关键词：航空航天专业;人才培养模式;课程体系
中图分类号：G641 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2015）30-0145-02
引言
航空航天代表了科技和工业发展的最前沿，是促进国家科技发展、满足经济建设、增强国防安全和加快社会进步的重要力量。加强航空航天类高校教育，培养一批具有高素质、创新能力的航空航天类专业人才是服务我国战略发展的必然需求。航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础，培养适应国际竞争的航空航天类本科人才，是我国航空航天科技发展的关键。当前，以美、俄为代表的航空航天大国都建设了自己特色的航空航天专业院系，开展了多年的教学实践，具有丰富的经验。论文旨在通过材料的梳理，了解国外航空航天专业人才培养模式，对国际一流大学航空航天类专业设置、课程安排、学生培养特点等方面进行研究，从中总结经验，为国内航空航天类专业教学教改提供参考。
一、国外著名航空航天院系
（一）美国著名航空航天院系
美国是世界上航空航天类研究最发达、人才培养最成功的国家，其人才培养主要依赖其国内的大学。比较有代表性的有麻省理工学院和斯坦福大学。
麻省理工学院航空航天类教学与科研由航空航天系负责，下设三个部门，分别是信息部、航空系统部、飞行器技术部。信息部分主要研究航天系统有关的信息获取、处理、传输技术，如卫星通信、高空侦察、空中通信、集成防御系统等，负责教授导航、制导、控制、通信、网络、实时软硬件系统等课程。航空系统部门主要研究航空航天高复杂性系统的设计、制造、操作方法，教授最优化方法、故障诊断、系统容错等课程，建有人机实验室、空间系统实验室、国际空运中心、操控台研究中心、复杂系统研究实验室等。飞行器技术部门负责计算方法、流体力学、推进技术、材料科学、结构技术等的研究和教学，建有宇航计算设计实验室、空气涡轮实验室、宇航微小结构协会、空间推进实验室、先进材料和结构技术实验室等。
斯坦福大学航空航天系隶属于工学院，承担航空专业的教学科研任务。该系的研究领域包括空气弹性变形及流体仿真、飞行器设计与控制、应用航空动力学、空气声学计算、流体动力学计算、动态系统计算、机器人控制、复杂材料与结构、湍流模拟、推进、高超声速流体、导航、控制系统辨识与优化、卫星工程、湍流与燃烧等。
（二）俄罗斯著名航空航天院系
俄罗斯也是航空航天强国，开设航空航天专业的主要学院有莫斯科国立航空学院、西伯利亚国立航空航天大学。莫斯科国立航空学院建于1930年，拥有12个学院，56个系，128个实验室，3个设计局，几个计算机中心，一个实验工厂，一套运动航空训练设施，一个莫斯科附近的飞机场，两个科研机构（应用力学和电气力学，低温研究）。该学院通常以数字编号代替学院名称，从一院到十二院分别为航空工程院、发动机院、控制系统院、信息与电力院、无线电电子学院、经济与管理院、航空航天院、机器人与智能系统院、应用数学和物理院、应用力学院、人文科学院、预科院。西伯利亚国立航空航天大学拥有空间研究及高技术学院和航天技术学院，设置了飞机制造系、航空发动机与能源装备系、飞行器管理系统系、航空导弹技术系、飞行器无线电技术系统系。
（三）欧洲著名航空航天院系
英国帝国理工学院在其工学院设置了航空系，主要负责飞机设计制造方面的研究与人才培养，包括航空动力学与航空结构学两个研究方向。航空动力学方向包含流体基础、航空飞行器设计、控制、生物医学、环境与工业关系等方面的研究。航空结构学方向包括计算力学、冲击与损伤、复合材料等方面的研究。
法国国家高等航天航空学院已经有90多年的历史，它位于欧洲航天业发展的中心地带，致力于培养顶尖的技术工程师，在研制协和式客机的工程师当中，有许多就是从法国高等航天航空学院毕业的。学院下设5个系和一个研究中心，分别是空气动力学、能源、推进系、结构与材料力学系、光电子与信号系、语言文化艺术系、航空宇航中心。
二、国外著名航空航天院系专业设置与课程体系
（一）学位与专业设置
国外著名航空航天院系多数是本科四年，研究生二年，英国有本科3年，研究生1年。俄罗斯不同，如莫斯科国立航空学院预科1年、本科4年、硕士2年、博士3年。在学位设置上，各个院校有所不同，归纳起来，主要有工学学士、航空航天工程学士、航空工学学士、航空航天工学学士、航空工程理科硕士、航空航天工程学士、航空与宇航工程学士、航空学理科硕士、航空与航天学理科硕士、机械与航天工程理科硕士。
（二）国外著名航空航天院系课程体系
麻省理工学院（MIT）航空与航天专业是美国同领域中最有名的专业，其人才培养理念和课程设置世界闻名。MIT航空与航天系设有两个本科专业方向：航空与航天科学工程专业和航空与航天信息科学工程专业，两个方向的课程设置都建立在航空航天基础（核心）课程上，下面分别以A和B代指这两个专业。课程主要包括全校统一要求课程和系课程构成。全校统一要求课程包括基础科学课程（6门）、人文、艺术、社会科学课程（8门）、科学与技术限选课程（2门）、实验课程（1门）;系课程包括系核心必修课程、专业课程、试验与进展课程，其中系核心必修课程包括一体化工程I、II、III、IV，计算机和工程问题求解引论，自动控制原理、动力学、随机系统分析、微分方程;专业课程中专业A包括空气动力学、结构力学、推进系统引论、航天工程中的计算方法，专业B包括航天系统的评估与控制、数字系统实验室介绍、实时系统与软件、交互系统工程、人为因素工程、自主决策原理;试验与进展课程包括飞行器工程、空间系统工程、试验项目I、试验项目II、飞行器进展、空间系统进展I、空间系统进展II。
（三）学时学分要求
1.学分组成。课程学分组成考虑教学环节，如MIT飞行动力学课程，总学分12分，构成包括课堂3分、实验1分、预习和复习8分。另外还有无学分课程，课程必修但无学分，如普林斯顿没有学分制、强调上课门数，斯坦福大学基础课程要求5门航空航天基础课程，专业课程4选3。英国大学一般不设立学分制，所有学生都按部就班完成规定课程的学习。
2.学分要求。美国大部分学校有明确的毕业学分数要求。如MIT航空航天工程系根据培养计划设课程学分，又分成4类，分别是核心课（core）108、专业领域课（professio-
nal area）48、实验和综合应用（experiment and Capstone）30、非限制性选修课（unrestrictived elective）48，总学分大于234学分。但是在学分数量并不统一，差异很悬殊，如密歇根128学分、MIT大于234学分、宾州州立132学分。航空航天专业必修课比例很高，有的高达90%以上，如斯坦福、佐治亚理工、普渡。另外还有只要求课程而不要求学分的，如普林斯顿毕业要求共36门课。
3.学时要求。有些大学要求学时达到一定数量，如悉尼大学本科至少192学时，研究生核心课程和选修课程，至少144学时。斯坦福大学研究生基础课程设置门数要求，其他按学时要求，数学（6个学时）、技术选修（12学时）、人文社科类选修（45学时）。
三、国外著名航空航天院系专业培养特色
归纳起来，国外著名航空航天院系在专业培养上具有如下特色。一是国外著名大学航空航天专业设置宽、窄各有特色。美英等专业设置以宽口径、大类培养为主，基本不针对特定航空航天器划分专业，学生专业方向只是体现在个别课程的选择上。俄罗斯、乌克兰等的专业划分细而精，如莫斯科国立航空学院几乎整个大学的院系专业就代表了航空航天器的各个不同部分，专业面向具体而明确。二是国外著名大学航空航天专业课程体系具有少而精且多样化特色。美英等课程每学期课程数量相对较少，但课业工作量不少。学生毕业所需学时学分也不少。美英等航空航天专业的课程必修多、选修少，完全学分制的作用并不明显，反映了航空航天专业的特殊性。课程学习课内外并重，还有较多实践环节、交流讨论、项目设计等。课程的环节丰富多样（如剑桥）。教授授课。三是注重通识教育与专业教育的结合。在通识教育上，在课程设置中有重视科技写作、科研道德规范、表达与交流、团队协作、人文素质培养和工程师就业指导。在专业教育上，强化多样化实践环节、注重专题课程和生产实习。四是注重综合素质和个性化培养。例如南安普敦大学设置有工程管理与相关法律的必修与选修课程，让学生学习在工程实践中如何领导团队、进行项目管理与风险评估、做出决策以及熟悉与之相关的法律知识。还会从工业部门请来客座教师来协助授课，并安排有相应的实践环节。针对个性化培养需求，在课程设置上具有较大的选择基数。
四、总结
航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础，是航空航天类研究生人才的后备军。论文主要对国际一流大学航空航天类专业学位与专业设置、课程体系、学时学分要求点等方面进行了梳理，总结了人才培养特色，为国内航空航天类专业建设和教学教改提供参考。
参考文献：
[1]田正雨，李桦.麻省理工学院航空航天类本科生课程体系分析[J].高等教育研究学报，2010（1）.
