實踐教學(xué)水平，如在實驗室方案設(shè)計中，預(yù)留擴(kuò)展接口，建設(shè)“云實驗室”，完善線上+線下混合實踐模式。教員還可根據(jù)自身專業(yè)及教學(xué)課程特點(diǎn)提出設(shè)計思路及軟硬件需求。如實驗室某文職教員原工作崗位為研究所電源設(shè)計師，其結(jié)合自身從事專業(yè)及“自動控制原理”實踐教學(xué)內(nèi)容提出了電源管理的PID控制綜合設(shè)計思路，并擬訂需求方案。

（三）指導(dǎo)幫建跟進(jìn)深入

在實驗室建設(shè)規(guī)劃過程中，業(yè)務(wù)機(jī)關(guān)部門不僅承擔(dān)著流程審批管理等職責(zé)，還為實驗室建設(shè)提供渠道信息、溝通協(xié)調(diào)調(diào)研調(diào)查等。區(qū)別于傳統(tǒng)管理模式，測控技術(shù)實驗室在建設(shè)過程中，依托機(jī)關(guān)信息渠道與指導(dǎo)，調(diào)研了其他軍校同類實驗室、軍工研究所及軍工廠等。如調(diào)研學(xué)院南京校區(qū)、沈陽士官學(xué)院、石家莊鐵道大學(xué)和安徽理工大學(xué)等軍地高校，實地考察各實驗室建設(shè)現(xiàn)狀、實踐教學(xué)過程及效果分析反饋，獲取了充分的參考資料，避免資源浪費(fèi)，提高了實驗室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在某軍工廠實地調(diào)研某型榴彈炮的火控隨動系統(tǒng)及雷達(dá)測速裝備等，模擬其系統(tǒng)構(gòu)造與工作流程，設(shè)計并補(bǔ)充軍事案例元素與前端需求，改革實踐教學(xué)設(shè)計體系，增強(qiáng)實踐教學(xué)的軍味、戰(zhàn)味，以為戰(zhàn)育人為導(dǎo)向指導(dǎo)前端分析，為實戰(zhàn)實訓(xùn)打基礎(chǔ)。

二、動態(tài)更新建設(shè)過程

傳統(tǒng)的實驗室建設(shè)在項目驗收完成后即告結(jié)束，實驗室的各項功能、資源配置更新停滯，實驗室建設(shè)未能與教學(xué)內(nèi)容的更新發(fā)展、武器裝備的實訓(xùn)需求、未來戰(zhàn)場的綜合素質(zhì)要求等同步跟進(jìn)，導(dǎo)致實驗室對實踐教學(xué)、教研項目和創(chuàng)新活動的支撐作用日趨衰減。測控技術(shù)實驗室以動態(tài)建設(shè)為思路，立足專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、裝備應(yīng)用實際，探索前沿技術(shù)發(fā)展趨勢，緊跟任職培訓(xùn)需求更新，動態(tài)更新軟硬件及實踐項目設(shè)計，確保滿足實踐訓(xùn)練、創(chuàng)新研究等需求。

（一）實踐項目與時俱進(jìn)

隨著教學(xué)改革的持續(xù)推進(jìn)及末端任職培訓(xùn)需求的迭代更新，實踐教學(xué)任務(wù)也隨之同步革新。針對學(xué)情及能力需求變化，制訂實踐項目庫建設(shè)計劃，在滿足基本實踐需求的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充更新設(shè)計實踐項目，如利用“云實驗室”設(shè)計實驗案例，線上+線下混合設(shè)計并完成實踐訓(xùn)練，提高學(xué)員適應(yīng)未來信息化、網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)場環(huán)境的能力素質(zhì)。

（二）項目牽引改革驅(qū)動

科研項目是院校教學(xué)的重要支撐，以項目創(chuàng)新驅(qū)動教學(xué)改革，在實踐教學(xué)中補(bǔ)充專業(yè)前沿及軍事裝備元素。測控技術(shù)實驗室在滿足教學(xué)實踐任務(wù)的基礎(chǔ)上，依托超聲探傷、火炮身管健康狀態(tài)檢測等科研項目，增補(bǔ)超聲探傷儀、射頻信號發(fā)生器等科研設(shè)備，進(jìn)一步拓展了實驗室研究方向，縱深發(fā)展測控專業(yè)研究深度，更新實驗案例設(shè)計。實驗室服務(wù)對象向研究生培養(yǎng)延伸，載體功能進(jìn)一步加強(qiáng)。

