航空航天工程專業論文匯總十篇
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序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇航空航天工程專業論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。
篇（1）
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）40-0092-02
航空航天材料是指飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術發展的決定性因素之一，也是材料科學中富有開拓性的一個分支。飛行器及其裝置的設計，不斷地向材料工程提出新的課題，推動了航空航天材料科學的進步。各種先進材料的出現也為飛行器及其裝置的設計提供更多的可設計性，極大地促進了航空航天技術的發展。因此，先進航空航天材料的開發、研究與應用反映了一個國家的工業水平與航空航天技術，關系到一個國家的綜合實力與國際影響力。因此，各國都把先進材料的研究和開發放在重要地位。盡管我國近年來在航空航天材料的研發方面取得了巨大進展，但仍然與發達國家存在較大的差距。因此，需要不斷學習和引進國外的先進技術和經驗。而國外相關資料都是英文出版，這就需要航空航天材料方向的學生具有較高的材料科學與工程專業英語的聽、說、讀、寫能力，以完成獲取專業所需信息等任務。
材料科學與工程專業英語是一門語言應用與材料專業知識緊密結合的課程。它不但涉及英語科技文體的語法特征和材料專業技術文獻的語言特點，而且涉及一定的專業技術內容及科技信息交流。課程目標是培養學生具有較強的專業文獻的閱讀能力，進一步提高學生的聽、說、寫、譯能力，使學生能夠熟練應用英語交流、獲取知識。同時促進學生掌握良好的語言學習方法，提高文化素養，以適應社會發展和航空航天技術進步的需要。課程的教學目標是：掌握一定量的與材料科學與工程專業有關的常用單詞和常用詞組，并掌握一定的構詞法知識，具有識別生詞的能力，能順利閱讀專業相關的英文原版教科書、參考書及專業論文。但現行的教學模式在教學管理與培養方式中存在許多問題亟待解決，目前也沒有針對航空航天方向的材料科學與工程專業英語教材。因此，迫切需要完善教學內容，優化教學方式，改編教材，以全面提高材料科學與工程專業英語的教學質量。
一、改編現有專業教材，擴展學生專業視野
瀏覽現有大部分的《材料科學與工程專業英語》教材可發現，內容基本是《材料科學概論》或《材料科學基礎》的英文版本的改編，實際是英文版的專業教材，不具專業英語教材特點。而且教材內容的更新速度慢，與國際上材料科學的快速發展不相適應，學生閱讀起來單調、枯燥。因此，在現有教材的基礎上，急需編寫新版實用性教材。新版教材需兼顧英語的語法特點和材料專業技術知識，既強調專業基礎理論知識又涵蓋國際研究前沿趨勢。
從提高學生的聽、說、讀、寫及翻譯的綜合能力著手，按照從難到易的教材內容順序，突出航空航天行業背景及新技術特點，完成《材料科學與工程專業外語》教材的設計與撰寫。從教材章節編排上，按照先介紹語言知識后介紹材料專業的順序布局。可以在開始的章節介紹科技英語的構詞、語法的特點以及專業學術文章的撰寫規則。隨后的幾個章節，簡單介紹材料的基礎理論知識，學生可以結合以前學習的材料專業知識進行這部分的學習。目的是給學生介紹英文專業詞匯，讓學生逐漸熟悉專業英語的閱讀。隨后，在材料學的專業知識內容上，結合專業基礎課程，著重介紹和航空航天技術緊密相關的材料研究內容，例如飛機結構復合材料、高溫材料、隱身材料、非晶材料、太陽能材料等。同時，為了進一步提高學生閱讀和理解專業文獻資料的能力，提高學生從專業文獻中獲取重要信息和跟蹤學術研究前沿的能力，教材還可以向學生介紹利用互聯網站和相關的學術期刊網站獲取最新專業文獻的方法。并且，從材料專業高質量的國際期刊上精心選取一些難度適中的綜述性和研究型的論文作為課堂教學內容。由于這些論文內容新穎且緊密跟蹤本領域的研究前沿，學生也易于接受。這樣，既提高了教學效果，也使學生對專業英語的重要性有了更深地認識和理解。
二、豐富課堂教學內容，夯實學生基本功
調研各高校材料專業的本科生教學計劃，發現專業英語課程設置在第七至第八學期，大四學生對英語學習逐漸變得陌生，如果直接面對專業英語的學習，勢必會造成學生學習的困難。因此，教師除了教授教材的內容外，可以適當拓展相關內容的英語學習，提高學生的學習興趣。
