國(guó)際競(jìng)賽牽引下的航天創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探究

劉 睿， 周 軍， 郭建國(guó)

（西北工業(yè)大學(xué)微小衛(wèi)星技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家和地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，西安 710072）

0 引 言

航天科技人才的創(chuàng)新能力，是決定一個(gè)國(guó)家在國(guó)際航天競(jìng)爭(zhēng)和世界總格局中地位的重要因素之一，航天創(chuàng)新性人才資源是航天科技創(chuàng)新的根本點(diǎn)。《中國(guó)中長(zhǎng)期教育發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確提出：要著重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)手實(shí)踐能力［1］。創(chuàng)新性航天人才培養(yǎng)依然是當(dāng)前航天專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的重要議題。然而，由于航天專(zhuān)業(yè)的特殊性和我國(guó)傳統(tǒng)航天專(zhuān)業(yè)教育模式的封閉性，造成我國(guó)航天創(chuàng)新性人才及創(chuàng)新能力與國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距。研究航天創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義［2-6］。

近年來(lái)，各類(lèi)學(xué)科和專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽層出不窮，通過(guò)競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能已經(jīng)獲得了教育行業(yè)的共識(shí)［7-16］。微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽作為航天相關(guān)領(lǐng)域?qū)W科交叉融合和交流競(jìng)技的有效平臺(tái)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、拓寬國(guó)際視野等方面具有很好的牽引作用。正確把握微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的功能定位，同時(shí)充分發(fā)揮競(jìng)賽平臺(tái)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用，值得認(rèn)真思考和探索并在實(shí)踐中不斷完善。

現(xiàn)提煉多年舉辦微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽及培養(yǎng)航天專(zhuān)業(yè)學(xué)生參加創(chuàng)新實(shí)踐競(jìng)賽的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，以培養(yǎng)具備科學(xué)思維、系統(tǒng)思維、創(chuàng)新思維和分析解決問(wèn)題能力的全方位復(fù)合型航天創(chuàng)新人才為目標(biāo)，探索微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽牽引下的“國(guó)際競(jìng)賽-實(shí)踐培訓(xùn)-成果驗(yàn)證”三位一體有機(jī)結(jié)合的航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式。

1 微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的功能定位

微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的作用是搭建微小衛(wèi)星設(shè)計(jì)與應(yīng)用交流平臺(tái)，為世界各地航天高校學(xué)生提供相互交流學(xué)習(xí)與應(yīng)用航天知識(shí)開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐的機(jī)會(huì)，吸引全球高校學(xué)生參與，帶動(dòng)國(guó)際高?？臻g合作深入發(fā)展。競(jìng)賽以“多元交流，實(shí)踐創(chuàng)新”為指導(dǎo)思想，旨在通過(guò)競(jìng)賽激發(fā)我國(guó)航天專(zhuān)業(yè)高校學(xué)生探索航天的熱情，通過(guò)在國(guó)際競(jìng)賽平臺(tái)上與世界各國(guó)學(xué)生同臺(tái)競(jìng)技的過(guò)程，加強(qiáng)理論知識(shí)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力、合作精神和國(guó)際視野的提升，挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能。即微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的功能定位是在學(xué)生具備基本理論知識(shí)和初步實(shí)踐技能的基礎(chǔ)上，通過(guò)國(guó)際競(jìng)賽平臺(tái)作為載體來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐能力，并激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、合作意識(shí)、拓寬其國(guó)際視野。而要達(dá)到這個(gè)目的，必須以國(guó)際競(jìng)賽為牽引，探究體系化的航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式，并開(kāi)展培養(yǎng)模式的實(shí)踐。

1.1 微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的核心價(jià)值

目前微小衛(wèi)星競(jìng)賽多以立方星為對(duì)象來(lái)開(kāi)展。立方星是指一種低成本納衛(wèi)星，具有低成本、模塊化、開(kāi)發(fā)周期短的特點(diǎn)，尤其適合作為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的研究對(duì)象。標(biāo)準(zhǔn)的立方星采用的是“1U”架構(gòu)，即體積為10 cm×10 cm×10 cm，在此基礎(chǔ)上，立方星可進(jìn)行升級(jí)、擴(kuò)增為“2U”（20 cm×10 cm×10 cm）和“3U”（30 cm×10 cm×10 cm）的立方星。圖1所示為典型2U立方星及其模塊化組件示意圖。

