空天技术领域研究生创新实践能力培养探索

［摘 要］ 针对空天领域的技术特征，为解决空天技术领域研究生创新实践能力的培养问题，探索了采用飞行试验牵引研究生创新实践能力的培养新模式，通过小型固体试验火箭的全周期实践，培养研究生的总体思维、工程素养和创新实践能力。根据飞行试验的特性，提出实践条件与师资力量相结合的支撑条件建设方案，分析了支撑条件与研究生创新实践能力培养间的关系。结合空天领域的行业特性和岗位需求，提出多维度、多层次、多元化的研究生创新能力培养评价方案，以期全面、准确地评价研究生的培养效果，促进研究生创新实践能力培养方案的完善与优化，实现研究生在校科研学习、实践能力培养与未来工作任职岗位的良好衔接。

［关键词］ 空天技术；创新实践能力；研究生培养；支撑条件；评价方案

［基金项目］ 2020年度国防科技大学教改项目“空天技术领域军民融合高层次国防科技人才培养研究”（yjsy2020010）；2020年度湖南省教育厅教改项目“空天技术领域军民融合高层次国防科技人才培养研究”（2020JGZD003）

［作者简介］ 刘龙斌（1986—），男，湖南邵东人，工学博士，国防科技大学空天科学学院副教授，主要从事飞行器设计研究；白锡斌（1989—），男（彝族），云南石屏人，工学博士，国防科技大学空天科学学院讲师（通信作者），主要从事飞行器控制系统设计与飞行试验研究；那旭东（1986—），男（满族），黑龙江绥化人，工学博士，国防科技大学空天科学学院讲师，主要从事导弹发动机研究。

［中图分类号］ G643.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）22-0018-04 ［收稿日期］ 2022-11-13

引言

在军民融合背景下，各高校及相关单位正在积极开展研究，探索满足国防领域高层次人才需求的研究生培养模式，强化研究生创新实践能力的培养。许金余、严钰霆等［1-2］探讨了军民融合条件下研究生创新思维的培养模式，认为高层次人才是科技创新、武器装备论证开发、战略战术执行等重要活动的主要实施者，研究了研究生培养模式实施过程中的关键点和培养思路。陈一畅［3］分析了研究生的军地高校联合培养问题，探索了军地高校联合培养对研究生教育的影响，并提出了进一步改革推广“军地高校研究生联合培养”项目的建议。朱晓敏等［4］探索和思考了研究生校企合作培养方案，强调借助校企合作的培养手段增强研究生培养的水平和质量，讨论了校企合作培养流程、考核评价方式等方面的内容。刘文光等［5］针对专业学位研究生创新能力不足、实践能力培养与社会需求脱节等问题，提出了以“四结合、三提升”教学理念为核心的协同式研究生创新能力培养模式。顾越桦等［6］针对专业学位研究生培养模式存在实践应用能力不足等问题，提出要构建创新实践能力培养机制并给出各项改革措施，以此促进专业学位研究生创新实践能力的有效提升。田如锦等［7］通过分析影响研究生创新能力培养的因素，认为在研究生培养过程中，应全方位着力培养研究生灵活运用专业知识、善于发现和解决专业问题的能力，实现由注重基础知识学习到强调创新实践能力培养的转变。李伟等［8］结合研究生教育自改革开放以来蓬勃发展的时代背景，分析了研究生培养中创新能力不足的问题，提出了地方高校提升研究生创新能力的若干举措。许劲［9］针对研究生应用实践能力不强和创新能力不足等问题，重点从导师视角分析提出了科研项目研究、创新创业项目申报和实习实践等提高研究生创新实践能力的途径，为提高专业学位研究生的培养质量提供了重要参考与借鉴。

一、空天飞行试验牵引研究生创新实践能力培养

空天飞行集合了多种专业技术，是“万人一杆枪”的事业。飞行试验项目不只是飞行环节，还包括前期的总体设计、分系统设计、单机测试、系统搭建、总装联调、射前测试等准备工作，以及后期的数据分析、试验评估等总结工作。因此，进行飞行试验，不仅可以全面了解飞行器的组成、工作原理和工作过程，而且在实践过程中，参与的学员还可以根据自身的兴趣和能力，担任各分系统的总师或技术骨干，通过实践训练，提升专业实践能力。通过全流程的飞行试验，学员可加深对专业知识的理解，培养实践能力，增强对空天事业的认同和热爱。具体主要体现在以下三个方面。