從知識結構設置上，可以根據學生畢業后學習、就業及工作的實際需要，突出對學生專業英語實際應用能力的培養和訓練。為了突出實際應用能力培養及常用交流，可按照先讀后寫，先聽后說的思路，來對學生進行專業英語實際應用能力的訓練。通過由學習模仿到實際應用的教學模式，重點培養撰寫英文摘要、寫推薦信、求職信、會議常用發言以及模擬求職對話等能力。除此而外，還可以就學生即將面臨的畢業設計論文撰寫，展開介紹和講評。“學以致用”，而實際應用是學生學習的動力。學生一旦體會到能從專業外語的學習中獲益，便會提高學習的積極性，促進專業英語的教學。
為了增加教學內容的趣味性，在實際教學過程中增加一些與課文內容相關的最新外文視頻。材料科學與工程是一個大專業，其中又有金屬材料、高分子材料及陶瓷材料等二級專業，因此除了完成教材的教學內容外，還應針對不同專業分門別類地介紹材料的最新的實際應用。介紹時，可以從互聯網上搜索最新的文字資料，也可以搜索最新的視頻資料，其中視頻資料更生動，因此受到學生們的歡迎。比如在講解金屬材料和復合材料時，可以給學生播放波音、空客等制造飛機發動機及機身結構的最新技術視頻。還可以通過播放如太陽能電池、風力發電技術及3D打印技術等視頻，加深學生對陶瓷材料、功能材料及復合材料在新能源及新技術領域的應用認識。因此，通過利用多媒體技術的視頻資料，不但可以提高學生的英語聽力，擴充學生的詞匯量，還可以使學生在輕松的學習氛圍中了解相關技術的應用前沿，深化在學生對航空航天材料科學與工程的認識。
三、改革課堂教學方法，提高課堂教學質量
材料專業英語是一種正規的書面體，專業詞匯多詞形復雜、句子長，且與專業知識結合緊密，相對于基礎英語來說，缺少文學作品中的韻律、節奏感，讀起來抽象、枯燥，造成教師講授、學生學習的興趣不高。如果采用傳統的專業課程的講課為主的教學方法，勢必不能有良好的教學效果。因此，應該結合英語課堂教學和專業課的教學特點，采取多元化的教學方法，對學生進行課堂教學。
可以采取英語課堂的教學，讓學生隨堂朗讀教材內容，學生在讀的過程中，既熟悉了教材內容，又對英語的“說”有提高。隨后，對學生進行分組，討論分析教材內容，或者也可以提出一個小話題，學生可進行問題的分析并提出解決方案。這樣，既提高了學生的英語口語技能，也加強了學生分析專業問題的能力。課后布置適量的課后翻譯作業，可以是對教材內容的翻譯也可以是對課堂增補內容的翻譯，通過英漢互譯的環節，鞏固課堂教學內容。在課程結束前，還可以穿插學生就自己的畢業設計方向，做一個簡短的英文講座，既可以對課堂教學效果進行測試，也可以提高同學們的口頭表達能力，增加同學們英語交流的信心。
在進行課堂教學的時候，如前所述，可以圍繞課堂教學時的內容，充分利用互聯網技術，為學生補充國際上航空航天材料的最新研究成果和先進的應用實例，可以是文字資料也可以是視頻文件的學習。進行文字資料的學習時，可以采用先朗讀后分析、翻譯的方法，逐步分解。進行視頻資料的學習時，教師應提前將語音資料轉換成文本資料，課堂上可以進行邊視聽邊進行講解，讓學生在愉快的氛圍中進行學習，進而達到良好的課堂效果。
四、結語
我國航空航天技術的發展對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員必須及時關注國際發展，密切和國外學術交流，才能保障材料領域的不斷進步，這就對科技人員的專業英語要求也不斷提高。因此，通過對航空航天材料專業英語教材、課堂教學內容與方法的改革與優化，來全面培養學生的讀、聽、說、寫、譯的綜合能力，增強學生的國際競爭力，為航空航天材料技術領域輸送優秀人才。
參考文獻：
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篇（2）
1 CDIO一體化課程
CDIO一體化課程是一個由相互支持的專業課程和明確集成個人、人際交往能力以及產品、過程和系統的構建能力為一體的方案所設計出的課程計劃[1]。即按照CDIO（構思-設計-實施-運行）理念，在不增加教學內容和時間的基礎上，調整和優化原有教學的計劃，以實現知識、能力和態度培養的一體化及專業技能與人文素養培養的一體化。同時，CDIO一體化課程也是“做中學”和“基于項目的教育和學習”（project based education and learning 簡稱PBL）的具體體現[2]。PBL區別于傳統教學法實現了三個轉變：以教師為中心轉變為以學生為中心、以課本為中心轉變為以項目為中心及以課堂為中心轉變為以經驗和能力為中心。強調學習的目的性和主動性。
2 集成電路設計與集成系統專業課程體系及問題分析