[2]MIT航空航天系战略计划[Z].北京航空航天大学高教所译.1991.
关键词：CDIO理念 航天特色 人力资源管理专业 实践教学
桂林航天工业学院原隶属航天部，为航天企事业单位培养了大批生产、管理人才。因学校的背景和办学特点，人力资源管理专业学生既要在文化上与航天精神匹配，又要在专业能力上满足航天企业的高科技、高标准要求，对人才的理论与实践结合能力要求很高。因此如何构建有效的应用型人力资源管理专业实践教学体系就显得尤为重要。
CDIO教育模式注重学生实践与创新能力的培养，从构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运作（Operate）四个方面构建教学体系，在全世界范围内都取得了很好的教学效果。因此本文尝试引入CDIO教学理念，探讨如何借助学校航天背景，完善人力资源管理专业实践教学体系，培养有航天特色的人力资源管理人才。
一、构思（Conceive）：融合航天精神，创新人才培养模式
航天精神的核心是“自力更生、艰苦奋斗、大力协同、无私奉献、严谨务实、勇于攀登”，是中国航天文化的灵魂。弘扬航天精神，加强与航天企业合作，走特色型人力资源管理专业发展道路，才能创新专业人才培养模式，进而优化航天特色人力资源管理教育结构，保障航天特色人力资源管理专业健康持续发展。
1.利用航天资源，打造航天特色
依托航天企业，利用现有航天资源，探索人力资源管理实践教学与航天企业结合的新途径，是航天品牌的重要体现。航天特色的人力资源管理专业竞争优势在于对航天企业业务的深入分析与反映，与航天企业建立牢固互利的产学研联盟，全方位开展产学研结合。
2.结合航天文化，创新实践教学模式
吸纳航天企业的核心价值观，突出航天企业人力资源管理业务流程反映，在总的教育理念不变的前提下也要尊重每一个学生的个体特殊性，遵循教学规律因材施教，创新实践能力培养机制。
3.融入航天企业管理，培养高素质应用型人才
将航天精神引入高校教育工作，基于航天企业对人才及产品提出的高质量、高标准要求，在专业实践中参照航天企业的管理制度，使学生能够真实感受到航天企业的管理，不仅增强学生对航天事业的感情认同，帮助他们形成正确的世界观、人生观和价值观，还能让他们提前认识和适应未来工作的企业文化，更好地培养了学生的职业素养和技能。
二、设计（Design）：航天特色人力资源管理专业实践教学体系的设计
通过“认识企业，走进企业，模拟企业”的方式，践行航天特色校企合作人才培育新模式，在教学管理中汲取“严慎细实”的航天文化，使学生被打上深深的“航天烙印”，塑造出兼具航天文化与创新精神的高素质人才。
1.认识企业
（1）认识实习。主要目的是让学生能在校阶段认识企业，培养学生的认知能力和适应能力，内容包括到航天企业参观、学习，到劳动力市场进行市场调查等，对航天企业基本情况、企业文化、运作程序和模式特点有一个初步的、直观的认识，对当前航天企业在劳动力市场上的用人需求及要求进行分析，做到心中有数。
（2）金工实习。学生走进航天企业生产车间，通过生产实践，了解产品的生产工艺、流程，为日后的《劳动定额》、《工作分析》等核心课程打下基础。
2.走进企业
（1）模拟招聘。即通过引入真实的航天企业，面向全校开展招聘。前期组织工作阶段让学生了解员工招聘的原则、程序以及企业和岗位在人员选拔过程中的具体要求，确定招聘程序与招聘方法，并制订相应的评价标准以及观察量表。继而通过小组协作方式组织应聘，根据已有的评价标准和观察量表对参与招聘人员的现场表现进行量化评价。最终小组对应聘人员做出综合评价。实践中学生能充分体验招聘的全部过程，熟悉招聘的工作内容、常用工具及技巧。
（2）顶岗实习。因人力资源管理工作的特殊性，不可能由学校统一安排，则采取学校组织企业到校招聘，学生分散实习的方式。通过完善与航天企业的实习基地，为学生提供企业现实环境中的真实项目，由企业导师进行指导，运用在校学习的基本知识和理论，去分析、解决实际问题，提高学生综合能力，从而提高学生的就业能力。
（3）毕业实习与毕业论文。毕业实习安排在学生大四的第二个学期，要求学生到航天相关企业实习，通过实习熟悉航天企业的人力资源管理运作情况，为毕业论文的写作打下基础。毕业论文是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，能较好地培养学生初步的专业研究能力和创新能力。学生应在老师的指导下确定选题，并从应用型人才培养的角度要求学生论文必须要与具体企业结合，从人力资源管理角度探讨航天企业人力资源管理活动中的相关问题，提高学生的职业素养与技能。
3.模拟企业
（1）人才素质测评。主要是模拟企业人才素质测评的常用方法，包括心理测验、面试、无领导小组讨论。要求学生根据所模拟的岗位职责和任职要求，设计对应的人才素质测评方案，并模拟实施。
（2）ERP实验。包括ERP沙盘模拟实验和ERP 软件模拟实验。因航天生产企业已全面使用ERP系统，实验将航天企业生产、管理的案例与实践教学紧密结合，使学生熟悉航天企业运用ERP系统处理生产和人力资源管理业务的程序和特征，熟练掌握ERP人力资源管理模块的功能、操作流程与方法。
（3）管理技能开发。主要是通过素质拓展的形式，用航天精神熔炼团队，用“严慎细实、诚勇勤和”的航天员工准则来要求学生。主要采用的素质拓展游戏有：团队徒步，智穿电网，绝地取水，众志成城，集体跳大绳等。
（4）课内实践。在专业理论课中设置课内实践环节，根据所学理论内容，结合航天企业完成实践任务。例如《工作分析》课程要求学生为模拟航天企业某一岗位，通过访谈、调查，明确岗位职责及任职要求，并撰写岗位工作说明书。
三、实施（Implement）：用航天高标准控制实践教学过程
1.用航天标准严格管理实践教学环节
严格的实践教学管理是教学质量的保障。通过院、系两级管理制定实践教学制度和规范，参考航天企业专家意见，将“严慎细实、诚勇勤和”的航天员工行为准则作为学生的行为要求和职业行为培育规范，严格执行。实践过程中要分级把关，层层监控。校内外指导老师主要考核学生的知识、技能掌握情况，学习态度是否端正，创造力等方面;院、系则主要检查实践过程环节是否按照教学大纲、教学计划履行，并通过抽查实践成果、随堂听课等形式监控管理。
