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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇航天工程论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
英文名称：Chinese Space Science and Technology
主管单位：中国航天科技集团公司
主办单位：中国空间技术研究院
出版周期：双月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1000-758X
国内刊号：11-1859/V
邮发代号：
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1981
期刊收录：
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
中科双百期刊
第二届全国优秀科技期刊
联系方式
期刊简介
他是一位桃李满天下的教授，也是一位硕果累累的学者，在生命的长河里，他的每一个侧面，都值得我们尊敬。他就是清华大学航天航空学院工程热物理研究所教授宋耀祖。
峥嵘岁月，风云流荡。自1970年毕业于清华大学精密仪器系以来，他始终拼搏在热科学与技术领域的科研前沿阵地，着重对工程技术的研究，已累计发表学术论文约180篇，与忠合编“热物理激光测试技术”等书籍。这些应用基础研究工作为解决工程科技方面的问题提供了宽广的理论基础。
多次承担国家自然科学基金，“国家重点基础研究发展规划项目”（973项目），863项目，国家教委博士点基金等资助的科研项目以及云南省、日本大金公司等企业的节能减排项目。特别是在工业过程的节能与余热利用领域，以他为技术负责人的学术团队在国内外首次发明了一种热法磷酸生产的新技术，发明专利技术已获8个奖项，其中重要的奖项有“国家技术发明奖二等奖”、“第十一届中国专利优秀奖”。“云南省技术发明一等奖”、“第四届发明创业奖”、“第二届全国杰出专利工程技术奖”等。该发明技术现已实现了产业化，取得了显著的经济效益与节能减排的社会效益。在航天器的热控制技术领域，他被总装备部任命为“载人航天工程（921工程）”出舱航天服专家组成员，为确保“神七”出舱航天服内生命保障系统的正常工作做出了贡献。荣获总装备部中国载人航天工程办公室表彰的“为神舟七号载人航天飞行任务的圆满成功做出了重要贡献”的荣誉证书。
岁月荏苒，当年风华正茂的栋梁之才虽已不复往日的英姿飒爽，但他沧桑的脸庞上却写满了智慧与亲切，他乐于将自己的科研经验与后辈分享，他说在他长期的工程技术研究中，最大的体会是，取得工程技术研究成功的三要素是：基础、实践、团队。其一，“基础”乃是指通过系统的理论学习掌握宽厚的基础理论，如数学，物理，化学等基础知识（这些基础知识往往通过自学去掌握是十分困难的），借助于这些基础知识能通过自学进一步理解与掌握有关领域的专业知识与专门的技能；其二，“实践”是取得工程技术研究成功的必经之路。亲临工程现场，参加实验与试验，向一切有实践经验的人请教等都是实践的重要环节。在实践的基础上进行理论分析，通过理论与实践的结合，确定研究目标，明确技术难点，寻求与探索解决问题的技术方案，技术途径；其三，“团队”乃是指，在明确解决问题的技术方案基础上，组织与带领好一支学术团队，在团队内既有分工，又有协作。既要发挥每一个团队成员的聪明才智，又要给每一位团队成员创造各自的发展空间。
从踌躇满志的懵懂学子，到崭露头角的青年才俊，从学识渊博的科研专家，到声望显赫的著名学者，一步步走来，“科研”二字是催促他前进的动力，“勤奋”二字是对他过往岁月最好的注解。近年来，由于年龄和身体原因，宋耀祖已从教学科研一线退了下来，他的角色在转变，不变的是，他仍在为社会贡献着自己的一份力量。利用退休后的时间，他还从事着“中国特色社会主义是中国发展的必由之路”的研究，先后为教师、学生讲授党课10多次，荣获清华大学“学习宣传贯彻党的十七大精神”征文一等奖，在“纪念改革开放三十年――中国专家学者科学与人文论坛”大会上获优秀论文一等奖。
航天事业是一个国家强盛的重要标志。曾有人这样评价，在国家实力排行中，航天排第一，什么都会排第一；航天要排第二，什么都第二。航天事业获益于国家经济社会的发展，反过来又对国家发展进步给予有力战略支持和科技支撑。正因为如此，各国都在暗暗使劲，中国也没有放松怠慢。
航天事业带来的精神财富更值得珍惜。要想干好航天，首先要有敬业精神。航天技术难度很大，必须耐得住寂寞，抵得住诱惑，踏踏实实、一心一意地扎进去研究；其次要有协作精神。载人航天工程有数万个节点，几十万条程序语言。相关人员、各个单位都必须密切协作。每个人都做好自己的事，才不会因疏忽而出问题；最后还要有求真务实精神，来不得半点虚假。假论文能够蒙混过关，但航天工作哪怕有一点儿漏判，一点儿疏忽，最后都会酿成严重后果。有了这些基础之后，最后才是专业素质的要求。
追逐航天梦的几代人都坚守着这份精神财富：第一代航天人是在国家基础很差、百废待兴的时候开创航天事业的，起步艰难；第二代时还没有形成系统的航天事业，很多精英把一生都献给这项事业；我们这一代属于第三代，改革开放初期参加工作。当时有句话叫“卖导弹不如卖茶叶蛋”，我的很多同学、同事都下海经商。凭着对事业的热爱，这代航天人守住诱惑，不断开拓；现在的第四代更把理想寄托在这里。中国航天事业这些年得到全国很大支持，尤其是神舟飞船成功以后，很多大学生非常向往航天职业，主动要求来这里为祖国做贡献。航天人的使命光荣，人生也因在挑战中不懈奋斗而精彩。
