國防生卓越工程專業的實驗條件建設

呂波+張宏偉+馬俊濤+梁四洋+史林

[摘 要]未來戰爭是高科技信息化的戰爭，按照強軍目標、戰斗力標準要求，軍隊院校在卓越工程師培養方面必須充分利用各類信息化技術和手段，開發和建設各類綜合性實驗室和實驗設備，進一步完善教學條件，豐富教學手段，提高教學效果。實驗教學改革作為卓越工程師人才培養教學改革的重要一環，在提高人才培養質量方面將具有顯著的軍事效益。

[關鍵詞]實驗室建設；實踐教學；卓越計劃；國防生

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）04-0038-02

2013年教育部和總參謀部、總政治部、總后勤部、總裝備部聯合下發《關于實施國防生卓越工程師教育培養計劃的通知》，確定從2013年起選拔優秀國防生實施卓越工程師教育培養計劃（下稱“卓越計劃”）。該計劃旨在通過普通高校與軍隊單位的聯合培養，集成利用軍地優質培養資源，提升國防生軍事工程能力和實踐創新能力，加緊培養高層次工程技術后備力量。

卓越計劃實行“3+1”培養模式，前3年在地方普通高校進行學習，第4年到軍隊院校、科研單位、新裝備部隊或武器裝備生產企業進行軍事工程實踐教育。軍械工程學院的雷達工程專業從2013年起首批承擔國防生卓越工程師的“+1”培養任務。由于國防生卓越工程師培養十分重視學員的實踐動手能力和創新能力，我院在國防生一年期培養中，增加了開放實驗、科研小組、綜合演練、部隊實習、參觀見習等形式多樣的實踐教學環節，大大提高了國防生卓越工程師的實踐創新能力。實踐實驗環節對培養學員的動手能力，分析問題、解決問題的能力，正確的思維方法以及嚴謹的工作作風等方面起到不可替代的作用，是提高學員創新能力的重要途徑。[1]

一、現有實驗條件的現狀

實驗室是軍隊院校培養創新型軍事人才和開展科學研究的重要場所，通過開設各類驗證性、設計性實驗，可以大幅提高學員的動手能力和解決工程實際問題的能力，加深學員對所學理論知識的理解，達到舉一反三、活學活用的效果。然而，現有的實驗系統應用于國防生卓越計劃會存在以下突出問題。

（一）開設實驗種類單一，綜合性、系統性不強

目前，我院已建的實驗室多是為某一課程服務，一套實驗設備僅適用于該課程的某些章節，開設實驗的目的是驗證課堂上所學的基礎理論。這些基礎理論在后續的專業課中多有應用，而且是多個基礎理論和技術的綜合應用，但現有實驗系統由于功能過于專一，無法滿足專業課開展設計性和開放性實驗的需求。比如，“微波技術與天線實驗室”開設的微波放大器、頻率綜合、天線方向圖測量等實驗，基本上都是圍繞教材上的理論知識展開，沒有考慮該技術在實際雷達系統中的應用情況，更沒有考慮與該技術相關聯的其他技術，創新性、設計性、開放性和系統性不夠，導致卓越計劃學員的實驗與其他層次學員實驗教學內容區別不大、針對性不強。[2]

（二）實驗內容針對基礎理論，與裝備銜接不夠緊密

根據國防生卓越計劃的培養目標，開設的實驗并不僅僅是完成理論驗證，更多的是體現在實踐創新能力的培養方面。現有實驗室開設的實驗以通用性實驗為主，完全沒有裝備背景。這些實驗系統主要用于理解基本概念、基本理論，其采用的技術也較為傳統，而新雷達裝備中使用的技術和手段卻鮮有體現。所以，現有實驗內容與裝備技術現狀銜接不緊密，不適合于卓越工程師的培養。

（三）實驗設備陳舊，無法代表雷達裝備的發展現狀

我軍武器裝備在進入21世紀后，特別是最近十年，出現了一個飛速發展的階段，新技術不斷使用，新裝備不斷列裝，部隊暫時性的出現了裝備等人才的情況。因而通過國防生卓越計劃的實施為部隊輸送急需的高科技人才顯得尤為重要。但是在卓越計劃的實驗教學方面，很多的實驗設備是上世紀末開發和研制的，所采用的技術體制只能反映20世紀80、90年代的雷達發展水平，根本無法反映近十年來雷達技術的發展現狀。因此，使用這樣的實驗設備開展教學，難以滿足卓越工程師學員的教學需求，更不能滿足學員實踐創新能力培養的要求。

（四）實驗組織形式單一，無法充分激發學員創造性

目前國防生卓越計劃下的實驗組織形式仍然采用傳統的模式：教員首先講解實驗目的，介紹所需的儀器設備，告訴學員實驗的方法和步驟，然后學員根據老師的指導進行實驗驗證。由于實驗方法已定，提供的儀器設備有限，學員無從思考和創新，只能按照既定的實驗路線執行。這種傳統的實驗組織形式，對于老師來說比較容易掌控進度，便于對學員進行輔導，但是對于學員來說，由于方法固定，結果已知，實驗探索的興趣便蕩然無存，實驗變成了一個枯燥的任務。有些學員即使課上沒有完成實驗，也會根據已知的實驗結果編寫實驗報告，完成形式上的實驗。因此，傳統的實驗組織形式，大大限制了學員的創造力、想象力，導致實驗教學質量不高。

