浅谈军工专业推进实验平台建设与教学

仲健林 马大为 任杰 于存贵

摘 要：本文以军工类专业《兵器发射理论与技术》为例，结合当前军工专业人才培养方式与需求，探索军工专业实验平台建设与教学的手段、方案。对当前军工专业实验与教学过程中存在的实验规模小、平台集成度低、实验内容陈旧、教学方法单一、学生实践内容少、考核方式不科学等问题进行了总结，在实验平台建设、教学方法创新、实验教学内容等方面提出了完善和改进建议，教学效果跟踪表明，完善和改进建议具有较好成效。

关键词：实验教学;军工专业;教学改革;实践能力

十九大以来，随着我国安全环境与对外战略的深刻变化，国防和军工领域的发展愈发快速[1-3]。作为国家安全的支柱，军工行业的现代化进程催生了对军工专业人才的新的需求和高的要求。国内以南京理工大学为代表的高校，结合传统军工背景特色，发扬坚持爱国、进取超越、踏实苦干、求真求精的“军工精神”，为军工行业输送了一大批的“杰出匠才”[4-6]。

当前，军工行业出现了的研制多、生产少的新现象，对军工专业人才需求更加重视质量，对人才的知识深度、广度和对专业知识的实际运用能力，均提出了更高的要求;提高军工专业学生对武器系统总体及其子系统技术掌握程度，拓展学生在系统实验平台上的科研能力，是军工专业高等教育工作者面临的共同课题[7-9]。

然而，在军工行业迅速发展和专业专业需求更加严苛迫切的背景下，军工专业系统级实验平台建设思路和力度还不能满足军工专业教学发展的要求。本文以军工类专业《兵器发射理论与技术》为例，对前军工专业实验与教学过程中存在各类问题进行总结，从各个方面提出了完善和改进建议，力图提高军工专业毕业生系统级实验操作能力，锻炼全面设计和思考的思维能力，为今后从事军工行业研发工作打下坚实的基础，促进我国军工行业的发展。

一、军工专业实验平台建设现状

（一）实验规模小

当前，受限于资金投入、设备昂贵、实验安全性等各种原因，军工专业的实验平台往往规模较小，仅能从元件级、部件级层面抽象地模拟武器武器系统的个别环节，在实验课程的教学过程中，往往难以使学生建立起去武器武器系统的直观认知，教學效果比较一般。即便作为国内领先的南京理工大学兵器发射理论与技术专业，本专业也同样存在该问题。例如，本专业关于模拟发射载荷生成的燃气发射实验设备，其与实际武器系统中采用的尺度已进行了大幅缩比，实验模拟效果与测试参数等与实际武器系统差之甚远。

（二）平台集成度低

受限于各类实验设备建设经费的分散性，当前实验设备的建设流程往往是拿到一笔建设经费后，即建设成单套设备;难以从全局、顶层的角度考虑实验平台的建设，各实验设备之间的联系并不紧密，无法产生协同、放大效应，无法充分发挥各实验设备的特殊用途，形成优势互补的实验平台系统。仍以兵器发射理论与技术专业为例，本专业已建设的燃气发射实验设备，可用做其他实验设备建设时的载荷加载装置，但在进行实验设备建设总体规划时，由于规划意识不强、设备缺乏规范管理等原因，规划中往往容易忽略实验平台建设的集成问题。

（三）实验内容陈旧

由于军工行业的特殊性，军工专业最新的科研成果知识往往很难在学生的课堂和实验课程中进行公开的讲解。军工专业的实验设备涉及的实验内容主要是对已公开的武器装备中的部分模块进行研究。从内容的延续性和技术的继承性上来看，军工专业实验设备的实验内容已经满足要求，但是对于跟踪最新技术并强化学生创新思维方面，当前主流的军工专业实验设备仍无能为力。以兵器发射理论与技术专业中常用的107mm火箭炮拆装实验为例，该装备在我国已经退役，且很多技术已十分老旧，在某种程度上，可能会对学生今后的武器装备设计理念造成误导。

二、军工专业实验平台教学现状

（一）教学方法单一

当前军工专业实验平台的教学工作，往往是学生处于被动接受的位置，课前教师会安排学生进行实验指导书的预习，会对实验的各个步骤会进行详细讲解和指导;学生、教师和实验设备之间的角色十分固定，教学方法更是多年一成不变，无法充分激发学生的学习热情。以兵器发射理论与技术专业中常用的质量-杆模态实验课程为例，多年来，学生搭建的质量-杆实验模型几乎一致，由此建立的质量-杆振型仿真模型也是十分雷同;教学方法的单一，已经开始阻碍了新的理念和知识进入课堂。