課程體系理論對課程計劃的研究與設計起著指導意義，從一定程度上反映了對學科知識體系和學生能力培養的認知[3]。下面從課程組織上來分析集成電路設計與集成系統專業傳統課程設計存在的問題。
集成電路設計與集成系統專業課程組織及問題分析。基于Grinter報告[4]，現將我校集成電路設計與集成系統專業的公共課，專業基礎課和專業課等進行了重新劃分，如表1所示。再對比麻省理工學院（MIT）的航空航天工程專業課程[5，6]，（MIT多年來被QS世界大學排名和世界大學學術排名評為世界第一，其已成為CDIO工程教育的標桿），討論了基于CDIO一體化課程理念下我國集成電路設計與系統專業在課程設置上存在的問題：（1）工程實驗課程比例低。工程分析與設計及工程實驗類需要發揮學生能動性的課程僅為21%，遠低于基礎科學等理論課程.而麻省理工學院2014級航空航天工程專業課程體系中實踐課程學分比例為45%；（2）人文社科類課程比例較低，不足10%。MIT航空航天工程專業課程體系中人文社科類課程學分比例為37%，人文社科類課程目標是培養學生作為一個公民應具有的基本素質和作為專業人士應具有的職業道德，在強調專業教育的同時不可忽視人文社科類的教育；（3）選修課比例不足。非限定性選修課程不足5%。而MIT課程體系中選修課程比例為55.8%，其中非限定性選修課程比例為24%。大量選修課的設置充分給予了學生學習的主動性，尊重學生個性發展及創新力的培養。
3 基于CDIO的集成電路設計與集成系統專業一體化課程體系模型研究
集成電路設計與集成系統作為一個典型的工科類專業，注重學生的動手能力、分析和解決問題的能力、創新能力及人文素養的培養。而課程體系的建立能從學科知識體系方向來引導學生各方面能力的培養。
集成電路設計與集成系統專業一體化課程設計。采取“自上而下”的總線型結構模式，如圖1。即以項目設計為導向，先給出宏觀、整體的概念，再由宏觀到微觀，由整體到局部，由項目所涉及的專業知識到專業知識所涉及的專業基礎知識等展開整個課程。
對比傳統課程體系具有明顯的優勢：第一，通過以職業方向為導向的規劃，學生可根據自己興趣選擇適合自己的團隊，達到因材施教的目的；第二，以組建團隊來制定課程并完成項目，打破了傳統的分班教學制，學生通過相互討論，溝通以解決問題能培養團隊合作意識。第三，實現了學科間的相互支撐及聯系，學生每上一門課程都能明確該課程與先修課程和后續課程之間的聯系，以及整個課程體系的學習目的。第四，經歷了一到六學期的學習為最后項目的實現做好了充分準備，若以該項目為學生的畢業設計可提高論文質量，又避免了論文作假，抄襲等現象等。第五，從課程組織上看，以項目為主線展開的必修課程大大減少，除此以外的專業課程、專業基礎課程和學科基礎課程均作為選修課程，使學生擁有更多跨專業學習的選擇機會。另外，人文社科類等公共課程貫穿于整個大學課程中，以實現專業技能與人文素養的一體化培養。
與此同時，該課程體系對當前的教學模式也提出了相應要求，比如學生學習方法和教師授課方式的改革，教師團隊培養的改革，學生考核方式的改革，配套教材的改革等等。
結束語
圍繞CDIO理念，重新構建了集成電路設計與集成系統專業一體化課程結構，即以專業方向指導項目，再以項目指導課程，將能力培養融入理論學習，將知識應用融入項目實踐。希望借助課程體系改革，以實現集成電路設計與集成系統專業學生知識、能力和態度培養的一體化，專業技能與人文素養培養的一體化。同時，對我國高校工科類課程體系改革具有一定的指導意義。
參考文獻
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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0051-02
一、引言
目前諸多高校針對空間工程、飛行器系統與工程、導彈工程等多種航天專業設置的本科生課程，可劃分為力學、航空宇航、電子、信息與控制等多個系列課程。同時，航空航天等技術領域內很多問題，其研究對象可能既是航天問題又是力學問題，具有與多學科多專業廣泛交叉、相互滲透，與實際工程結合緊密的特點。基于上述原因，為了提高航天專業本科人才的培養質量，如何在有限的課時計劃內、在有限的課程數目內有效設計航天專業固體力學系列課程，是一個值得探討的問題。
隨著高校內部增大學生的實踐比重、面向工程能力培養的呼聲日漸高漲，筆者所在的教學組借鑒了起源于美國麻省理工MIT的國際工程教育模式――CDIO模式，在航天專業的固體力學系列課程的設計與應用中進行了相應的教學探索與教學實踐，期望通過該模式在教學實踐中的正確引入與有效發展，更新教師教學理念與實踐手段，增加課程實踐比重，充分調動學生學習效率與積極性，為航天或力學專業工程師的培養提供參考。