圖1 2U立方星圖示意

參加微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的各國(guó)學(xué)生都需要選擇競(jìng)賽命題開(kāi)展方案設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)仿真、物理仿真、實(shí)物裝配、試驗(yàn)驗(yàn)證分析等任務(wù)，然后提交研究報(bào)告給舉辦方初選，進(jìn)入決賽的隊(duì)伍攜帶實(shí)物參加現(xiàn)場(chǎng)英文答辯和演示，同世界各國(guó)進(jìn)入決賽的選手同臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)競(jìng)技。競(jìng)賽命題方向包括：

（1）微小衛(wèi)星平臺(tái)總體設(shè)計(jì)，主要面向立方星為代表的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化微小衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)計(jì)。

（2）微小衛(wèi)星組件設(shè)計(jì)，主要面向立方星標(biāo)準(zhǔn)化組件設(shè)計(jì)，如飛輪、磁力矩器、太陽(yáng)敏感器、電源系統(tǒng)等。

（3）微小衛(wèi)星任務(wù)設(shè)計(jì)，探索微小衛(wèi)星可以開(kāi)展的各種空間任務(wù)設(shè)想、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（4）微小衛(wèi)星載荷設(shè)計(jì)，基于立方星結(jié)構(gòu)，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化科學(xué)與應(yīng)用載荷設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。

從該競(jìng)賽的過(guò)程可以看出，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)考查了學(xué)生的創(chuàng)新能力和理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力；數(shù)學(xué)仿真、物理仿真、實(shí)物裝配、試驗(yàn)驗(yàn)證等任務(wù)考查了學(xué)生工程實(shí)踐能力和分析解決問(wèn)題的能力；這些任務(wù)都必須以團(tuán)隊(duì)合作的形式才能完成，因此也考驗(yàn)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；現(xiàn)場(chǎng)競(jìng)技環(huán)節(jié)考查了學(xué)生的臨場(chǎng)應(yīng)變能力和國(guó)際交流能力。因此，在微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽中要取得好的成績(jī)，選手必須具備創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、協(xié)作能力、文檔整理能力、國(guó)際交流能力等綜合實(shí)力，是對(duì)學(xué)生綜合創(chuàng)新實(shí)踐能力的全方位考評(píng)。

1.2 微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽培養(yǎng)航天創(chuàng)新實(shí)踐能力的途徑

微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽是培養(yǎng)航天相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要途徑，在創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)中的作用主要體現(xiàn)在4個(gè)方面：

（1）微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽鼓勵(lì)學(xué)生提出新的探索性問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中提出問(wèn)題的意識(shí)，能夠訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新能力。

（2）微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的選題具有發(fā)散性和交叉性的特點(diǎn)，學(xué)生在完成選題的過(guò)程中，需要對(duì)前期理論課程知識(shí)進(jìn)行深化和拓展，還需要利用網(wǎng)絡(luò)、文獻(xiàn)資料等資源開(kāi)展自主學(xué)習(xí)和研究，指導(dǎo)教師也需要通過(guò)啟發(fā)性的教育方式來(lái)促使學(xué)生學(xué)會(huì)自主思考，獨(dú)立分析，綜合判斷，以找到解決問(wèn)題的方法。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)新能力會(huì)得到極大的鍛煉和提高。

（3）微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽注重物理仿真、實(shí)物裝配、試驗(yàn)驗(yàn)證等實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核。學(xué)生將理論研究通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果的過(guò)程，既是對(duì)自己前期理論分析的驗(yàn)證總結(jié)，也是重新發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力可得到進(jìn)一步提升。

（4）國(guó)際競(jìng)賽平臺(tái)對(duì)學(xué)生的國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)文檔撰寫(xiě)、英文答辯、現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)等的要求，對(duì)提升學(xué)生表達(dá)交流能力、國(guó)際視野，應(yīng)變能力都有很大的幫助。

微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽具有高度的專(zhuān)業(yè)性和綜合性，對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、交流能力、合作能力等均提出了很高的要求。因此，必須以國(guó)際競(jìng)賽為牽引，探索系統(tǒng)性的“國(guó)際競(jìng)賽-實(shí)踐培訓(xùn)-成果驗(yàn)證”三位一體有機(jī)結(jié)合的航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式，才能保障競(jìng)賽功能定位的實(shí)現(xiàn)。

