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航天工程论文优选九篇

时间:2023-03-23 15:22:20

航天工程论文

航天工程论文第1篇

长期飞行的航天器环境是一种特殊类型的生态环境,适合属于特殊物种的细菌和真菌的生长发育和繁殖。细菌和真菌主要驻留在空间室内装饰物和结构与设备材料的表面。这些地方聚集着有机化合物和空气冷凝水,足以让各种异养微生物(如霉菌青霉、曲霉、枝孢菌)生长和繁殖。在航天器长期飞行期间,菌群的数量变化和结构动力学特性不是线性的,在生物群落激活和停滞的交替期间呈现出一个波形周期变化,变化周期由内部生物机制的自我调节能力和外部空间环境控制。菌群激活期间,充满着医疗和技术风险,显著地影响着飞行安全和硬件的可靠性。微生物可以轻易地借助航天员或者货运飞船进入空间站,同时迅速适应空间站内的环境并四处蔓延,微生物主要来源及在载人航天器中可能存在的位置如图1所示。前苏联科学家曾经在“礼花”号空间站与“和平”号空间站内发现上百种对人体和空间站设备有害的致病细菌和微小真菌。“和平”号空间站曾发生过微生物“蚕食”电缆的事故。国际空间站上也发现了危险的微生物,这些微生物可能导致设备发生故障,可能会对空间站结构造成灾难性后果。它们不仅会损伤金属,也会损伤高分子聚合物制成的设备,进而可能导致技术故障。2003年国际空间站内,细菌堵塞了3套舱外航天服的冷却泵,航天员不得不使用穿脱更为麻烦的备用服装完成了太空行走,造成问题的细菌生活在作为冷却液的水中。研究人员对空间站的水样进行分析后曾发现,空间站自身冷却系统内细菌数量增加的速度远比预料的快,这让人担心细菌有可能腐蚀冷却系统最为脆弱的组成部分。根据各种体外研究,空间微重力环境促进微生物的生长。不同的细菌在空间或在地球上模拟的微重力试验表明,重力变化可能直接或间接地影响它们的生长和微生物的代谢和生理,例如增加自身的抗药性和毒性,改变生物膜增长方式等。长期暴露于高剂量的空间电离辐射中,也能影响微生物的代谢和生理。除了封闭和微重力条件外,还存在各种未知因素影响微生物的生长,如热交换影响,磁变影响,细胞悬浮,营养物的浓度梯度、毛细特性、流体行为等均可能引起生物体的遗传和生物学特性的变异反应,这导致了某些微生物最终变得更难消除。因此,空间环境条件可能会促进微生物生长的这一新特征,并且增加了损害航天员健康和导致环境恶化的风险,影响生命支持系统的稳定性。

2空间应用系统生物安全工程技术体系框架

空间应用系统生物安全工程技术体系覆盖了在空间应用有效载荷的工程研制过程中应遵循的生物安全要求、分析、设计防护以及评价等各项技术范畴,其总体框架如下图2所示。图中可以看出,在空间有效载荷产品研制过程中,空间生物安全在工程上首先需要解决的是空间生物安全要求指标问题,然后根据生物安全要求,结合空间应用的需求情况,对应用系统的生物危害材料进行危害等级的识别,再依据危害等级的识别结果确定相应的安全性包覆等级,作为空间实验载荷设备的生物安全性设计准则要求,依据此设计准则开展相应的安全性设计防护;在采用了必要的防护措施同时,有效载荷对于生物危害还应具备有效的监测手段,确保空间应用实验过程中的生物危害可检测。最后,空间应用载荷在上站之前,应对生物安全问题进行风险评估,其结果将作为空间科学实验载荷上站安全性认证的重要考核内容之一,从而为工程决策提供安全性方面的依据。

2空间应用系统生物安全的工程设计要素

2.1空间应用系统生物安全指标要求借鉴实验室生物安全标准以及国际空间站有关生物安全的经验,生物安全指标主要是指针对微生物的最低可接受阈值,相关指标又可细分为饮用水、食品、舱内空气、表面四个主要方面,其中,饮用水、食品以及舱内空气的最低可接受阈值与航天员的医学要求密切相关。对于表面的生物安全要求,涉及舱内舱体内表面、舱内平台设备和有效载荷设备表面等多个方面,其可能的影响除了传染到航天员(航天员有可能接触的情况下),影响航天员健康外,另一个重要的影响就是对硬件设备的腐蚀和侵蚀,最终导致硬件设备的失效或者污染舱内环境。因此,对于空间应用系统设备,应提出明确的表面生物安全指标要求,该要求可以参照空间站平台的表面微生物最低可接受阈值要求,也可根据空间应用系统载荷研制的特点和使用需求单独提出。另外,对于影响实验任务成功的可致病的病原体(包括植物可致病病原体和动物可致病病原体)也应根据实际情况提出有针对性的指标要求。空间应用系统生物安全相关指标体系框架如图3所示。图中涉及的植物可致病菌主要是寄生性病菌,病原体有病毒、类病毒、支原体、衣原体、立克次氏体、细菌、真菌、藻类、线虫和高等植物,其中以细菌、真菌、病毒、支原体和线虫诱发的病害较普遍和严重,尤以真菌性病害为最,如水稻的瘟病、小麦锈病、棉花的萎蔫病等。各种病原体的生理、生态、增殖方法和生活史以及侵染寄主的方式、途径和时期各不相同。可根据具体实验样品和实验要求确定需要检测的植物可致病菌。动物可致病菌主要是微生物,包括原生动物、细菌、真菌、病毒、支原体、酵母等,其中细菌和真菌污染是最常见的,如各种沙门氏菌等。可根据具体实验样品和实验要求确定需要检测和加以控制防护的动物可致病菌。以微生物污染为主要检测对象,包括原生动物、细菌、真菌、病毒、支原体、酵母等,其中检测重点为细菌和真菌。空间站微生物主要存在于舱内气体、食品、水、舱体材料、硬件设备表面以及有效载荷等地方,因此,其微生物控制的要求也应根据这些方面进行规定。例如,国际空间站微生物控制的指标要求如表1所示。我国空间站工程微生物控制定量要求主要参照国际空间站制定,在我国载人航天工程一期和二期阶段,未对微生物控制提出明确的定量要求,在载人空间站阶段,提出的初步医学要求中,也仅仅对空气和物体表面微生物控制提出了限值,与表1中国际空间站的相关规定是一致的,而对于食品和水未作明确规定。

2.2空间应用系统生物安全等级的识别开展空间生物安全防护设计时,首先应对生物危害的等级(或称生物安全等级,BiosafetyLev-el,BSL)进行识别,根据不同的危害等级制定不同的设计防护策略,避免设计上的冒进所带来的安全患,或者设计过于保守而带来的资源浪费和技术瓶颈。根据NASA的生物安全小组的工作经验,所有有关生物学的材料都要进行生物危害识别,对识别出的生物危害材料都要分配一个生物安全等级[18]。因此,生物危害材料生物安全等级的确定是生物安全工程设计的首要出发点。NASA的JSC中心针对空间应用项目的生物安全等级制定了专门的规定[19],如表2所示。空间生物安全等级主要来源于地面公共卫生系统和实验室生物安全的相关标准,在空间上用时考虑了空间环境可能带来的影响,由于空间飞行独特的环境和条件,BSL-2微生物又被分为两类,BSL-2(中等风险)和BSL-2(高风险)。主要是由于在微重力环境下,微生物气溶胶可能比在地球1g重力下具有更大的风险,对于地面上BSL-2等级的微生物在空间应用时可能产生更严重的后果。因此,在对空间生物安全等级的规定上进行了适应性修改,其原则为:对于地面上可能导致灾难性后果(高致病性)的微生物(BSL-3和BSL-4)禁止在太空项目中使用;对于地面上可能造成中等危害后果的微生物,其在空间环境影响下可能带来更严重的后果,甚至是灾难性的,因此,地面上BSL-2级微生物在太空中又分为中等危害和高危害两类。我国载人航天工程目前采用的生物安全等级划分标准主要遵照现有的国内实验室生物安全防护等级相关规定,对于空间生物安全等级尚无具体的标准进行规定。因此,合理的划分生物安全等级对于工程中遴选生物样本和明确有效的控制措施具有重要的意义。

2.3空间应用系统生物安全包覆等级的识别与设计

2.3.1空间应用系统生物安全包覆等级的确定工程实践中,在已明确了有效载荷生物安全等级BSL的基础上,需要根据生物安全等级确定相应的包覆设计等级(LevelofContainment,LoC)要求。两个重要的原则是:1)生物安全防护的包覆等级不得低于其生物安全等级;2)存在多种微生物的情况下,其包覆等级应根据生物安全等级最高的生物样品来确定。我国空间站空间应用规划了多项有关生物、生命、生态、医学等应用与科学领域实验项目。以当前规划的有关生命科学研究的实验平台为例,确定其初步的生物安全包覆等级,如表3所示。