民族复兴大业中，航天事业是一个缩影。其实我们国家的许多重大科研攻关项目，背后总有一群看名利淡如水、视事业重如山，扎扎实实干工作，默默无闻作贡献的人。干任何事，都需要奋斗与打拼。仰望星空，也要脚踏大地。拿我的同事来说，许多时候，为了突破一道技术难关，同事们常常通宵作战、魔鬼式攻关。平时每天工作十个小时以上是常态，周六铁定不休息，周日有时要加班。靠着严慎细实、精益求精的工作作风，靠着艰苦奋斗、顽强拼搏的工作态度，航天人用一个个拳头产品，一道道核心技术，为天宫一号和神舟飞船驰骋寰宇提供了有力的保证。
关键词：集成电路设计与集成系统；CDIO；一体化
1 CDIO一体化课程
CDIO一体化课程是一个由相互支持的专业课程和明确集成个人、人际交往能力以及产品、过程和系统的构建能力为一体的方案所设计出的课程计划[1]。即按照CDIO（构思-设计-实施-运行）理念，在不增加教学内容和时间的基础上，调整和优化原有教学的计划，以实现知识、能力和态度培养的一体化及专业技能与人文素养培养的一体化。同时，CDIO一体化课程也是“做中学”和“基于项目的教育和学习”（project based education and learning 简称PBL）的具体体现[2]。PBL区别于传统教学法实现了三个转变：以教师为中心转变为以学生为中心、以课本为中心转变为以项目为中心及以课堂为中心转变为以经验和能力为中心。强调学习的目的性和主动性。
2 集成电路设计与集成系统专业课程体系及问题分析
课程体系理论对课程计划的研究与设计起着指导意义，从一定程度上反映了对学科知识体系和学生能力培养的认知[3]。下面从课程组织上来分析集成电路设计与集成系统专业传统课程设计存在的问题。
集成电路设计与集成系统专业课程组织及问题分析。基于Grinter报告[4]，现将我校集成电路设计与集成系统专业的公共课，专业基础课和专业课等进行了重新划分，如表1所示。再对比麻省理工学院（MIT）的航空航天工程专业课程[5，6]，（MIT多年来被QS世界大学排名和世界大学学术排名评为世界第一，其已成为CDIO工程教育的标杆），讨论了基于CDIO一体化课程理念下我国集成电路设计与系统专业在课程设置上存在的问题：（1）工程实验课程比例低。工程分析与设计及工程实验类需要发挥学生能动性的课程仅为21%，远低于基础科学等理论课程.而麻省理工学院2014级航空航天工程专业课程体系中实践课程学分比例为45%；（2）人文社科类课程比例较低，不足10%。MIT航空航天工程专业课程体系中人文社科类课程学分比例为37%，人文社科类课程目标是培养学生作为一个公民应具有的基本素质和作为专业人士应具有的职业道德，在强调专业教育的同时不可忽视人文社科类的教育；（3）选修课比例不足。非限定性选修课程不足5%。而MIT课程体系中选修课程比例为55.8%，其中非限定性选修课程比例为24%。大量选修课的设置充分给予了学生学习的主动性，尊重学生个性发展及创新力的培养。
3 基于CDIO的集成电路设计与集成系统专业一体化课程体系模型研究
集成电路设计与集成系统作为一个典型的工科类专业，注重学生的动手能力、分析和解决问题的能力、创新能力及人文素养的培养。而课程体系的建立能从学科知识体系方向来引导学生各方面能力的培养。
集成电路设计与集成系统专业一体化课程设计。采取“自上而下”的总线型结构模式，如图1。即以项目设计为导向，先给出宏观、整体的概念，再由宏观到微观，由整体到局部，由项目所涉及的专业知识到专业知识所涉及的专业基础知识等展开整个课程。
对比传统课程体系具有明显的优势：第一，通过以职业方向为导向的规划，学生可根据自己兴趣选择适合自己的团队，达到因材施教的目的；第二，以组建团队来制定课程并完成项目，打破了传统的分班教学制，学生通过相互讨论，沟通以解决问题能培养团队合作意识。第三，实现了学科间的相互支撑及联系，学生每上一门课程都能明确该课程与先修课程和后续课程之间的联系，以及整个课程体系的学习目的。第四，经历了一到六学期的学习为最后项目的实现做好了充分准备，若以该项目为学生的毕业设计可提高论文质量，又避免了论文作假，抄袭等现象等。第五，从课程组织上看，以项目为主线展开的必修课程大大减少，除此以外的专业课程、专业基础课程和学科基础课程均作为选修课程，使学生拥有更多跨专业学习的选择机会。另外，人文社科类等公共课程贯穿于整个大学课程中，以实现专业技能与人文素养的一体化培养。
与此同时，该课程体系对当前的教学模式也提出了相应要求，比如学生学习方法和教师授课方式的改革，教师团队培养的改革，学生考核方式的改革，配套教材的改革等等。
结束语
围绕CDIO理念，重新构建了集成电路设计与集成系统专业一体化课程结构，即以专业方向指导项目，再以项目指导课程，将能力培养融入理论学习，将知识应用融入项目实践。希望借助课程体系改革，以实现集成电路设计与集成系统专业学生知识、能力和态度培养的一体化，专业技能与人文素养培养的一体化。同时，对我国高校工科类课程体系改革具有一定的指导意义。
参考文献
[1]顾佩华，包能胜，康全礼等.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2012，3：24-40.