2 微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽牽引下的航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式

2.1 航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式

微小衛(wèi)星技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家和地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室的“微小衛(wèi)星及應(yīng)用團(tuán)隊(duì)”作為國(guó)家創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，一直致力于探索航天創(chuàng)新實(shí)踐人才培養(yǎng)的模式。多年來(lái)舉辦過(guò)多次微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽，并將大賽舉辦與學(xué)生培訓(xùn)緊密結(jié)合，通過(guò)培訓(xùn)活動(dòng)為學(xué)生提供系統(tǒng)的微小衛(wèi)星任務(wù)保障支持。同時(shí)，通過(guò)微小衛(wèi)星科研項(xiàng)目與大學(xué)生國(guó)際星座計(jì)劃等方式將學(xué)生優(yōu)秀成果應(yīng)用于在軌任務(wù)中，為優(yōu)秀作品提供發(fā)射上天的機(jī)會(huì)，使得其成果得到驗(yàn)證。構(gòu)建了“國(guó)際競(jìng)賽-實(shí)踐培訓(xùn)-成果驗(yàn)證”三位一體有機(jī)結(jié)合的航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式，如圖2所示。即以舉辦微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽為牽引，以系統(tǒng)性的微小衛(wèi)星實(shí)踐技能培訓(xùn)為助推，最后通過(guò)在軌任務(wù)對(duì)優(yōu)秀成果進(jìn)行驗(yàn)證，拓展學(xué)生科研體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生更好的創(chuàng)新想法和思路，進(jìn)而為下一輪競(jìng)賽創(chuàng)造基礎(chǔ)，從而不斷提高競(jìng)賽水準(zhǔn)，形成完整的創(chuàng)新人才能力提升培養(yǎng)模式。

圖2 三位一體航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式

(1)以微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽項(xiàng)目為載體。微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽是學(xué)生根據(jù)所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，在充分調(diào)研和學(xué)習(xí)相關(guān)拓展知識(shí)和交叉學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)上，提出探索性的創(chuàng)新想法，并通過(guò)競(jìng)賽過(guò)程實(shí)踐的過(guò)程。學(xué)生完成競(jìng)賽選題所需要的專(zhuān)業(yè)能力和素養(yǎng)是在競(jìng)賽準(zhǔn)備過(guò)程中得到積累和提升的，因此，微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽項(xiàng)目是培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐人才的重要載體。

(2)以系統(tǒng)性航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培訓(xùn)為提升手段。微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、交流能力、合作能力等技能的綜合考察。學(xué)生的這些能力在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中普遍發(fā)展得不夠充分，因此需要通過(guò)系統(tǒng)性航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培訓(xùn)來(lái)保證學(xué)生所需能力的有效提升。必須抓住與競(jìng)賽緊密結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)踐能力培訓(xùn)這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理、高效培訓(xùn)課程和體系，補(bǔ)充學(xué)生課堂教學(xué)與工程實(shí)踐之間的空白區(qū)域，并通過(guò)啟發(fā)性的教育方式來(lái)促使學(xué)生學(xué)會(huì)自主思考，獨(dú)立分析問(wèn)題，有的放矢地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

(3)通過(guò)成果驗(yàn)證拓展科研體驗(yàn)，提升競(jìng)賽水平。微小衛(wèi)星技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家和地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室利用科研條件優(yōu)勢(shì)，通過(guò)微小衛(wèi)星科研項(xiàng)目與大學(xué)生國(guó)際星座計(jì)劃等方式將學(xué)生優(yōu)秀成果應(yīng)用于在軌任務(wù)中，使得優(yōu)秀學(xué)生可以參與到具體的航天任務(wù)中，拓寬了學(xué)生的科研體驗(yàn)范圍，極大促進(jìn)了學(xué)生科研創(chuàng)新的能力和熱情。同時(shí)，在任務(wù)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)對(duì)航天任務(wù)有更加深入的理解和思考，從而促進(jìn)創(chuàng)新想法的產(chǎn)生，可以為新一輪的微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽提供基礎(chǔ)。從而促進(jìn)微小衛(wèi)星競(jìng)賽整體水平的提升，進(jìn)入航天人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的良性循環(huán)。