二、CDIO模式與航天專業力學系列課程的結合途徑
國際工程教育模式CDIO，是以產品、過程和系統全生命周期的開發與運用為背景，包含了構思、設計、實施和運行（Conception，Design，Implementation，Operation，簡稱CDIO）4個教育和實踐訓練環節。它與航天專業力學系列課程的有機結合，可以考慮如下幾個途徑：
（一）CDIO模式的起源
CDIO是一種基于傳授航天領域技術知識與培養預備工程師能力而起源產生的工程教育模式，其創始人是美國麻省理工MIT航空航天系Edward Crawley教授，其發展初期在2004年左右。可見，將CDIO模式與航天專業力學系列課程的結合，則具有一定的合理性和先天優勢，是一種積極有益的嘗試。
（二）基于CDIO教育理念形成課程觀
CDIO模式是基于“做中學”的教育理念，是一種將實踐過程與理論教育相結合的教育理念，結合該模式在航天專業力學系列課程的設計中可形成兩種課程觀：首先，是一種凸顯了“社會需求”的課程觀，即根據工程師的社會角色與責任，培養工科畢業生具備較好的工程能力與深厚的技術基礎知識，在課程體系與課程內容上，并不是按照嚴密的學科知識體系來組織課程，而是強調基于社會現實需求來選擇和編排；其次，亦是一種強調了“學生為主體”的課程觀，即學生的學習效果側重于從學生的實踐感知和實踐經驗出發來構件知識和能力，基于“做中學”強化學生探究興趣和實踐能力，從而體現了學與做的結合、知與行的統一。
（三）明確實踐對象與執行方案
CDIO工程教育模式主要特點是深化技術知識基礎和實際職業能力的二元學習經驗模式，且該模式的基本原則是反復強化實踐，因此CDIO模式的實踐必須包括兩個或者更多的設計與實施環節。具體來說，航天專業固體力學系列課程體系的實踐對象包括如下三類環節：第一個是突出導論性基礎課程，即引導學生入門工程實踐，領略工程技術的魅力；第二個是初級的實踐環節，即針對核心基礎課程《工程力學》開展課堂一線教學改革研究；第三個是高級的實踐環節，即針對來源于科研任務的設計綜合項目進行教學改革實踐。
三、CDIO模式下航天專業固體力學系列課程的具體設計與教學實踐
教學理念的轉變最終體現為課程設置、教學內容與實踐對象的改革。在我校2012本科人才培養方案中，我院結合CDIO模式對航天專業固體力學系列導論課程進行了具體設計與教學實踐的工作，主要包括如下三個方面：
（一）導論性課程的設置
導論性課程是一個早期的基礎工科課程，我院針對航天專業的大一新生設置了導論課程《空天工程導論》，要求選課學生具有一定的數理基礎即可。該課程內容主要介紹飛行簡史、工程學簡介、航空器飛行原理、結構與動力系統等基本概念、基本知識，通過它為入學新生搭建了航空航天器設計、構造、應用所需的知識框架。同時，課程還提供了一個初級的設計―實現的實踐，讓學員參與水火箭或LTA飛行器的設計與制作。
設置導論課程的主要目的快速引導學生了解航天器的基本構造及工作原理，讓學生參與入門的工程實踐，從而激發學生興趣和后期加強學習的主動性。
目前，我院30學時的《空天工程導論》課程已經成功申請為我校的精品視頻課程，主講教師的授課教案和講義腳本已經完成，且授課視頻錄制已完成一半以上。
（二）《工程力學》課程的教學改革
首先，調研了近年來國內高校在《工程力學》課程中的改革研究：例如，天津科技大學的李秋h在建構主義教學基礎上建立“刨設問題情境”教學法[1]，山東英才學院的來小麗實施項目驅動教學法[2]，哈爾濱學院的張田梅探索了研究性教學法在工程力學課程教學中的實踐。上述內容從不同方法與形式來提高學生處理分析和解決工程實際問題的能力，均可作為低年級核心力學課程改革的組成部分。
其次，調整了我院的《工程力學》教學內容：在靜力學部分中重點介紹構件的受力分析、簡化與平衡規律；在材料力學部分中以桿件的軸向拉壓、扭轉和彎曲三個基本變形為研究目標，以“內力分析―內力計算―應力應變計算”為邏輯分析主線，結合強度理論、穩定性分析或能量法來優化組織教學內容，并刪除了圖乘法和摩爾圓等內容。
然后，改革了我院的《工程力學》教學方法與成績評定：理論講授采用了習題講解、啟發式、研討式、案例式等多元化教學方法；實驗操作側重學生動手能力培養，要求學生按照2～3人合作或單人獨立完成課程內13項實驗內容，同時實驗室采取了鼓勵課外開放式實驗的機制；成績評定是將考核點分布于教學全過程中，即由平時成績、課堂討論、實驗操作、實驗報告、科技小論文、期末成績等考核點綜合評定最終成績。