2.利用航天资源，采用“亲验式”教学法
“亲验式”教学方法主要包括案例教学、角色扮演和情境模拟等。
（l）案例教学。优先选择航天企业或教师参与的课题为基础，设计实验案例，通过教学讲授、组织学习讨论，引导学生讨论、思考和参与，旨在激发学生提出有创造性和操作性的解决问题的方法，让学生在校期间就具备了实际工作的必要素质。例如《薪酬管理》课程中介绍航天企业生产工人、科研人员和销售人员的薪酬构成，引导学生讨论其优点和缺点，并提出相应改进措施。
（2）角色扮演和情景模拟。根据航天企业特点设计接近实际工作的场景或任务，由学员在这种场景中分别担任不同的角色，教师进行相应的进行指导。例如《劳动关系管理》课程中让学生分别扮演仲裁机构、航天企业与员工三个角色，针对保密协议进行劳动仲裁和模拟法庭审判，在《劳动定额》课程中模拟航天生产企业，针对某一生产工艺进行工时测算及定额设置。
3.课程考核评价方式导入航天管理模式
模仿航天技术小组的管理模式，将学生分为5-7人的小组（建议小组人数为奇数，避免出现意见相持的局面），共同完成学习任务，以小组总体表现作为评价依据。小组自发选出组长，实践过程中相互讨论、协作，不断完善实践方案或成果。实践训练后由小组代表完成本组项目答辩，检验实践成果，拓展学生的团队合作能力与沟通技巧，适应未来工作的环境与形式。
四、运作（Operate）：依托航天企业资源保障实践教学目标的实现
1.加快实践师资队伍建设
（1）加快教育观念转变和知识更新。专业教师观点的转变与知识的更新是保障教学目标得以实现的先决条件。与国内外实施CDIO教育的学校合作，为专业教师提供与这些高校深入交流的机会，使教师逐步转变观念，并在教学工作中改革实践。同时依托学校航天背景，教师深入航天及其他企业锻炼形成制度鼓励，支持教师在企业挂职，加快自身知识和技能更新，促进自身业务水平的提高。
（2）深化产学研合作，培养“三师型”教师。原有的“双师型”教师已经不能很好地满足应用型本科的教学和科研要求，需要培养“三师型”教师来加强教师队伍的建设。所谓“三师型”教师就是在原有“双师型”教师的基础上，专业教师还要具备“职业指导师”的能力。“三师型”教师既要长期关注和了解专业发展趋势及人才需求，并将它反应在教学内容和过程中，有针对性地培养学生的专业知识和能力;同时教师通过与航天企业合作完成各种横向课题，将理论知识与实践活动有机结合起来，在提高科研能力的同时，锻炼了教师的职业能力;另外教师还要帮助学生建立职业发展方向，指导学生做好职业生涯规划，进一步提高人才应用水平，缩小所培养的人才与市场需求之间的差距。
（3）引进航天企业专家，打造兼职教师队伍。聘请航天企业专家担任客座教授和专业建设委员会委员，对在校教师进行指导，使教师能够及时了解企业人力资源管理的发展动态，掌握新思想、理念和技术在人力资源管理中的运用，提升教师的职业能力。同时通过讲座、指导学生的实践课程（如模拟招聘、人才测评等）的形式，提升学生的实践技能，拓宽专业视野。
2.编制融合航天特色的实践教材
传统人力资源管理实践教材要么缺失，要么是以简单的实验指导书的形式存在的，不能深入体现人力资源管理运作流程及各环节的特点。可将传统的案例分析进行优化，特别是案例的选择上，优先选取有航天特色的，还可以在教师与企业合作的项目中选择，或是把学生在企业中的实践资料进行展示。组织有经验的专业教师将这些实践案例及资料进行理论总结和提炼，对各个环节中人力资源管理从业人员的胜任力进行总结和归纳，设计有针对性的实验环节，彻底改变实践教材脱离航天企业的情况。
本文基于CDIO的思想，从构思、设计、实现和运作四个层面探讨了如何从实际出发、依托航天企业设计人力资源管理的实践教学体系，对人力资源管理实践课程的改革进行探索。未来研究方向是在此基础上优化人才培养方案，最终努力构建突出航天特色，产学研合作，为区域经济和社会发展培养应用型人力资源管理人才的人才培养模式。
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航天员的培养和训练，在我国是一件从来没有人做过的事情。
北京航天医学工程研究所专门成立了两个研究室：航天员选拔训练研究室，负责制定航天员训练大纲、训练方案和编写训练教材，对航天员进行训练指导和飞行操作指导；航天员医学监督和保障研究室，负责航天员从训练、生活到航天飞行期间全过程的健康维护、检查、鉴定和治疗。
培训航天员，对北京航天医学工程研究所来说是严峻的挑战。载人航天工程的其它六大系统，工作都有一定的继承性，而航天员的培训，犹如在平地上盖楼，在白纸上绘画，一切都得从零开始。
制定航天员训练大纲、训练方案和编写航天员训练教材，是培训航天员的基础性工作。而对他们来说，却又是一项难度很大的工作。他们查找国外资料，借鉴外国经验，创造性地制定出航天员训练大纲，内容详尽而充实；他们制定的航天员训练方案，针对性强，有着明显的中国特色，甚至还包括了航天员的文学和艺术修养。
航天员的训练项目和内容很多，包括基础理论训练、体质训练、心理训练、航天环境耐力和适应性训练、专业技术训练、飞行程序与任务模拟训练、救生与生存训练等七大项目，每一大项里面又包括多项甚至几十项具体项目的训练。对这些训练的指导，没有现成的经验可借鉴，他（她）们一边探索，一边工作，倾注了大量心血。
特别是我国载人航天工程各大系统的工作是同步进行的，这给航天员的训练工作带来了很大的难度。比如，航天员作为飞船飞行过程的管理者、驾驶者、监控者，必须对飞船有比较深入的了解。而飞船的研制和航天员的培训处于同步过程。教员们只能在飞船的研制过程中，同步进行飞船操作手册的编写，指导航天员熟悉、掌握和操作飞船。
航天员的医学监督和保障，是航天员培训中不可忽视的重要方面。无论是日常训练、工作和生活，还是执行飞行试验任务，医学人员都对航天员的健康状况实施严格的医学监督和保障，确保航天员以良好的身心状态完成训练和飞行任务。在5年时间里，首批14名航天员没有一人因为健康原因而被淘汰。