二、針對國防生卓越計劃的新型實驗室建設

實驗是驗證、鞏固和補充課堂講授知識的必要環節。建立完善的實驗教學體系，對創新型人才的成長是十分重要的。針對我院國防生卓越工程師人才培養的新任務、新需求，新建和擴建新型實驗室顯得尤為迫切。隨著新人才培養方案的論證，一批新型綜合實驗室逐步提上建設日程。

（一）開設實驗多樣化，豐富卓越計劃教學手段和模式

新型實驗室既開設驗證性實驗，又開設設計性實驗，另外特別開設與部隊訓練、裝備維護和修理等緊密結合的實驗。開發和研制雷達分系統示教系統，配備通用測試儀器、雷達便攜式檢測設備、綜合性能測試設備，完成對雷達發射機功率、接收機靈敏度、接收機噪聲系數、饋線駐波系數、動目標改善因子等主要技術指標的測試，強化學員對裝備性能測試原理的理解，對設備儀器的使用，對測試數據的分析，提高裝備性能測試的技能。注重與部隊裝備技術保障工作緊密結合，提高實踐教學的針對性，依據質量檢測要求和完好性標準，開展裝備技術檢查，確定裝備的技術狀態和質量等級。

（二）實驗內容緊貼裝備現狀，真正做到學以致用

建設由各裝備模擬訓練器組成的模擬訓練資源，開放給學員使用，用于戰斗操作模擬訓練；建設由裝備分系統部組件組成實裝訓練資源，學員自己動手操作，掌握部組件結構、工作原理和維護保養方法；建設由裝備整機模擬維修訓練系統組成的維修訓練資源，用于裝備虛擬維修訓練。新型實驗室可以進行雷達原理與系統課程、雷達信號處理課程的演示實驗，開展雷達裝備構造原理、操作使用、技術檢查、維護保養、裝備修理、性能測試等內容的學習和訓練，全面培養學員雷達裝備保障技能以及裝備管理、組訓和保障指揮能力，為培養“精技術、會管理、能指揮”的新型裝備保障人才提供教學環境和條件保障。

（三）實驗實施開放化，變被動接受為主動理解

改變以往以教員為主體的集中灌輸式的實驗教學方式，放手讓學員獨立進行實驗，以最大限度發揮學員在實驗教學中的積極性與創造性，建立了以學員為主體、以教員為主導的開放式新裝備實驗教學創新體系。[3]比如，在數字信號處理課程中開設離散時間信號與系統的分析、離散時間系統的頻率響應、離散傅立葉變換（DFT）、快速傅立葉變換（FFT）、數字濾波器設計等實驗，在雷達信號處理課程中開設線性調頻信號產生及脈沖壓縮實驗、動目標顯示應用開發實驗、動目標檢測技術實驗、恒虛警處理和雜波圖處理實驗、數字波束形成實驗等，在雷達原理與系統課程中開設數字上變頻實驗、數字下變頻實驗、雷達信號處理機實驗、雷達數據處理機及終端演示實驗等。開設的這些實驗均可編程控制，學員利用已學知識，編程實現數字信號處理、雷達信號處理、雷達信號收發、雷達數據處理和顯示的全過程。這樣，實驗的靈活性強，學員的自主性、創造性就得到了充分體現。

（四）設計與開發功能

新建實驗室不僅能完成原理性驗證實驗，還可以為卓越計劃中的學員培養提供先進的儀器設備和堅實的技術支持，從而保證對專業前沿的跟蹤，為培養高素質人才奠定基礎。但是，實驗室建設不能完全走“高端”路線，比如純粹依賴采購和進口，配備安捷倫、羅德與施瓦茨、艾法斯、安立等公司生產的精密高端儀器設備，這種建設模式必然成本昂貴。由于進口設備本身操作復雜，使用條件苛刻，不太適合開展“人多手雜”的實驗教學。為此，應該把學院已有的科研成果改造、升級、綜合，做成方便操作、低成本的開放性、設計性的實驗設備，教員還可帶領學員開展實驗設備的研制和開發，不斷豐富實驗設備，滿足“裝備部件級”實驗和“系統級”實驗的設備需求。通過改造舊設備，開發新設備，既鍛煉了學員的實踐創新能力，又不斷的充實了實驗教學內容。

三、結論

未來戰爭是高科技信息化的戰爭，按照強軍目標、戰斗力標準要求，軍隊院校在卓越工程師培養方面必須充分利用各類信息化技術和手段，開發和建設各類綜合性實驗室和實驗設備，進一步完善教學條件，豐富教學手段，提高教學效果。實驗教學改革作為卓越工程師人才培養教學改革的重要一環，在提高人才培養質量方面將具有顯著的軍事效益。

[ 注 釋 ]

[1] 韓兆福，徐偉勤，王超勇，等.加強新裝備實驗教學研究[J].實驗室研究與探索，2004（12）：170-173.

[2] 郭恒毅，李素梅，李春艷，等.裝備電氣系統維修實驗教學改革淺探[J].中國教育技術裝備，2012（6）：116-117.

[3] 仲啟媛，黃志祥，張志利.加強軍校實驗室建設，促進任職教育發展[J].實驗科學與技術，2013（2）：163-165.

[責任編輯：鐘 嵐]