中圖分類號(hào):G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-7164(2025)20-0127-04
自1956年伊始,中國(guó)航天事業(yè)從無(wú)到有、從大變強(qiáng),從“神舟\"飛天、“天宮\"守望、“北斗\"組網(wǎng)、“嫦娥”攬?jiān)隆ⅰ疤旌蚛"遨游、“祝融\"探火、“羲和\"逐日到“東風(fēng)”衛(wèi)國(guó),不斷創(chuàng)造新的歷史,走出了一條具有鮮明中國(guó)特色的發(fā)展道路。我國(guó)逐夢(mèng)太空奮進(jìn)足跡的背后離不開一支專業(yè)素養(yǎng)高、技術(shù)水平高的航天科技隊(duì)伍的默默付出與奉獻(xiàn)?!帮w天逐夢(mèng),動(dòng)力先行”,動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)作為航天運(yùn)載系統(tǒng)及導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的“心臟”,始終發(fā)揮著舉足輕重的作用。作為一個(gè)高度專業(yè)化和技術(shù)密集型的領(lǐng)域,航天推進(jìn)產(chǎn)業(yè)對(duì)于具備特定技能和素養(yǎng)的研究生人才的需求也隨著國(guó)家航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展日漸迫切。
人才培養(yǎng)戰(zhàn)略貫穿中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展歷程,作為中國(guó)航天事業(yè)的奠基人,錢學(xué)森先生對(duì)人才培養(yǎng)極其重視。無(wú)論是發(fā)展科技還是鞏固國(guó)防,培養(yǎng)人才都是第一位的任務(wù)。作為一位杰出的戰(zhàn)略科學(xué)家,其戰(zhàn)略思想與實(shí)踐也體現(xiàn)在對(duì)教育和人才培養(yǎng)的高度重視與身體力行上。他將培養(yǎng)科學(xué)干部作為學(xué)科發(fā)展的基本環(huán)節(jié)來抓,將“技術(shù)科學(xué)”思想融人人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃、課程設(shè)置等各個(gè)環(huán)節(jié)中,強(qiáng)調(diào)理工結(jié)合、科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合,強(qiáng)調(diào)\"理工結(jié)合\"的技術(shù)科學(xué)人才培養(yǎng)體系,是我國(guó)技術(shù)科學(xué)人才培養(yǎng)之基。
遵循錢學(xué)森思想,針對(duì)專業(yè)型科技人才的培養(yǎng),國(guó)內(nèi)各院校遵循各自的辦學(xué)宗旨和資源特色,開設(shè)相應(yīng)的專業(yè)課程。然而,在全局統(tǒng)籌的角度上仍存在一定欠缺,現(xiàn)有的專業(yè)課程中尚未布局相關(guān)方向和內(nèi)容的專門課程,僅在部分專業(yè)課程中的個(gè)別知識(shí)點(diǎn)處穿插一些相關(guān)的內(nèi)容,導(dǎo)致專業(yè)知識(shí)的講授碎片化、連貫性差,不成體系。除此之外,當(dāng)前的研究生培養(yǎng)教育體系中,仍然較多地沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,這一模式與當(dāng)前航天推進(jìn)事業(yè)快速、精益的發(fā)展需求脫節(jié),造成人才供應(yīng)與行業(yè)需求之間的突出矛盾。
本研究以培養(yǎng)高質(zhì)量專業(yè)實(shí)用型研究生為宗旨,以專業(yè)課程“航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用\"為例,積極打造適用于航天推進(jìn)方向“總師型\"研究生培養(yǎng)的校企聯(lián)合類專業(yè)課程,探索校企深度合作的新模式,加強(qiáng)專業(yè)學(xué)位課程學(xué)術(shù)性與工程實(shí)用性的融合度,提高航天推進(jìn)專業(yè)研究生人才的培養(yǎng)質(zhì)量,優(yōu)化人才培養(yǎng)體系,為促進(jìn)\"產(chǎn)一學(xué)一研一用\"緊密結(jié)合提供重要的支撐。
一、現(xiàn)狀分析與問題呈現(xiàn)
隨著當(dāng)今航天技術(shù)的飛速進(jìn)步,未來運(yùn)載系統(tǒng)、近地空間重復(fù)使用運(yùn)載器著陸/回收、深空探索航天器地外星球著陸,以及武器系統(tǒng)的遠(yuǎn)射程、高速度、強(qiáng)機(jī)動(dòng)性及強(qiáng)突防能力的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)的性能要求也越來越高。特別是在推力調(diào)節(jié)技術(shù)方面,要求推進(jìn)系統(tǒng)能夠根據(jù)飛行任務(wù)的需要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)推力的大小和方向,更合理地分配推進(jìn)劑能量。該技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用在提高航天器的性能、降低任務(wù)成本、提升任務(wù)適應(yīng)性等方面具有重要意義。因此,針對(duì)這一領(lǐng)域的專業(yè)課程建設(shè)是滿足國(guó)家戰(zhàn)略需求、推動(dòng)科技進(jìn)步的必然要求。