（三）
航天员的训练是艰苦的。要完成从飞行员到航天员的转变，需要经过千锤百炼。
5年来，航天员大队叫响了“祖国的载人航天事业高于一切”的口号，还制定了“团结，自律，勤奋，奉献”八个字的队训。
航天员们的基础理论训练共有13门课程：载人航天工程基础、航天医学基础、医学生理学基础、地理气象、星空识别、高等数学、力学、英语、计算机基础、自动控制理论、CNC制导导航基础、电工电子学、政治理论及文学艺术修养。14名航天员虽然都有大专以上学历，但经历长期的飞行员生活，重新坐下来学习并不是一件轻松的事，加之许多课程非常陌生，困难可想而知。航天员白天上课，晚上做作业，课余时间也抓紧学习，就是外出疗养也不忘背英语单词。就这样，基础理论学习结束，14名航天员门门课程都达到良好以上。
体质训练是长期的。飞行员的身体素质都很过硬，但航天员对体重、耐力、速度、灵活性、柔韧性、肌力等方面有着更高的标准和要求。他们按照训练大纲要求，坚持每周3次、每次2小时的体质训练从不间断。为了控制体重，不少航天员坚持每天跑5000米。在北京航天医学工程研究所的运动会上，中长跑项目的第一、二名都是航天员。
航天环境适应性训练实际上是向人的生理极限挑战。比如，超重耐力训练，要求飞行员在5倍重力加速度的条件下，持续2至3秒，而航天员却要在8倍重力加速度的条件下，持续40秒；低压缺氧训练，按照相当于每秒15米的速度，迅速提升到5000米的高空，在氧气稀薄的情况下持续30分钟；前庭功能训练，训练中，要求航天员自旋转、振动或坐在离心机中，用4倍重力加速度转动并突然停止，还要求闭上眼睛转动脑袋。此外，还有失重飞机飞行训练、跳伞训练、航空飞行训练、飞船着陆冲击体验等。
我国航天员的失重飞行训练是在俄罗斯航天员训练中心进行的。有时一个架次飞了12个抛物线，我们的航天员一个都没有吐。俄方人员敬佩地说：中国的航天员素质真好！
航天员的工作充满风险，面临的又是陌生的太空，容易造成巨大的心理压力。为此，必须进行一系列心理训练。其中，隔绝训练对航天员是艰难的考验。他们每人都要单独在一个绝音室里生活一段时间。没有音乐，没有人交谈，没有来自外部世界的任何干优。这种孤独、异常的考验，常人是难以忍受的，而航天员们却不能有丝毫的烦躁，否则就过不了关。
专业技术训练、野外生存和救生训练、飞行程序和任务训练……这些项目要反反复复进行，确保真正执行航天飞行任务时“万无一失”。
训练是艰苦的，考核是严格的。在航天员训练的每个阶段，都要进行评定考核，训练不合格的将被淘汰。在5年的时间里，14名航天员以坚韧的毅力，全部圆满完成了所有项目的训练。
关键词：计算力学；多物理场耦合；先进复合材料；有限元技术（FEM）
中图分类号：V211 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）12-0252-02
1 力学在航空航天领域的支柱地位
作为与材料科学、能源科学并肩的航空航天领域三大基础学科之一，力学在航空航天领域拥有无可辩驳的支柱地位。航空航天技术的发展与力学学科的发展有着举足轻重的关系。同样，力学学科的发展也推动了航空航天技术的发展。从航空航天的历史开端，力学便扮演着开天辟地的角色：莱特兄弟发明飞机前的时代，人类的航空器长期停留在热气球与飞艇的水平，人们普遍认为任何总密度比空气重的航空器是无法上天的；而随着流体力学的发展，越来越多总密度大于空气的航空器被发明出来进行试验，而莱特兄弟的飞机即为第一个成功的尝试，莱特兄弟的L洞也成为一个经典（图1）。从此，航空器的发展步入了快车道，各种结构的飞机翱翔于蓝天，从不到一吨的轻型飞机到上百吨的运输机，直至今天我们对机已经习以为常。
时至今日，航空航天的总体设计已由庞大的力学各分支支撑起来，从最基本的方面分类，可包括：飞行器整体气动外形归属于空气动力学；整体支承结构归属于结构力学以及材料力学；复合材料归属于复合材料力学；材料疲劳性能归属于疲劳分析；结构动力特性归属于振动力学；缺陷结构分析归属于损伤力学以及断裂力学。而对于具体的问题细分，则还有如：针对超高速飞行器的高超空气动力学；针对紊流等大气不稳定情况的非定常空气动力学；针对流固耦合问题的气动弹性力学；以及针对非金属材料的粘弹性力学等。此外，还有众多与力学相关的技术被发展起来，如有限元技术（FEM）等。
展望未来，力学发展的源动力在于航空航天综合多学科的交叉与技术。被誉为“工业之花”的航空航天工业，其研发生产涵盖了目前已知的所有工科门类，如此多的学科交叉下，力学的发展势必会与其他学科进行技术交流，这会带来问题的进一步复杂化，同时也丰富了力学的研究内容。
2 航空航天领域力学发展新挑战
航空航天的发展，给力学带来了新的挑战。结构的日趋复杂，给力学计算带来困难；繁琐的理论公式，需根据工程需要进行必须的简化；新材料的应用在航空航天领域最为敏感，在为飞行器降低结构重量的同时，也带来诸多的不利因素如耐热性能差、环境敏感度高等；而在某些关键部件的多物理场耦合问题也将成为重要的研究方向。
2.1 程序化
航空航天器和大型空间柔性结构的分析规模往往高达数万个结点、近十万个自由度的计算量级，这些问题包括但不限于：飞行器的高速碰撞间题，如飞机的鸟撞， 坠撞，包容发动机的叶片与机匣设计，装甲的设计与分析，载人飞船在着陆或溅落时的撞击等。为了解决这种计算量庞大的问题，上世纪50年代初，力学便发展出一门崭新的分支学科――计算力学。伴随着电子计算机以及有限元技术的发展，计算力学取得辉煌的成绩，这也说明了其本身发展潜力巨大。
力学分析技术的发展，特别是对于各种非线性问题（几何非线性、材料非线性、接触问题等）分析能力，是长期存在的。然而在很长一段时间内，受到计算机能力的制约，以及模型建立本身的局限性，力学分析求解停留在解析方法和小规模数值算法中。这对于工程人员的设计工作是一个极大的限制，对于航空航天领域而言则尤甚如此。计算力学的发展，带来的效益是巨大的。首先其可以用计算机数值模拟一些常规的验证性试验和小部分研究型试验，这可以节省很大一笔试验费用。其次，其可以求解某些逆问题，逆问题的理论解往往无法通过非数值的手段得到。最后，从工程管理角度考虑，数值模拟方法大大节省了产品研发的周期，由此单位时间内产生了更多的经济收益。有限无技术分析机翼见图2。
