航天特色背景下控制工程研究生厚基礎(chǔ)寬專業(yè)的分層教學策略

摘要：航天特色背景下控制工程專業(yè)面對的是高技術(shù)領(lǐng)域的前沿技術(shù)，具有前瞻性和帶動性。因此，進行專業(yè)厚基礎(chǔ)寬專業(yè)的分層教學是十分必要的，能夠提升控制工程專業(yè)研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，有助于我國高技術(shù)領(lǐng)域人才的不斷涌現(xiàn)，確保航天事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。此外，厚基礎(chǔ)寬專業(yè)的分層教學旨在重視培養(yǎng)研究生厚重的基礎(chǔ)知識，寬泛的專業(yè)素養(yǎng)，使其今后不僅能服務(wù)航天，而且能適應(yīng)各行各業(yè)的專業(yè)需求。

關(guān)鍵詞：航天特色；分層教學策略；厚基礎(chǔ)；寬專業(yè)；控制工程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）40-0188-02

一、引言

航天特色背景的人才培養(yǎng)強調(diào)的是如何在現(xiàn)有的專業(yè)培養(yǎng)上體現(xiàn)航天的特色，即在航天人才培養(yǎng)上發(fā)展出一條不同于常規(guī)專業(yè)的培養(yǎng)體系。因此，航天特色背景下控制工程研究生的培養(yǎng)過程中需要充分體現(xiàn)出航天的特色所在，不拘泥于控制工程專業(yè)本身，應(yīng)該將控制與總體，控制與信息等專業(yè)進行有機融合，探索出一條符合航天自身的人才培養(yǎng)道路，這對于航天控制工程專業(yè)研究生的培養(yǎng)至關(guān)重要。

航天特色背景的人才培養(yǎng)中最為重要的一環(huán)是教學，如果采用新穎而豐富的教學策略，激發(fā)學生學習的興趣，營造良好的教學氛圍來滿足學生對從事航天事業(yè)的憧憬，提高課堂教學的質(zhì)量，促進教學的不斷革新和與時俱進，是需要深入探究的問題。本文將針對航天特色背景下控制工程專業(yè)研究生厚基礎(chǔ)寬專業(yè)的分層教學策略進行研究，力圖從厚基礎(chǔ)和寬專業(yè)兩個方面，闡述分層教學實現(xiàn)的可能性，提出可行的教學策略，滿足未來航天特色背景下控制工程專業(yè)研究生的教學需要，同時也為其他專業(yè)的人才培養(yǎng)提供一些參考。

二、航天特色背景下控制工程研究生厚基礎(chǔ)的教學模式

航天特色背景下的控制工程專業(yè)屬于高技術(shù)領(lǐng)域，專業(yè)的高水準要求對于研究生的教學應(yīng)該重視基礎(chǔ)教育，即所培養(yǎng)的學生應(yīng)該具有堅實的數(shù)學和物理基礎(chǔ)，扎實的邏輯推理能力，良好的寫作閱讀技能。而這些能力的培養(yǎng)應(yīng)該從日常的教學中得以體現(xiàn)，在點滴之間培養(yǎng)研究生的基本功，使他們能在課堂中學習到課本中和課外所學不到的基礎(chǔ)知識和前沿技術(shù)。

厚基礎(chǔ)的教學模式應(yīng)該在研究生階段，繼續(xù)強化學生的數(shù)學和物理課程，延續(xù)理論上的深入教育，訓練學生的思路邏輯能力，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的素養(yǎng)。不僅如此，厚基礎(chǔ)的教學還應(yīng)與航天控制的需求相關(guān)，譬如學習控制理論中的基礎(chǔ)數(shù)學工具，拓展控制應(yīng)用中所需常用數(shù)學物理知識的應(yīng)用，提前了解今后研究中可能應(yīng)到的基礎(chǔ)理論。有些關(guān)鍵的數(shù)理知識，不一定都要精通，但力求做到觸類旁通，所以需要了解數(shù)理知識的體系，以便其在今后科研中能快速、精準地探尋到實際項目中所需的數(shù)學工具和物理知識，從而進一步提高其科學研究的效率。

寬厚的基礎(chǔ)知識不僅僅限于數(shù)學和物理知識和理論，同樣也包含語言的應(yīng)用技巧和仿真工具的熟練使用。其中語言的應(yīng)用技巧包括中英文的閱讀和寫作能力，培養(yǎng)這些良好的應(yīng)用技巧能夠幫助今后科研工作的高效開展，譬如能夠讀懂科研資料，能夠運用寫作技巧將自己的創(chuàng)新性工作及時地呈現(xiàn)出來，能夠通過熟練的語言技巧輕松與他人進行學術(shù)交流，掌握最新的科研資訊。除了語言應(yīng)用技巧的訓練，教學中還應(yīng)該讓學生熟練掌握仿真工具的應(yīng)用，這是因為航天控制專業(yè)的特殊性，需要研究生能夠熟練運用仿真工具來模擬航天器的運動過程，調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的參數(shù)，驗證控制技術(shù)的可行性。只有在教學過程中讓學生充分認識到語言應(yīng)用技能和仿真使用能力的重要性，才能確保研究生在今后的科研中盡可能少花時間來彌補語言和仿真程序上的不足，從而能集中精力攻關(guān)克難，為航天控制的創(chuàng)新性發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