結(jié)合當(dāng)前行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài),大部分開設(shè)有航空宇航推進(jìn)理論與工程專業(yè)的高校緊追行業(yè)發(fā)展需求,在研究生培養(yǎng)方案和課程設(shè)置中充分布局了基礎(chǔ)性課程,以滿足普適性的研究生課程需求。北京理工大學(xué)開設(shè)了“航空宇航推進(jìn)原理”“燃燒與傳熱學(xué)\"等課程;哈爾濱工業(yè)大學(xué)開設(shè)有“智能發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”“發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒學(xué)\"等課程;北京航空航天大學(xué)開設(shè)有“航空發(fā)動(dòng)機(jī)原理\"“多維流體動(dòng)力學(xué)\"等課程。不同學(xué)校根據(jù)自身學(xué)科特色設(shè)置有相關(guān)專業(yè)性較強(qiáng)的課程。如,哈爾濱工業(yè)大學(xué)開設(shè)了“高超聲速組合推進(jìn)原理\"“微納衛(wèi)星電推進(jìn)技術(shù)\"“電推進(jìn)陰極技術(shù)\"等課程;北京航空航天大學(xué)開設(shè)了“強(qiáng)度振動(dòng)測(cè)試技術(shù)\"“替代航空燃料燃燒與排放\"等課程。[1-3]
但從目前針對(duì)航天推進(jìn)方面國(guó)內(nèi)外開設(shè)研究生課程的實(shí)踐情況來看,仍存在一些不足。1.基礎(chǔ)性課程布局充分,但專業(yè)化較強(qiáng)的課程可選性不足。總結(jié)來看,針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)方面開設(shè)的課程數(shù)量、種類較多,覆蓋面也較廣,針對(duì)航天推進(jìn)系統(tǒng)的課程相對(duì)較少,專業(yè)課程設(shè)置量仍然嚴(yán)重不足,需要大幅拓展。 [4-5]2 課程的理論性相對(duì)充分,但工程應(yīng)用性與科教/產(chǎn)教融合性不足。當(dāng)前的研究生培養(yǎng)中,仍然較多地沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,即課堂教學(xué)為主,教學(xué)內(nèi)容的理論性較強(qiáng),但與行業(yè)的實(shí)時(shí)需求脫節(jié)。這種課程設(shè)置與教學(xué)模式顯然無(wú)法很好地滿足當(dāng)前航天推進(jìn)事業(yè)的快速、精益發(fā)展需求,導(dǎo)致人才供應(yīng)與行業(yè)需求之間存在突出矛盾。這一矛盾主要體現(xiàn)在兩方面,一是由于在人才專業(yè)知識(shí)需求方面沒有與研究院所、企業(yè)等用人單位高度協(xié)同,行業(yè)資源利用程度不高,導(dǎo)致高校教師在研究生課程教學(xué)內(nèi)容的選擇上不夠精準(zhǔn)、不夠合理,普遍存在專業(yè)知識(shí)創(chuàng)新性不足,時(shí)效性較差,對(duì)行業(yè)需求切入不精準(zhǔn)的現(xiàn)象。二是畢業(yè)研究生到工作單位后,由于掌握的專業(yè)知識(shí)對(duì)口程度不高,工程應(yīng)用性不強(qiáng),無(wú)法快速適應(yīng)或者熟悉工作任務(wù),導(dǎo)致磨合期或者培養(yǎng)期較長(zhǎng),耽誤用人單位任務(wù)進(jìn)度,降低了員工航天報(bào)國(guó)的熱情。
二、指導(dǎo)思想與總體方案
西北工業(yè)大學(xué)當(dāng)前大力發(fā)展“總師型教育”,以培養(yǎng)“具有家國(guó)情懷,追求卓越、引領(lǐng)未來的領(lǐng)軍人才”為目標(biāo),聚焦“低調(diào)務(wù)實(shí)、兼收并蓄,厚積薄發(fā)、為國(guó)鑄劍\"特質(zhì)內(nèi)涵,培養(yǎng)學(xué)生具備“專業(yè)精、系統(tǒng)強(qiáng)、重實(shí)踐、能擔(dān)當(dāng)\"的“總師\"雛形特質(zhì)。這一教育理念旨在著力培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)整機(jī)觀念和解決實(shí)際問題等方面的能力。
作為專門面向航天推進(jìn)方向?qū)I(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的重要專屬專業(yè)課程之一,“航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用\"課程通過深度拓展航天推進(jìn)方面的基礎(chǔ)原理與知識(shí),不僅可以為專業(yè)型研究生提供深入了解航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用的途徑,而且可以通過理論知識(shí)與實(shí)踐案例相結(jié)合的教學(xué)方式,進(jìn)一步鞏固學(xué)生的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐能力,這對(duì)于學(xué)生未來從事航天推進(jìn)系統(tǒng)方面的學(xué)術(shù)研究或工程實(shí)踐都起到重要的支撐作用。該課程的總體教學(xué)方案安排如下。