上述计算力学给工程设计方面带来的种种好处，都基于一个很重要的前提。那就是力学问题程序化。如何将力学问题转化为一个计算机可以求解的程序，一直是计算力学研究的重点，比如有限元技术就是其中一个典型代表。目前，有限元技术已经涵盖了大部分力学问题，包括：静力学求解，动力学求解，各种非线性问题，以及多物理场耦合等。但值得注意的是，除了静力学以及相对简单的问题外，其余问题所用的算法目前精度仍然有限，相较于工程运用而言仍存在诸多壁垒。对于这些问题算法的更新，是力学问题程序化必须面对的挑战，仍需研究人员不断探索。
2.2 工程化
力学工程化依然是基于计算力学而讨论的。所不同的是，程序化是针对一项力学问题能不能解决，工程化关注的问题是如何使得力学问题的解决过程更符合工程需求。
21世纪的航空航天，已经越来越趋向于商业化，美国已有数家私有航天企业成立，我国的航天科技集团也在进行着一些商业卫星发射。而商业化的工程问题，所追求的目标永远是效益。因此，力学工程化发展也应基于这一要求。航空航天工程的研发工作，一直给人周期长的印象，动辄10年以上的研究周期，对于目前商业化的运营是不适用的。如何快速的给出解决方案，是今后力学工程化的重要考量。随着软件技术的发展，越来越多的数值计算可以通过可视化、图表化等快捷的交互式设计方法呈现出结果，这可以直观地给予工程师设计反馈，从而达到加快设计进程的目的。同时，直观的结果反馈，也能避免数据分析过程出现人为失误，起到规避风险的作用。
2.3 非均质化
新材料往往首先出现在航空航天领域，其中典型代表便是先进复合材料。先进复合材料具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性好、破损安全性好以及性能可设计等优点。由于上述优点，先进复合材料继铝、钢、钛之后，迅速发展成四大结构材料之一，其用量成为航空航天结构的先进性标志之一。
复合材料的运用给力学提出了新要求，相比于传统各向同性的金属材料，其各向异性的力学特性使得非均质力学应运而生，代表便是复合材料力学的诞生。非均质化力学需要将材料的承力主方向设计为结构中的主承力方向，而非主承力方向则需要保证一定强度，不至于破坏，这是其主要的设计特点。相比各向同性材料，其理论模型更为复杂，相应的数值求解方法也没有那么完善。同时，实际中复合材料的性能分散性和环境依赖性相当复杂， 设计准则和结构设计值的确定还很保守，导致最终设计结果并没有理论中那么完美，很大程度上制约了工程领域大规模使用复合材料。对于国内而言，复合材料研究工作相比国外则更为落后，无论是设计经验还是试验数据积累都有不小差距。
建立完备的非均质化力学模型，积累足够的原始参数，大胆尝试提高复合材料的设计水平以及用量是今后力学非均质化的主要任务，需要研究人员付出更多的努力。
2.4 多物理场耦合
2.4.1 电磁与力学耦合
新时代下的航空航天材料，已不仅仅局限于提供简单的支承作用，功能化是航空航天器新材料发展的重点和热点，其最终目的是为了未来航空航天器发展智能化目标。
目前，越来越多的具有电-力耦合功能的新型材料正成为航空航天器结构材料的选择。因为在对飞行器的自我检测技术方面，具有电-力耦合功能的材料的受力状态与电磁性能存在特定的函数关系，由此系统能通过检测电磁性能达到检测受力状态的效果，这大大方便了对飞行器的健康监测，也有效保证了飞行器的安全。这其中耦合函数的准确性便成为关键，电-力耦合的发展能促进这些技术的健全，具有十分积极意义。
2.4.2 温度与力学耦合
温度场与力场的耦合主要体现在发动机上，对于发动机内部涵道的设计最优化一直是热力学着力解决的问题。
目前大部分飞机均采用喷气式发动机，包括：涡喷发动机、涡扇发动机以及涡桨发动机。上世纪40年代末，涡喷发动机出现，飞机飞行速度第一次能超过音速，带来了一场飞机发动机的技术革命。由此，包括进气道以及发动机涵道的设计成为发动机研发的一个关键点，早期的涡喷发动机，由于涵道上的设计缺陷，导致燃料燃烧产生热能转化为推进力的转化比很低，同时伴随着燃烧不充分，因此发动机耗油量很高且推力较小。经过几十年的发展，目前无论军用还是民用飞机发动机，大部分均采用涡扇发动机，通过优化得到的涵道形状最大化了单位燃油所提供的推力。图3为民用客机发动机涵道。
我国的飞机发动机工业水平距离世界领先水平仍有较大距离，特别是在大涵道比的商用发动机研发上。发展热力学，对热-力耦合问题进行更深入的研究，是发展我国飞机发动机事业的奠基石。
2.4.3 流固耦合
流固耦合是飞行器研制最基本的问题之一。几十年的发展历程中，基于流固耦合研究的飞机外形设计取得了诸多进展，包括整体机身外形的优化，翼梢小翼的出现等。随着飞机飞行速度的不断提高，特别是军用飞机机动性的要求，出现了许许多多新的流固耦合问题。比如针对飞机在大攻角飞行时（一般出现在军机上），传统小攻角气动表示法、稳定理论等均不再适用。因此，解决大攻角非定常问题，需要从飞行器运动以及流动方程同时出发，建立多自由度分析和数值模拟模型。这是典型的流固耦合问题。
同时，以往旧的流固耦合理论，在先进复合材料大量运用的今天，显然已经不再使用。对旧有理论进行必要的修正，也将成为流固耦合问题亟需完成的工作。
3 结语
当前，国家大力发展航空航天事业，作为高精尖产业，其所运用的理论与技术绝不能落后。力学作为一门古老而又应用广泛的学科，其对航空航天事业的发展起着举足轻重的作用。为符合未来航空航天领域发展，航空航天领域的力学应着力向着程序化、工程化、非均质化、以及多物理场耦合化综合发展。
参考文献
[1]杜善义.先进复合材料与航空航天[J].复合材料学报，2007（2）：1-11.
[2]尧南.计算固体力学的发展及其在航空航天工程中的应用[J].计算结构力学及其应用，1993（3）：199-209.
