装备环境实验教学内容体系的构建

李天鹏 宣兆龙 何益艳

摘要：在分析装备环境实验教学内容体系构建原则的基础上，梳理了教学内容相关的资料来源，研究了装备环境实验教学内容的具体项目和基本内涵，为装备环境实验教学活动的顺利开展奠定了基础。

关键词：装备；环境实验；教学内容

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0154-02

随着高新技术大量应用于武器装备的研发生产，装备的环境适应性逐渐成为影响装备性能和质量的重要因素，这一方面知识体系恰恰是装备环境工程课程的核心内容。装备环境实验作为装备环境工程的重要组成部分，主要涉及装备环境实验概述、力学环境实验方法、电磁环境实验方法等内容，但目前并没有形成一个完善的教学内容体系。如何更好地满足装备环境实验需求，提升装备环境适应性、可靠性和安全性，是装备环境实验教学内容体系构建的发展目标取向。笔者围绕培养高素质新型装备人才培养目标，构建装备环境实验教学内容新体系，进一步拓展实验教学体系功能模块，丰富实验教学内容。

一、教學内容体系的构建原则

装备环境实验教学内容体系以培养应用型军事人才为教学目标，突出学员能力和素质的核心地位，形成“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养模式。其中，“宽口径、厚基础”主要培养学员的通识能力，“强能力”主要培养学员的专业能力，“高素质”主要通过学员的综合能力来体现。装备环境实验教学内容体系构建过程中坚持面向装备环境工程人才培养需求，贯彻“理论引导，注重基础；结构完善，突出系统；立足实用，兼顾前沿”的原则。

理论引导，注重基础。教学内容针对武器系统技术特点、装备运用环境及作战保障要求，全面分析装备运用环境构成，并分别对自然环境及效应和诱发环境及效应进行深入研究，针对装备储运环境分析及装备环境实验评估等关键技术进行基础研究。

结构完善，突出系统。教学内容基于装备储存质量和生存安全的影响因素和重要度，以构建装备环境实验体系为目标，以环境“实验基础—实验技术—实验系统—实验评价—实验实践”为主线，系统阐述装备环境实验的基本内容、关键技术、设施设备、分析评估及典型实践，构建装备环境实验的框架和内容体系。

立足实用，兼顾前沿。教学内容围绕有效提高我军武器装备的长期储存寿命和战场生存能力的根本目标，梳理装备环境实验相关基础理论和关键技术等成果，吸取国内外相关领域的理论和技术，尤其是总结我军弹药保障与安全性评估领域的成功经验，对我军装备环境实验具有重要的实践指导作用。

二、教学内容体系的构建基础

装备环境实验教学内容体系构建过程中，系统梳理美军《环境实验方法和工程导则》（MIL-STD-810G）、英军颁《国防装备环境手册》（DEF STAN 00-35）、我军《军用装备实验室环境实验方法》（GJB150A-2009）、《地雷爆破器材环境实验方法》（GJB797-1990）等国家军用标准；跟踪武器装备发展前沿技术，积极推进装备环境实验小子样理论、神经网络理论及传感测试技术向教学转化；将科研成果及时引入到实验教学活动中，促进实验教学与科学研究的协调发展；为适应部队训练、保障的迫切需求，针对信息化装备的保障环境要求高、构造组成复杂的特点，开发了保障环境实验和虚拟仿真实验教学内容，为开展信息化装备实验教学提供支撑。

三、教学内容体系的构建内容

从装备全寿命角度出发，依据教学内容体系的构建基础，构建装备环境实验教学内容体系，主要包括装备环境实验基础、装备环境实验技术、装备环境实验系统、装备环境实验评价、装备环境实验实践等五个模块。模块内部自成体系，模块之间互相联系，共同构建装备环境实验教学内容体系。

1.装备环境实验基础。装备环境实验基础是装备环境实验教学内容体系的基础部分，主要包括自然环境、诱发环境以及两种环境产生的各种效应等内容。（1）自然环境及效应。自然环境及效应主要介绍世界各地自然环境条件，具体涉及温度、太阳辐射、湿度、风、雨、砂尘等因素在不同时间不同地点的变化规律以及各种环境对装备的影响，重点针对金属、塑料、装药三种典型装备组成材料的自然环境效应展开探讨，为确定装备处于贮存、运输和使用条件下的自然环境因素提供依据，同时提供了自然环境实验方法所需要的实验严酷度。（2）诱发环境及效应。诱发环境及效应主要涉及诱发力学环境和诱发电磁环境，围绕振动与冲击两类力学环境，分别介绍振动系统分析、振动环境效应分析等理论；基于复杂电磁环境对武器装备的作用效应，介绍自然干扰、人为干扰等电磁环境构成，复杂电磁环境下装备毁伤机理与失效模式，其中重点针对静电效应、雷电效应及电磁脉冲效应进行系统阐述。诱发环境的特点是按照装备寿命周期中各阶段以及使用平台类型进行描述的，从装备生产一直到使用或报废之间各阶段，装备因自身的结构型式、工作条件以及使用平台如车辆、潜艇、弹药等而遇到的环境，为模拟诱发环境、选择实验方法以及指导实验严酷度提供依据。