（三）競賽活動積累更新

第二課堂是育人質(zhì)量的評估與督導(dǎo)，目的是培養(yǎng)學(xué)員的綜合素養(yǎng)［5］。教員依托先進(jìn)測控第二課堂，結(jié)合學(xué)員意向，遴選學(xué)有余力的學(xué)員參加各項學(xué)科競賽、創(chuàng)新活動等。同時，以測控技術(shù)實驗室為平臺，組織制作、采購參賽設(shè)備，更新新型傳感器、智能車、機(jī)器視覺平臺等設(shè)備，以完善的實踐條件支撐活動開展并達(dá)到預(yù)期效果。如學(xué)員連續(xù)幾屆參加機(jī)器視覺搬運(yùn)賽、全國大學(xué)生智能汽車競賽、全國大學(xué)生測繪學(xué)科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)智能大賽等，創(chuàng)新利用測控技術(shù)實驗室中的“云實驗室”在線跟蹤檢測循跡信號，提高智能汽車電磁識別概率，加快車輛運(yùn)行速度。

三、多維反饋建設(shè)成效

測控技術(shù)實驗室自2020年投入使用，2018級測控技術(shù)與儀器專業(yè)23名學(xué)員為實驗室首批使用者。目前，已先后開展三輪“傳感與測試技術(shù)”“自動控制原理”等課程的實踐訓(xùn)練，通過問卷調(diào)查分析，學(xué)員對實驗室及實驗項目的滿意度逐年提高。先后組織學(xué)員參加各級學(xué)科創(chuàng)新賽事等，對比學(xué)員參賽人數(shù)及獲獎數(shù)量、質(zhì)量，實驗室的支撐作用顯著提升，教員項目研究、研究生課題等均順利開展與推進(jìn)。

（一）實踐支撐效果提升

課程實踐訓(xùn)練是實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)任務(wù)，對理論課程起支撐作用。經(jīng)過3年建設(shè)與實踐訓(xùn)練實施，學(xué)員參與實踐課程的積極性提高，且在實踐訓(xùn)練過程中踴躍提出改進(jìn)建議與措施；學(xué)員實驗報告質(zhì)量穩(wěn)步提升，課程實驗考核成績逐年提高，實踐支撐效果凸顯。2018—2020級學(xué)員實踐條件滿意度如圖2所示，“傳感與測試技術(shù)”“自動控制原理”課程實驗近3年考核平均成績?nèi)鐖D3所示。

（二）項目支持力度穩(wěn)增

教研室教員利用實驗室設(shè)備開展教研項目工作，利用超聲探傷儀、行走掃描機(jī)構(gòu)先后開展軍內(nèi)科研、技術(shù)基礎(chǔ)等軍隊科研項目及院校自主立項項目研究工作。依托實驗室平臺與資源，開展研究生培養(yǎng)及教改項目研究工作，2021年畢業(yè)學(xué)員獲學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)論文獎項。2021年成功申報軍民融合產(chǎn)學(xué)協(xié)作師資培訓(xùn)項目，開展產(chǎn)學(xué)研［6］協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)課題研究，深入挖掘“云實驗室”在課程實踐及創(chuàng)新競賽中的特色作用，提高教員信息化實踐教學(xué)水平。2020—2022年申報/結(jié)題教研項目數(shù)分別為4項、6項、7項。教員依托實驗室平臺，研究改進(jìn)設(shè)計實驗設(shè)備及系統(tǒng)，分析并提出新的教研設(shè)備及資源需求。