最后，給出《工程力學》課程近年內取得的成績：2015年《工程力學》評為校優課程；2015年委托科學出版社再版了《工程力學》教材；2015年成功申報了36學時的MOOC課程《工程力學》，目前主講人和授課內容已確定，2015年完成了省精品課程《工程力學》復核工作，并向湖南省高校數字教學資源中心提交了課程教學視頻、課件、教學大綱、電子教案、教學案例、試題習題、文獻資料、教學成果、軟件工具等電子材料整理；2015年該課程主講老師分別獲得了學校教學質量新星獎和學校本科教學優秀個人一等獎；2015年實驗室新增加了XL3418K互動式普及型材料力學實驗裝置，完成了12個虛擬實驗的材料整理。
（三）大學生創新實踐項目與本科畢業設計綜合項目的優化
CDIO模式將頂峰級實踐體驗作為本科教育的頂點。該實踐環節往往側重于學生對以前所學知識的綜合運用以及創新能力的培養，要求學生在大三或大四年級中申請了綜合項目實踐，以團隊或個人形式承擔來源于科研項目的、更為復雜的實際任務。
我院高年級本科生頂峰級實踐環節大多數包括大學生創新實踐項目與本科畢業設計綜合項目兩類。例如，為了優化本科畢業設計模式，筆者所在課題團隊采取“雙團隊設計項目”的集成教學方法進行了如下實踐工作：首先，成立了以航天方面的學科帶頭人為核心，包括結構動力學與設計、振動控制、姿態控制、電子電路共5人組成的教師團隊；將總體設計、主控分系統、姿控分系統、動力學建模與分析、帆板振動分系統、星體結構設計等六個子項目形成課題任務書，讓學生自主選擇，并形成了自然分工、相互合作的學生團隊；之后，學生會在教師的指導下，按照任務書計劃在規定的時間段內（兩個或多個學期）逐步完成開題審查、中期檢查、方案設計、理論推導與計算、設計制造、實驗驗證、撰寫報告、項目驗收或畢業答辯等步驟。
在課題團隊的努力下，近年來取得了如下可喜的成績：2015年課題團隊成員指導的省級大學生創新實踐項目《座椅彈性緩沖器等效剛度分析與實驗研究》順利驗收，并且驗收結論為優秀；課題團隊指導了2015年國家級大學生創新實踐項目《非對稱復合材料拉伸-扭轉耦合結構設計》，目前為在研階段；繼續完善了學校級的基礎力學虛擬仿真實驗教學分中心、應用力學虛擬仿真實驗教學分中心、力學與航天工程虛擬仿真實驗教學中心的工作，并且在省實踐教學示范中心的基礎上，實驗室2016年成功申請為國家級力學與航天工程虛擬仿真實驗教學中心。
四、結束語
對航天專業固體力學系列課程進行設計與應用的教學實踐表明，由于航天航空領域內很多問題是多學科交叉融合、與實際工程聯系緊密的問題，應用CDIO教育理念中深化技術知識基礎和實際職業能力的二元學習經驗模式，對于學生掌握扎實的專業知識和技能，感受鮮活的科學研究過程，激發創新意識起到了良好的促進作用。
篇（4）
人生路：拉開太空探索新征程
20世紀中葉，世界上第一顆人造地球衛星在蘇聯發射升空，人類邁出了太空征程的第一步，此后美國“阿波羅號”、中國神舟五號等各國載人飛船、地球衛星以及深空探測器相繼發射升空。浩瀚宇宙里總有一幅壯錦吸引人類不停地去探索。受人類航天事業發展所鼓舞，從最初對航天懵懵懂懂的愛好，到成為深度探索通向太空道路的研究員，靠著探尋宇宙空間奧妙執著的熱愛和堅持，高揚的太空探索人生之路就這樣展開。
高揚，1997年7月畢業于北京航空航天大學自動控制系，獲學士學位；2000年7月獲中國科學院中國遙感衛星地面站（現為中國科學院對地觀測與數字地球科學中心）碩士學位。千禧之年，懷抱著對世界航天知識強烈的求知欲，年輕的高揚隨著國內涌起的留跨出了國門，在美國密蘇里大學機械與宇航工程系全額獎學金的資助下攻讀博士學位，并在畢業后留校1年從事博士后研究。在國外深造的五年（2000-2005）時間里，他有機會廣泛而深入地接觸國際前沿航天技術知識，為之后回國繼續從事相關領域研究奠定了基礎。
2005年，高揚踏上了回國征程，成為中國科學院光電研究院/中國科學院空間科學與應用總體部（掛靠光電研究院）副研究員。2006年起，他在中國科學院研究生院（現為中國科學院大學）兼職授課。2011年，高揚受聘為中國科學院空間應用工程與技術中心（原中國科學院空間科學與應用總體部）研究員，同年起被聘為宇航動力學國家重點實驗室兼職研究員、中國載人航天工程應用系統主任設計師。肩負著科研、工程與教學的多重任務，高揚開啟了他太空探索的另一段嶄新征程。
科研路：電推進飛船尋找“行走太空”最佳軌道
