军队院校重点实验室在学科建设中的地位与作用研究

侯海量, 白雪飞, 濮怀宇

(1. 海军工程大学 舰船与海洋学院, 湖北 武汉 430033；2. 海军工程大学 教学保障处, 湖北 武汉 430033)

军队院校的职能定位是人才培养、科学研究和服务部队。人才培养质量、教学科研水平和服务保障能力均与学科建设水平息息相关。所谓学科建设是指在特定的学科领域开展的研究方向凝练、学术队伍组建、人才培养、科学研究、条件建设及学科管理等工作。其中实验室是学科条件建设的依托主体和支撑平台,是学科建设的重要组成部分[1-2]。而军队重点实验室作为我军科技创新体系的重要组成部分,是学科专业建设的支撑平台,是高素质军事人才培养与学术交流、军事及武器装备新技术研发、部队服务保障与学科文化传承的重要基地。

舰船工程实验室(以下简称“实验室”)从20世纪50年代初开始建设,2014年通过军队重点实验室评估。实验室立足舰船与海洋工程领域的力学问题,开展舰船结构与材料、舰船水动力性能、舰船隐身技术、舰船设计制造与维修等4个方向的研究与教学,解决舰船设计制造与使用过程中的多学科融合与优化问题,实现科学问题与工程问题相结合、实船实验与模型实验相结合、虚拟技术与实体模型相结合、新型舰艇与现役舰艇相结合,为舰船论证、设计、监造、维修等领域学员综合素质培养提供实践平台,实现实验教学、科学研究与服务部队的全面发展,为舰船工程学科的建设发展提供了强有力的支撑作用。

与地方院校“双一流”建设相对应,当前军队院校正在大力开展重点院校、重点学科建设(简称“双重点”建设),本文以舰船工程军队重点实验室为对象,从布局学科发展方向、探索军民融合机制、创新人才培养模式等角度,总结分析了军队重点实验室在学科建设中的地位与作用。

1 布局学科发展方向

当今世界,科技发展已经从单一学科模式发展到多学科交叉融合的模式[3],重点实验室作为学科发展的重要支撑,通常有多个学科发展方向,有天然的多学科融合发展优势。重点实验室可以利用学术委员会、客座教授等专家优势,准确把握军队转型建设需求和信息时代学科发展趋势[4],做好战略性新兴学科布局工作,占领学科发展的制高点,引领各学科的发展方向。

1.1 催生新学科增长

实验室通过召开学术委员会等形式,制定审议实验室建设发展规划,准确把握海军舰船装备建设发展趋势,调整教员队伍,融合船舶与海洋工程和现代网络技术、人工智能[5],布局设置了无人装备工程等新兴学科方向。

作为多学科方向协同发展的整体,重点实验室能结合国际、国内研究热点和海军舰船装备建设发展的需求,充分利用各学科方向的教学科研条件,在保持和发挥各学科方向已有专业优势的基础上,融合多个学科方向的优势和特色,可形成协同创新发展能力[6],开辟新的研究领域,催生新的学科发展增长点,发挥1+1大于2的作用。

近年来,实验室针对海军舰船装备研究领域的热点问题,通过融合不同方向发展优势,开展了舰艇结构毁伤与综合防护、潜艇结构强度与稳定性、舰船综合航行性能实时测量及长期监测、舰艇自航模实验技术、无人舰船平台技术、船体结构声学特性和低噪声推进系统等多个新领域的研究,催生了一批新的学科增长点。

1.2 集中建设优势学科

重点实验室是由各学科研究方向共同支撑的,由于教学科研条件、人才队伍、发展历史等各方面的差别[7],各学科方向在发展水平上参差不齐。重点实验室可以通过优化凝练学科专业发展方向,重点支持优势学科方向,充分发挥其在学科建设方面的示范作用,引领其他学科方向协调发展[8]。

舰船工程实验室通过加强舰船结构与材料工程、舰船水动力性能、舰船隐身技术等优势方向的发展,开展了舰船复合材料结构技术、舰船结构毁伤与防护技术、舰艇平台综合航行性能、潜艇隐身技术、新船型及新型推进器技术、多栖多模态航行器设计技术等优势方向的研究,发掘出了一大批国内领先的研究方向,取得了一批引领海军装备发展的标志性成果,引领了各学科方向的发展。