[2]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008，3：1-6.
[3]王伟廉.高等学校课程体系现代化研究[D].厦门：厦门大学，2004.
[4]孔寒冰.国际工程教育前沿与进展2007[M].浙江：浙江大学出版社，2009：179-192.
[5]张英.基于CDI0理念我国机械设计制造及其自动化专业本科课程体系研究[D].浙江：浙江大学，2014.
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年国家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年成功申请为国家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：
李潭秋，辽宁庄河人，1963年1月出生，工学博士，研究员，现任载人航天工程航天员系统副总设计师，舱外航天服责任总师。多年从事载人航天工程环控生保和航天服研制，先后主持研制了我国第一套舱内航天服和飞天舱外航天服研制，为我国的载人航天事业做出了突出贡献。获国家科技进步奖一等奖1项，全军科技进步奖一等奖2项（排名第1），二等奖3项，2004年获载人航天突出贡献奖，2005年获航天基金奖，荣立个人一等功1次，二等功1次。
开启航天事业梦想
李潭秋是哈尔滨工业大学的优秀学生。哈工大浓郁的学风，正符合李潭秋的天性。他如饥似渴地学习，为他日后出众的科研能力打下了坚实的基础。
大学毕业后，李潭秋被分到航天部的一个比较清闲的单位，对于满怀报国热情，一心致力于高科技领域研究的李潭秋来说，这显然不符合他的心意。于是，他和几个志同道合的同学一起，考研到了现在这个单位。当时，航天员上天在国人心中还是个遥远的梦想。人体工程的研究也处于刚刚起步的阶段，国内公众知之甚少。在这种情况下，李潭秋选择了航天控制和生命保障专业，开始了自己的奋斗历程。
1992年，我国启动载人航天工程。为了帮助航天员应对恶劣的太空环境，保证他们安全返回地面，需要为航天员设计专门的航天服。1995年，我国正式起步研制航天服。此时的李潭秋已从大学生成长为硕士、博士，研究了十多年环境控制与生命保障专业的相关知识，十多年的修炼终于到了用武之时。
1971年6月，苏联发射的联盟11号载人飞船，搭载3名航天员在礼炮1号内停留了23天。当飞船结束考察，奉命脱离“礼炮号”太空站返回地面后，人们惊奇地看到三名宇航员竟然安详地死在自己的座位上。事后经过各方面调查，在返回的过程当中，由于整个飞船的震动，导致返回舱压力阀门非正常打开，气体泄漏。在几秒内，气压下降到致命程度，再加上没有穿舱内航天服，致使体内严重缺氧而死亡。这是苏联载人航天活动中最为悲惨的一次。所以从那以后，舱内航天服就变成了整个天地往返运输系统载人航天的一个标准配制。因此，航天服的研制，是我国载人航天工程的重要内容。
航天技术在任何国家都属于高度机密，因此，我们的航天服不能从国外引进，只能自己研发。在此之前，我们只能从一些宣传图片和一些发表的论文上了解航天服的构造和基本原理，却无法了解它的内部构造和设备细节。因此可以说，李潭秋和他的团队是在几乎是空白的基础上开始了航天服的研制工作。面对着如此复杂艰巨的任务，李潭秋没有退缩，而是选择了迎难而上。无数个夜以继日的工作，巨大的压力，年富力强的李潭秋两鬓出现了丝丝白发，但他并没有感觉到累。他的心被一种激情占据着――他终于开始实现多年的梦想了。
中国首套航天服诞生
“航天服不是简单的服装，它实质上是航天员的个人防护系统。”李潭秋说，“在飞船出现意外情况时，航天服将成为保护航天员生命安全的最后防线。”航天服按功能可分为舱内用航天服和舱外用航天服。李潭秋和他的团队首先接到的是舱内航天服的研制任务。
李潭秋介绍说，飞船在轨道飞行时，航天员一般不穿航天服。但在容易出现事故的飞行时段，必须穿上航天服。当载人航天器座舱发生泄漏，压力突然降低时，航天员及时穿上它，接通舱内与之配套的供氧、供气系统，服装内就会立即充压供气，并能提供一定的温度保障和通信功能，启动舱内航天服系统救生，可在6小时内保证航天员的生命安全，实现应急返回着陆。此外，在航天服上还配有废物处理装置和生理数据测量装置。废物处理装置就是用于尿收集的高性能吸收材料，安置在航天服内衣里；生理数据测量装置则是通过贴在航天员身上的电极测量航天员的心电、呼吸、血压等生理信号并传递相关数据到地面飞行控制中心，供地面医监医生观察分析航天员的身体情况。