回國后，高揚踏上了獨立自主的科研路。他承擔了國家自然科學基金、中國科學院國防創新基金、中國科學院知識創新工程、國家“863”計劃、載人航天工程資助的若干科研項目，開展的研究工作包括深空軌道優化設計、電推進衛星平臺的導航、制導與控制、航天器精密定軌、衛星編隊軌道控制、空間新型推進方式以及基于光電載荷的軌道姿態確定等。他的系列研究成果發表在Journal of Guidance Control and Dynamics、Journal of Spacecraft and Rockets、Acta Astronautica、Acta Mechanica Sinica、力學學報等航天飛行動力學領域國內外核心期刊上，他也因此獲得2008年度首屆中國科學院盧嘉錫青年人才獎，入選中國科學院青年創新促進會，并在2009年首屆、2011年第三屆全國深空軌道設計競賽中獲得冠軍。
高揚的研究工作是從連續小推力空間最佳飛行軌道的探索開始的，該問題至今仍是極具挑戰的課題，而這又與電推進（或稱等離子推進）技術的發展與應用密切相關。電推進與目前傳統的化學推進不同，它利用電能將推進工質電離形成等離子體，并產生電磁場加速等離子體使其高速噴射從而獲得推力。電推進的效率高出化學推進一個量級，相比之下可以節省大量推進工質，成為各航天大國21世紀重點發展的航天技術。早在2001年，高揚在美國深造期間就曾系統地開展了連續小推力軌道優化和電推進任務設計的研究工作。2005年高揚回國時，我國在電推進技術應用方面的研究與美國還有較大差距，還沒有電推進航天器的發展計劃。作為剛畢業不久的博士，高揚一度難以獲得科研基金支持。但他始終認為，電推進代表了先進的可以長期連續推進的工作方式，隨著電推進技術本身的不斷發展以及空間電源技術的突破，尤其是大功率太陽能與核能電源甚至有望成為太陽系載人飛行推進技術的唯一選擇。正是這種觀點一直激勵著他堅持這方面研究。高揚說：“實際上，錢學森先生早在1963年出版《星際航行概論》一書中就預言電推進能夠承載更多有效載荷，并指出電推進產生的連續低推力軌道的計算比大推力軌道要復雜。”為了紀念錢學森先生誕辰一百周年，他受《力學學報》編輯部的邀請，攥寫了綜述論文《電火箭星際航行：技術進展、軌道設計與綜合優化》（發表在2011年第43卷第6期），旨在較為全面地介紹電推進技術應用于星際航行的基本內容與實現途徑以及應用于載人深空飛行的設想。
電推進技術應用的核心問題之一是空間軌道優化設計。為了推動我國空間軌道設計的研究工作，高揚與中國力學學會以及國內同行一起為全國空間軌道設計競賽（2012年前為深空軌道設計競賽）付出了諸多努力。該競賽旨在尋找空間飛行全局最優方案，而且可以非常有效地檢驗各種優化方法的合理性與實用性。2009年第一屆全國空間軌道設計競賽由清華大學主辦并負責命題，之后每屆競賽由上屆競賽獲得冠軍的團隊命題。截至今年，在已舉辦的四次競賽中，高揚帶領的團隊獲得兩屆冠軍，因此他也成為了2010年第二屆、2012年第四屆全國空間軌道設計競賽命題的主要技術負責人。他說：“希望通過競賽不斷提升我國空間軌道設計能力，也希望我國這方面的研究工作在國際上可以逐漸摸索出自己的研究思路，并逐步獲得原始創新的研究成果。”
高揚說：“對于空間軌道（特別是連續小推力軌道）優化設計問題的研究讓我更為深刻地理解了多方面知識，比如最優控制理論、常微分方程數值解法、動力系統理論、非線性規劃、同倫延拓、動態規劃、微分幾何、組合優化等概念。這些知識的積累也讓我逐步具備了觸類旁通的能力，并將研究內容逐步拓展到電推進航天器導航、制導與控制、航天器軌道確定技術、洛侖茲力編隊飛行等。”然而，他也坦言：“從2005年回國一路走到現在并非一帆風順，遇到過很多挫折，也曾屢敗屢戰，但幸運的是一直沒有放棄，所以現在逐漸開始領悟到通往太空‘羅馬城’的條條大路”。
未來路：奔向太空羅馬城
對于下一步的計劃和安排，高揚表示首先要腳踏實地做好目前正在承擔的本職工作。與此同時，“我希望在空間軌道研究領域繼續工作，包括系統地建立空間脈沖或連續推力轉移軌道優化設計的通用方法體系，并應用于深空飛行軌道、人造地球衛星軌道、衛星相對運動控制等具體問題中去。同時，我希望有機會參與我國電推進深空探測的科研項目。”
篇（5）
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0029-02