关键词：CDIO模式；航天专业；课程体系；大学生创新实践项目
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0051-02
一、引言
目前诸多高校针对空间工程、飞行器系统与工程、导弹工程等多种航天专业设置的本科生课程，可划分为力学、航空宇航、电子、信息与控制等多个系列课程。同时，航空航天等技术领域内很多问题，其研究对象可能既是航天问题又是力学问题，具有与多学科多专业广泛交叉、相互渗透，与实际工程结合紧密的特点。基于上述原因，为了提高航天专业本科人才的培养质量，如何在有限的课时计划内、在有限的课程数目内有效设计航天专业固体力学系列课程，是一个值得探讨的问题。
随着高校内部增大学生的实践比重、面向工程能力培养的呼声日渐高涨，笔者所在的教学组借鉴了起源于美国麻省理工MIT的国际工程教育模式――CDIO模式，在航天专业的固体力学系列课程的设计与应用中进行了相应的教学探索与教学实践，期望通过该模式在教学实践中的正确引入与有效发展，更新教师教学理念与实践手段，增加课程实践比重，充分调动学生学习效率与积极性，为航天或力学专业工程师的培养提供参考。
二、CDIO模式与航天专业力学系列课程的结合途径
国际工程教育模式CDIO，是以产品、过程和系统全生命周期的开发与运用为背景，包含了构思、设计、实施和运行（Conception，Design，Implementation，Operation，简称CDIO）4个教育和实践训练环节。它与航天专业力学系列课程的有机结合，可以考虑如下几个途径：
（一）CDIO模式的起源
CDIO是一种基于传授航天领域技术知识与培养预备工程师能力而起源产生的工程教育模式，其创始人是美国麻省理工MIT航空航天系Edward Crawley教授，其发展初期在2004年左右。可见，将CDIO模式与航天专业力学系列课程的结合，则具有一定的合理性和先天优势，是一种积极有益的尝试。
（二）基于CDIO教育理念形成课程观
CDIO模式是基于“做中学”的教育理念，是一种将实践过程与理论教育相结合的教育理念，结合该模式在航天专业力学系列课程的设计中可形成两种课程观：首先，是一种凸显了“社会需求”的课程观，即根据工程师的社会角色与责任，培养工科毕业生具备较好的工程能力与深厚的技术基础知识，在课程体系与课程内容上，并不是按照严密的学科知识体系来组织课程，而是强调基于社会现实需求来选择和编排；其次，亦是一种强调了“学生为主体”的课程观，即学生的学习效果侧重于从学生的实践感知和实践经验出发来构件知识和能力，基于“做中学”强化学生探究兴趣和实践能力，从而体现了学与做的结合、知与行的统一。
（三）明确实践对象与执行方案
CDIO工程教育模式主要特点是深化技术知识基础和实际职业能力的二元学习经验模式，且该模式的基本原则是反复强化实践，因此CDIO模式的实践必须包括两个或者更多的设计与实施环节。具体来说，航天专业固体力学系列课程体系的实践对象包括如下三类环节：第一个是突出导论性基础课程，即引导学生入门工程实践，领略工程技术的魅力；第二个是初级的实践环节，即针对核心基础课程《工程力学》开展课堂一线教学改革研究；第三个是高级的实践环节，即针对来源于科研任务的设计综合项目进行教学改革实践。
三、CDIO模式下航天专业固体力学系列课程的具体设计与教学实践
教学理念的转变最终体现为课程设置、教学内容与实践对象的改革。在我校2012本科人才培养方案中，我院结合CDIO模式对航天专业固体力学系列导论课程进行了具体设计与教学实践的工作，主要包括如下三个方面：
（一）导论性课程的设置
导论性课程是一个早期的基础工科课程，我院针对航天专业的大一新生设置了导论课程《空天工程导论》，要求选课学生具有一定的数理基础即可。该课程内容主要介绍飞行简史、工程学简介、航空器飞行原理、结构与动力系统等基本概念、基本知识，通过它为入学新生搭建了航空航天器设计、构造、应用所需的知识框架。同时，课程还提供了一个初级的设计―实现的实践，让学员参与水火箭或LTA飞行器的设计与制作。
设置导论课程的主要目的快速引导学生了解航天器的基本构造及工作原理，让学生参与入门的工程实践，从而激发学生兴趣和后期加强学习的主动性。
目前，我院30学时的《空天工程导论》课程已经成功申请为我校的精品视频课程，主讲教师的授课教案和讲义脚本已经完成，且授课视频录制已完成一半以上。
（二）《工程力学》课程的教学改革
首先，调研了近年来国内高校在《工程力学》课程中的改革研究：例如，天津科技大学的李秋h在建构主义教学基础上建立“刨设问题情境”教学法[1]，山东英才学院的来小丽实施项目驱动教学法[2]，哈尔滨学院的张田梅探索了研究性教学法在工程力学课程教学中的实践。上述内容从不同方法与形式来提高学生处理分析和解决工程实际问题的能力，均可作为低年级核心力学课程改革的组成部分。
其次，调整了我院的《工程力学》教学内容：在静力学部分中重点介绍构件的受力分析、简化与平衡规律；在材料力学部分中以杆件的轴向拉压、扭转和弯曲三个基本变形为研究目标，以“内力分析―内力计算―应力应变计算”为逻辑分析主线，结合强度理论、稳定性分析或能量法来优化组织教学内容，并删除了图乘法和摩尔圆等内容。
然后，改革了我院的《工程力学》教学方法与成绩评定：理论讲授采用了习题讲解、启发式、研讨式、案例式等多元化教学方法；实验操作侧重学生动手能力培养，要求学生按照2～3人合作或单人独立完成课程内13项实验内容，同时实验室采取了鼓励课外开放式实验的机制；成绩评定是将考核点分布于教学全过程中，即由平时成绩、课堂讨论、实验操作、实验报告、科技小论文、期末成绩等考核点综合评定最终成绩。
最后，给出《工程力学》课程近年内取得的成绩：2015年《工程力学》评为校优课程；2015年委托科学出版社再版了《工程力学》教材；2015年成功申报了36学时的MOOC课程《工程力学》，目前主讲人和授课内容已确定，2015年完成了省精品课程《工程力学》复核工作，并向湖南省高校数字教学资源中心提交了课程教学视频、课件、教学大纲、电子教案、教学案例、试题习题、文献资料、教学成果、软件工具等电子材料整理；2015年该课程主讲老师分别获得了学校教学质量新星奖和学校本科教学优秀个人一等奖；2015年实验室新增加了XL3418K互动式普及型材料力学实验装置，完成了12个虚拟实验的材料整理。
（三）大学生创新实践项目与本科毕业设计综合项目的优化
CDIO模式将顶峰级实践体验作为本科教育的顶点。该实践环节往往侧重于学生对以前所学知识的综合运用以及创新能力的培养，要求学生在大三或大四年级中申请了综合项目实践，以团队或个人形式承担来源于科研项目的、更为复杂的实际任务。
我院高年级本科生顶峰级实践环节大多数包括大学生创新实践项目与本科毕业设计综合项目两类。例如，为了优化本科毕业设计模式，笔者所在课题团队采取“双团队设计项目”的集成教学方法进行了如下实践工作：首先，成立了以航天方面的学科带头人为核心，包括结构动力学与设计、振动控制、姿态控制、电子电路共5人组成的教师团队；将总体设计、主控分系统、姿控分系统、动力学建模与分析、帆板振动分系统、星体结构设计等六个子项目形成课题任务书，让学生自主选择，并形成了自然分工、相互合作的学生团队；之后，学生会在教师的指导下，按照任务书计划在规定的时间段内（两个或多个学期）逐步完成开题审查、中期检查、方案设计、理论推导与计算、设计制造、实验验证、撰写报告、项目验收或毕业答辩等步骤。
在课题团队的努力下，近年来取得了如下可喜的成绩：2015年课题团队成员指导的省级大学生创新实践项目《座椅弹性缓冲器等效刚度分析与实验研究》顺利验收，并且验收结论为优秀；课题团队指导了2015年部级大学生创新实践项目《非对称复合材料拉伸-扭转耦合结构设计》，目前为在研阶段；继续完善了学校级的基础力学虚拟仿真实验教学分中心、应用力学虚拟仿真实验教学分中心、力学与航天工程虚拟仿真实验教学中心的工作，并且在省实践教学示范中心的基础上，实验室2016年成功申请为部级力学与航天工程虚拟仿真实验教学中心。
四、结束语
对航天专业固体力学系列课程进行设计与应用的教学实践表明，由于航天航空领域内很多问题是多学科交叉融合、与实际工程联系紧密的问题，应用CDIO教育理念中深化技术知识基础和实际职业能力的二元学习经验模式，对于学生掌握扎实的专业知识和技能，感受鲜活的科学研究过程，激发创新意识起到了良好的促进作用。
参考文献：
关键词：航天测控；教学改革；教学模式