2.3.2空间生物安全设计准则空间应用载荷生物安全控制的优先级主要包括五个层次(见图4)。工程设计实现过程中,有效载荷研制单位应根据识别出的生物载荷的生物安全等级确定相应的防护设计准则,遵循以下原则:1)生物材料的选择上,应在满足科学实验需求的前提下,尽量选择危害等级低的生物材料和样品;2)生物实验载荷的生物包覆等级应与其生物安全等级相对应,不得低于其生物安全等级;3)对于具有致病性或可能导致设备故障的主要微生物应具有实时监测或者离线检测能力;4)包覆设计应按照最小风险控制或者故障容限,或者两者相结合的设计准则进行设计,如金属结构采用较高的安全系数要求;采用多层密封包覆等;5)包覆设计应考虑最大使用条件下进行设计,并采用试验的方法验证;多层包覆设计时,应对每层包覆手段的有效性进行独立验证;6)采用物理隔离的方式进行包覆设计时,应满足密封设计要求,如所有泄漏路径均采用软密封件,垫片或其他密封材料进行双重密封;金属零件沿着所有接口有两个密封(如盖);流体连接器内部和外部的双道密封;电连接器外部双道密封和引脚周围双密封等;7)采用密封设计时,需要考虑容器材料与有害生物质的相容性设计与验证问题;8)采用多层包覆设计时,应尽量采用组合式包覆形式,即不同形式的隔离方式,如物理隔离与负压相结合,确保各级包覆是相互独立的,不会发生关联失效;样本操作用手套箱采用在手套故障的情况下保持负压的双故障容限的设计等;9)对于有限寿命的生物危害防护措施,如HEPA过滤器,应具有有效的寿命预测手段,以便采取定期的更换或者清洗消毒等措施。

2.4空间生物危险的监测空间微生物的监测是实施微生物控制的前提条件。目前对于载人航天工程领域,较为先进的微生物监测技术主要包括以下几项:1)非培养核酸技术(基于PCR聚合酶链反应);2)三磷酸腺苷生物发光技术(ATP);3)生物传感器,直接激光检测;4)流式细胞术方法;5)基质辅助激光解析/电离飞行时间质谱(Matrix-AssistedLaserDesorption/IonizationTimeofFlight(MALDI-TOF)massspectrometry);6)微观方法(MicroscopicMethods)。传统上,环境和人员的微生物监测主要集中在采用基于培养技术的细菌和真菌。然而,在空间环境中,采用大量的分子、生化和理化实验系统,建立在非培养技术基础之上。采用单一的监测技术往往难以满足微生物监测的需求,因此,在工程实践中,空间科学实验载荷研制单位应根据自身产品的特点,结合各种检测技术的优缺点,合理选用生物检测技术。生物检测技术选用参考表如表4所示。另外,空间科学实验载荷应重点监测BSL-2级以上的微生物。根据国外的经验(ISS,MIR)[10],空气中主要的细菌种类为金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌,内表面主要的细菌种类为金黄色葡萄球菌和芽孢杆菌等;真菌主要为青霉属和曲霉。在监测点设置方面,对于密闭的实验培养箱,应从空间应用的需求出发,对于影响实验效果的入口端应设置微生物监控装置,防止舱内空气和水源中的有害微生物影响实验效果;同时对于出口端同样需要设置微生物监控装置,防止科学实验产生的有害微生物污染舱内大气环境和热控管路。

2.5空间应用系统生物安全风险评估国际空间站上,有效载荷生物材料的生物危害风险评估在发射前必须进行,评估生物有害物质的标准包括微生物的特性,感染剂量,微生物的存量、感染途径,以及与实验协议相关的危害。识别出的所有有害微生物被分配一个生物安全等级(BSL)。有效载荷安全审议小组参照BSL为每个有效载荷制定必要的防护等级。空间应用生物安全风险评估的实施流程如图5所示。

3结论

航天工程论文第2篇

关键词:CDIO理念 航天特色 人力资源管理专业 实践教学

桂林航天工业学院原隶属航天部,为航天企事业单位培养了大批生产、管理人才。因学校的背景和办学特点,人力资源管理专业学生既要在文化上与航天精神匹配,又要在专业能力上满足航天企业的高科技、高标准要求,对人才的理论与实践结合能力要求很高。因此如何构建有效的应用型人力资源管理专业实践教学体系就显得尤为重要。

CDIO教育模式注重学生实践与创新能力的培养,从构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate)四个方面构建教学体系,在全世界范围内都取得了很好的教学效果。因此本文尝试引入CDIO教学理念,探讨如何借助学校航天背景,完善人力资源管理专业实践教学体系,培养有航天特色的人力资源管理人才。

一、构思(Conceive):融合航天精神,创新人才培养模式

航天精神的核心是“自力更生、艰苦奋斗、大力协同、无私奉献、严谨务实、勇于攀登”,是中国航天文化的灵魂。弘扬航天精神,加强与航天企业合作,走特色型人力资源管理专业发展道路,才能创新专业人才培养模式,进而优化航天特色人力资源管理教育结构,保障航天特色人力资源管理专业健康持续发展。

1.利用航天资源,打造航天特色

依托航天企业,利用现有航天资源,探索人力资源管理实践教学与航天企业结合的新途径,是航天品牌的重要体现。航天特色的人力资源管理专业竞争优势在于对航天企业业务的深入分析与反映,与航天企业建立牢固互利的产学研联盟,全方位开展产学研结合。

2.结合航天文化,创新实践教学模式

吸纳航天企业的核心价值观,突出航天企业人力资源管理业务流程反映,在总的教育理念不变的前提下也要尊重每一个学生的个体特殊性,遵循教学规律因材施教,创新实践能力培养机制。

3.融入航天企业管理,培养高素质应用型人才

将航天精神引入高校教育工作,基于航天企业对人才及产品提出的高质量、高标准要求,在专业实践中参照航天企业的管理制度,使学生能够真实感受到航天企业的管理,不仅增强学生对航天事业的感情认同,帮助他们形成正确的世界观、人生观和价值观,还能让他们提前认识和适应未来工作的企业文化,更好地培养了学生的职业素养和技能。

二、设计(Design):航天特色人力资源管理专业实践教学体系的设计

通过“认识企业,走进企业,模拟企业”的方式,践行航天特色校企合作人才培育新模式,在教学管理中汲取“严慎细实”的航天文化,使学生被打上深深的“航天烙印”,塑造出兼具航天文化与创新精神的高素质人才。

1.认识企业

(1)认识实习。主要目的是让学生能在校阶段认识企业,培养学生的认知能力和适应能力,内容包括到航天企业参观、学习,到劳动力市场进行市场调查等,对航天企业基本情况、企业文化、运作程序和模式特点有一个初步的、直观的认识,对当前航天企业在劳动力市场上的用人需求及要求进行分析,做到心中有数。

(2)金工实习。学生走进航天企业生产车间,通过生产实践,了解产品的生产工艺、流程,为日后的《劳动定额》、《工作分析》等核心课程打下基础。

2.走进企业

(1)模拟招聘。即通过引入真实的航天企业,面向全校开展招聘。前期组织工作阶段让学生了解员工招聘的原则、程序以及企业和岗位在人员选拔过程中的具体要求,确定招聘程序与招聘方法,并制订相应的评价标准以及观察量表。继而通过小组协作方式组织应聘,根据已有的评价标准和观察量表对参与招聘人员的现场表现进行量化评价。最终小组对应聘人员做出综合评价。实践中学生能充分体验招聘的全部过程,熟悉招聘的工作内容、常用工具及技巧。

(2)顶岗实习。因人力资源管理工作的特殊性,不可能由学校统一安排,则采取学校组织企业到校招聘,学生分散实习的方式。通过完善与航天企业的实习基地,为学生提供企业现实环境中的真实项目,由企业导师进行指导,运用在校学习的基本知识和理论,去分析、解决实际问题,提高学生综合能力,从而提高学生的就业能力。

(3)毕业实习与毕业论文。毕业实习安排在学生大四的第二个学期,要求学生到航天相关企业实习,通过实习熟悉航天企业的人力资源管理运作情况,为毕业论文的写作打下基础。毕业论文是学生在校学习期间学习成果的综合性总结,能较好地培养学生初步的专业研究能力和创新能力。学生应在老师的指导下确定选题,并从应用型人才培养的角度要求学生论文必须要与具体企业结合,从人力资源管理角度探讨航天企业人力资源管理活动中的相关问题,提高学生的职业素养与技能。