南昌航空大學是一所以工為主，工理文管經法教藝等學科協調發展的多科性大學。學校創建于1952年，是全國首批具有學士學位授予權單位。1985年開始培養碩士研究生，1990年獲碩士學位授予權。先后隸屬于航空工業部、航空航天工業部、中國航空工業總公司，1999年開始實行中央與地方共建、以地方政府管理為主的管理體制，是江西省人民政府與國家國防科技工業局共建的具有鮮明航空、國防特色的高等學校。焊接技術與工程專業是學校創辦歷史最早的專業之一，是目前江西省內和航空院校唯一的本科焊接專業，1996年被評為“江西省重點學科”，1998年與“鑄造”、“鍛壓”專業合并成“材料成型與控制工程”大類專業。為了適應地方經濟和航空工業對焊接專業人才的需要，2004年經教育部批準又重新建立了“焊接技術與工程”專業，是繼哈爾濱工業大學、江蘇科技大學之后國內第三個設置的“焊接技術與工程”本科專業。焊接理論基礎是焊接技術與工程專業的一門重要專業基礎理論課程，主要任務是向學生傳授金屬材料在熔焊方面的基本理論知識，了解金屬材料在熔焊條件下可能產生的各種問題，并能據此正確地分析及解決熔焊中一些常見的問題，初步培養學生分析金屬焊接性的能力和正確制定常用金屬材料焊接工藝的能力，為學習后續的焊接專業課程做理論準備。因此，焊接理論課程學習的好壞將直接影響其后續焊接專業課程的學習。
一、焊接理論基礎課程存在問題分析
傳統焊接理論基礎課程教學內容包括焊接的實質及其發展概況、焊接熱源的種類及特性；焊接化學冶金過程的特點、規律及其對焊縫質量的影響；常用焊接材料的種類、作用和特點；焊接熔池凝固過程的特點及焊接缺陷的種類與控制；金屬在焊接過程中組織轉變的特點及焊接熱影響區的組織與性能變化；掌握焊接裂紋的種類、特征、危害、產生機理及防治措施，涉及材料、機械、力學、化學、冶金等多門學科的基礎知識，教學內容多且抽象，各知識點相互關聯，造成學生在學習過程中，理解和掌握課程困難。焊接專業學生畢業后大部分服務于航空企業，非常希望了解航空產品先進焊接方法如真空電子束焊、激光焊時焊接冶金原理、接頭容易出現什么質量問題及控制措施等，而這些都無法從教材上獲得。另外，在教育部“厚基礎、寬口徑”培養目標下，焊接理論基礎課程教學課時不斷壓縮，從最初的64學時到48學時，現在已縮減到40學時，其中實驗4學時，教學內容略有增加而教學課時數大幅縮少的矛盾，如何在較短的時間內最大程度地提高教學質量是焊接理論基礎課程教學面臨的一大難題。基于上述情況，必須對現有課程的教學內容和教學方法等進行改革。
二、焊接理論基礎課程教學改革
1.多元化的教學手段，提高教學效果。采用多媒體教學可以緩解目前課程的教學所面臨的諸如課時不斷被縮減、教學內容基本不變、相關領域新技術和新工藝不斷涌現等矛盾，通過多媒體播放先進的焊接方法錄像和動畫、展現接頭金相組織、典型接頭缺陷形貌，增加課堂信息量，豐富教學內容，使學生對各種焊接方法、接頭組織及缺陷有相應的感性認識，加深基礎理論的理解。通過選取航空典型產品進行實物教學，鼓勵同學們參與討論，實現教學內容與生產內容相銜接，通過實例將各知識點串聯起來，從而加強學生對基礎理論的理解；在教學過程中，為充分調動學生的積極性，安排學生講解課程部分章節，其他同學提問，這不僅能使學生的角色發生變化，學生可在教的過程中鍛煉語言的表達能力以及提高自信心等，為以后的工作奠定良好的基礎；通過網絡教學，學生可在任何時間和老師交流，通過與學生互動，了解學生對知識的掌握的程度。因此通過多元化的教學手段能夠顯著地提高教學效果。
2.“國際焊接工程師”焊接理論基礎培訓內容與課程培養方案的融合，強化案例教學及問題教學，提高學生的工程實踐能力。南昌航空大學焊接技術與工程專業“卓越工程師培養計劃”人才培養目標是培養思想素質好、基礎扎實、實踐能力強、適應經濟社會發展需要、具有創新精神，分析和解決工程問題能力強，能在焊接技術與工程領域從事科學研究、工程設計、技術開發、設備研制與維修、生產和經營管理，熟悉國際焊接標準和焊接施工的卓越焊接工程師。本校于2011年開始與哈爾濱焊接技術培訓中心開始聯合舉辦國際焊接工程師培訓班，已陸續舉辦了3屆。在焊接理論基礎課程授課時，根據“卓越工程師培養計劃”的培養目標，結合航空需求、凸顯航空特色，對焊接理論基礎教學內容進行調整及優化，將國際焊接工程師培訓體系中“焊接工藝及設備”、“材料及材料的焊接行為”部分內容融入課程教學，如增加激光焊及電子束焊等高能束焊接方法，在講述“焊接材料”這一章節時補充焊接材料國際標準。通過與參加工作的畢業生在網上互動，了解所在企業實際產品焊接存在的問題及需求，有針對性地在教學中補充部分焊接問題，并啟發學生運用課本知識解決這些問題；注重課本知識的及時更新，將國內外焊接研究領域的最新研究成果尤其是本系的科研成果納入教學內容，使課堂教學緊跟學科的發展，使學生對理論知識和實踐應用的密切關系有清醒的認識，同時也增強了學生的學習熱情和從事本專業的信心。南昌航空大學焊接工程系承擔了國家自然科學基金、航空科學基金、江西省自然科學基金、航空集團支持項目、江西省教育廳項目等縱向和橫向科研項目100余項，其中多數為工程應用型項目，在進行科研項目的同時積累了大量的工程實例和素材。