淺談軍工專業(yè)推進(jìn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)與教學(xué)

仲健林 馬大為 任杰 于存貴

摘 要：本文以軍工類專業(yè)《兵器發(fā)射理論與技術(shù)》為例，結(jié)合當(dāng)前軍工專業(yè)人才培養(yǎng)方式與需求，探索軍工專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)與教學(xué)的手段、方案。對(duì)當(dāng)前軍工專業(yè)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)過程中存在的實(shí)驗(yàn)規(guī)模小、平臺(tái)集成度低、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法單一、學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容少、考核方式不科學(xué)等問題進(jìn)行了總結(jié)，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)、教學(xué)方法創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容等方面提出了完善和改進(jìn)建議，教學(xué)效果跟蹤表明，完善和改進(jìn)建議具有較好成效。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué);軍工專業(yè);教學(xué)改革;實(shí)踐能力

十九大以來，隨著我國安全環(huán)境與對(duì)外戰(zhàn)略的深刻變化，國防和軍工領(lǐng)域的發(fā)展愈發(fā)快速[1-3]。作為國家安全的支柱，軍工行業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程催生了對(duì)軍工專業(yè)人才的新的需求和高的要求。國內(nèi)以南京理工大學(xué)為代表的高校，結(jié)合傳統(tǒng)軍工背景特色，發(fā)揚(yáng)堅(jiān)持愛國、進(jìn)取超越、踏實(shí)苦干、求真求精的“軍工精神”，為軍工行業(yè)輸送了一大批的“杰出匠才”[4-6]。

當(dāng)前，軍工行業(yè)出現(xiàn)了的研制多、生產(chǎn)少的新現(xiàn)象，對(duì)軍工專業(yè)人才需求更加重視質(zhì)量，對(duì)人才的知識(shí)深度、廣度和對(duì)專業(yè)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力，均提出了更高的要求;提高軍工專業(yè)學(xué)生對(duì)武器系統(tǒng)總體及其子系統(tǒng)技術(shù)掌握程度，拓展學(xué)生在系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的科研能力，是軍工專業(yè)高等教育工作者面臨的共同課題[7-9]。

然而，在軍工行業(yè)迅速發(fā)展和專業(yè)專業(yè)需求更加嚴(yán)苛迫切的背景下，軍工專業(yè)系統(tǒng)級(jí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)思路和力度還不能滿足軍工專業(yè)教學(xué)發(fā)展的要求。本文以軍工類專業(yè)《兵器發(fā)射理論與技術(shù)》為例，對(duì)前軍工專業(yè)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)過程中存在各類問題進(jìn)行總結(jié)，從各個(gè)方面提出了完善和改進(jìn)建議，力圖提高軍工專業(yè)畢業(yè)生系統(tǒng)級(jí)實(shí)驗(yàn)操作能力，鍛煉全面設(shè)計(jì)和思考的思維能力，為今后從事軍工行業(yè)研發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，促進(jìn)我國軍工行業(yè)的發(fā)展。

一、軍工專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)狀

（一）實(shí)驗(yàn)規(guī)模小

當(dāng)前，受限于資金投入、設(shè)備昂貴、實(shí)驗(yàn)安全性等各種原因，軍工專業(yè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)往往規(guī)模較小，僅能從元件級(jí)、部件級(jí)層面抽象地模擬武器武器系統(tǒng)的個(gè)別環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過程中，往往難以使學(xué)生建立起去武器武器系統(tǒng)的直觀認(rèn)知，教學(xué)效果比較一般。即便作為國內(nèi)領(lǐng)先的南京理工大學(xué)兵器發(fā)射理論與技術(shù)專業(yè)，本專業(yè)也同樣存在該問題。例如，本專業(yè)關(guān)于模擬發(fā)射載荷生成的燃?xì)獍l(fā)射實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其與實(shí)際武器系統(tǒng)中采用的尺度已進(jìn)行了大幅縮比，實(shí)驗(yàn)?zāi)M效果與測試參數(shù)等與實(shí)際武器系統(tǒng)差之甚遠(yuǎn)。