李潭秋简单介绍了舱内航天服的结构。从外形上看，航天服心脏部位有一个可以拧动的圆形装置，这是用来调节衣服内的压力、温度和湿度的；右腹部位置有一根细管，是航天员的通信工具；左腹部处有两条管路，是给航天员供氧和排放二氧化碳的设备。李潭秋说，航天服外层采用的是高强度涤纶材料，可承受高强度拉力。
航天服式样看似简单，但制作起来难度可不小。据李潭秋介绍，舱内航天服由三部分组成：一是限制层，由耐高温、抗磨损材料制成，用来保护服装内层结构，并使航天服按预定形态膨胀，保证航天员穿着舒适合体；二是气密层，用涂有丁基或氯丁橡胶的锦纶织物制成，有良好的气密性，防止服装加压后气体泄漏；三是散温层，与内衣裤连接在一起，有许多管道，采用抽风或通风将气流送往头部，然后向四肢躯干流动，经肢体排风口汇集到总出口排出，带走人体代谢产生的热量。航天员穿戴的头盔、手套和靴子更加特殊。头盔的盔壳由聚碳酸酯制成，不仅能隔音、隔热和防碰撞，而且还具有减震好、重量轻的特点。为防止航天员呼吸造成水气凝结以及低温环境下头盔面窗上结雾、结霜，需要特殊的气流和防雾涂层。手套与航天服相配套，充气加压后具有良好的活动功能和保暖性能。
这一切，都是李潭秋和他的团队，经过无数次的设计、改进、实验的基础上完成的。李潭秋说，在一套方案的服装设计加工完成后，首先要工作人员自己去做这些体验，要先选择跟航天员体型相当的人进行试验。在最终关键的一些节点和最终的节点要请航天员来试穿，完成人服匹配。此外，要经历多方面性能的试验，比如说功能试验、环境力学试验、温度试验等验收和鉴定过程，满足全部要求后才可以确定状态。除此之外，还要了解航天员有什么意见，有哪些需要修改完善的地方。李潭秋说，航天员的意见很重要，因为航天员是我们产品的最终用户，所以他们的意见建议对我们产品的改进是至关重要的，我们一般在每次试验或载人飞行任务过后都会与航天员座谈，因为这些产品在地面上进行了若干的试验，但最终是要在失重状态下去使用的，所以失重状态下的一些体验可能就尤其重要。通过座谈，我们要找出来哪些是我们产品本身的问题，哪些是使用过程中出现的问题。
2003年10月16日，杨利伟身着李潭秋设计的航天服走出神五飞船，顺利地完成了中国首次载人航天飞行。李潭秋的心里格外激动，因为这是中国航天史上第一件我们自主研制的航天服。现在，这套航天服已经被收藏到中国军事博物馆，成为记录中国载人航天事业发展历程的珍贵的文物。
“世界第奇迹”
当杨利伟的航天服成为中国航天史上的国宝后，李潭秋又接受了新任务，为神舟七号的航天员们研制航天服。与神六截然不同的是，这一次航天员们要出舱漫步太空。舱外航天服绝对是中国航天史上一个重量级的挑战。其实，早在舱内航天服研发的同时，李潭秋就敏锐地把握技术发展方向。1998年开始，他就带领课题组开展了舱外航天服工程预研，先后在热防护、关节、系统总体概念方案、冷源技术等多方面开展技术攻关，取得了多项突破性研究成果，为舱外服工程研发奠定了重要基础。
根据我国神舟七号任务要求，2004年7月舱外服研发团队开始飞天舱外航天服工程研制。这是一支十分年轻的团队，平均年龄才三十出头。要这样一支年轻的队伍承担如此重要的任务，李潭秋现在回想起来，真是感觉有点不可思议。国际通则，航天工程从探索、预演、研制到完成，一般是十年的时间。但是，就凭着一股初生牛犊不怕虎的闯劲，这支年轻无畏的团队，用了不到四年的时间，47个月，研制出来中国第一代舱外航天服。李潭秋说，为了保证任务按期完成，他和他的团队不得不采取一些非常规的做法，承受了极大的风险考验。李潭秋最津津乐道的，是他的团队。他说，他的在舱外航天服的研制能取得成功，首先在于有一个有战斗力的团队。团队最大的特征是敬业，没有上下班的时间概念，只有工作有没有完成的意识。连食堂的大师傅都不能按时回家，因为不知道这些加班加点的科研人员什么时候吃饭。另外就是主动参与意识非常强，经常一起就某个问题进行热烈地讨论，通过这种思想的碰撞，达到启发思路、集思广益的效果，没有人因为这个问题不属于自己的领域而漠不关心。正是这样的一个兄弟姐妹般的氛围，大家虽然累，工作压力很大，但是每个人的心情都很快乐。
提到这里，李潭秋感慨地说，如果没有国内诸多兄弟单位与合作企业的全力支持，他们是无法完成这个奇迹的。尤其是一些企业，听说是为我国的第一代航天服做贡献，宁可停下手头正在做的活，放着现成的钱不去赚，也要把这不赚钱的活儿先做好。这在市场经济的大潮中，是多么宝贵的精神。李潭秋讲，中国人的这种团结协作精神，是最让他感动的，这也是我们能取得如此巨大成就的保障。
在浩瀚的宇宙，在全世界人的注目下，中国航天员身穿中国人自己研制的航天服出舱了，李潭秋的心里无比激动。实践证明，我国飞天舱外服整体技术性已达到国际在用舱外服系统的先进水平，并具有多项独创性技术。我国成为世界上第三个掌握出舱核心技术的国家！