1.3 搭建新的研究平台

针对海军舰船建造、使用与维修过程中的交叉性基础理论与工程技术问题,重点实验室可通过统筹各学科方向的教学科研力量[9],灵活搭建新的研究平台,开展协同攻关。

舰船工程实验室针对舰船长时间服役后船体结构状态发生变化,影响舰船的安全使用的问题,融合舰船结构与材料、舰船水动力性能、舰船设计制造与维修研究方向学科优势,组建了舰艇技术鉴定船体结构强度校核中心,用于开展海军舰艇结构强度、振动特性、运动性能、轴功率、螺旋桨脉动压力、抨击动压力、波浪谱等实验测试。近年来,共完成10余种型号100余艘舰艇的结构强度状态评估工作,为海军舰艇定型或维修考核提供全面的技术支撑；融合舰船结构与材料、舰船水动力性能、舰船隐身技术研究方向的优势,组建军事海洋研究分室,开展海洋环境及其对舰船结构强度、航行性能、声隐身性能的影响研究。

2 探索军民融合机制

军民融合是党中央在新时期做出的具有全局意义的战略性决策,是将国防建设和民用科技工业基础有机统一的重要举措[10]。实验室的建设为开展高水平的教学科研提供了良好的平台,教学科研的不断深入和快速发展,又为军民融合发展提供了强有力的技术支撑。

2.1 教学训练的军民融合机制

实验室充分利用国内外先进教学资源,开展教学训练。近年来,国内外教育领域涌现了大批先进教育技术,提供了大量教育资源,对教育产生了重要推动作用。实验室积极利用清华大学的学堂在线、中国大学MOOC等教育资源,开展教学课件制作和翻转课堂教学,提升教学训练水平[11]。

实验室充分利用地方高校、科研院所、工厂以及民营企业的教学科研条件,开展教学训练。组织实验室教员和学员到咸宁海威复合材料制品有限公司开展复合材料结构制作工艺实践教学,到航空工业605所、华中科技大学、武汉理工大学等单位开展船模水池实验教学,到江南造船集团、大连造船集团、武昌造船厂等开展舰船建造工艺实践教学,了解舰船设计、制造、维修中的基础理论和工程技术问题,引导学员体验从院校研制到产品研发,从原理演示到样机试制的全过程[12]。

2.2 科学研究的军民融合机制

实验室面向军内外、国内外科研机构和院校单位开放共享实验室资源,同时也通过聘请地方高校、科研机构和军工企业等单位的知名专家、教授组成学术委员会,邀请国内外专家来实验室讲学,举办“全国船舶水动力学学术研讨会”“舰艇隐身复合材料与结构设计基础研究研讨会”“推进与空泡学组学术交流会”和“武汉地区船舶与海洋工程研究生学术论坛”等,积极与地方高校、科研机构和军工企业等开展学术交流活动,对实验室发展和学科建设提供技术支持[13]。

实验室积极与地方高校、科研机构、军工及民营企业等单位建立深入稳定的战略合作关系,开展联合攻关,提升研究水平。实验室一方面以优势特色研究方向上的人员、技术及研究条件为基础,联合地方相关单位开展合作研究,为地方单位开展科学研究提供条件；另一方面将研究过程中的产品生产、样机制作等非核心工作交与地方企业进行协作,发挥地方企业在产品质量保证方面的优势,探索实验室基础应用研究与地方企业资金的融合发展,确保科研工作的研究进度和质量[10]。

实验室选择军事需求突出、基础条件较好、推广效益较高的“舰船复合材料结构技术”“无人艇技术”“舰船复合防护结构技术”等研究成果进行探索试点,依托“湖北省复合材料产业联盟”等军民融合创新平台,将实验室开发得到的应用基础研究向军民两用转化,不断增强科研创新活力,提升科研创新成果,更好地服务于军队战斗力,服务于国家经济建设发展。