(一)基本教學(xué)目標(biāo)
為適應(yīng)航天動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)高水平研究型人才的需求,針對(duì)航天推進(jìn)領(lǐng)域?qū)I(yè)課程覆蓋面亟須拓寬、教學(xué)深度亟須加強(qiáng)、工程性與產(chǎn)教/科教融合性亟待提升的問題,充分發(fā)揮校企聯(lián)合在研究生教學(xué)和工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)與優(yōu)勢(shì),開展“航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用”課程建設(shè)。
(二)教學(xué)內(nèi)容
通過講授液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、吸氣式?jīng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)、固液混合火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、粉末火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、凝膠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和膏體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等典型航天推進(jìn)系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、推力調(diào)節(jié)原理及方法,以及不同推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)技術(shù)的最新研究應(yīng)用成果和發(fā)展方向,使學(xué)生掌握有關(guān)航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)的基本知識(shí)和方法,強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)研究能力和實(shí)踐應(yīng)用技能,使其能夠在航天推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究和創(chuàng)新。
(三)教學(xué)形式
1.理論講授:通過教師的課堂講解,幫助學(xué)生理解并掌握不同形式航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)技術(shù)的基本原理和關(guān)鍵概念,對(duì)各種常見航天推進(jìn)系統(tǒng)的推力調(diào)節(jié)技術(shù)研究的必要性、發(fā)展現(xiàn)狀、工程應(yīng)用情況、未來發(fā)展趨勢(shì)和方向等進(jìn)行系統(tǒng)性講授。
2.研討交流:開展深度的校企聯(lián)合授課,邀請(qǐng)同行業(yè)的知名科研院所與商業(yè)航天公司的專家走進(jìn)課堂,分享他們掌握的航天推進(jìn)系統(tǒng)變推力技術(shù)以及一線的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與研制經(jīng)歷,使學(xué)生近距離了解中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的艱辛歷程,也讓學(xué)生了解目前復(fù)雜的國(guó)際形勢(shì)及其對(duì)航天動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展需求,推動(dòng)學(xué)生對(duì)自己學(xué)業(yè)及職業(yè)有清晰的規(guī)劃。
3.創(chuàng)新探索:在課堂教學(xué)與討論基礎(chǔ)上,通過設(shè)置創(chuàng)新性作業(yè)題目,緊扣時(shí)代脈搏,密切聯(lián)系學(xué)生實(shí)際,提升教學(xué)的針對(duì)性和引導(dǎo)性。使學(xué)生在把握主干知識(shí)、核心內(nèi)容的前提下,結(jié)合最新的航天動(dòng)力應(yīng)用,充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新能力,讓知識(shí)學(xué)習(xí)不僅僅停留在概念層面,還可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的對(duì)標(biāo)應(yīng)用。
綜上,“航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用\"研究生課程的建設(shè)不僅是航天技術(shù)發(fā)展的需要,也是高質(zhì)量專業(yè)型研究生教育的重要組成部分。通過此課程,可以有效提升學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力,為我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)更多優(yōu)秀的專業(yè)型人才。