飞天舱外航天服的研制成功，标志着我国已全面、系统掌握了先进舱外航天服系统设计、压力防护、热防护、工效保障、生保系统小型化、关键材料、出舱通信、个人信息处理与显示技术等多项关键核心技术、系统集成与测试试验技术、安全可靠性保证技术，实现了出舱活动核心技术的跨越式发展，为我国空间站以及其它大型空间设施建设、维护维修提供了关键技术支持。更重要的是，通过航天服技术研究和工程研制，积累了丰富的空间个体防护系统的研制经验，锻造了一支战斗力强、知识结构合理、富有协作精神、朝气蓬勃的研发团队，初步建立了我国航天服关键技术研究、系统设计、系统集成、系统测试试验的研发技术体系，为后续研发工作奠定了坚实的基础！
在为俄罗斯的同行送行的酒会上，俄方专家端着酒杯对李潭秋说：“我上学的时候老师告诉我说世界有七大奇迹，今天有奇迹，我们为世界第奇迹干杯。”他说的第奇迹就是中国用这么短的时间研制了属于自己的第一套舱外航天服。
着手制作“太空女装”
在神舟九号任务中，我们首次看到了女航天员刘洋的身影，刘洋穿着的舱内航天服，同样是李潭秋团队的杰作。
舱内航天服是用于航天员在飞船应急状态下航天员最后维持生命的这样的一个设备，那么它除了要维持压力之外，很重要的一点就是要在应急状态下，航天员依然能够完成必要的操作，所以它的适体性要求很高，就是要这个衣服适体，对航天员的四肢尤其是上肢的适体性非常重要，因为这涉及到他穿上以后能不能正常操作，如果不能完成必要的操作就会带来很大的问题。因此，要解决女航天员的适体性的问题，适体性一个是上肢，上肢要不会出现加压以后脱离肢体的现象，脱离肢体以后她就不能操作。还有就是手套，因为女性航天员的手很纤细，那么用原来的手套操作就显得很笨重。李潭秋和他的团队针对女航天员的手型专门制模，研制了女航天员专用的手套，出色地完成了任务。
科技创新永无止境
载人航天是带动整个国家技术发展的重要工程。借鉴国外很重要，但是更重要的是提高自主创新能力。作为项目带头人，李潭秋已经走在了学科的最前列，因此，他每前进一个台阶，几乎都是全新的，没有前人的成果可以借鉴。李潭秋说，创新意味着要走别人没有走过的路。在科研的道路上，有许多不确定的因素，风险很大，这就需要有深厚的技术积累。没有技术基础的创新是空想，只有强大而深厚的基础科学做支撑，才能有效消除创新中的不确定性，解决前进中的难题。从这方面看，国家现在投入大量的经费用于基础学科的研究，是非常值得的。
谈到这点，李潭秋很自豪，他与欧洲同行交流的时候，很多专家很羡慕中国，因为我们有自己的载人航天工程，打造了自己的研发平台，使众多的科研人员有了用武之地。所以，我们一定要尽自己最大的努力，研究出比国外更好的技术。就我们舱外航天服来说，总结结构上与前苏联的接近，但是从整体技术上。如头盔的设计、关节的设计、整个电系统的设计都是我们自己的全新的设计，都是国际上独特的技术。
一、装备学院工程硕士培养情况介绍
（一）招生从2011年招生的情况看，考生主要来自全军作战部队、总部机关、科研试验部队、院校和科研院所等与工程技术密切相关的领域，同时，也有少部分地方高校考生。
（二）教学经过近10年的探索，我们在课程教学上摸索并建立了自己的培养体系。在教学环节上，制定了各工程硕士领域培养方案、培养计划、教学大纲等比较齐全的教学资料。在课程设置中，既设置了基础理论课程，也设置了工程应用课程，在体现研究生水平的基础上，突出专业特色、工程性、实践性和应用性。在课程建设上，根据工程硕士研究生的特点，尽可能选用适合工程硕士研究生使用的教材，制作课件，并为工程硕士研究生提供良好的实验环境。在授课教师遴选上，尽量选用具有工程经验和部队任职经历的教师。其中，高级职称的教师占70%以上。同时聘请试验部队、航天科技集团等单位的专家进行专题讲座、开设课程。在教学的组织与实施上，严格按照工程硕士教学计划开展教学工作，并进行严格的考试。在教学中，全部使用多媒体教室，针对工程硕士特点实行交互式教学，结合高水平的专题讲座，有效拓展学生的眼界、提高工程素质。在校学习时间累计为一个学期。在教学过程中，学院教学督导组进行课程教学检查，教学质量全部为优良。经过课程学习，学生提高了理论水平，具备开展学位论文研究的能力，部队反应良好。
（三）学位论文在学位论文工作方面，实行学校和部队双导师制，论文选题87%为部队工程项目或研究项目，有明确的应用背景和应用需求。总的来看，学位论文工作比较严格规范，学生大部分是来自全军的在职干部，非常重视论文与实际工作相结合。开题报告认真，答辩程序规范，有部队专家参加，把关严格。从已毕业的学员论文情况看，内容多围绕实际工作展开，技术含量较高，多具有较好的军事应用价值。但在中期检查和预答辩方面，有时受部队试验任务的情况的影响，部分学生开展的不够充分。