3.模拟企业

(1)人才素质测评。主要是模拟企业人才素质测评的常用方法,包括心理测验、面试、无领导小组讨论。要求学生根据所模拟的岗位职责和任职要求,设计对应的人才素质测评方案,并模拟实施。

(2)ERP实验。包括ERP沙盘模拟实验和ERP 软件模拟实验。因航天生产企业已全面使用ERP系统,实验将航天企业生产、管理的案例与实践教学紧密结合,使学生熟悉航天企业运用ERP系统处理生产和人力资源管理业务的程序和特征,熟练掌握ERP人力资源管理模块的功能、操作流程与方法。

(3)管理技能开发。主要是通过素质拓展的形式,用航天精神熔炼团队,用“严慎细实、诚勇勤和”的航天员工准则来要求学生。主要采用的素质拓展游戏有:团队徒步,智穿电网,绝地取水,众志成城,集体跳大绳等。

(4)课内实践。在专业理论课中设置课内实践环节,根据所学理论内容,结合航天企业完成实践任务。例如《工作分析》课程要求学生为模拟航天企业某一岗位,通过访谈、调查,明确岗位职责及任职要求,并撰写岗位工作说明书。

三、实施(Implement):用航天高标准控制实践教学过程

1.用航天标准严格管理实践教学环节

严格的实践教学管理是教学质量的保障。通过院、系两级管理制定实践教学制度和规范,参考航天企业专家意见,将“严慎细实、诚勇勤和”的航天员工行为准则作为学生的行为要求和职业行为培育规范,严格执行。实践过程中要分级把关,层层监控。校内外指导老师主要考核学生的知识、技能掌握情况,学习态度是否端正,创造力等方面;院、系则主要检查实践过程环节是否按照教学大纲、教学计划履行,并通过抽查实践成果、随堂听课等形式监控管理。

2.利用航天资源,采用“亲验式”教学法

“亲验式”教学方法主要包括案例教学、角色扮演和情境模拟等。

(l)案例教学。优先选择航天企业或教师参与的课题为基础,设计实验案例,通过教学讲授、组织学习讨论,引导学生讨论、思考和参与,旨在激发学生提出有创造性和操作性的解决问题的方法,让学生在校期间就具备了实际工作的必要素质。例如《薪酬管理》课程中介绍航天企业生产工人、科研人员和销售人员的薪酬构成,引导学生讨论其优点和缺点,并提出相应改进措施。

(2)角色扮演和情景模拟。根据航天企业特点设计接近实际工作的场景或任务,由学员在这种场景中分别担任不同的角色,教师进行相应的进行指导。例如《劳动关系管理》课程中让学生分别扮演仲裁机构、航天企业与员工三个角色,针对保密协议进行劳动仲裁和模拟法庭审判,在《劳动定额》课程中模拟航天生产企业,针对某一生产工艺进行工时测算及定额设置。

3.课程考核评价方式导入航天管理模式

模仿航天技术小组的管理模式,将学生分为5-7人的小组(建议小组人数为奇数,避免出现意见相持的局面),共同完成学习任务,以小组总体表现作为评价依据。小组自发选出组长,实践过程中相互讨论、协作,不断完善实践方案或成果。实践训练后由小组代表完成本组项目答辩,检验实践成果,拓展学生的团队合作能力与沟通技巧,适应未来工作的环境与形式。

四、运作(Operate):依托航天企业资源保障实践教学目标的实现

1.加快实践师资队伍建设

(1)加快教育观念转变和知识更新。专业教师观点的转变与知识的更新是保障教学目标得以实现的先决条件。与国内外实施CDIO教育的学校合作,为专业教师提供与这些高校深入交流的机会,使教师逐步转变观念,并在教学工作中改革实践。同时依托学校航天背景,教师深入航天及其他企业锻炼形成制度鼓励,支持教师在企业挂职,加快自身知识和技能更新,促进自身业务水平的提高。

(2)深化产学研合作,培养“三师型”教师。原有的“双师型”教师已经不能很好地满足应用型本科的教学和科研要求,需要培养“三师型”教师来加强教师队伍的建设。所谓“三师型”教师就是在原有“双师型”教师的基础上,专业教师还要具备“职业指导师”的能力。“三师型”教师既要长期关注和了解专业发展趋势及人才需求,并将它反应在教学内容和过程中,有针对性地培养学生的专业知识和能力;同时教师通过与航天企业合作完成各种横向课题,将理论知识与实践活动有机结合起来,在提高科研能力的同时,锻炼了教师的职业能力;另外教师还要帮助学生建立职业发展方向,指导学生做好职业生涯规划,进一步提高人才应用水平,缩小所培养的人才与市场需求之间的差距。

(3)引进航天企业专家,打造兼职教师队伍。聘请航天企业专家担任客座教授和专业建设委员会委员,对在校教师进行指导,使教师能够及时了解企业人力资源管理的发展动态,掌握新思想、理念和技术在人力资源管理中的运用,提升教师的职业能力。同时通过讲座、指导学生的实践课程(如模拟招聘、人才测评等)的形式,提升学生的实践技能,拓宽专业视野。

2.编制融合航天特色的实践教材

传统人力资源管理实践教材要么缺失,要么是以简单的实验指导书的形式存在的,不能深入体现人力资源管理运作流程及各环节的特点。可将传统的案例分析进行优化,特别是案例的选择上,优先选取有航天特色的,还可以在教师与企业合作的项目中选择,或是把学生在企业中的实践资料进行展示。组织有经验的专业教师将这些实践案例及资料进行理论总结和提炼,对各个环节中人力资源管理从业人员的胜任力进行总结和归纳,设计有针对性的实验环节,彻底改变实践教材脱离航天企业的情况。

本文基于CDIO的思想,从构思、设计、实现和运作四个层面探讨了如何从实际出发、依托航天企业设计人力资源管理的实践教学体系,对人力资源管理实践课程的改革进行探索。未来研究方向是在此基础上优化人才培养方案,最终努力构建突出航天特色,产学研合作,为区域经济和社会发展培养应用型人力资源管理人才的人才培养模式。

参考文献

[1]张汝根.借鉴CDIO理念构建国际贸易专业实践教学体系[J].实验室研究与探索,2012(5)

[2]黎超.应用型本科人力资源管理专业培养模式研究――基于CDIO理念[J].科技信息,2011(9)

[3]周灏.构建行业特色鲜明的国际贸易专业立体式实践教学体系[J].纺织服装教育,2013(4)

[4]李闷管,葛莉,宋海宁.“三师型”教师队伍建设探究[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2007(9)

[5]沈奇,张燕,田祥宏.借鉴CDIO理念构建实践教学体系[J].计算机教育,2010(9)

[6]景吉.人力资源管理课程实践教学改革探索[J].中国电力教育,2013(5)

[7]关斐.基于CDIO教育理念下人力资源管理专业创新实践教学路径[J].科技创业月刊,2013(4)

航天工程论文第3篇

英文名称:Space Medicine & Medical Engineering

主管单位:

主办单位:中国航天员科研训练中心

出版周期:双月刊

出版地址:北京市

种:双语

本:大16开

国际刊号:1002-0837

国内刊号:11-2774/R

邮发代号:82-616

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1988

期刊收录:

CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

期刊荣誉:

军队双奖期刊

Caj-cd规范获奖期刊

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航天工程论文第4篇

工程教育认证标准一般由八个指标构成,分别是学生、专业教育目标、学生成果、持续改进、课程体系、师资力量、教学设施、学校支持等。其中工程教育专业认证中的课程设置,为了能支持毕业要求的达成,课程体系设计有企业或行业专家参与。我国各高校在启动工程教育专业认证工作过程中,发现课程体系设置是否科学、合理、会规直接影响到毕业生的工程实践能力与创新能力,进而影响专业培养目标、毕业要求的可达性。因此各高校针对工程教育专业认证标准和要求,提出了各个专业课程体系改革的思路、做法和经验。西北工业大学的张清江等通过调研我国工程教育与专业认证发展历程,对我国航空航天专业与其他已获得资格专业进行对比分析。并结合国际航空航天质量体系认证中的要求,从航空航天工程教育专业认证的必要性、专业特点、航空航天工程教育现状等角度出发进行研究。结合现代中国工程教育存在的普遍问题,提出针对航空航天类专业认证的新方式、新方法,并对航空航天工程教育专业认证需要注意的特性进行讨论。辽宁石油化工大学马会强等依据工程教育专业认证标准,以辽宁石油化工大学环境工程专业为例,通过明确培养目标,解析培养要求,从课程设置、实践环节、毕业设计等方面进行了课程体系改革探索。广东石油化工学院任红卫等分析了我国工程教育的现状,并探讨了在工程教育专业背景下电气专业的教学改革方法,从而提高学生的工程实践能力。浙江工业大学姜理英等人基于对工程教育专业论证的国际比较,结合环境工程教育专业认证的必要性,从培养计划的调整、课程体系的优化、实践教学的强化和师资队伍的提升四个方面,综合系统地提出了对环境工程专业教学内容进行全面优化和提升的路径。张秋根等人根据环境工程专业规范和认证标准要求,以南昌航空大学环境工程专业为例,对其核心课程体系设置和教学内容两方面进行了优化与规范的探讨。为了重视国际认证的引领作用,加强专业办学品牌建设,突出南京航空航天大学能动专业的航空航天办学特色,紧跟国内能动专业人才需要,提升其人才培养质量与专业竞争力,从而拓宽自身生存发展空间,因此需要开展基于工程教育专业认证的能动专业课程体系改革。