三、課程安排與模塊設(shè)計(jì)
(一)基本思路
1.國(guó)家需求與思政教育導(dǎo)向:緊密結(jié)合國(guó)家航天戰(zhàn)略需求,瞄準(zhǔn)國(guó)際航天推進(jìn)領(lǐng)域的前沿推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用,確保課程內(nèi)容的前瞻性和應(yīng)用價(jià)值。
2.專業(yè)理論與科研實(shí)踐并重:在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論教學(xué)的同時(shí),充分利用校外專家的作用,增加工程實(shí)踐案例分析等環(huán)節(jié),增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
3.創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提升:在課堂教學(xué)與討論基礎(chǔ)上,通過設(shè)置創(chuàng)新性作業(yè)題目,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。
4.內(nèi)容持續(xù)更新優(yōu)化:根據(jù)航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)技術(shù)的快速發(fā)展及時(shí)更新課程內(nèi)容,不斷擴(kuò)充課程校外專家的規(guī)模,保持課程的時(shí)效性和先進(jìn)性。
(二)具體方案
本課程的建設(shè)思路和方案如圖1所示。
1.課程內(nèi)容設(shè)計(jì)
(1)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用: ① 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)方案、系統(tǒng)組成及推力調(diào)節(jié)原理; ② 可調(diào)環(huán)形噴注器和可調(diào)氣蝕文氏管結(jié)構(gòu)布局、工作特性及推力調(diào)節(jié)方法; ③ 典型應(yīng)用案例。
(2)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用: ① 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)的方法及其原理; ② 單室雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)、雙室雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)以及電控固體推進(jìn)技術(shù); ③ 喉栓調(diào)節(jié)技術(shù)、渦流閥調(diào)節(jié)技術(shù)等。
(3)吸氣式?jīng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用: ① 固體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)的方法及其原理; ② 寬調(diào)節(jié)比內(nèi)置固體火箭技術(shù); ③ 滑盤閥調(diào)節(jié)技術(shù)。
(4)固液混合火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用:① 固液混合火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能; ② 推進(jìn)劑、氧化劑供給系統(tǒng); ③ 固液混合火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)原理及調(diào)節(jié)案例。
(5)粉末火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用: ① 粉末火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能; ② 粉末推進(jìn)劑; ③ 粉末火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)原理、方法及案例。
(6)凝膠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用: ① 凝膠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能; ② 凝膠推進(jìn)劑分類及其性能; ③ 凝膠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)原理及案例。
(7)膏體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用: ① 膏體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能; ② 膏體推進(jìn)劑分類及其性能; ③ 膏體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)原理及案例。
2.實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)加強(qiáng)