（四）管理目前，装备学院实施院、系、教研室三级管理模式，各级责任比较明确。规章制度比较健全，研究生的整个培养过程严格按照规定执行。同时建立了比较规范的招生、教学、学位档案，并有专人进行管理。为规范工程硕士研究生在校学习期间的管理，制定了专门的《工程硕士研究生管理办法》。同时，明确要求导师要在工程硕士管理中发挥重要作用，并界定了院内导师和院外导师职责分工。院内导师的主要职责是：参与招生录取，与院外导师联合制定培养方案，与院外导师、研究生共同制定培养计划，承担研究生课程教学，指导和检查研究生的课程学习，协助院外导师指导研究生的学位论文选题、撰写和答辩，参与研究生的考核考评。院外导师的主要职责是：与院内导师联合制定培养方案，并与院内导师、研究生共同制定培养计划，参与或承担研究生部分实践性课程教学活动，指导研究生的学位论文选题、撰写和答辩，参与研究生的考核考评。
（五）办学特色与效果装备学院根据任务确定工程硕士研究生的培养主要面向试验部队，针对国防科研试验任务特征设定专业方向，培养从事国防科研试验任务的高级工程技术人才，办学特色比较鲜明。毕业生主要从事试验管理、规划、组织、试验技术等岗位，完成的工程项目用于国防试验任务中，发挥了重要作用。有100多项已获得军队科技进步奖，涌现了一批以全国突出贡献工程硕士陆晋荣为代表的新型杰出人才，部队对装备学院工程硕士的培养给予了较高评价。
二、工程硕士培养的几点经验
（一）招生上突破传统的单凭考试成绩的模式，提高复试成绩的比重专业学位的教育不同于学术性学位教育，更着重于工程实践和工程技术应用能力的培养。因此，装备学院在招生上改革了以往主要根据入学考试成绩为主的做法，加大复试成绩所占比重。在学生入学考试成绩达到国家基本分数线的情况下，重点考虑复试成绩，并组织专业知识能力水平的测试。专业知识能力水平测试重点考查学生掌握基础理论和本领域专业知识的能力及在实际工作中的运用情况。复试重点考查学生在从事技术研究和工程实践中发现问题、解决问题的能力，以及在改进国防科研试验方法和手段、提高国防科研试验效率中的发展潜能。
（二）正规教学过程，合理设置课程计划和教学安排，科学设置专业方向根据工程硕士研究生的知识结构特点，装备学院认真制定工程硕士研究生培养方案和教学大纲。在课程设置上，既体现了硕士研究生的培养要求，又结合了各工程领域培养特点，在专业设置上更加突出特色。在具体的教学实施过程中，根据试验部队实际工作的需要和学院的教学资源，装备学院与培养单位共同研究确定课程计划和教学安排，使课程的设置既能充实学生的专业基础理论，又能提高学生专业技术能力，使教学安排既能保证教学计划的顺利实施，又不至于影响到试验部队的正常试验任务，必要时学院派教员到部队进行授课。在课程设置上注重学院工程领域的学科特点和试验部队的实际需求相结合。
（三）根据专业学位的培养规律，与科学学位区别对待，突出工程硕士特点参加专业学位学习的学生，与攻读科学学位学习的学生相比，基础知识水平相对薄弱，但工程实践经验丰富，解决实际问题能力很强，而且渴求知识欲望更强。因此，在工程硕士的培养等方面，无论从文献阅读、论文的选题还是学位论文的要求上，都有特别的要求。文献阅读总体上要求量相对少些，但要求学生结合自己的研究方向、工程需要至少阅读10篇最新的专业性的中英文文献，并在论文开题前写出不少于三千字的文献阅读综述；论文的选题要求来源于工程实践任务，有明确的应用背景，具有现实意义和应用价值，并具有进行科学研究的可行性，可以是工程策划、工程设计、技术改造或技术攻关等项目，有一定技术难度和工作量，在于充分体现作者综合运用科学理论、技术和方法解决工程实际问题的能力；学位论文的形式要求也比较灵活，可以是工程设计、研究论文、专题报告等形式，表明作者具有担任专门技术工作的能力，有一定理论意义或实践价值。在学生完成学位论文过程中，加强过程管理，尤其提高学院导师与部队导师的沟通与联系，对学生阶段性成果进行评定和指导，确保论文质量。