2.3 设施建设的军民融合机制

实验室为适应舰艇装备的快速发展对舰船工程高素质人才培养、舰艇平台新技术研发能力以及舰艇部队保障服务能力的迫切需求,通过借鉴地方高校、企业、研究院所丰富的实践经验和技术优势,与中国科技大学、北京科奥克声学技术有限公司、北京航空航天大学等地方企业、院校的合作,创建了二级轻气炮、霍普金森杆、消声风洞、深水压力筒等教学科研设施[14],探索了军民融合发展在军队院校实验室建设中的实践形式,提高了实验室在船舶与海洋工程领域的整体实验条件和实验水平。

3 创新人才培养模式

良好的教学科研条件与丰富的科研成果是军队重点实验室的天然优势,通过适当转化即可成为人才培养的丰厚资源。实验室从培养学员科学素质、巩固科学知识、树立求索精神等教学目的出发,开展了实验课程体系优化,以及实验课程授课形式、内容、方法等改革,将科研成果引进教学,积极开展教学新模式的探索,为海军高素质人才培养发挥重要作用。

3.1 修订人才培养方案,加强课程建设

实验室组织力量对美国安纳波利斯海军学院的发展历程、课程设置、人员编制、培养模式和国内主流院校的船舶与海洋工程专业进行了调研。在此基础上围绕以能力培养为核心、以创新能力培养为重点、以拓宽知识基础为根本的原则,开展船舶与海洋工程专业设置论证工作,对本专业下一步该怎么办、应新开设哪些课程进行了多次研讨,修订了实验室的人才培养方案。

实验室对学历教育课程实验和任职培训课程实验内容进行了规范和完善,编写了相应的实验课程标准。在传统教学实验基础上,对“舰船振动学”“舰船流体力学”等实验课程增加了开放性实验和自主性实验内容,充分发挥学员自主设计和动手能力；开设了“舰船原理与结构”“军事海洋概论”等MOOC课程,完成了《舰船结构力学》立体化教材建设,并以此为基础开展了研讨式、翻转课堂教学改革,提高了学员的学习兴趣和学习效率。

3.2 科研成果的教学转化

科研与教学本质上是源与流的关系,教学内容更新离不开科研成果,教学与科研是统一的。实验室一方面鼓励教员参与科研活动,积累科研实践经验,了解学科发展的最新动态,掌握学科最新成果,更新完善自身的知识体系,从而提高自身的专业技术水平；另一方面,要求教员在课堂教学中将自己的科研成果与所讲授内容有机结合,理论联系实际,激发学生的兴趣,活跃学生的思维,提高学生分析问题、解决问题的能力,拓展教学的深度与广度,改善教学效果。

实验室在“舰艇结构”“舰艇强度”“舰船振动学”“舰船流体力学”“舰船操纵与耐波”等课程建设中,通过教学内容更新、教材建设、教学案例设计、实践教学设计、教学专题设计、本科毕业设计等方式,探索了科研成果进课堂的途径与教学模式[6]。

3.3 实践教学新模式

在本科学员中成立了3D打印俱乐部、船海创新俱乐部和开放性实验小组,要求学员自己动手打印3D实验教学模型并完成实验内容,开展创新实践训练,增进了学员对学习内容的理解程度,提高了学员的动手能力和学习兴趣；多次组织学员赴产学研基地参观见习,引导学员将所学理论知识与工程实际联系起来；组织学员参加全国海洋航行器设计制作大赛等全国性竞赛活动,培养学员创新能力。

在研究生实践教学方面,开展了实船测试实践的训练内容,要求研究生随舰参与海军舰船实船耐波性测试、结构强度测试、振动测试等实船性能测试,将所学理论知识与海军装备建设实际相结合,既锻炼了学员的实际动手能力,又使学员了解了海军装备建设实际,培养了学习兴趣,提高了学员的专业学术研究能力和水平。

4 结语

依托军队院校建设的军队重点实验室是军队人才培养和科技创新体系的重要组成部分,作为学科建设的支撑平台,融合了多个分实验室的作用,在军队院校“双重点”建设中发挥了促进学科融合发展、建立军民融合发展模式、创新人才培养模式等重要作用,促进了实验教学、科学研究与服务部队的全面发展,实现了1+1大于2的效益,为学科的建设发展提供了强有力的引领和支撑作用。