2基于工程教育专业认证标准下南航能动专业课程体系优化

通过对国内外本科院校工程教育专业认证的分析与研究,利用对中国近几年的专业认证与评估成果的调查与研究,对其进行梳理,依据工程教育专业认证中课程设置要求,依据南京航空航天大学能源与动力学院能动专业建设相关内容与特色,以培养具有航空航天特色的工程教育专业人才为目标,对南京航空航天大学能动专业课程体系进行优化。以培养要求为基准,着手对课程体系进行优化,并对本科培养大纲进行相应的修订,从而实现培养目标。确定能源与动力专业学生在校期间应修总学分数不能少于180学分。

2.1数学与自然科学类课程

能源与动力专业数学与自然科学类课程是指该专业学生必须掌握的基础课程,主要包括高等数学(11学分)、大学物理(6.5学分)、大学英语模块(10学分)、C++语言程序设计(3学分)等方面共六门课程,总共30.5个学分。因此能源与动力专业数学与自然科学类课程占总学分的比例约为17%,达到了工程教育专业认证标准中至少占总学分的15%的要求。

2.2工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程

工程基础类课程和专业基础类课程主要体现数学和自然科学在该专业应用能力培养,而专业类课程主要体现系统设计和实现能力的培养。其中工程基础类课程主要包括电子电工技术(5学分)、理论力学(3学分)、材料力学(3学分)、工程图学(4.5学分)以及机械设计基础(3学分)等课程,总共为18.5个学分;专业基础类课程主要包括工程流体力学(3学分)、工程热力学(3学分)、传热学(3学分)和化学反应动力学基础(2学分)等课程,总共为11个学分。因此工程基础类课程和专业基础类课程必须要修满至少29.5个学分。对于专业类课程,由于能源与动力专业具体有两个培养方向:方向一为热能动力方向,主要陪养就业方向为航空发动机、地面燃气轮机等相关单位;方向二为能源利用方向,主要培养的就业方向为电厂、新能源以及制冷等相关单位。因此其专业类课程既有相同的专业课程,也有自身特色的课程。其中燃烧原理(2.5学分)、燃气轮机原理与构造(3学分)、热能综合利用(2学分)、热交换器原理与设计(2.5学分)以及热工测量原理与方法(2学分)等,总共12个学分,这些课程为能源与动力专业两个培养方向都必须学习的专业类课程。另外每个培养方向又有其特定的专业类课程必须选修,其中热能动力方向专业类课程包括叶轮机原理(2.5学分)、燃气轮机控制原理及应用(2学分)、燃烧技术与分析(2学分)、内燃机原理与构造(2学分)、工程传质与应用(2学分)等共9门课程;能源利用方向专业类课程包括泵与风机(2学分)、供热工程(2学分)、锅炉原理(2学分)、制冷原理与技术(2学分)、可再生能源利用技术(2学分)以及热力发电技术概论(2学分)等共10门课程。无论学生学习哪个方向,共同学习的专业类课程与特定选修的专业课程之和必须要修满至少28个学分。因此,工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程必须要修满的学分数为:29.5+28=57.5学分,因此该类课程学分占总学分的比例约为32%,达到了工程教育专业认证标准中至少占总学分的30%的要求。

2.3工程实践与毕业设计

能源与动力专业设计完善的实践教学体系,主要包括以下几个方面:(1)军事训练,培养学生的吃苦耐力与过硬的身体素质;(2)各种课程的课程设计,如:机械设计基础课程设计、电工与电子技术课程设计、C++语言课程设计等,主要培养学生对各门基础课、专业基础课的实际应用能力;(3)工程训练,主要包括机械加工方面的车、磨、铣、刨、铸造以及焊接等金工实习,锻炼学生的动手能力;(4)下厂实习,大三暑假期间,在指导老师带领下去中航工业集团下属的企业或电厂进行为期一个月的下厂实习,锻炼学生把理论知识应用于工程实际中的能力;(5)毕业设计,指导老师开设的毕业设计题目一般都来源于实际工程问题,学生在老师的指导下,在大四下半年开展为期半年的本科毕业实际,培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。能源与动力专业要求学生在实践能力与毕业设计方面修读的总学分不低于42.5,占总学分的23.6%,达到了工程教育专业认证标准中至少占总学分的20%的要求。

2.4人文社会科学类通识教育课程

能源与动力专业在人文社会科学类通适教育课程方面主要包括以下几个模块:(1)通适基础教育平台,主要包括形式政策教育、思想道德修养与法律基础、安全教育、大学生心理健康教育等课程,共19.5个学分;(2)国防军事模块,包括航空航天概论、军事高技术概论等,至少修满1.5个学分;(3)文化素质模块,主要包括文化历史、艺术鉴赏、科技基础、哲学社会等课程,至少要修满6个学分;(4)创新创业类模块,主要包括大学生职业生涯发展与规划、创业基础以及经济管理等课程,共5.5个学分。人文社会科学类通识教育课程总共需修满32.5个学分,占总学分的18%,达到了工程教育专业认证标准中至少占总学分的15%的要求,使学生在从事工程设计时能够考虑经济、环境、法律、伦理等各种制约因素。

2.5航空航天特色类课程的设置

为了突出南京航空航天大学能源与动力专业的航空航天特色,在开设的课程中,如国防军事模块、专业类课程以及工程实践与毕业设计中,课程教学内容包含浓郁的航空航天特色,由于指导老师所从事的科研项目都是来自于国防工业集团,具有丰富的研究经验,因此在专业基础课和专业课的讲课过程中,所列举的实例都是以航空航天为背景的工程问题,特别是毕业设计和下厂实习,因此在能源与动力专业课程优化过程中,充分突出了南京航空航天大学的航空航天特色。

2.6注重科技创新能力培养

学生创新素质的培养直观重要的是培养学生的创新意识,因此积极创造条件让学生能够在大学期间积极的参与科技创新活动。主要包括:(1)鼓励学生积极参加各种科技类竞赛,如:流体力学大赛、节能减排大赛、开设卓越班等,并且科技竞赛获得奖励的同学在保研方面给予政策上的倾斜;(2)安排学生参与教师的科学研究工作,让学生在参与科研过程中更好的掌握好该专业的理论知识,加强学生的动手能力,拓展学生的科研视野。

2.7学习进程

大学生本科期间的各门课程是相互衔接的,因此需要考虑课程之间的匹配与衔接,如图1所示。学习进程主要分成了三部分:一是基础课程,包括高等数学、大学物理、计算机等;二是学科基础,包括结构和流体力学、热学和电学方面的课程;三是专业课程,主要包括了热能动力和能源综合利用两个方向的相关课程。整个课程体系分为三条线:第一是流体和热学相关的课程,如流体力学、工程热力学、传热学、燃烧学等;第二是结构力学方面,包括理论力学、材料力学等;第三是计算机语言方面的课程。因此在安排各门课程的学期上需要考虑上述课程衔接问题,从而最终制定出合理的能源与动力工程专业教学计划表。

3结论

航天工程论文第5篇

关键词:CDIO模式;航天专业;课程体系;大学生创新实践项目

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)21-0051-02

一、引言

目前诸多高校针对空间工程、飞行器系统与工程、导弹工程等多种航天专业设置的本科生课程,可划分为力学、航空宇航、电子、信息与控制等多个系列课程。同时,航空航天等技术领域内很多问题,其研究对象可能既是航天问题又是力学问题,具有与多学科多专业广泛交叉、相互渗透,与实际工程结合紧密的特点。基于上述原因,为了提高航天专业本科人才的培养质量,如何在有限的课时计划内、在有限的课程数目内有效设计航天专业固体力学系列课程,是一个值得探讨的问题。