（四）根据不同的组织形式采取不同的管理措施学院工程领域工程硕士研究生的培养共有两种组织形式。第一种形式是采取学员“进校不离岗”的方式，经考试被录取为我院工程领域工程硕士研究生后，学生的各种人事关系保留在原单位，平时照常上班，第一年两个学期中，每个学期安排三到四个月的时间组织学生到学院集中学习；第二种形式是采取学院与单位联合培养的形式，双方共同签订培养协议，学生经过考试被录取后，并不到学院上课，而是学院根据培养单位任务情况和学院教学安排，派教员到培养单位进行授课，一般在一年到一年半的时间内完成授课。第一种形式一般用于学生数量较少试验任务并不十分繁重的情况，学员进校后，按照学院内其他全日制研究生的管理要求，共同编班，集中管理。第二种形式一般用于学员数量较多，单位集中，并且试验任务相对较重的情况，这些学员的管理由双方成立联合管理小组来负责,联合管理小组共同管理研究生培养过程中的教学、论文研究、学位论文答辩等工作进程,并监督研究生的培养质量,协商解决在联合培养过程中发生的种种问题。实践证明，成立联合管理小组的做法在研究生的联合培养工作中发挥了重要的作用。
（五）加强工程硕士导师队伍建设导师的水平直接决定学生的培养质量。在提高导师自身教学、科研和学术水平的基础上，装备学院注重加强导师队伍的整体建设，不断优化导师队伍的知识结构和年龄结构，建设一支水平较高、具有相当知名度的导师群体。尤其重视选拔具有丰富工程、试验经验丰富的专家学者充实到工程硕士导师队伍中。队伍中有国家863、973专家3名，获育才金奖6名，育才银奖36名,全军优秀教师11名。目前在学院已形成一支学术水平高、科研能力强又有丰富工程实践经验的学术队伍。在部队已有导师60余名，主要是试验部队的总师和高级工程师。另外，我们充分利用院内外各方面的优势，聘请有关院校、航天科技集团、航天科工集团、全军武器试验研究论证部门、试验基地等单位的教授、专家讲课或举办高水平的专题技术讲座，作为课堂教学的重要补充，此项活动，得到学生的欢迎，使他们在了解学科前沿、开阔视野等方面受益匪浅。
三、存在的问题和解决思路
由于工程硕士研究生教育直接面向用人单位，培养具有专业实践能力的应用型高层次专门人才，受到了部队的普遍欢迎。但由于种种因素的影响，学院的工程硕士培养还存在一些不足。
（一）招生规模偏小由于目前部队对于工程硕士专业学位的重视程度还不够，推荐送学的比例还达不到要求，甚至有时出现小于培养计划的现象。学院的任务定位确定了在我军信息化装备建设、一体化军事训练中的战略地位，具备了工程硕士研究生教育扩大招生规模的客观条件，下一步拟采取有效措施，组织专门人员，深入部队，开展联合培养工作，积极开办工程硕士学位研究生班和研究生课程进修班。
关键词：航天类专业 人工智能 教学探索
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0155-02
面对航天科技迅猛发展，现代军备技术快速提升，培养具有专业性的高素质航天类人才，是我国航天科技发展的战略选择，也是航天重点高校面向并有效服务航天事业的历史责任。航天类本科生的教育形式也需要突破传统的方式，着重多样性、前沿性、工程性，因此，该专业的各门课程教育都应该结合专业特点，探索新的教学模式。
人工智能自1956年诞生50多年以来，引起众多科研机构、政府和企业的空前关注，已成为一门具有日臻完善的理论基础、日益广泛的应用领域和广泛交叉的前沿学科。由于航天领域的特殊要求，人工智能在其发展中发挥着不可替代的重要作用，各发达国家都相继开展了人工智能与航天技术相结合的研究，致力于实现可重构的、具有容错能力的、智能的飞行系统和管理系统。因此，“人工智能”作为航天类专业的一门特色选修课，应结合专业特点展开更具有实用性和创新性的教学。
1 人工智能课程特点
一方面，“人工智能”是一门多学科交叉的综合学科，它涉及计算机科学、数学、心理学、认知科学等众多领域，具有知识点多、涉及面广、内容抽象、不易理解、理论性强等特点，使得该课程的教学具有较大的灵活度和较高的难度。另一方面，“人工智能”是一门正在发展中的学科，具有较强的前沿性，计算机科学、信息科学、生物科学等相关学科的发展不断的提出了许多新的研究目标和研究课题，使得人工智能的技术和算法也需要不断更新，这在很大程度上增加了“人工智能”课程的教学难度。
2 航天类专业特点
首先，航天类专业具有较强的工程性。在专业的教学改革中有统一的特点，即强调要体现航天工程技术的综合性、系统性， 注重培养复合型人才。其次，航天类专业具有一定的前沿性。因为航天飞行器作为现代高科技和多种学科技术综合应用的结晶，应及时把现代先进科技融入到了专业基础和专业类的课程教学中， 专业知识更新快成为又一特点；另外，航天类专业应注重实践性教育。尊重个性和兴趣，强调动手能力，实验室对学生开放，要求学生自主地设计完成实验，强调对学生设计理念和创造能力的培养。最后，航天类专业应重视产学合作。产学合作的目的在于推动学校与航天产业的持续全面合作，造就一支科学技术研究和工程实践兼备的教师队伍。
3 教学模式的探索