總之，微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽、系統(tǒng)性培訓(xùn)和成果驗(yàn)證這3者相輔相成，互為促進(jìn)，在實(shí)施到位的前提下，將形成良性循環(huán)，是一個(gè)較完整的創(chuàng)新人才能力提升培養(yǎng)模式。

2.2 系統(tǒng)性航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培訓(xùn)體系

航天創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的落實(shí)需要通過(guò)系統(tǒng)性的創(chuàng)新實(shí)踐能力培訓(xùn)體系來(lái)保證。由于學(xué)生課堂教學(xué)與工程實(shí)踐之間存在空白區(qū)域，因此，設(shè)計(jì)合理、高效的培訓(xùn)課程來(lái)補(bǔ)充和銜接這一空白是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。結(jié)合多年的培訓(xùn)工作經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了理論拓展課程、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程及創(chuàng)新實(shí)踐課程3類(lèi)課程構(gòu)成的培訓(xùn)課程體系，如圖3所示。

圖3 面向微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的創(chuàng)新能力培訓(xùn)體系

(1)理論拓展課程。由于參加微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的學(xué)生均是航天相關(guān)專(zhuān)業(yè)，因此，相關(guān)通識(shí)課程已經(jīng)在學(xué)校課程培養(yǎng)計(jì)劃中完成，培訓(xùn)中理論課程的任務(wù)和目標(biāo)是查漏補(bǔ)缺，將學(xué)校課堂教學(xué)的理論知識(shí)適當(dāng)拓展深化，為學(xué)生搭建前期知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)際應(yīng)用之間的橋梁。主要課程如微小衛(wèi)星任務(wù)設(shè)計(jì)、衛(wèi)星姿態(tài)與軌道控制、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與熱控技術(shù)、微小衛(wèi)星電源系統(tǒng)、空間環(huán)境對(duì)微小衛(wèi)星中COTS器件的影響等，這些課程均由微小衛(wèi)星科研一線(xiàn)的老師結(jié)合理論與科研經(jīng)驗(yàn)梳理打造，力求重點(diǎn)突出、清晰高效，為學(xué)生補(bǔ)充課堂學(xué)習(xí)與實(shí)際航天任務(wù)實(shí)踐需求之間的空白區(qū)域。通過(guò)理論拓展課程的培訓(xùn)，可以使學(xué)生掌握比較全面的微小衛(wèi)星總體與分系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)踐所需的基礎(chǔ)知識(shí)與工程經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。

(2)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程與理論拓展課程同時(shí)并行開(kāi)展。主要目的是補(bǔ)充學(xué)生在學(xué)校課堂學(xué)習(xí)中動(dòng)手實(shí)踐方面的短板，學(xué)習(xí)科研規(guī)范和流程。通過(guò)提供豐富的微小衛(wèi)星相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程，使學(xué)生在控制、測(cè)試、仿真等方面的實(shí)踐能力得到有效鍛煉和提升。主要實(shí)驗(yàn)課程如空間微重力環(huán)境下衛(wèi)星姿態(tài)控制實(shí)驗(yàn)、基于STK的軌道仿真實(shí)驗(yàn)、空間機(jī)器人控制與軌跡規(guī)劃實(shí)驗(yàn)、微小衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量敏感器實(shí)驗(yàn)、衛(wèi)星空間環(huán)境實(shí)驗(yàn)、地面站測(cè)控實(shí)驗(yàn)等。通過(guò)全面系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)微小衛(wèi)星整體研制過(guò)程的實(shí)驗(yàn)流程和規(guī)范會(huì)有深入的理解，便于學(xué)生按照科研規(guī)范高質(zhì)量地設(shè)計(jì)微小衛(wèi)星競(jìng)賽項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和完成實(shí)驗(yàn)分析，進(jìn)一步提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。