（二）平臺(tái)集成度低

受限于各類實(shí)驗(yàn)設(shè)備建設(shè)經(jīng)費(fèi)的分散性，當(dāng)前實(shí)驗(yàn)設(shè)備的建設(shè)流程往往是拿到一筆建設(shè)經(jīng)費(fèi)后，即建設(shè)成單套設(shè)備;難以從全局、頂層的角度考慮實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)，各實(shí)驗(yàn)設(shè)備之間的聯(lián)系并不緊密，無法產(chǎn)生協(xié)同、放大效應(yīng)，無法充分發(fā)揮各實(shí)驗(yàn)設(shè)備的特殊用途，形成優(yōu)勢互補(bǔ)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)。仍以兵器發(fā)射理論與技術(shù)專業(yè)為例，本專業(yè)已建設(shè)的燃?xì)獍l(fā)射實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可用做其他實(shí)驗(yàn)設(shè)備建設(shè)時(shí)的載荷加載裝置，但在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備建設(shè)總體規(guī)劃時(shí)，由于規(guī)劃意識(shí)不強(qiáng)、設(shè)備缺乏規(guī)范管理等原因，規(guī)劃中往往容易忽略實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的集成問題。

（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊

由于軍工行業(yè)的特殊性，軍工專業(yè)最新的科研成果知識(shí)往往很難在學(xué)生的課堂和實(shí)驗(yàn)課程中進(jìn)行公開的講解。軍工專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是對(duì)已公開的武器裝備中的部分模塊進(jìn)行研究。從內(nèi)容的延續(xù)性和技術(shù)的繼承性上來看，軍工專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已經(jīng)滿足要求，但是對(duì)于跟蹤最新技術(shù)并強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維方面，當(dāng)前主流的軍工專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備仍無能為力。以兵器發(fā)射理論與技術(shù)專業(yè)中常用的107mm火箭炮拆裝實(shí)驗(yàn)為例，該裝備在我國已經(jīng)退役，且很多技術(shù)已十分老舊，在某種程度上，可能會(huì)對(duì)學(xué)生今后的武器裝備設(shè)計(jì)理念造成誤導(dǎo)。

二、軍工專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教學(xué)方法單一

當(dāng)前軍工專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的教學(xué)工作，往往是學(xué)生處于被動(dòng)接受的位置，課前教師會(huì)安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的預(yù)習(xí)，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)步驟會(huì)進(jìn)行詳細(xì)講解和指導(dǎo);學(xué)生、教師和實(shí)驗(yàn)設(shè)備之間的角色十分固定，教學(xué)方法更是多年一成不變，無法充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。以兵器發(fā)射理論與技術(shù)專業(yè)中常用的質(zhì)量-桿模態(tài)實(shí)驗(yàn)課程為例，多年來，學(xué)生搭建的質(zhì)量-桿實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛶缀跻恢拢纱私⒌馁|(zhì)量-桿振型仿真模型也是十分雷同;教學(xué)方法的單一，已經(jīng)開始阻礙了新的理念和知識(shí)進(jìn)入課堂。

（二）學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容少

考慮到實(shí)驗(yàn)安全性等問題，當(dāng)前軍工專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程往往是教師演示，學(xué)生觀摩，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手的內(nèi)容非常少;或者最多是學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，按部就班地完成實(shí)驗(yàn)規(guī)定的步驟。很多學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后，往往缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的全面認(rèn)知，對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程背后蘊(yùn)藏的科學(xué)邏輯更是無法吃透，實(shí)驗(yàn)課程的效果大打折扣。以兵器發(fā)射理論與技術(shù)專業(yè)的107mm火箭炮拆裝實(shí)驗(yàn)為例，由幾名學(xué)生為一組觀摩107火箭炮的拆裝過程，學(xué)生往往是剛開始觀摩時(shí)顯得興趣盎然，而后由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已經(jīng)看懂，對(duì)學(xué)生而言，他們的對(duì)該實(shí)驗(yàn)設(shè)備的理解往往只是各種快拆、快裝機(jī)構(gòu)和各類結(jié)構(gòu)緊固件，對(duì)于深層次的使用便利、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、精度設(shè)計(jì)、成本控制等內(nèi)容則很難有所領(lǐng)悟。