3.1 教材的选择
人工智能作为一门新兴的学科，其理论与方法都还在不断的发展与完善中。就目前来看，关于人工智能的定义和范围都没有一个统一的标准，不同的教材所介绍的内容也不尽相同。在教材选用方面，需要综合考虑专业特点和学生的知识背景。本课程主要针对航天类专业高年级本科生，该类学生具有一定的数学、计算机、信息论、通信理论等基础知识，对航天应用的基本需求有初步的了解，因此，“人工智能”课程难度应该控制在中级，可以较深入的介绍人工智能的基础算法和应用案例。
中南大学蔡自兴教授积累了多年的教学与科研经验，借鉴了国内外其他专家和作者的最新研究成果，吸取了国内和国外人工智能领域学术书籍的长处，于1987年编写了“人工智能及其应用”一书，该书根据人工智能学科的新发展不断修订，推出四个版本。本课程采用“人工智能及其应用（第4版）”，其中大部分内容适合本科生学习。另外，本课程还给学生提供其他一些参考书目，如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence：A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等经典教材。
3.2 课堂教学形式的探索
“人工智能”课程内容较抽象，概念较为繁多，若采用单一的课堂讲授的方式，学生容易概念混淆、理解不透，逐渐产生厌倦情绪，导致教学效果差。本文探索不同的课堂教学手段，根据不同内容采用不同的教学手段，有利于学生对课程内容的理解与吸收。另外，考虑到航天类的专业特点，突出课程内容的工程应用，增加研究性质的教学内容与形式，有利于培养学生的创新能力和实践能力。
（1）课件采用图文并茂的PPT。综合利用文字、图像、声音、视频等多种媒体表示方法，在介绍原理和概念时采用精辟的文字，介绍算法流程时采用图像，介绍算法应用时采用视频。在PPT中适当利用不同的字体、颜色或动画来突出重点，细化流程，引导学生的思路，便于集中注意力接受重点内容。
（2）适当增加课堂讨论与练习。对于人工智能的一些基本问题，可以引导学生进行调研和讨论，来深化课程内容的了解，并提高学生的学习兴趣；对于重要的算法和理论，可以增加课堂练习，让学生实际动手进行公式的推导或演算，并在练习中分析学生对问题的理解程度，有针对性的增加讲解或指导。
（3）适当采用类比的讲解方式。对人工智能的不同学派，不同方方法，以及方法的不同应用，广泛的采用类比的形式进行讲解，不仅可以复习已学习的内容，也利于对新内容的理解。并且，通过对不同内容的比较总结相似点、区分不同点，可以避免概念的混淆，清晰的掌握课程内容。
（4）增加研究性教学。研究性教学强调通过问题来进行学习，有必要将实际应用案例或者授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去，用“启发式”、“案例式”教学激发学生“自主学习”能力。
3.3 课程内容的探索
一方面，鉴于本科生知识结构还不够完善，“人工智能”课程的内容要控制在适应本科生学科基础的中等难度；另一方面，鉴于航天类专业的特点，课程内容应更注重与航天应用相结合的内容，并且在课程中增加具体应用的介绍。具体的课程内容如表1所示。
3.4 考核形式的改革
“人工智能”课程注重学生创新能力和实践能力的培养，传统的试卷形式不能全面的反应学生的学习效果，因此，应采用课堂表现和课程报告相结合的方式进行综合考核。
一方面，重视学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，对学生课堂讨论与练习的表现进行考核评分，作为总成绩的参考；另一方面，注重学生课题调研和实践的能力，采取提交课程论文的形式进行考核。正确引导学生根据个人兴趣、课程内容、可行性、实践难度进行合理选题，并根据所选题目进行文献查阅和总结，完成调研报告或算法实现报告。结合者两个方面进行最终成绩的评定，综合衡量学生问题分析能力、论文写作能力和创新实践能力。
4 结语
航天类专业的本科生教学需针对专业特点有的放矢，该专业的课程教育都应该趋向于前沿性、专业性和实用性。本文的“人工智能”课程教学改革方案不仅考虑到该课程属于前沿叉学科的特点，也综合考虑了航天类专业的特点。为了使课程教学更好地服务于学生，本文提出的改革方案打破传统的教学模式，将课堂理论讲解、课堂讨论、课后调研、项目实践等相结合，充分调动学生的学习兴趣和积极性，提高学生的创新能力，有利于培养真正符合航天领域所需要的综合型高级人才。
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