作者简介：陆必应（1976-），男，安徽舒城人，国防科学技术大学电子科学与工程学院，副教授；王建（1981-），男，湖北宜城人，国防科学技术大学电子科学与工程学院，讲师。（湖南 长沙 410073）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）25-0141-02
“航天测控”是国防科学技术大学电子工程专业本科生的一门专业必修课程，同时也是通信工程和信息工程专业本科生的选修课程。课程重点讲述基于无线电的航天测控系统的概念、体制、组成和工作原理，引导学生了解现代航天测控技术的发展动态和方向。[1，2]作为一门专业课，一方面要传授学生航天测控系统的专业知识，另一方面要培养学生对复杂电子系统的分析能力并掌握设计方法，加强学生的工程素养。航天技术的发展及其在军事和国民经济中日益广泛的应用，特别是我国载人航天技术的跨越式发展，激发了学生学习本课程的热情，同时对课程的教学也提出了越来越高的要求。[3]本文先分析“航天测控”课程特点和教学中存在的问题，随后介绍以教学内容、教学方法、教学实践环节相配套的教学改革探索和实践，以实现专业知识学习和工程能力培养兼顾的教学目标。
一、课程特点与教学现状
“航天测控”课程教学具有如下特点：一是基本概念多，涉及领域广 。包括天文学基础、航天器轨道运行基本原理、无线电测距定位原理、高速无线数据传输原理等。二是基本原理复杂，涉及的理论基础宽，包括随机信号分析、信号与系统、雷达原理、通信原理等。三是系统复杂，安排实践环节困难。航天测控系统是复杂的电子系统，而先修课程偏重基础知识的学习，对电子系统的介绍偏少，学生很难通过一两个简单的实验课达到理解和掌握复杂航天系统的目标。以上特点决定采用传统的方法进行教学时，教师讲授难度大，学生学习理解困难，学习效果差。
该课程教学现状与存在的主要问题有：
1.教学内容多，课时少
本课程内容包括航天测控的基本原理、统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统及其在航天测控中的应用四大部分，仅统一载波测控系统就包括跟踪测轨分系统、遥测分系统、遥控分系统。上述每一门技术都具有相对的独立性，涉及的理论、方法和系统都有其独特的内容。国防科学技术大学（以下简称“我校”）电子科学与工程学院早期设有航天测控专业，上述内容安排80～120课时讲授，现行的教学大纲仅安排了40课时，教学内容却没有减少，要完成教学任务，学生学习上存在较大困难。
2.教材相对陈旧，新技术介绍少
本课程的教材编写于1998年，内容上继承了航天测控专业所用内部教材的精华，重点内容为统一载波测控系统的原理、系统分析和系统设计。其优点是基本概念清楚，理论推导详实，系统分析深入，但也存在如下几个问题：一是内容过多，部分内容分析得过于深入，基础稍差的学生掌握起来有困难；二是近年来航天测控技术进步迅速，不断涌现出新概念、新方法和新技术，航天测控体制也从传统的统一载波测控体制加速向以跟踪与数据中继卫星系统为代表的天基测控体制发展，而教材没有充分反映航天测控技术的新发展。
3.教学手段单调，实践环节不足
原先的课程教学以教师板书讲授为主，配合以少量的幻灯片和课后习题作为辅助手段；学生的学习停留在阅读教材和参考书目、做课后习题上，缺少必要的实践环节。这种以讲授为主的教学模式无法充分调动学生的学习兴趣和积极性，缺少必要的实践环节，学生对理论和技术的理解无法深化，学生的主观能动性没有充分发挥，分析问题、解决问题的能力和工程素养得不到提高。
二、教学改革探索与实践
1.突出教学重点，合理选择教学内容
综合考虑航天测控技术的发展现状，并结合电子工程专业本科生的预修课程以及学时数，对教学内容进行了重新安排，修订了教材。将教学内容根据测控体制划分为统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统的原理及其在航天测控中的应用三个部分。对统一载波测控系统部分内容进行了三个方面的删减：一是与先修课程内容有重复或雷同的，如跟踪测轨技术中的角度测量技术，在先修课程“雷达原理”中已有讲述，直接删除；二是要求具备比较专业的预修知识而学生又不具备的，如遥控编码体制，对电子工程专业的本科生来说由于不具备相应的预修课程，理解存在较大的困难，进行了删减，并提供相关的参考书籍供有兴趣的学生参考；三是难度太大的内容，如测控信道的设计，这部分内容要求学生在理解信号调制理论的基础上，结合特定工程实际设计出最佳波形，对大部分学生来说要求过高，也进行了删减。根据航天测控技术的发展趋势，对跟踪与数据中继卫星系统的组成、工作原理以及采用的新技术等部分内容进行了扩充。调整后的教学内容，既重视基本原理的教学，也重视测控系统的分析，还涉及测控新技术的介绍。
2.采用多种模式教学方法，提高教学效率
对课程的总体教学目标和教学所包含的知识点进行了分析，并对教学方法和教学过程进行精心设计。针对不同的教学内容，采取多种形式的教学方法，包括课堂理论教学、比较教学、案例教学、讨论教学等，并有机地结合起来。
基本原理如测控信号基本理论、测距原理、GPS工作原理等内容采用课堂理论教学，开发了多媒体教学课件，除传统的公式推导和文字描述外，配以适当的图片、动画，直观地说明理论分析结果，使学生对一些重要的结论留下深刻的印象，强化教学效果。
航天测控系统的教学若采用简单的讲授教学，由于学生工程实践经验少，往往不能深刻领会系统的内涵，抓不住重点，因此采用案例教学法与比较教学法相结合的教学方法。选择航天测控系统中较为简单但具有代表性的“单通道锁相接收机”作为教学案例，先对系统作简单介绍，使得大家对航天测控系统有一个感性认识，然后提出问题，供同学们分组分析、讨论。如跟踪测轨系统锁相接收机与一般雷达系统接收机进行比较，通过比较启发学生思考二者结构上的根本区别是什么，工作原理有什么不同，航天测控系统采用这种特殊类型接收机的原因是什么。通过比较学生较易理解航天测控跟踪测轨系统与一般雷达系统的异同，达到触类旁通的效果。通过开设讨论环节，营造生动、活跃的课堂气氛，培养学生思考问题、解决问题的能力，变被动接受为主动思考。最后以科研成果进课堂的形式对案例进行总结，同时引导学生了解航天测控系统设计基本方法。将教学团队在航天测控接收机领域所作的科研成果——某改进型航天测控接收机实物搬进课堂，分析传统接收机存在的缺陷，改进型接收机性能有哪些改善，从哪几个方面着手进行改善，如何进行改进等。通过这一具体案例，充分激发了学生的积极性，对航天测控系统设计方法这一难点也有了初步的认识。
在教学手段上，除采用计算机辅助教学外，还充分利用校园网资源，开展网络教学。编制适合网络教学的课件，提倡学生网上提问，进行网上答疑，对课外拓展性的内容提供更多的学习资料和参考文献。此外，利用网络教学可部分缓解教学内容多而课时少的矛盾。
3.重视实践环节，提高学生工程素养
“航天测控”是一门理论较深、实践性强的课程，提高学生的工程素质也是本专业课的一个重要学习目标。航天无线电测控系统是一个复杂庞大的系统，没有条件开展针对整个系统的实践性教学，但在基本原理和分系统教学过程中增加了实践性环节，如简单的实验设计、开放式研究性习题设计等。另外，对深空测控、小卫星测控、星座测控等测控领域的新课题、新技术、新发展，根据情况开设一两个专题讲座，使学生了解航天测控技术的最新发展，提升学生应用能力。
4.加强教学团队建设
作为一门专业课，虽然面向的专业范围窄，学生层次相对统一，只要一两名老师就可完成课程的教学任务，但不能因此就忽视教学团队的建设。作为教学活动中的关键要素之一和教学活动的具体实施者，教师本身的专业理论知识、实践能力、教学能力、科研能力对课程的教学效果有决定性的影响。因此，我校建立了一个由教授、副教授、讲师等不同层次教师组成的教学团队。团队中所有成员都从事航天测控领域的科研工作，由同时具有丰富科研经验和教学经验的副教授担任主讲老师，由教授开展航天测控领域新技术、新发展专题讲座，其他成员的科研成果为教学案例提供支撑。同时通过“跟、帮、带”，促进年青教师的成长，保证教学团队教学水平的稳步提高。
三、结束语
随着航天技术在国防、国民经济中日益广泛的应用，航天测控技术也获得了快速发展和广泛重视，对“航天测控”课程教学提出了越来越高的要求。本文对“航天测控”课程存在的问题进行了分析并提出了切实可行的改进措施，通过教学内容、教学方法、教学过程和师资队伍建设的改革，精简了教学内容，采用了以比较教学法和案例教学法为主导的多样化教学方法，充分调动了学生的学习积极性和主动性，培养了学生自主学习能力、分析解决问题能力，达到了专业知识学习和专业技能培养并举的目标。
参考文献：
[1]周智敏，陆必应，宋千.航天无线电测控原理与系统[M].北京：电子工业出版社，2008.