航天特色背景下的控制工程專業(yè)研究生的厚基礎(chǔ)的教學模式，還應(yīng)在課堂上突出對基礎(chǔ)概念和基本方法的講述，避免復雜公式的推導，盡量將煩瑣的內(nèi)容簡化成通俗易懂的知識要點，讓學生能夠在課堂的幾十分鐘之內(nèi)牢記航天控制的相關(guān)概念和知識要點，并能將其貫穿到實際的應(yīng)用中，真正做到融會貫通，達到學以致用的目的。厚基礎(chǔ)的教學模式還應(yīng)強化師生之間的交流，以提問的形式突出每節(jié)課的知識重點，通過反復強調(diào)和課后作業(yè)相結(jié)合的形式，鞏固學生對于基礎(chǔ)知識的理解和駕馭能力。

三、航天特色背景下控制工程研究生寬專業(yè)的教學模式

航天特色背景下的控制工程專業(yè)屬于復雜系統(tǒng)工程的綜合學科，因此在研究生教學過程中應(yīng)該強調(diào)寬專業(yè)的教學模式。所謂的航天特色背景意味控制研究的對象是航天器，在教學過程中應(yīng)該強調(diào)航天器自身的特性，需要將航天器控制與總體緊密結(jié)合起來，從航天器本身的動力學特性出發(fā)，譬如姿態(tài)動力學與軌道動力學特性，依據(jù)其獨特的特性來提出控制要求，探尋所需的控制策略，給出解決面向航天器特殊動力學運動的控制問題?；诖耍诤教焯厣尘跋碌目刂乒こ虒I(yè)研究生的教學過程中，應(yīng)該開設(shè)諸如航天器總體設(shè)計、航天器姿態(tài)動力學、航天器軌道動力學等課程，拓寬其專業(yè)的范疇，確保學生對于控制對象特性有較為深刻的認識，能夠從航天任務(wù)本身出發(fā)理解控制的重要性，激發(fā)學生從事航天控制相關(guān)研究的熱情。

航天控制工程專業(yè)研究生的教學還應(yīng)與控制相關(guān)的導航與制導的內(nèi)容緊密聯(lián)系起來，將導航制導與控制作為一個體系來開設(shè)相關(guān)課程，力圖讓航天控制專業(yè)的研究生能夠明白航天器的控制不是單純采用控制方法就能解決問題，而是要將多學科的寬專業(yè)的內(nèi)容緊密結(jié)合起來，譬如通過課堂教學，讓學生明白要實現(xiàn)航天器的控制任務(wù)，必須首先把航天器自身位置定準，只有導航精度足夠才能確?？刂凭?，這也是航天器導航與控制融合的關(guān)鍵所在。為此，需要針對航天控制工程專業(yè)研究生開設(shè)導航課程，從而將導航與控制的設(shè)計融為一體，拓寬航天控制專業(yè)研究生的知識層面。

航天控制專業(yè)本身的教學也不應(yīng)拘泥于控制策略和控制方法的講述，而是要將傳感器與執(zhí)行機構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容融合起來，從航天器自身的任務(wù)和對象特性出發(fā)，通過課堂教學使學生知道如何測量航天器的姿態(tài)，如何采用多種方法來獲得控制所需的信息輸入，這些都是與航天控制息息相關(guān)的內(nèi)容。不僅如此，在航天控制課程的開設(shè)中，還要保留適當?shù)膱?zhí)行機構(gòu)的內(nèi)容，從可控性的角度讓學生了解執(zhí)行機構(gòu)的重要，有助于學生從系統(tǒng)的角度出發(fā)，理解航天器控制作用受限于所用到的傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，確保學生具有寬專業(yè)的技術(shù)儲備，避免過于狹隘的專業(yè)知識限制了學生今后創(chuàng)新性的研究工作。

航天特色背景下控制工程研究生寬專業(yè)的教學模式還應(yīng)體現(xiàn)分層次的教學模式，即在規(guī)劃和開設(shè)研究生課程的時候應(yīng)該主次分明，將主干課程與選修課程相結(jié)合，在側(cè)重航天控制專業(yè)課程的同時，應(yīng)該開設(shè)航天器建模、傳感器與執(zhí)行機構(gòu)相關(guān)的課程，確保研究生能夠?qū)⒖傮w與控制，導航制導與控制，傳感與控制的關(guān)系理順清楚，確保所培養(yǎng)出來的研究生具有從事航天控制相關(guān)的專業(yè)素養(yǎng)。

四、結(jié)語

航天特色背景下控制工程專業(yè)屬于高技術(shù)領(lǐng)域范疇，專業(yè)的特殊性需要研究生教學需要采用厚基礎(chǔ)寬專業(yè)的分層教學模式，即在基礎(chǔ)教學上應(yīng)該著重強調(diào)厚實的數(shù)理知識和扎實的外語與仿真應(yīng)用能力，在專業(yè)課程的教學中應(yīng)該考慮多專業(yè)的融合，包括與控制相關(guān)的總體設(shè)計方法，傳感設(shè)計理論等，力圖讓研究生在課堂教學中能夠掌握厚實的基礎(chǔ)理論，重要的設(shè)計概念，也能明白與控制相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，真正提升航天特色背景下控制工程專業(yè)研究生的教學質(zhì)量。

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