随着高校内部增大学生的实践比重、面向工程能力培养的呼声日渐高涨,笔者所在的教学组借鉴了起源于美国麻省理工MIT的国际工程教育模式――CDIO模式,在航天专业的固体力学系列课程的设计与应用中进行了相应的教学探索与教学实践,期望通过该模式在教学实践中的正确引入与有效发展,更新教师教学理念与实践手段,增加课程实践比重,充分调动学生学习效率与积极性,为航天或力学专业工程师的培养提供参考。

二、CDIO模式与航天专业力学系列课程的结合途径

国际工程教育模式CDIO,是以产品、过程和系统全生命周期的开发与运用为背景,包含了构思、设计、实施和运行(Conception,Design,Implementation,Operation,简称CDIO)4个教育和实践训练环节。它与航天专业力学系列课程的有机结合,可以考虑如下几个途径:

(一)CDIO模式的起源

CDIO是一种基于传授航天领域技术知识与培养预备工程师能力而起源产生的工程教育模式,其创始人是美国麻省理工MIT航空航天系Edward Crawley教授,其发展初期在2004年左右。可见,将CDIO模式与航天专业力学系列课程的结合,则具有一定的合理性和先天优势,是一种积极有益的尝试。

(二)基于CDIO教育理念形成课程观

CDIO模式是基于“做中学”的教育理念,是一种将实践过程与理论教育相结合的教育理念,结合该模式在航天专业力学系列课程的设计中可形成两种课程观:首先,是一种凸显了“社会需求”的课程观,即根据工程师的社会角色与责任,培养工科毕业生具备较好的工程能力与深厚的技术基础知识,在课程体系与课程内容上,并不是按照严密的学科知识体系来组织课程,而是强调基于社会现实需求来选择和编排;其次,亦是一种强调了“学生为主体”的课程观,即学生的学习效果侧重于从学生的实践感知和实践经验出发来构件知识和能力,基于“做中学”强化学生探究兴趣和实践能力,从而体现了学与做的结合、知与行的统一。

(三)明确实践对象与执行方案

CDIO工程教育模式主要特点是深化技术知识基础和实际职业能力的二元学习经验模式,且该模式的基本原则是反复强化实践,因此CDIO模式的实践必须包括两个或者更多的设计与实施环节。具体来说,航天专业固体力学系列课程体系的实践对象包括如下三类环节:第一个是突出导论性基础课程,即引导学生入门工程实践,领略工程技术的魅力;第二个是初级的实践环节,即针对核心基础课程《工程力学》开展课堂一线教学改革研究;第三个是高级的实践环节,即针对来源于科研任务的设计综合项目进行教学改革实践。

三、CDIO模式下航天专业固体力学系列课程的具体设计与教学实践

教学理念的转变最终体现为课程设置、教学内容与实践对象的改革。在我校2012本科人才培养方案中,我院结合CDIO模式对航天专业固体力学系列导论课程进行了具体设计与教学实践的工作,主要包括如下三个方面:

(一)导论性课程的设置

导论性课程是一个早期的基础工科课程,我院针对航天专业的大一新生设置了导论课程《空天工程导论》,要求选课学生具有一定的数理基础即可。该课程内容主要介绍飞行简史、工程学简介、航空器飞行原理、结构与动力系统等基本概念、基本知识,通过它为入学新生搭建了航空航天器设计、构造、应用所需的知识框架。同时,课程还提供了一个初级的设计―实现的实践,让学员参与水火箭或LTA飞行器的设计与制作。

设置导论课程的主要目的快速引导学生了解航天器的基本构造及工作原理,让学生参与入门的工程实践,从而激发学生兴趣和后期加强学习的主动性。

目前,我院30学时的《空天工程导论》课程已经成功申请为我校的精品视频课程,主讲教师的授课教案和讲义脚本已经完成,且授课视频录制已完成一半以上。

(二)《工程力学》课程的教学改革

首先,调研了近年来国内高校在《工程力学》课程中的改革研究:例如,天津科技大学的李秋h在建构主义教学基础上建立“刨设问题情境”教学法[1],山东英才学院的来小丽实施项目驱动教学法[2],哈尔滨学院的张田梅探索了研究性教学法在工程力学课程教学中的实践。上述内容从不同方法与形式来提高学生处理分析和解决工程实际问题的能力,均可作为低年级核心力学课程改革的组成部分。

其次,调整了我院的《工程力学》教学内容:在静力学部分中重点介绍构件的受力分析、简化与平衡规律;在材料力学部分中以杆件的轴向拉压、扭转和弯曲三个基本变形为研究目标,以“内力分析―内力计算―应力应变计算”为逻辑分析主线,结合强度理论、稳定性分析或能量法来优化组织教学内容,并删除了图乘法和摩尔圆等内容。

然后,改革了我院的《工程力学》教学方法与成绩评定:理论讲授采用了习题讲解、启发式、研讨式、案例式等多元化教学方法;实验操作侧重学生动手能力培养,要求学生按照2~3人合作或单人独立完成课程内13项实验内容,同时实验室采取了鼓励课外开放式实验的机制;成绩评定是将考核点分布于教学全过程中,即由平时成绩、课堂讨论、实验操作、实验报告、科技小论文、期末成绩等考核点综合评定最终成绩。

最后,给出《工程力学》课程近年内取得的成绩:2015年《工程力学》评为校优课程;2015年委托科学出版社再版了《工程力学》教材;2015年成功申报了36学时的MOOC课程《工程力学》,目前主讲人和授课内容已确定,2015年完成了省精品课程《工程力学》复核工作,并向湖南省高校数字教学资源中心提交了课程教学视频、课件、教学大纲、电子教案、教学案例、试题习题、文献资料、教学成果、软件工具等电子材料整理;2015年该课程主讲老师分别获得了学校教学质量新星奖和学校本科教学优秀个人一等奖;2015年实验室新增加了XL3418K互动式普及型材料力学实验装置,完成了12个虚拟实验的材料整理。

(三)大学生创新实践项目与本科毕业设计综合项目的优化

CDIO模式将顶峰级实践体验作为本科教育的顶点。该实践环节往往侧重于学生对以前所学知识的综合运用以及创新能力的培养,要求学生在大三或大四年级中申请了综合项目实践,以团队或个人形式承担来源于科研项目的、更为复杂的实际任务。

我院高年级本科生顶峰级实践环节大多数包括大学生创新实践项目与本科毕业设计综合项目两类。例如,为了优化本科毕业设计模式,笔者所在课题团队采取“双团队设计项目”的集成教学方法进行了如下实践工作:首先,成立了以航天方面的学科带头人为核心,包括结构动力学与设计、振动控制、姿态控制、电子电路共5人组成的教师团队;将总体设计、主控分系统、姿控分系统、动力学建模与分析、帆板振动分系统、星体结构设计等六个子项目形成课题任务书,让学生自主选择,并形成了自然分工、相互合作的学生团队;之后,学生会在教师的指导下,按照任务书计划在规定的时间段内(两个或多个学期)逐步完成开题审查、中期检查、方案设计、理论推导与计算、设计制造、实验验证、撰写报告、项目验收或毕业答辩等步骤。

在课题团队的努力下,近年来取得了如下可喜的成绩:2015年课题团队成员指导的省级大学生创新实践项目《座椅弹性缓冲器等效刚度分析与实验研究》顺利验收,并且验收结论为优秀;课题团队指导了2015年部级大学生创新实践项目《非对称复合材料拉伸-扭转耦合结构设计》,目前为在研阶段;继续完善了学校级的基础力学虚拟仿真实验教学分中心、应用力学虚拟仿真实验教学分中心、力学与航天工程虚拟仿真实验教学中心的工作,并且在省实践教学示范中心的基础上,实验室2016年成功申请为部级力学与航天工程虚拟仿真实验教学中心。

四、结束语

对航天专业固体力学系列课程进行设计与应用的教学实践表明,由于航天航空领域内很多问题是多学科交叉融合、与实际工程联系紧密的问题,应用CDIO教育理念中深化技术知识基础和实际职业能力的二元学习经验模式,对于学生掌握扎实的专业知识和技能,感受鲜活的科学研究过程,激发创新意识起到了良好的促进作用。

参考文献:

航天工程论文第6篇

[关键词]民航强国 航空法学 民航院校 职业化 实践性

[作者简介]包姝妹(1978- ),女,内蒙古呼和浩特人,中国民航大学法学院,中国民航大学航空法律与政策研究中心,讲师,硕士,研究方向为航空法学、民商法学;杨惠(1962- ),女,四川成都人,中国民航大学法学院副院长,中国民航大学航空法律与政策研究中心,研究员、教授,研究方向为航空法学。(天津 300300)