(3)創(chuàng)新實(shí)踐課程。創(chuàng)新實(shí)踐課程為學(xué)生提供具有探索研究?jī)r(jià)值的實(shí)踐課題，課題可以和學(xué)生競(jìng)賽項(xiàng)目相結(jié)合。每個(gè)課題配備有經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)教師，學(xué)生以組隊(duì)方式參加課題，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，通過(guò)啟發(fā)性的教育方式來(lái)促使學(xué)生學(xué)會(huì)自主思考，獨(dú)立分析問(wèn)題，有的放矢地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力。在創(chuàng)新實(shí)踐課程進(jìn)行過(guò)程中，學(xué)生要自主查閱資料，自主研究方案，自主完成實(shí)驗(yàn)與分析，撰寫(xiě)符合國(guó)際規(guī)范的科研報(bào)告，同時(shí)英文交流展示科研成果。在創(chuàng)新實(shí)踐課程中，學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作能力、實(shí)踐能力、國(guó)際交流能力均會(huì)得到有效提升。

理論拓展課程、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程及創(chuàng)新實(shí)踐課程3類(lèi)課程構(gòu)成的培訓(xùn)課程體系層次分明，創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的鍛煉程度逐漸增強(qiáng)，同時(shí)，鍛煉了學(xué)生的協(xié)作能力和國(guó)際交流能力等軟實(shí)力，這也是復(fù)合型航天創(chuàng)新人才的必備能力，培訓(xùn)體系符合微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的要求。

2.3 成果驗(yàn)證拓展學(xué)生科研體驗(yàn)

將科研與教學(xué)相結(jié)合的培養(yǎng)過(guò)程，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的提升大有益處。對(duì)于國(guó)際競(jìng)賽中的優(yōu)秀作品，舉辦方會(huì)創(chuàng)造發(fā)射和在軌驗(yàn)證的機(jī)會(huì)，將學(xué)生優(yōu)秀成果應(yīng)用于在軌任務(wù)中，指導(dǎo)學(xué)生深入?yún)⑴c真實(shí)的航天任務(wù)，在實(shí)踐中深入理解和思考航天創(chuàng)新的使命和意義，獲取創(chuàng)新的動(dòng)力和靈感。

在軌驗(yàn)證項(xiàng)目主要通過(guò)微小衛(wèi)星科研項(xiàng)目與大學(xué)生國(guó)際星座計(jì)劃等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。如我校與比利時(shí)馮·卡門(mén)流體動(dòng)力學(xué)研究所、荷蘭代爾夫特理工大學(xué)、英國(guó)薩瑞大學(xué)空間中心、瑞士洛桑理工學(xué)院空間中心、德國(guó)萊布尼茲大氣物理學(xué)研究所、斯坦福大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)共同發(fā)起的歐盟第七框架協(xié)議下的QB50計(jì)劃。該項(xiàng)目原計(jì)劃在全球范圍高校和研究機(jī)構(gòu)征集50個(gè)立方星，實(shí)際發(fā)射36顆，采用立方星組網(wǎng)方式探測(cè)人類(lèi)尚未深入涉足的低熱層大氣的中性粒子、離子組成等科學(xué)項(xiàng)目。此項(xiàng)目已于2017年發(fā)射完成，該項(xiàng)目研制主力均為在校學(xué)生，為學(xué)生作品實(shí)現(xiàn)在軌應(yīng)用與驗(yàn)證提供了機(jī)會(huì)。

2018年中國(guó)微小衛(wèi)星大會(huì)上，我校發(fā)起了“國(guó)際大學(xué)生立方星星座深空探索計(jì)劃”，秉承“在和平利用外空領(lǐng)域加強(qiáng)國(guó)際合作，以實(shí)現(xiàn)命運(yùn)共同體愿景，為全人類(lèi)謀福利與利益”的外空命運(yùn)共同體理念，引領(lǐng)各國(guó)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展空間合作，并為各國(guó)大學(xué)生和學(xué)者實(shí)現(xiàn)空間探索夢(mèng)想提供機(jī)會(huì)。充分利用此類(lèi)衛(wèi)星計(jì)劃項(xiàng)目，為微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽中的優(yōu)秀作品創(chuàng)造在軌驗(yàn)證的機(jī)會(huì)，使學(xué)生參與到航天任務(wù)的整個(gè)流程中，拓展學(xué)生科研體驗(yàn)，使得學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力實(shí)現(xiàn)質(zhì)的提升。

同時(shí)，通過(guò)參與航天任務(wù)促進(jìn)創(chuàng)新想法的產(chǎn)生，可以為新一輪的微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽提供基礎(chǔ)。也有利于微小衛(wèi)星競(jìng)賽整體水平的提升。