（一）总体意识树立

为了确保飞行试验成功，飞行器的各个部件和系统均要正常协同地工作，各个分系统的总师和技术骨干需清楚所负责的工作在飞行器总体中的作用，各司其职，协同配合。以我院研制的教学火箭为例，火箭重量为30 kg，长度1 700 mm，直径170 mm，射程4～7 km，模拟航天系统型号研制模式，根据教学需求和火箭规模进行了精简和改造，适合用于研究生培养。教员和学员组成总体组和技术组：总体组由教员负责，博士生和高年级硕士参与，着眼于空天领域前沿和部队急需战斗力生成的新技术，制订飞行试验方案，协调推进项目实施，同时推进论文、专利、竞赛等事项；技术组主体为硕士，教员和博士生指导、辅助、负责飞行试验方案的实施。总体组设计基础方案，给定火箭动力、结构、气动，飞行任务为助推滑翔飞行，伞降回收，主要开展结构特性计算、气动系数计算、弹道设计、制导控制计算、测发方案设计；技术组根据总体组的方案，完成结构加工（外协），制导控制系统、测发系统的搭建与测试，联调合练，实施过程与总体组保持反馈进度和测试结果。此外总体组会根据实际情况调整实施方案，密切配合，共同推进飞行试验。

（二）工程素养训练

实践是检验真理的唯一标准，学员学习的专业知识需要通过实践检验。在教学火箭的设计和研制过程中，学员扮演主要角色，通过火箭功能的实现，掌握专业技能，培养学员的工程意识和安全意识。总体组负责气动设计的学员，根据火箭稳定性和舵机能力约束设计边条翼和舵面，通过改变边条翼的位置改变火箭静稳定度，设计舵偏安装轴的位置，使得舵面铰链力矩保持在舵机性能范围内。负责结构设计的学员，在样件试装过程中认识到加工公差、装配空间、喷漆要求的重要性，完善火箭的结构设计，确保结构安装顺利。负责制导控制算法设计的学员，在半实物仿真过程中认识到控制周期、舵机响应过程对控制系统性能的影响，在仿真设计模型中考虑控制周期和舵机模型，提升了制导控制模型的准确性。

（三）创新能力培养

研究生的培养聚焦在解决问题的能力和创新能力上。解决问题的能力是创新能力的基础，创新能力的培养可有效提升解决问题的能力，两种能力相辅相成。在火箭飞行试验实践教学中，我们设计了“基础案例+创新方案”的方式，其中基础案例采用助推滑翔飞行，帮助学员树立总体意识，培养工程素养。在此基础上，结合科研项目及研究生学位论文的内容，针对需要渗透飞行试验的技术，制订创新方案。目前已经规划的创新方案包括地面定点打击、空中目标打击、在线轨迹规划、在线参数辨识、阵列导引头技术、粗瞄快速发射技术、无人机火箭协同打击技术等。其中地面定点打击和空中目标打击创新方案已完成设计、仿真和测试，火箭已具备飞行试验条件，上述工作均由研究生自主组织与实施，教员负责指导答疑。在基础案例的训练下，研究生树立了总体意识，培养了工程素养，提高了创新能力，初步具备了独立开展科学研究和工程项目的能力。

二、空天飞行试验实践教学支撑条件建设

飞行试验实践教学支撑条件为实践条件和师资力量，其中师资力量为飞行试验相关的总体、气动、动力、结构、导航制导控制、测发、评估等各个专业方向的教师。教师根据各自的专业构建飞行试验所需的实践条件，可分为软件条件和硬件条件。软件包括总体设计软件、弹道计算软件、气动设计与计算软件、结构设计与计算软件、制导控制算法设计程序、测试遥测地面站、数据分析软件等，硬件包括火箭结构件、发动机、电气系统、发射架、发控箱、遥测地面站、半实物仿真系统、飞行试验场等。

各专业教师协同指导学生实践，重点讲授理论与实践的结合点，强调注意事项，确保实践过程的安全性。同时，积累历次飞行试验的经验，总结学生实践中的问题，逐步优化飞行试验的实施方案，缩短实践周期，加快新技术的迭代推进，增加成果产出，提升学生培养质量。