（三）創(chuàng)新競賽成果累積

測控技術(shù)實驗室自投入使用后，教員依托實驗室資源開展第二課堂授課交流、指導(dǎo)學(xué)員參加各類各項學(xué)科競賽［7］等創(chuàng)新實踐活動，創(chuàng)新實踐活動類型拓展，參賽學(xué)員人數(shù)逐年增加。指導(dǎo)學(xué)員參賽并獲2021年安徽省機(jī)器人大賽——機(jī)器人賽道機(jī)器視覺搬運(yùn)賽一等獎；2022年首次指導(dǎo)學(xué)員參加測繪類專業(yè)競賽，5組共10名學(xué)員參加2022年全國大學(xué)生測繪學(xué)科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)智能大賽——測繪技能大賽，并獲國家級特等獎3項、一等獎2項、安徽省三等獎1項；指導(dǎo)學(xué)員參加2022年全國大學(xué)生智能汽車競賽，獲安徽省三等獎1項。競賽成果進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)員參賽的積極性，創(chuàng)新資源需求同步提升，成果累積效果明顯，有力促進(jìn)了學(xué)員綜合素質(zhì)的提高并助力實驗室創(chuàng)新發(fā)展。

結(jié)語

本文結(jié)合測控技術(shù)實驗室建設(shè)，探索實踐軍隊院校實驗室全周期動態(tài)建設(shè)，從要素齊全的前端分析、動態(tài)更新的建設(shè)過程、多維綜合的效果反饋三個環(huán)節(jié)分別探索實踐，聚力教員、學(xué)員及機(jī)關(guān)管理人員進(jìn)行前端需求分析；依托實驗室資源，開展實踐教學(xué)、項目研究及創(chuàng)新實踐等活動，積累并更新實驗資源；綜合實踐課程教學(xué)、項目研究進(jìn)程及創(chuàng)新競賽等多維度效果反饋、評價建設(shè)效果并指導(dǎo)改進(jìn)前端需求，實現(xiàn)全周期動態(tài)建設(shè)過程閉環(huán)，實驗室建設(shè)效果得到驗證。

參考文獻(xiàn)

［1］姚汝亮，韓啟龍，周偉，等.軍校開放性實驗室建設(shè)與管理問題研究［J］.實驗室科學(xué)，2015（18）：148-150.

［2］安濤，何宇廷，王玨.新形勢下軍校實驗室的開放與管理［J］.實驗室研究與探索，2017（36）：255-257.

［3］賈繼文，劉之廣，王淳.學(xué)科交叉背景下的實驗室建設(shè)新路徑［J］.實驗技術(shù)與管理，2022（39）：252-255.

［4］王華，王敏，公偉慶.基于OBE理念的高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗室建設(shè)與管理［J］.實驗技術(shù)與管理，2021（38）：278-280.

［5］桑海峰，孫芙蓉，李書閣，等.基于創(chuàng)新開放實驗室的開放式教學(xué)研究［J］.高教學(xué)刊，2022（24）：31-34.

［6］王夢梅，王若賢，劉天琪，等.“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)同創(chuàng)新高校實驗室建設(shè)研究［J］.計算機(jī)時代，2021（11）：75-77+80.

［7］白一鳴，牛小兵，趙永生.面向自動化類專業(yè)的智能機(jī)器人實驗室建設(shè)［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2022（9）：45-46.

The Dynamic Construction and Practical Exploration of Military Academy Laboratory in Whole Cycle： Taking the Measurement and Control Technology Laboratory Constrction as an Example

ZHU Min， ZHANG Jin， YAO Ying， ZHANG Heng-hui

（Department of Mechanical Engineering， PLA Army Academy of Artillery and Air Defense， Hefei， Anhui 230031， China）

Abstract： In recent years， adjustment and reform of military academies have been completed. Under the new situation， the construction of resource conditions， especially laboratory construction has become one of the important links in the teaching quality assurance system. How to give full play to the advantages of the laboratory in the teaching process is an urgent problem to be solved. Combined with the reality basic condition of PLA Army Academy of Artillery and Air Defense， teaching characteristics and subject characteristics， etc this paper takes the construction of Measurement and Control Technology Laboratory as a breakthrough， explores the dynamic laboratory construction method with complete elements of whole cycle， analyzes the results of practical courses， which show the innovation competition and teaching and research projects， the enhancement of quality of practice teaching and innovative ability has been proved.

Key words： laboratory; construction; whole cycle; dynamic