[基金项目]本文系中央高校基金资助项目“我国民航业全球分销系统(GDS)市场开放引发的法律问题研究”(项目编号:ZXH2011F001)、天津市教育科学“十二五”规划课题“民航强国战略下的航空法学职业化实践教学”(项目编号:CE4029)和中国民航大学科研基金资助项目“WTO视域下民航计算机订座系统市场开放引发的法律问题研究”(项目编号:2010kyh02)的研究成果。

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)03-0096-02

一、我国航空法学职业化实践教育培养模式提出的背景

目前,我国正处于由民航大国向民航强国发展的过程中,民航产业的做大做强,对民航人才需求不断加强,而能够服务民航的航空法学实务人才更是促进民航由大到强转变的重要影响因素之一。但由于目前我国民航院校的法学教育培养模式存在问题,没有形成以航空法为特色的法学教学体系,导致我国航空法学人才并不能满足现实需求,人才数量与质量均与民航强国战略不太适应,不仅在微观上影响民航院校法学学生的就业及航空法学的发展前途,而且在宏观上影响民航强国战略的实施。为此,民航院校的法学必须改革现有的教育培养模式,在遵循教育外部关系规律的前提下,主动适应民航经济的发展,重新定位办学目标、教学培养模式等,形成系统的综合的职业化实践性教育培养模式,以促进民航工科院校法科学生的就业,同时也促进民航强国发展战略的实施。

二、我国航空法学教育培养模式存在的问题

1.学科专业体系缺乏特色性。目前,全国共有近600所院校设置了法学专业,其中将近一半以上的工科院校也设置了法学专业。民航院校属于典型的行业特色工科院校,不仅工科专业较多,而且立足于特色民航专业。这样院校中的法学专业,相比较政法类专业院校和综合性大学中的法学专业,在办学规模、师资力量和学生生源等方面确实存在一定劣势,不具备其他综合性院校和法学专业院校培养的法学本科生的就业优势,缺乏较强的竞争能力。我国高校中专门的航空类院校仅限于中国民航大学、中国民航管理干部学院、四川广汉飞行学院、广州民航职业技术学院、北京航空航天大学、南京航空航天大学、沈阳航空航天大学,但专门设置法学院的只有中国民航大学和北京航空航天大学。目前我国民航院校的法学专业人才培养计划或方案中普遍没有区分专业方向、特色课程,没有充分发挥民航行业与法学相结合的优势,没有形成以航空法学为特色的完备学科体系。

2.教育培养模式缺乏实践性。目前的民航院校法学专业由于受人才传统培养模式、办学客观条件等因素的影响,没有重视教育教学的实践性主旨,忽视了将法律运用到民航生产工作一线的要求,导致培养的法科学生只懂法学理论,不懂民航实践,这种教育培养模式将严重影响法科毕业生的实践操作能力,危及就业。

3.教育培养方式单一化。在市场经济条件下,教育培养的学生必须符合企业的需求,适应市场的需求,这就需要产学研的通力合作。而目前民航院校的法学教育培养方式单一,缺乏与民航行政机关、企业的合作,挖掘利用多种教育资源不够。一方面不能体现航空的行业特色;另一方面也不能发挥民航企事业单位实践的优势为教学所用,培养出来的法学学生不能很快地融入和适应民航企事业单位。

4.教学体系不能切合民航实际的需求。第一,课程设置。课程设置主要围绕国家统一的法学十四门核心课程,缺乏航空法学系统课程体系。虽然目前有些民航院校的航空法学专业安排了部分航空法课程,但缺乏航空法学的法律实务实训等技术性课程。第二,教学方法。只有改革教学方法,才能吸引学生的注意力,更好地教授课程内容。我国目前的航空法学教育缺乏调动学生主动性、思考性和动手性的教学方法,培养出来的学生一旦接触到实务便束手无策,一筹莫展。第三,考核与评价机制。当前的航空法学教育对学生的考核一般以书面的试卷考试为主,缺乏对学生航空法律掌握能力的分析评价,没有形成综合的实践考核与评价机制。

三、我国航空法学职业化实践教育培养模式的构建

航空法学职业化实践教育培养模式改革是一个系统工程,需要结合民航强国战略精心设计,从基本框架、培养方式、课程设置、教学方法、考核评价等各个方面进行合理构建。

1.基本框架。为了构建具有明确目标性、系统性和特色性的航空法学职业化实践教育模式,我们提出“四个一”工程。具体是指:“强化一个重点,即建设民航强国为重点;发展一个专业,即建设与发展具有行业特色的航空法学专业;夯实一个平台,即打造航空法学职业化实践教学平台;培养一批人才,即培养大规模的服务民航的航空法学人才。

2.培养方式。积极加强与民航实务部门的联系,进行校企等联合培养,以拓展教学资源,共享教学成果。民航企业和民航院校共同构建基于行业标准的教师与学生培养平台:一方面选派教师到航空企事业单位学习,打造具有行业认可、理论实践结合的“双师”素质航空法学专业教学团队;另一方面,选派优秀学生到航空企事业单位学习实习,加强产学合作,满足市场需求的航空法实务技能人才,实现“双赢”。目前,中国民航大学法学院研究生导师遴选实行“双导师”制,研究生可在“二导”所在单位实训,参加他们的课题或案件。

3.教学体系。法学具有的先天职业背景决定了法学教育是一门应用性学科,具有较强的社会性和实践性特点;而民航业更是一门实践性学科,所以航空法学天生具有职业化、实践性的特点。因此,在教学体系上必须满足航空法学的职业化性质和民航的实践性本质。具体表现在:

第一,课程设置。课程设置上既要强调学术性,更要强调实践性。具体包括两大模块:第一模块是民航与法学基本理论知识,第二模块是航空法理论与实践课程。第一模块以民航概论和法学十四门必修课为导航课,具体包括民用航空基础、航空器基础知识、空中交通管理、机场及空港、航空运输及运营、航空运输安全及监管、法理、宪法、民商法、刑法、诉讼法、国际法等。第二模块的航空法理论课主要分为航空法概论、航空法律文献检索、航空公法、航空私法,在此基础上根据不同院校的优势和特色细分为航空商业与法律、航空运输法律和政策、航空保险法、航空电子信息服务法律、航空航天知识产权法、航空器事故调查与法律,航空刑法、航空犯罪与预防、航空保安法、卫星通讯与法律,民航行政监管、国际航空法、比较航空法、航空航天法、外层空间法、国际航空法等。

第二,教学方法。航空法学不仅仅是给学生传授航空法学理论,而且还要让学生运用相关理论解决航空运输生产实践中碰到的法律问题,这就需要充分运用各种教学方法,从听说读写四个方面锻炼学生的实际能力和素养。听是指听教师传授各部门法的课程;说指通过辩论法、情境模拟法、案例教学法、探讨教学法等锻炼学生的语言功能,将之用于民航法律的实务中;读是指大量阅读在法律文献课程中查找到的文献书籍、法院判例等,深入了解民航与法律知识;写是通过学年论文、毕业论文、读书报告、案例分析报告、实习报告、模拟法庭法律文书等锻炼学生的动手能力。总之,运用这些教学方法增强学生对航空法学的感性认识,激发学习的兴趣,最大限度地调动和提升他们的应用能力与实践能力。

第三,考核与评价体制。航空法学人才的考核与评价体制要脱离传统的单一考核方式和评价体系,不再单纯以“分数”论英雄。而是设计一套合理的、综合的评测体系。首先,制定考评标准。针对不同的理论课程与实践课程设计不同的标准。理论课程注重理解与分析,实践课程注重操作与运用,所以应有不同的标准。其次,考评主体应多元化。为了发挥学生的主动性能力,在考评过程中应采用以教师考评为主,学生自助互评和实习单位考评为辅的考评方式。最后,考核方式多样化。学习内容的丰富多样决定了考评形式的多样化,不限于传统的笔试,还可以采取口试、实践报告、现场答辩等。考评方法不仅重学习结果,更重学习过程,对于评价学生的综合素质,特别是实践能力具有重要意义,能够反映出学生的航空法学实践能力与理论功底。

第四,实施效果评价。构建的航空法学职业化实践教育培养模式是否能够真正实现,能够为实现民航强国战略目标服务,需要一个合理的实施效果评价机制。为此,我们一方面从教学角度进行检测,主要从三个维度检测上述提出的培养目标、培养方式、课程设置、教学方法等落实到位,具体包括培养航空法法学素养的深度、拓展民航通用知识的广度和强化航空法务应用技能的熟练度。另一方面从学生就业角度进行评价。航空公司如果只要懂法律的,大可以从一些综合性名牌大学或政法院校招人,民航企事业单位更希望能够有具备民航知识背景和技能的多元化复合型实践人才从事具体的工作。因此,是否落实了航空法特色实践教育,就看民航院校是否培育出了真正能为民航单位服务的毕业生,使其能够从容上岗就业。所以,可以从学生就业的角度评价航空法学实践教育模式,一方面从学生是否能进入民航企事业单位就业来评价,另一方面从就业后能否获得就业单位良好的反馈进行评价。

总之,在民航强国战略实施的过程中,民航院校的航空法学专业必须立足于现实,制订航空法学人才培养模式总体改革方案,探索建立标准化、体系化的航空法职业化实践教育模式,在促进航空法学发展的同时,提升航空法人才职业能力和职业素质,以满足我国民航发展的需要。

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[7]唐自政.从“知识导向”到“实践导向”——应用型本科高校法学教育人才培养模式改革初探[J].皖西学院学报,2011(2).