① 加強(qiáng)與航天科研院所、企業(yè)的校企合作,為學(xué)生呈現(xiàn)更多、更與時(shí)俱進(jìn)的工程實(shí)踐與應(yīng)用案例。 ② 引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用并拓展所學(xué)知識(shí),開展航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)方面的創(chuàng)新探索與設(shè)計(jì)。
3.師資隊(duì)伍建設(shè)
① 引進(jìn)國(guó)內(nèi)權(quán)威科研院所和企業(yè)中具有豐富經(jīng)驗(yàn)的一線專家和學(xué)者,保證教學(xué)質(zhì)量和學(xué)術(shù)水平。本課程邀請(qǐng)?jiān)趪?guó)內(nèi)固體動(dòng)力推力調(diào)節(jié)領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)的研究所研發(fā)人員、國(guó)內(nèi)首款垂直起降可回收液體火箭“星云一號(hào)”總設(shè)計(jì)師及國(guó)內(nèi)粉末火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域研究知名專家等權(quán)威人士為學(xué)生講授固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的最新推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用案例。 ② 加強(qiáng)校內(nèi)教師與校外科研院所和企業(yè)的合作與交流,提升教師的專業(yè)能力和工程實(shí)踐水平。
4.評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制
建立完善的課程評(píng)價(jià)體系,定期收集學(xué)生的反饋意見,及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化授課團(tuán)隊(duì)、課程內(nèi)容和教學(xué)方法等。
上述建設(shè)思路和具體方案的實(shí)施,能夠有效保障“航天推進(jìn)系統(tǒng)推力調(diào)節(jié)技術(shù)與應(yīng)用\"研究生課程的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出既具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)又有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才,滿足航天領(lǐng)域的未來發(fā)展需求。
四、結(jié)語(yǔ)
為適應(yīng)航天推進(jìn)專業(yè)對(duì)創(chuàng)新實(shí)用型人才培養(yǎng)的需求,以目前研究生專業(yè)課程問題為導(dǎo)向,充分發(fā)揮教學(xué)團(tuán)隊(duì)在研究生教學(xué)中積累的經(jīng)驗(yàn)與優(yōu)勢(shì),開展適合于航天推進(jìn)方向“總師型\"研究生培養(yǎng)的校企聯(lián)合類專業(yè)課程建設(shè),探索校企深度合作的新模式。在課程建設(shè)中注重實(shí)效,強(qiáng)化了校企聯(lián)合深度合作的新模式。緊追專業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài),設(shè)計(jì)更新課程內(nèi)容,并通過多模塊教學(xué)形式及校企聯(lián)合教學(xué)團(tuán)隊(duì),強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新探索能力,加深學(xué)生對(duì)專業(yè)發(fā)展、課程傳授的自主性接納能力,為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供有力的支撐。
參考文獻(xiàn):
[1]石磊,金秉寧,孫林.基于航天推進(jìn)理論的“課程思政”協(xié)同育人路徑探索研究:以飛行器動(dòng)力工程專業(yè)教學(xué)為例[J].大學(xué),2022(12):136-139.
[2]蔡佩君.航空航天專業(yè)學(xué)位研究生多元協(xié)同育人體系研究[J].高教論壇,2024(09):39-41.
[3]周敏,周軍,郭建國(guó).新工科背景下航天專業(yè)課程教學(xué)改革創(chuàng)新與實(shí)踐[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2022(05):85-87+98.
[4]劉偉.基于人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的高等院校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)路徑選擇[J].現(xiàn)代教育管理,2023(10):82-93.
[5]阮芳濤,葉楊.全日制專業(yè)學(xué)位研究生校企聯(lián)合培養(yǎng)問題分析與實(shí)踐探索[J].忻州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2024,40(02):58-63.
(責(zé)任編輯:張若)