國防生卓越工程專業(yè)的實驗條件建設(shè)

[摘 要]未來戰(zhàn)爭是高科技信息化的戰(zhàn)爭，按照強軍目標、戰(zhàn)斗力標準要求，軍隊院校在卓越工程師培養(yǎng)方面必須充分利用各類信息化技術(shù)和手段，開發(fā)和建設(shè)各類綜合性實驗室和實驗設(shè)備，進一步完善教學(xué)條件，豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)效果。實驗教學(xué)改革作為卓越工程師人才培養(yǎng)教學(xué)改革的重要一環(huán)，在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量方面將具有顯著的軍事效益。

[關(guān)鍵詞]實驗室建設(shè)；實踐教學(xué)；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(lián)合下發(fā)《關(guān)于實施國防生卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的通知》，確定從2013年起選拔優(yōu)秀國防生實施卓越工程師教育培養(yǎng)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(lián)合培養(yǎng)，集成利用軍地優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)資源，提升國防生軍事工程能力和實踐創(chuàng)新能力，加緊培養(yǎng)高層次工程技術(shù)后備力量。

卓越計劃實行“3+1”培養(yǎng)模式，前3年在地方普通高校進行學(xué)習(xí)，第4年到軍隊院校、科研單位、新裝備部隊或武器裝備生產(chǎn)企業(yè)進行軍事工程實踐教育。軍械工程學(xué)院的雷達工程專業(yè)從2013年起首批承擔國防生卓越工程師的“+1”培養(yǎng)任務(wù)。由于國防生卓越工程師培養(yǎng)十分重視學(xué)員的實踐動手能力和創(chuàng)新能力，我院在國防生一年期培養(yǎng)中，增加了開放實驗、科研小組、綜合演練、部隊實習(xí)、參觀見習(xí)等形式多樣的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，大大提高了國防生卓越工程師的實踐創(chuàng)新能力。實踐實驗環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學(xué)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?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方面起到不可替代的作用，是提高學(xué)員創(chuàng)新能力的重要途徑。[1]

一、現(xiàn)有實驗條件的現(xiàn)狀

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

（一）開設(shè)實驗種類單一，綜合性、系統(tǒng)性不強

目前，我院已建的實驗室多是為某一課程服務(wù)，一套實驗設(shè)備僅適用于該課程的某些章節(jié)，開設(shè)實驗的目的是驗證課堂上所學(xué)的基礎(chǔ)理論。這些基礎(chǔ)理論在后續(xù)的專業(yè)課中多有應(yīng)用，而且是多個基礎(chǔ)理論和技術(shù)的綜合應(yīng)用，但現(xiàn)有實驗系統(tǒng)由于功能過于專一，無法滿足專業(yè)課開展設(shè)計性和開放性實驗的需求。比如，“微波技術(shù)與天線實驗室”開設(shè)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(shù)在實際雷達系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，更沒有考慮與該技術(shù)相關(guān)聯(lián)的其他技術(shù)，創(chuàng)新性、設(shè)計性、開放性和系統(tǒng)性不夠，導(dǎo)致卓越計劃學(xué)員的實驗與其他層次學(xué)員實驗教學(xué)內(nèi)容區(qū)別不大、針對性不強。[2]

（二）實驗內(nèi)容針對基礎(chǔ)理論，與裝備銜接不夠緊密

根據(jù)國防生卓越計劃的培養(yǎng)目標，開設(shè)的實驗并不僅僅是完成理論驗證，更多的是體現(xiàn)在實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面。現(xiàn)有實驗室開設(shè)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(tǒng)主要用于理解基本概念、基本理論，其采用的技術(shù)也較為傳統(tǒng)，而新雷達裝備中使用的技術(shù)和手段卻鮮有體現(xiàn)。所以，現(xiàn)有實驗內(nèi)容與裝備技術(shù)現(xiàn)狀銜接不緊密，不適合于卓越工程師的培養(yǎng)。