实践条件支撑学生开展火箭设计与飞行试验的创新实践全流程，培养学生运用所学专业知识解决实际问题的能力。在学生具备解决实际问题的能力后，结合课题研究需求，进行探索飞行器新技术的高阶学习，可锤炼学生形成坚持不懈、久久为功、开拓进取的意志品质。

三、空天领域研究生创新能力培养质量评价方案

结合空天技术领域研究生培养的支撑条件，要研究地方研究生创新实践能力培养质量的评价方法。同时，考虑研究生培养效果，我们发现形成的研究生实践能力培养机制直接影响研究生学习和实践能力训练的整体状态。传统的“学习成绩+项目科研+成果”的研究培养质量评价方案已经不能全面反映研究生在校期间的学习状态，缺乏面向具体科研对象的全流程设计、分析、仿真、试验的总体思维和实践经验，未能实现研究生在校科研学习、实践能力培养与未来工作任职岗位的良好对接。

（一）形成多维度、多层次的研究生创新能力培养模式

为解决上述研究生创新实践能力培养的核心问题，结合我院部分专业研究生培养的改革举措，特别是空天技术领域，为培养适应未来工作岗位要求的高层次科技人才，逐步形成了以在研项目牵引、学生全过程参与项目实践研究、案例式现场教学、实习岗位参与式体验等多维度、多层次的研究生创新能力培养模式，构建了相对应的研究生实践创新能力评价方案，综合评价研究生创新实践能力提升的效果与水平，建成以研究生发展为中心、考虑学生未来输出的模式，形成了科学合理的研究生创新实践能力培养机制。这种多维度、多层次的研究生实践创新能力培养模式，充分考虑了研究生实践基础水平的差异性，能够满足不同水平研究生创新实践能力培养的需求。

（二）构建与实践对象相适应的多元化创新能力评价体系

研究生实践创新能力是基于一定的专业基础理论知识，通过应用理论知识训练来培养实践能力的。由于涉及零部件、分系统、总系统及其他相关方面，其本身具有综合性、复杂性、多面性、多层级性等诸多特点。特别是高年级研究生的实践能力培养，更多地以在研项目牵引、实践对象、现场案例、实习岗位等为平台，更需要构建研究生实践创新能力培养对象与过程相适应的多元化创新能力评价体系，综合评价研究生的实践创新思维、创新能力和创新成果。

（三）以实践创新能力评价反向推动空天领域研究生创新能力的培养

坚持以评促建，推动空天技术领域研究生创新实践能力培养模式改革，在学校已有研究生实践教学条件的基础上，逐步在探索与实践中发现并及时解决问题，继续发挥学校的实践教学优势，打造高水平研究生实践能力培养平台，减小或者消除劣势。面向未来研究生培养的长期发展，我校瞄准人才培养定位和目标，进一步关注未来研究生实践能力培养的需求，关注研究生未来任职岗位的实际变化，使研究生的实践创新能力能够满足服务国家经济、支撑国防和军队建设的优秀人才需要，同时为文职人员岗位、国防工业部门培养高层次科技人才，为服务国家经济、社会和国防建设提供重要的人才支撑。

结语

本文探索了空天领域采用飞行试验牵引方式提高研究生创新能力的培养模式，以教学小型固体火箭飞行试验为例，通过全流程的火箭飞行试验树立研究生的总体意识，培养工程素养，提高创新实践能力。同时，建成了飞行试验实践教学所需的支撑条件，包括实践条件和师资力量，阐述了支撑条件通过飞行试验培养研究生解决实际问题的能力和创新实践能力的逻辑关系，并形成了全面反映研究生综合学习效果的创新能力培养质量评价方案，以评促建，迭代更新研究生创新能力培养模式。

参考文献

［1］许金余，白二雷，郑广辉.军民融合战略下军校研究生思维培养模式探讨［J］.课程教育研究，2017（27）：238-239.

［2］严钰霆.军事通信军民融合的发展模式［J］.中国商界（下半月），2009（2）：183.

［3］陈一畅.军民融合背景下军校研究生培养思路探究［J］.空军预警学院学报，2018，32（4）：298-300.