关键词：航空航天材料;专业英语;教学;改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）40-0092-02
航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一，也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计，不断地向材料工程提出新的课题，推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性，极大地促进了航空航天技术的发展。因此，先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术，关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此，各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展，但仍然与发达国家存在较大的差距。因此，需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版，这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力，以完成获取专业所需信息等任务。
材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点，而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力，进一步提高学生的听、说、写、译能力，使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法，提高文化素养，以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是：掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组，并掌握一定的构词法知识，具有识别生词的能力，能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决，目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此，迫切需要完善教学内容，优化教学方式，改编教材，以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。
一、改编现有专业教材，扩展学生专业视野
浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现，内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编，实际是英文版的专业教材，不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢，与国际上材料科学的快速发展不相适应，学生阅读起来单调、枯燥。因此，在现有教材的基础上，急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识，既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。
从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手，按照从难到易的教材内容顺序，突出航空航天行业背景及新技术特点，完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上，按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节，简单介绍材料的基础理论知识，学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇，让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后，在材料学的专业知识内容上，结合专业基础课程，着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容，例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时，为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力，提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力，教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且，从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿，学生也易于接受。这样，既提高了教学效果，也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。
二、丰富课堂教学内容，夯实学生基本功
调研各高校材料专业的本科生教学计划，发现专业英语课程设置在第七至第八学期，大四学生对英语学习逐渐变得陌生，如果直接面对专业英语的学习，势必会造成学生学习的困难。因此，教师除了教授教材的内容外，可以适当拓展相关内容的英语学习，提高学生的学习兴趣。
从知识结构设置上，可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要，突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流，可按照先读后写，先听后说的思路，来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式，重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外，还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写，展开介绍和讲评。“学以致用”，而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益，便会提高学习的积极性，促进专业英语的教学。
为了增加教学内容的趣味性，在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业，其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业，因此除了完成教材的教学内容外，还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时，可以从互联网上搜索最新的文字资料，也可以搜索最新的视频资料，其中视频资料更生动，因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时，可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频，加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此，通过利用多媒体技术的视频资料，不但可以提高学生的英语听力，扩充学生的词汇量，还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿，深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。
三、改革课堂教学方法，提高课堂教学质量
材料专业英语是一种正规的书面体，专业词汇多词形复杂、句子长，且与专业知识结合紧密，相对于基础英语来说，缺少文学作品中的韵律、节奏感，读起来抽象、枯燥，造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法，势必不能有良好的教学效果。因此，应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点，采取多元化的教学方法，对学生进行课堂教学。
可以采取英语课堂的教学，让学生随堂朗读教材内容，学生在读的过程中，既熟悉了教材内容，又对英语的“说”有提高。随后，对学生进行分组，讨论分析教材内容，或者也可以提出一个小话题，学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样，既提高了学生的英语口语技能，也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业，可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译，通过英汉互译的环节，巩固课堂教学内容。在课程结束前，还可以穿插学生就自己的毕业设计方向，做一个简短的英文讲座，既可以对课堂教学效果进行测试，也可以提高同学们的口头表达能力，增加同学们英语交流的信心。
在进行课堂教学的时候，如前所述，可以围绕课堂教学时的内容，充分利用互联网技术，为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例，可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时，可以采用先朗读后分析、翻译的方法，逐步分解。进行视频资料的学习时，教师应提前将语音资料转换成文本资料，课堂上可以进行边视听边进行讲解，让学生在愉快的氛围中进行学习，进而达到良好的课堂效果。
四、结语
我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展，密切和国外学术交流，才能保障材料领域的不断进步，这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此，通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化，来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力，增强学生的国际竞争力，为航空航天材料技术领域输送优秀人才。
参考文献：
[1]李成功.航空航天材料[M].国防工业出版社，2002.
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11月14日，第八届上海航天科技论坛暨上海市宇航学会2013学术年会开幕式在上海科学会堂海洋能厅举行。本届论坛由上海航天局、上海市宇航学会主办，上海交通大学、上海航天电子技术研究所、上海讯泓计算机科技有限公司协办。开幕式由学会秘书长徐钫主持。上海市科协党组成员钱之广，上海航天局副局长、宇航学会副理事长汪浩平出席会议并致辞。
上海航天局副局长、学会副理事长孟光、张伟强，上海航天局总工程师、学会副理事长苏锦鑫，上海航天局局长助理、学会常务理事骆剑，上海航天局型号总指挥、学会常务理事衡刚，学会名誉理事陈欣生、施金苗、恽才兴等出席年会。上海科学技术研究所协会、上海市汽车工程学会、上海市核学会、上海市科技社团专职工作者协会、上海市老科技工作者协会、上海市船舶与海洋工程学会，以及上海科学杂志、学会团体会员单位和社会各界的科技工作者共120余人参加了学术交流。
论坛以“卫星导航应用的产业化发展”为主题，为该领域的专家、学者和各界人士提供了一个理论研究和成果交流的学术平台。论坛专题学术交流由上海航天局总工程师、学会副理事长苏锦鑫主持，特邀在此领域学术卓越的专家学者作主题报告。华东师范大学董大南教授作了《国际大地参考框架和它的原点对导航卫星的影响》，上海交通大学电子信息与电气工程学院常务副院长郁文贤教授作了《导航与位置服务的跨界创新与发展》，上海北斗导航卫星平台有限公司总经理陈大吾作了《基于时空信息系统的安全体系建设》学术报告。
航天科技论坛暨上海市宇航学会学术年会是上海市科协及上海航天局与上海市宇航学会共同构筑的多学科、综合性、开放式学术交流平台。自创办并列为中国国际工业博览会科技论坛项目以来，得到了上海市委、市政府的大力支持，受到了上海市科协所属团体和广大科技工作者的欢迎。年会迄今已经连续举办八届，为广大航天科技工作者提供了一个系统了解航天前沿发展动态、开展综合交流研讨、提升学术能力、加速学科交叉融合发展、推动产学研结合和航天产业化发展的舞台，为上海航天的创新发展和上海社会经济发展产生了深远的影响。（上海市科协）
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