（三）實驗設(shè)備陳舊，無法代表雷達裝備的發(fā)展現(xiàn)狀

我軍武器裝備在進入21世紀后，特別是最近十年，出現(xiàn)了一個飛速發(fā)展的階段，新技術(shù)不斷使用，新裝備不斷列裝，部隊暫時性的出現(xiàn)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(xué)方面，很多的實驗設(shè)備是上世紀末開發(fā)和研制的，所采用的技術(shù)體制只能反映20世紀80、90年代的雷達發(fā)展水平，根本無法反映近十年來雷達技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。因此，使用這樣的實驗設(shè)備開展教學(xué)，難以滿足卓越工程師學(xué)員的教學(xué)需求，更不能滿足學(xué)員實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求。

（四）實驗組織形式單一，無法充分激發(fā)學(xué)員創(chuàng)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(tǒng)的模式：教員首先講解實驗?zāi)康模榻B所需的儀器設(shè)備，告訴學(xué)員實驗的方法和步驟，然后學(xué)員根據(jù)老師的指導(dǎo)進行實驗驗證。由于實驗方法已定，提供的儀器設(shè)備有限，學(xué)員無從思考和創(chuàng)新，只能按照既定的實驗路線執(zhí)行。這種傳統(tǒng)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(xué)員進行輔導(dǎo)，但是對于學(xué)員來說，由于方法固定，結(jié)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(wù)。有些學(xué)員即使課上沒有完成實驗，也會根據(jù)已知的實驗結(jié)果編寫實驗報告，完成形式上的實驗。因此，傳統(tǒng)的實驗組織形式，大大限制了學(xué)員的創(chuàng)造力、想象力，導(dǎo)致實驗教學(xué)質(zhì)量不高。

二、針對國防生卓越計劃的新型實驗室建設(shè)

實驗是驗證、鞏固和補充課堂講授知識的必要環(huán)節(jié)。建立完善的實驗教學(xué)體系，對創(chuàng)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(yǎng)的新任務(wù)、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(yǎng)方案的論證，一批新型綜合實驗室逐步提上建設(shè)日程。

（一）開設(shè)實驗多樣化，豐富卓越計劃教學(xué)手段和模式

新型實驗室既開設(shè)驗證性實驗，又開設(shè)設(shè)計性實驗，另外特別開設(shè)與部隊訓(xùn)練、裝備維護和修理等緊密結(jié)合的實驗。開發(fā)和研制雷達分系統(tǒng)示教系統(tǒng)，配備通用測試儀器、雷達便攜式檢測設(shè)備、綜合性能測試設(shè)備，完成對雷達發(fā)射機功率、接收機靈敏度、接收機噪聲系數(shù)、饋線駐波系數(shù)、動目標改善因子等主要技術(shù)指標的測試，強化學(xué)員對裝備性能測試原理的理解，對設(shè)備儀器的使用，對測試數(shù)據(jù)的分析，提高裝備性能測試的技能。注重與部隊裝備技術(shù)保障工作緊密結(jié)合，提高實踐教學(xué)的針對性，依據(jù)質(zhì)量檢測要求和完好性標準，開展裝備技術(shù)檢查，確定裝備的技術(shù)狀態(tài)和質(zhì)量等級。