航天工程论文第7篇

关键词:航天类专业 人工智能 教学探索

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(b)-0155-02

面对航天科技迅猛发展,现代军备技术快速提升,培养具有专业性的高素质航天类人才,是我国航天科技发展的战略选择,也是航天重点高校面向并有效服务航天事业的历史责任。航天类本科生的教育形式也需要突破传统的方式,着重多样性、前沿性、工程性,因此,该专业的各门课程教育都应该结合专业特点,探索新的教学模式。

人工智能自1956年诞生50多年以来,引起众多科研机构、政府和企业的空前关注,已成为一门具有日臻完善的理论基础、日益广泛的应用领域和广泛交叉的前沿学科。由于航天领域的特殊要求,人工智能在其发展中发挥着不可替代的重要作用,各发达国家都相继开展了人工智能与航天技术相结合的研究,致力于实现可重构的、具有容错能力的、智能的飞行系统和管理系统。因此,“人工智能”作为航天类专业的一门特色选修课,应结合专业特点展开更具有实用性和创新性的教学。

1 人工智能课程特点

一方面,“人工智能”是一门多学科交叉的综合学科,它涉及计算机科学、数学、心理学、认知科学等众多领域,具有知识点多、涉及面广、内容抽象、不易理解、理论性强等特点,使得该课程的教学具有较大的灵活度和较高的难度。另一方面,“人工智能”是一门正在发展中的学科,具有较强的前沿性,计算机科学、信息科学、生物科学等相关学科的发展不断的提出了许多新的研究目标和研究课题,使得人工智能的技术和算法也需要不断更新,这在很大程度上增加了“人工智能”课程的教学难度。

2 航天类专业特点

首先,航天类专业具有较强的工程性。在专业的教学改革中有统一的特点,即强调要体现航天工程技术的综合性、系统性, 注重培养复合型人才。其次,航天类专业具有一定的前沿性。因为航天飞行器作为现代高科技和多种学科技术综合应用的结晶,应及时把现代先进科技融入到了专业基础和专业类的课程教学中, 专业知识更新快成为又一特点;另外,航天类专业应注重实践性教育。尊重个性和兴趣,强调动手能力,实验室对学生开放,要求学生自主地设计完成实验,强调对学生设计理念和创造能力的培养。最后,航天类专业应重视产学合作。产学合作的目的在于推动学校与航天产业的持续全面合作,造就一支科学技术研究和工程实践兼备的教师队伍。

3 教学模式的探索

3.1 教材的选择

人工智能作为一门新兴的学科,其理论与方法都还在不断的发展与完善中。就目前来看,关于人工智能的定义和范围都没有一个统一的标准,不同的教材所介绍的内容也不尽相同。在教材选用方面,需要综合考虑专业特点和学生的知识背景。本课程主要针对航天类专业高年级本科生,该类学生具有一定的数学、计算机、信息论、通信理论等基础知识,对航天应用的基本需求有初步的了解,因此,“人工智能”课程难度应该控制在中级,可以较深入的介绍人工智能的基础算法和应用案例。

中南大学蔡自兴教授积累了多年的教学与科研经验,借鉴了国内外其他专家和作者的最新研究成果,吸取了国内和国外人工智能领域学术书籍的长处,于1987年编写了“人工智能及其应用”一书,该书根据人工智能学科的新发展不断修订,推出四个版本。本课程采用“人工智能及其应用(第4版)”,其中大部分内容适合本科生学习。另外,本课程还给学生提供其他一些参考书目,如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence:A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等经典教材。

3.2 课堂教学形式的探索

“人工智能”课程内容较抽象,概念较为繁多,若采用单一的课堂讲授的方式,学生容易概念混淆、理解不透,逐渐产生厌倦情绪,导致教学效果差。本文探索不同的课堂教学手段,根据不同内容采用不同的教学手段,有利于学生对课程内容的理解与吸收。另外,考虑到航天类的专业特点,突出课程内容的工程应用,增加研究性质的教学内容与形式,有利于培养学生的创新能力和实践能力。

(1)课件采用图文并茂的PPT。综合利用文字、图像、声音、视频等多种媒体表示方法,在介绍原理和概念时采用精辟的文字,介绍算法流程时采用图像,介绍算法应用时采用视频。在PPT中适当利用不同的字体、颜色或动画来突出重点,细化流程,引导学生的思路,便于集中注意力接受重点内容。

(2)适当增加课堂讨论与练习。对于人工智能的一些基本问题,可以引导学生进行调研和讨论,来深化课程内容的了解,并提高学生的学习兴趣;对于重要的算法和理论,可以增加课堂练习,让学生实际动手进行公式的推导或演算,并在练习中分析学生对问题的理解程度,有针对性的增加讲解或指导。

(3)适当采用类比的讲解方式。对人工智能的不同学派,不同方方法,以及方法的不同应用,广泛的采用类比的形式进行讲解,不仅可以复习已学习的内容,也利于对新内容的理解。并且,通过对不同内容的比较总结相似点、区分不同点,可以避免概念的混淆,清晰的掌握课程内容。

(4)增加研究性教学。研究性教学强调通过问题来进行学习,有必要将实际应用案例或者授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去,用“启发式”、“案例式”教学激发学生“自主学习”能力。

3.3 课程内容的探索

一方面,鉴于本科生知识结构还不够完善,“人工智能”课程的内容要控制在适应本科生学科基础的中等难度;另一方面,鉴于航天类专业的特点,课程内容应更注重与航天应用相结合的内容,并且在课程中增加具体应用的介绍。具体的课程内容如表1所示。

3.4 考核形式的改革

“人工智能”课程注重学生创新能力和实践能力的培养,传统的试卷形式不能全面的反应学生的学习效果,因此,应采用课堂表现和课程报告相结合的方式进行综合考核。

一方面,重视学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,对学生课堂讨论与练习的表现进行考核评分,作为总成绩的参考;另一方面,注重学生课题调研和实践的能力,采取提交课程论文的形式进行考核。正确引导学生根据个人兴趣、课程内容、可行性、实践难度进行合理选题,并根据所选题目进行文献查阅和总结,完成调研报告或算法实现报告。结合者两个方面进行最终成绩的评定,综合衡量学生问题分析能力、论文写作能力和创新实践能力。

4 结语

航天类专业的本科生教学需针对专业特点有的放矢,该专业的课程教育都应该趋向于前沿性、专业性和实用性。本文的“人工智能”课程教学改革方案不仅考虑到该课程属于前沿叉学科的特点,也综合考虑了航天类专业的特点。为了使课程教学更好地服务于学生,本文提出的改革方案打破传统的教学模式,将课堂理论讲解、课堂讨论、课后调研、项目实践等相结合,充分调动学生的学习兴趣和积极性,提高学生的创新能力,有利于培养真正符合航天领域所需要的综合型高级人才。

参考文献

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[4] 纪霞,李龙澍.本科人工智能教学研究[J].科教文汇(上旬刊),2013(6):91-92.

[5] 肖春景,李建伏,杨慧.《人工智能》课程教学方法改革的探索与实践[J].现代计算机(专业版),2013(26):32-34.

[6] 熊德兰,李梅莲,鄢靖丰.人工智能中实践教学的探讨[J].宿州学院学报,2008(1):146-148.

[7] 张伟峰.本科高年级人工智能教学的几点思考[J].计算机教育,2009(11):139-141.