3 實(shí)施措施及成效

3.1 實(shí)施措施

(1)舉辦微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽。我校依托微小衛(wèi)星技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家和地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，從2011年開(kāi)始循序漸進(jìn)地舉辦了不同級(jí)別的微小衛(wèi)星競(jìng)賽，從學(xué)校級(jí)別競(jìng)賽組織與舉辦開(kāi)始，發(fā)展到省級(jí)競(jìng)賽，如2012年陜西省“翱翔杯”立方星設(shè)計(jì)大賽和2016年陜西省大學(xué)生微小衛(wèi)星載荷與應(yīng)用大賽。到國(guó)家級(jí)競(jìng)賽，如2015年發(fā)起的教育部正式序列中的“中國(guó)研究生未來(lái)飛行器設(shè)計(jì)大賽”。逐步積累舉辦競(jìng)賽的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而成功舉辦國(guó)際級(jí)競(jìng)賽，如2018年的“翱翔杯”立方星及應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和2019年“亞太空間合作組織”微小衛(wèi)星大賽，將國(guó)際級(jí)競(jìng)賽舉辦規(guī)律化常態(tài)化，不斷提高競(jìng)賽規(guī)模和水平，為學(xué)生提供與世界各國(guó)學(xué)生同臺(tái)交流競(jìng)技的平臺(tái)和機(jī)會(huì)。

(2)加強(qiáng)國(guó)際合作擴(kuò)大競(jìng)賽平臺(tái)影響力。實(shí)驗(yàn)室與亞太空間合作組織、“一帶一路”航天創(chuàng)新聯(lián)盟等國(guó)際組織建立了良好的合作關(guān)系，和微小衛(wèi)星相關(guān)專(zhuān)業(yè)國(guó)際高校建立了實(shí)質(zhì)性的國(guó)際合作與交流關(guān)系，如建立了西北工業(yè)大學(xué)-（荷蘭）代爾伏特理工大學(xué)微小衛(wèi)星技術(shù)聯(lián)合研究中心，與德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)聯(lián)合申請(qǐng)了微小衛(wèi)星方向的國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際合作項(xiàng)目等，這些國(guó)際合作可以為擴(kuò)大微小衛(wèi)星競(jìng)賽平臺(tái)的國(guó)際影響力創(chuàng)造良好的條件。

(3)加強(qiáng)培訓(xùn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)。競(jìng)賽牽引的實(shí)踐培訓(xùn)主要以學(xué)生夏令營(yíng)，冬令營(yíng)，假期短期集訓(xùn)等方式進(jìn)行，面向中外學(xué)生開(kāi)展，培訓(xùn)的目的在于提高學(xué)生創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力和國(guó)際交流能力。培訓(xùn)指導(dǎo)教師是競(jìng)賽活動(dòng)中的重要保障，建設(shè)一支工程經(jīng)驗(yàn)豐富、理論知識(shí)水平高、國(guó)際交流能力強(qiáng)的師資隊(duì)伍極為重要。

3.2 實(shí)施成效

通過(guò)微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽牽引下的航天創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力等綜合實(shí)力得到了有效提升。培養(yǎng)的學(xué)生在微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽獲獎(jiǎng)多項(xiàng)，還獲得了第二屆中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)＋”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總冠軍，工信部“工信創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)學(xué)金”特等獎(jiǎng)，陜西首屆研究生創(chuàng)新成果特等獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。此模式作為“創(chuàng)建大學(xué)生系統(tǒng)性實(shí)踐模式，培育航天創(chuàng)新人才”的一部分成果獲得國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)分析微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽的功能定位及其與培養(yǎng)航天創(chuàng)新實(shí)踐能力的相互關(guān)系，以微小衛(wèi)星國(guó)際競(jìng)賽為牽引，構(gòu)建了“國(guó)際競(jìng)賽-實(shí)踐培訓(xùn)-成果驗(yàn)證”三位一體有機(jī)結(jié)合的航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式。論述了系統(tǒng)性航天創(chuàng)新實(shí)踐能力培訓(xùn)體系與通過(guò)成果驗(yàn)證拓展學(xué)生科研體驗(yàn)的實(shí)施方案，對(duì)該模式的實(shí)施措施進(jìn)行了總結(jié)。該模式的實(shí)施效果顯著，對(duì)培養(yǎng)航天創(chuàng)新人才起到了積極的作用。