（二）学生实践内容少

考虑到实验安全性等问题，当前军工专业的实验课程往往是教师演示，学生观摩，学生实际动手的内容非常少;或者最多是学生严格按照实验指导书，按部就班地完成实验规定的步骤。很多学生做完实验后，往往缺乏对实验设备的全面认知，对于实验课程背后蕴藏的科学逻辑更是无法吃透，实验课程的效果大打折扣。以兵器发射理论与技术专业的107mm火箭炮拆装实验为例，由几名学生为一组观摩107火箭炮的拆装过程，学生往往是刚开始观摩时显得兴趣盎然，而后由于实验内容已经看懂，对学生而言，他们的对该实验设备的理解往往只是各种快拆、快装机构和各类结构紧固件，对于深层次的使用便利、结构优化、精度设计、成本控制等内容则很难有所领悟。

（三）考核方式不科学

军工专业的实验课程由于具有较强的专业性，且由于教学方法单一和学生的实践内容很少，往往缺乏十分科学的考核方式;目前，考核方式往往就是交一份实验报告，教师按照实验报告的撰写情况给予评价，很难十分全面地考核学生的动手能力、思考能力、创新能力等综合素质。以兵器发射理论与技术专业为例，107mm火箭炮拆装实验中，每组学生分组进行实验后，提交给老师批改的实验报告和实验思考往往比较类似，这不是由于学生的主观抄袭造成的，反而是由于各种条件限制导致的考核方式无法量化。

三、完善与改进建议

（一）加快实验平台建设

在当前军工行业现代化进程不断加速推进的大潮下，军工专业和军工专业的毕业生在高等教育系统中的地位不断提升;军工专业的实验平台建设更加需要获得与之地位匹配的重视。

需加大军工专业实验平台的建设力度，投入资金、人力和物力，全局统筹、谋划，实现实验平台的规模化、集成化和创新化。

以兵器发射理论与技术专业为例，可基于新型陆基、海基等武器发射装备，实现模拟陆基、海基发射的实验平台系统的整体搭建，使得学生能够更加清晰、明了地掌握和运用学科专业知识。

（二）强化教学方法创新

在实验平台建设完成的基础上，军工专业的实验课程教学方法亟须引入新思路、新方法，实现实验平台建设的效益最大化，为实验硬件平台的建设，诸如软件层面活力，助力军工专业学生的科研、创新能力锻炼与提升。

在教学方法上，要引入诸如虚拟现实、半实物操作、物联网技术、互联网+等最新技术;在遵守军工保密原则的前提下，引入更加新颖、多样的教学方法，促进学生的交互式、沉浸式学习，提高学习效率和效果。

以兵器发射理论与技术专业为例，可通过制作新型武器发射装置的特效、动画和模拟软件等措施，实现教学方法的创新，提升学生在实验课程中深刻认识武器装备的认知度。

（三）精选实验教学内容

军工专业中武器系统涉及的知识包括：结构力学、流体力学、电气与自动化控制和系统一体化设计等诸多门类学科，是一个极其复杂的机-电-液一体化系统。

因此，在军工专业的实验教学上，需针对不同专业方向的侧重点，精选实验教学内容，使得不同专业方向的军工专业学生能够精准地掌握未来在武器系统设计的各个环节上自己应该具备的相关知识和技能。

以兵器发射理论与技术为例，结构方向的学生应安排总体结构设计类实验教学内容，在流体方向的学生应安排载荷发生与传递相关实验教学内容，在电气控制方向的学生应安排控制系统相关实验教学内容。

四、结论

在军工行业研制多、生产少的新形势下，为提升军工专业毕业生系统级实验操作能力，全面锻炼思维能力，军工专业需加快规模化、集成化和创新化的实验平台建设，革新实验教学方法，优化实验教学内容;支撑我国军工专业的不断完善与发展。

参考文献：

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[4]宋伟华.坚守初心担使命 扬帆开启新征程——南京理工大学后勤服务中心侧记[J].高校后勤研究，2018（05）：2+81.

[5]葉海，陈荣明.“双创”文化融入研究生培养的实践探索——以南京理工大学为例[J].学位与研究生教育，2017（12）：31-34.

[6]尚文浩，季卫兵.国防特色高校军工文化育人的实践与思考——以南京理工大学为例[J].高教论坛，2018（11）：72-75.

[7]杨国来，任杰，乔莉，徐强，徐军，英瑞.军工专业研究生基础实验教学的探索——以研究生实验课《武器典型结构模态测试与分析实验》为例[J].教育教学论坛，2018（22）：273-275.

[8]杨国来，任杰，乔莉，徐强，徐军，英瑞，刘志鹏.“新工科”背景下军工专业研究生基础实验教学探索[J].教育现代化，2018，5（15）：70-72.

[9]任杰，杨国来，徐强，姚建勇，刘志鹏，仲健林.军工类本科实验教学与工程实践结合探索——以本科生实验课《火箭发射系统实验技术》为例[J].教育现代化，2018，5（11）：25-28.