（三）考核方式不科學(xué)

軍工專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程由于具有較強(qiáng)的專業(yè)性，且由于教學(xué)方法單一和學(xué)生的實(shí)踐內(nèi)容很少，往往缺乏十分科學(xué)的考核方式;目前，考核方式往往就是交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師按照實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫情況給予評(píng)價(jià)，很難十分全面地考核學(xué)生的動(dòng)手能力、思考能力、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。以兵器發(fā)射理論與技術(shù)專業(yè)為例，107mm火箭炮拆裝實(shí)驗(yàn)中，每組學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，提交給老師批改的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)思考往往比較類似，這不是由于學(xué)生的主觀抄襲造成的，反而是由于各種條件限制導(dǎo)致的考核方式無法量化。

三、完善與改進(jìn)建議

（一）加快實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

在當(dāng)前軍工行業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加速推進(jìn)的大潮下，軍工專業(yè)和軍工專業(yè)的畢業(yè)生在高等教育系統(tǒng)中的地位不斷提升;軍工專業(yè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)更加需要獲得與之地位匹配的重視。

需加大軍工專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)力度，投入資金、人力和物力，全局統(tǒng)籌、謀劃，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的規(guī)?；?、集成化和創(chuàng)新化。

以兵器發(fā)射理論與技術(shù)專業(yè)為例，可基于新型陸基、海基等武器發(fā)射裝備，實(shí)現(xiàn)模擬陸基、海基發(fā)射的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)的整體搭建，使得學(xué)生能夠更加清晰、明了地掌握和運(yùn)用學(xué)科專業(yè)知識(shí)。

（二）強(qiáng)化教學(xué)方法創(chuàng)新

在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)完成的基礎(chǔ)上，軍工專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方法亟須引入新思路、新方法，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的效益最大化，為實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)的建設(shè)，諸如軟件層面活力，助力軍工專業(yè)學(xué)生的科研、創(chuàng)新能力鍛煉與提升。

在教學(xué)方法上，要引入諸如虛擬現(xiàn)實(shí)、半實(shí)物操作、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+等最新技術(shù);在遵守軍工保密原則的前提下，引入更加新穎、多樣的教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生的交互式、沉浸式學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率和效果。

以兵器發(fā)射理論與技術(shù)專業(yè)為例，可通過制作新型武器發(fā)射裝置的特效、動(dòng)畫和模擬軟件等措施，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新，提升學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中深刻認(rèn)識(shí)武器裝備的認(rèn)知度。

（三）精選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

軍工專業(yè)中武器系統(tǒng)涉及的知識(shí)包括：結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、電氣與自動(dòng)化控制和系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)等諸多門類學(xué)科，是一個(gè)極其復(fù)雜的機(jī)-電-液一體化系統(tǒng)。

因此，在軍工專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，需針對(duì)不同專業(yè)方向的側(cè)重點(diǎn)，精選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使得不同專業(yè)方向的軍工專業(yè)學(xué)生能夠精準(zhǔn)地掌握未來在武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)上自己應(yīng)該具備的相關(guān)知識(shí)和技能。

以兵器發(fā)射理論與技術(shù)為例，結(jié)構(gòu)方向的學(xué)生應(yīng)安排總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在流體方向的學(xué)生應(yīng)安排載荷發(fā)生與傳遞相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在電氣控制方向的學(xué)生應(yīng)安排控制系統(tǒng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

四、結(jié)論

在軍工行業(yè)研制多、生產(chǎn)少的新形勢下，為提升軍工專業(yè)畢業(yè)生系統(tǒng)級(jí)實(shí)驗(yàn)操作能力，全面鍛煉思維能力，軍工專業(yè)需加快規(guī)?；⒓苫蛣?chuàng)新化的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容;支撐我國軍工專業(yè)的不斷完善與發(fā)展。

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