（二）實驗內(nèi)容緊貼裝備現(xiàn)狀，真正做到學(xué)以致用

建設(shè)由各裝備模擬訓(xùn)練器組成的模擬訓(xùn)練資源，開放給學(xué)員使用，用于戰(zhàn)斗操作模擬訓(xùn)練；建設(shè)由裝備分系統(tǒng)部組件組成實裝訓(xùn)練資源，學(xué)員自己動手操作，掌握部組件結(jié)構(gòu)、工作原理和維護保養(yǎng)方法；建設(shè)由裝備整機模擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)組成的維修訓(xùn)練資源，用于裝備虛擬維修訓(xùn)練。新型實驗室可以進行雷達原理與系統(tǒng)課程、雷達信號處理課程的演示實驗，開展雷達裝備構(gòu)造原理、操作使用、技術(shù)檢查、維護保養(yǎng)、裝備修理、性能測試等內(nèi)容的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，全面培養(yǎng)學(xué)員雷達裝備保障技能以及裝備管理、組訓(xùn)和保障指揮能力，為培養(yǎng)“精技術(shù)、會管理、能指揮”的新型裝備保障人才提供教學(xué)環(huán)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(xué)方式，放手讓學(xué)員獨立進行實驗，以最大限度發(fā)揮學(xué)員在實驗教學(xué)中的積極性與創(chuàng)造性，建立了以學(xué)員為主體、以教員為主導(dǎo)的開放式新裝備實驗教學(xué)創(chuàng)新體系。[3]比如，在數(shù)字信號處理課程中開設(shè)離散時間信號與系統(tǒng)的分析、離散時間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)、離散傅立葉變換（DFT）、快速傅立葉變換（FFT）、數(shù)字濾波器設(shè)計等實驗，在雷達信號處理課程中開設(shè)線性調(diào)頻信號產(chǎn)生及脈沖壓縮實驗、動目標顯示應(yīng)用開發(fā)實驗、動目標檢測技術(shù)實驗、恒虛警處理和雜波圖處理實驗、數(shù)字波束形成實驗等，在雷達原理與系統(tǒng)課程中開設(shè)數(shù)字上變頻實驗、數(shù)字下變頻實驗、雷達信號處理機實驗、雷達數(shù)據(jù)處理機及終端演示實驗等。開設(shè)的這些實驗均可編程控制，學(xué)員利用已學(xué)知識，編程實現(xiàn)數(shù)字信號處理、雷達信號處理、雷達信號收發(fā)、雷達數(shù)據(jù)處理和顯示的全過程。這樣，實驗的靈活性強，學(xué)員的自主性、創(chuàng)造性就得到了充分體現(xiàn)。

（四）設(shè)計與開發(fā)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(xué)員培養(yǎng)提供先進的儀器設(shè)備和堅實的技術(shù)支持，從而保證對專業(yè)前沿的跟蹤，為培養(yǎng)高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。但是，實驗室建設(shè)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(chǎn)的精密高端儀器設(shè)備，這種建設(shè)模式必然成本昂貴。由于進口設(shè)備本身操作復(fù)雜，使用條件苛刻，不太適合開展“人多手雜”的實驗教學(xué)。為此，應(yīng)該把學(xué)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(shè)計性的實驗設(shè)備，教員還可帶領(lǐng)學(xué)員開展實驗設(shè)備的研制和開發(fā)，不斷豐富實驗設(shè)備，滿足“裝備部件級”實驗和“系統(tǒng)級”實驗的設(shè)備需求。通過改造舊設(shè)備，開發(fā)新設(shè)備，既鍛煉了學(xué)員的實踐創(chuàng)新能力，又不斷的充實了實驗教學(xué)內(nèi)容。

三、結(jié)論

未來戰(zhàn)爭是高科技信息化的戰(zhàn)爭，按照強軍目標、戰(zhàn)斗力標準要求，軍隊院校在卓越工程師培養(yǎng)方面必須充分利用各類信息化技術(shù)和手段，開發(fā)和建設(shè)各類綜合性實驗室和實驗設(shè)備，進一步完善教學(xué)條件，豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)效果。實驗教學(xué)改革作為卓越工程師人才培養(yǎng)教學(xué)改革的重要一環(huán)，在提高人才培養(yǎng)質(zhì)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(xué)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(tǒng)維修實驗教學(xué)改革淺探[J].中國教育技術(shù)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(shè)，促進任職教育發(fā)展[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2013（2）：163-165.

[責任編輯：鐘 嵐]