航天工程论文第8篇

11月14日,第八届上海航天科技论坛暨上海市宇航学会2013学术年会开幕式在上海科学会堂海洋能厅举行。本届论坛由上海航天局、上海市宇航学会主办,上海交通大学、上海航天电子技术研究所、上海讯泓计算机科技有限公司协办。开幕式由学会秘书长徐钫主持。上海市科协党组成员钱之广,上海航天局副局长、宇航学会副理事长汪浩平出席会议并致辞。

上海航天局副局长、学会副理事长孟光、张伟强,上海航天局总工程师、学会副理事长苏锦鑫,上海航天局局长助理、学会常务理事骆剑,上海航天局型号总指挥、学会常务理事衡刚,学会名誉理事陈欣生、施金苗、恽才兴等出席年会。上海科学技术研究所协会、上海市汽车工程学会、上海市核学会、上海市科技社团专职工作者协会、上海市老科技工作者协会、上海市船舶与海洋工程学会,以及上海科学杂志、学会团体会员单位和社会各界的科技工作者共120余人参加了学术交流。

论坛以“卫星导航应用的产业化发展”为主题,为该领域的专家、学者和各界人士提供了一个理论研究和成果交流的学术平台。论坛专题学术交流由上海航天局总工程师、学会副理事长苏锦鑫主持,特邀在此领域学术卓越的专家学者作主题报告。华东师范大学董大南教授作了《国际大地参考框架和它的原点对导航卫星的影响》,上海交通大学电子信息与电气工程学院常务副院长郁文贤教授作了《导航与位置服务的跨界创新与发展》,上海北斗导航卫星平台有限公司总经理陈大吾作了《基于时空信息系统的安全体系建设》学术报告。

航天科技论坛暨上海市宇航学会学术年会是上海市科协及上海航天局与上海市宇航学会共同构筑的多学科、综合性、开放式学术交流平台。自创办并列为中国国际工业博览会科技论坛项目以来,得到了上海市委、市政府的大力支持,受到了上海市科协所属团体和广大科技工作者的欢迎。年会迄今已经连续举办八届,为广大航天科技工作者提供了一个系统了解航天前沿发展动态、开展综合交流研讨、提升学术能力、加速学科交叉融合发展、推动产学研结合和航天产业化发展的舞台,为上海航天的创新发展和上海社会经济发展产生了深远的影响。(上海市科协)

航天工程论文第9篇

1.专业初识

飞行器设计与工程,顾名思义,就是设计先进的飞行器,主要面向航空飞行器设计。本专业方向具有较强的行业特色,航空航天工程是基本的服务方向;同时,在民用工程领域有广阔的市场。轰动世界的“阿波罗登月计划”“神舟”飞船等,都是本专业的杰作。

2.学业导航

本专业学生主要学习飞行器设计方面的基本理论和基本知识,受到航空航天飞行器工程方面的基本训练后,具有参与飞行器总体和部件设计方面的基本能力。

主干学科:航空宇航科学与技术、力学、机械学。

主要课程:材料力学、机械设计、弹性力学、结构力学、流体力学与空气动力学基础、飞行器动力学、飞行力学、力学性能与结构强度、试验技术、自动控制理论、飞行器总体设计、结构设计、复合材料设计与分析、空间制导控制、传热学与热防护等。

3.发展前景

在轰炸机、运输机、民航飞机等其他机型上面,中国与世界先进水平存在着不小的差距。各航空公司使用的大型民航飞机都是进口的,目前国内没有能力生产。本专业极具发展空间。

二、人才塑造

1.考生潜质

对数学、物理等有比较浓厚的兴趣。常查询航天飞机的资料,对航天飞机感兴趣,对飞机导航系统感兴趣。喜欢飞机模型,常看人造地球卫星发射的实况转播。渴望当一名宇航员。注意了解宇宙飞船的材料,常收集宇宙飞船的模型等等。

2.学成之后

本专业培养的工程技术人员和研究人员,具备较好的数学、力学基础知识和飞行器工程基本理论,同时有较强的飞行器总体结构设计与强度分析、试验的能力。

3.职场纵横

本专业毕业生能从事飞行器(包括航天器与运载器)总体设计、结构设计与研究、结构强度分析与试验,通用机械设计及制造等多方面的工作。

一、专业简介

1.专业初识

飞行器动力工程专业主要以航空发动机为研究对象,其目的就是生产出高效、实用、先进的航空发动机。由于航空发动机为载人飞行器提供动力,其在高速飞行、高性能和高可靠性等方面要求都极为严格,因此飞行器动力装置在动力工程领域一直处于技术领先地位并带动了相关学科的发展。

2.学业导航

本专业学生主要学习有关飞行器动力装置的基础理论和基本知识,受到机械工程设计、实验测试和计算机应用等方面的基本训练,具有飞行器动力装置及控制系统的设计、实验和运行维护等方面的基本能力。

主干学科:机械工程、力学、动力工程与工程热物理。

主要课程:机械原理及机械设计、电工与电子技术、工程力学、自动控制原理、工程热力学、传热学、流体(含气体)力学、动力装置原理及结构、动力装置制造工艺学、动力装置测试技术等。

3.发展前景

我国航天、航空事业的迅速发展,展示了本专业良好的发展前景。

二、人才塑造

1.考生潜质

具备扎实的数学、物理等方面的理论知识,掌握外语、计算机等必备工具。对飞行器的燃料装置感兴趣,了解飞行原理。常研究宇宙飞船的燃料,关注飞机的新燃料。常搜集飞行器动力资料,对飞机动力系统感兴趣,了解导弹动力装置等等。

2.学成之后

本专业培养具备飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面知识的专门人才。

3.职场纵横

本专业毕业生可以在航空、航天、交通、能源、环境等部门从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面的工作。

一、专业简介

1.专业初识

飞行器制造工程专业是国防科工委重点建设专业,主要研究探索更方便、更快捷、更可靠的飞行器制造工艺、方法。本专业属于机械制造范畴,需要有很强的实践能力,不仅要学习机械制造的各种工艺、整套方法和流程,而且要对飞行器的设计有一定了解。

2.学业导航

本专业学生主要学习自然科学基础知识、制造工程基本理论和飞行器制造的基本理论和知识。通过各种实践性教学环节,培养运用所学的基本知识和技能,分析和解决飞行器制造工程中的实际问题的能力。

主干学科:机械工程、电子科学与技术、材料科学与工程。

主要课程:理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、航空工程材料、电工与电子技术、计算机技术、金属塑性成形原理、模具设计与制造、飞机零件加工与成形工艺、飞机装配工艺、飞机构造、计算机辅助飞机制造等。

3.发展前景

国内不仅在飞行器设计上与国外差距很大,在制造方面也有很大的差距。加强航空建设、国防建设,需要大批专门人才的不断努力,这预示着本专业前景十分广阔。

二、人才塑造

1.考生潜质

关注新型飞机,对飞机机械原理感兴趣,了解宇宙飞船的构造,收集过飞机图片资料,常观察各种飞机模型,希望做一名飞机设计师等等。

2.学成之后

本专业培养从事飞行器制造领域内的设计、制造、研究、开发与管理的专门人才。

3.职场纵横

本专业毕业生适应性强,社会需求量大,就业范围广,在广大科研院所、高科技产业和航空、机械、电子、计算机公司等单位都有用武之地。

一、专业简介

1.专业初识

飞行器环境与生命保障工程是以空间环境、生物技术、环境化工等学科为基础,研究飞行器救生系统为主,将人、机器、环境有机结合的复合型专业。目前,国内有三所高校开设了飞行器环境与生命保障工程专业:北京航空航天大学、哈尔滨工业大学和南京航空航天大学。

2.学业导航

本专业学生主要学习航空航天生理、空间环境工程、热控系统理论、控制理论、人机系统工程等基础理论,掌握从事航空航天环境模拟、控制与生命保障系统设计与研究所必需的基本知识和技能。

主干学科:动力工程与工程热物理、控制科学与工程。

主要课程:工程热力学、传热学、空间环境工程、航空航天生理学、控制理论、人机工效学、理论力学、材料力学、空调制冷技术、航空航天环境控制系统、航空航天安全工程、空间环境试验技术等。

3.发展前景

科学技术飞速发展,预示着航空航天技术广阔的发展前景。

二、人才塑造

1.考生潜质

喜欢关注宇航新闻,关注空间站的建设,对宇宙探索节目或介绍宇宙的文章感兴趣。对宇航员训练条件感兴趣,对宇航生物实验感兴趣。了解空间生理学,渴望了解外层空间等等。

2.学成之后

本专业培养的人才,具备航空、航天环境模拟控制、生命保障系统设计与研究能力,能在航空航天领域从事环境控制与生命保障系统设计,在民用领域从事热能利用、空调、供暖等系统设计。