2.装备环境实验技术。装备环境实验技术是装备环境实验教学内容体系的核心部分，主要包括环境实验方法、实验程序设计和实验项目管理等内容。（1）环境实验方法。从装备环境适应性、可靠性、安全性评定需求出发，围绕“装备—环境”体系，针对常用装备运用环境特点，重点介绍低气压实验和盐雾实验等大气环境实验方法，振动实验、冲击实验等力学环境实验方法，以及静电电位、电量的测量和电磁兼容实验等电磁环境的相关实验方法。（2）实验程序设计。介绍关于设计连续性实验程序的方法，阐述设计连续性实验时所需的工程原理，并提出了一系列理想的常用使用剖面，以及评价装备贮存、运输和使用要求的环境信息，使设计具体环境工程项目时能够最大程度地减少重复。实验程序是确定装备使用剖面和实验顺序的依据，同时为评价装备满足延长寿命需求能力提供相关方法。（3）实验项目管理。装备环境实验是一项复杂的系统工程，通过采用工程项目管理的方法，有效地组织和运用各种实验资源，缩短实验周期，提高实验效益。从装备环境工程的角度对装备环境实验任务进行控制和管理，分析装备环境实验项目管理的一般过程，具体包括项目起始过程、项目计划过程、项目执行过程、项目控制过程和项目结束过程；介绍装备环境实验管理知识体系，并对其中的计划管理、成本管理、风险管理进行重点阐述。

3.装备环境实验系统。装备环境实验系统是装备环境实验教学内容体系的硬件部分，主要包括环境模拟实验系统和环境实验测试系统等内容。（1）环境模拟实验系统。环境模拟实验系统主要介绍各种环境设备的组成、功能以及系统的可靠性。针对气候环境模拟实验系统，阐述供气系统设备组成和操作、空气制冷原理和设备组成、空气调节设备以及自动控制原理与系统等内容；针对力学环境模拟实验系统，阐述振动和冲击实验机的类型和特性、振动台和冲击台控制系统以及振动和冲击实验相关夹具；针对电磁环境模拟实验系统，阐述静电电位测量系统、电场强度测量系统、电阻测量系统、静电电量测量系统以及电磁兼容相关实验系统。（2）环境实验测试系统。环境实验测试系统由测试设备和被测对象组成，测试设备一般由传感器、变换器、传输通道和数据处理显示设备组成。主要介绍测试方法和程序、测试误差和不确定度分析以及装备环境实验响应测试用的传感器类型和相关参数，信号记录仪的类型和选择以及数据采集处理系统的组成和设置等。涉及数字信号处理和自动测试技术等内容。结合具体的环境实验测试系统，针对性的进行阐述。

4.装备环境实验评价。没有评价的教学活动是沒有生命力的。装备环境实验评价是装备环境实验教学内容体系的分析部分，主要包括实验数据处理技术和实验分析评估技术等内容。（1）实验数据处理技术。重点阐述数理统计方法，包括基本概念、参数估计与应用、回归分析与应用等内容；介绍小子样理论、神经网络分析等现代数学方法在装备环境实验数据处理中的应用，包括相关方法理论与数据统计软件等。通过对实验数据的处理与分析，既可以研究装备的环境行为规律，也可以对其环境行为进行预测。（2）实验分析评估技术。实验分析评估技术主要涉及仿真、相关性评价和图像处理分析等技术。介绍仿真技术在装备环境实验中的作用、特点、研究内容以及仿真基本流程，并通过示例介绍仿真技术在装备环境实验中的作用；介绍相关性评价的特点、研究步骤以及相关加速实验方法的示例；介绍相容性实验技术在火炸药等含能材料之间、含能材料与聚合物之间的应用；介绍图像处理分析在材料腐蚀中的应用。

5.装备环境实验实践。认知心理学家布鲁纳曾说过：学习知识的最佳方式就是发现学习。体验式的教学模式正体现了这一理念，即在教学过程中，教员以一定的理论为基础，有目的地创设教学情境，激发学员情感，并对学员进行引导，让学员亲自去感知、领悟知识，并在实践中得到证实。根据教学模式和教学内容的需求，建立知识强化、技能培训、综合应用、研究创新等四种类型的装备环境实验实践内容。知识强化类实验，深化对所学知识的理解与掌握，打牢专业技术基础；技能培训类实验，针对弹药燃爆特性和弹药保障“严慎细实”的工作特点，培养岗位实践操作技能，强化弹药工作的规范意识和安全意识；综合应用类实验，培养学员综合运用所学基础理论和专业知识分析解决实际问题的能力；研究创新类实验，根据军队院校教育必须遵循“源于部队、高于部队、用于部队”的要求，培养学员的探索与创新能力。

装备环境实验教学内容体系的构建，体现了装备环境实验教学的基本思路，为深入开展装备环境适应性设计分析、实验及评价提供了重要支撑，对培养学员的“装备—环境”体系意识，提高学员的创新能力和动手技能具有一定的理论意义和实践价值。

参考文献：

[1]宣兆龙，易建政.装备环境工程[M].北京：国防工业出版社，2011.

[2]曲继方.谈创新型人才的个性培养[J].教学研究，2013，36（3）：1-8.