通過將理論教學、實踐教學、科研創新三方面的結合，結合科研成果以最接近工程實際的方式指導、訓練學生，使得課堂教學緊跟學科的發展，使學生對理論知識和實踐應用的密切關系有清醒的認識，同時也增強了學生的學習熱情和從事本專業的信心，達到培養工程化、應用型人才的目的。例如在講述接頭缺陷時，以某航空企業渦輪葉片鈦合金焊接缺陷控制為例，引導學生思考：為什么零件采用傳統熔焊方法接頭易出現氣孔、冷裂紋缺陷？為了提高零件焊接質量，可以選擇哪些的焊接方法，采取哪些工藝措施？……并與我系老師解決裂紋缺陷的具體措施相比較。通過案例教學及問題教學，把課程各知識點串聯起來，引導學生積極思考問題，加深學生對基礎理論的理解，提高學生分析問題、解決問題的能力。
3.強化實踐教學，提高學生的創新能力。“卓越工程師教育培養計劃”將強化實踐能力作為卓越工程師培養的核心，而創新能力是一個優秀工程技術人才的基本特征，是卓越工程師之所以“卓越”的重要標志。傳統的焊接理論基礎課程實踐教學主要為課程內的實驗，與工程實際結合不強，學生實踐能力培養略顯不足，特別是創新能力得不到充分的培養和鍛煉。為了提高學生的創新能力及工程實踐能力，除了開展焊接理論基礎課程內的實驗外，積極開辟第二課堂，多渠道、多形式開辟實踐培養途徑，鼓勵學生參加全國“挑戰杯”科技制作大賽、全國大學生焊接創新大賽和南昌航空大學的“創新杯”大學生課外科技作品競賽等課外科技創新活動；鼓勵學生參加老師在研科研項目，學生焊接創新實踐訓練環節、畢業論文工作等實踐活動和老師的科研課題相結合，一方面保證了學生實踐活動的先進性和實用性，另一方面也保證了畢業論文、課程設計有充足的經費和條件保障，提高了實踐活動的質量。如部分學生通過參與老師的國家自然科學基金項目“復合孕育劑Ti、Zr細化鋁銅合金焊縫組織機理研究”，學生通過研究鋁銅合金焊縫化學冶金原理及凝固過程，分析鋁銅合金熔焊時接頭氣孔及裂紋等缺陷產生原因，提出控制缺陷的措施并通過試驗驗證，通過實際研究項目的鍛煉使得學生增強了運用理論知識分析研究實際問題的能力，培養了學生獨立研究能力、團隊協作能力、一定的科研開發能力等。經過強化實踐教學，學生各方面能力尤其是創新能力得到顯著提升，在首屆全國大學生焊接創新大賽上，我校參賽焊接學子獲得一等獎2項，二等獎1項，三等獎2項。
三、結束語
根據教育部卓越工程師培養計劃，對焊接理論基礎課程進行教學改革，將“國際焊接工程師”焊接理論基礎培訓內容與課程培養方案相融合，強化案例教學及問題教學；探索先進的教學方法和教學手段，強化實踐環節，培養學生動手能力和創新思維能力，切實提高大學生的理論水平及工程實踐能力。
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預防性維修也包括計劃、實施、試驗三個步驟。與糾正性維修不同的是，預防性維修是在系 統或設備失效以前采取行動，避免設備失效。預防性維修分類方法目前各國尚未統一，一般 分為以下兩種：
A 周期性維修：按預先制定的時間表(根據制造廠提供的維修手冊和有關程序)實施維修， 而不考慮設備的狀況如何。周期性維修的理論基礎是設備失效的浴盆曲線(見圖)。t1以前是初期故 障期，t1到t2期間屬偶然故障期，t2以后是耗損故障期。在t2到來之前的t3時刻進行維修或 更換部分設備，避免耗損故障期的到來。再經過一個偶然故障期，到達t4。t5-t3即為設備 維修的周期。
B 預見性維修：英文Predicative Maintenance，文獻〔4〕和〔8〕中譯為判斷性維修 。這個 術語用于不需要拆卸而能提供有效監督的方法，特別適用于運行中的復雜機械設備。它通過 監測設備，采集、積累數據來判斷故障是否有可能發生，選擇設備維修的最佳時機。進行 預 見性判斷的數據資料來自于振動監測、油分析、聲學監測、紅外拍照測溫、絕緣電阻測 量等。
改造與更換活動既可以是糾正性維修也可以是預防性維修。機組換料大修基本上是一種周期 性檢修，但其過程涉及到幾乎所有類型的維修活動。維修活動對機組的安全與性能舉足輕重，各國核電站均十分重視維修，制定各自的《預防性 維修大綱》，并根據維修實踐的經驗反饋不斷完善，取得了很大的成績。
12 核電站維修的誤區
當人們認真回顧維修思想的發展過程，并深入地考察各國核電站《預防性維修大綱》的時候 ，會發現各國核電站先后都存在過以下的誤區：
A 認為預防性維修越多，維修大綱就越完善。的確，有可能應盡量多地安排實施預防性維 修 活動，但是，除了維修需要人力物力外，執行不必要的預防性維修會降低設備的可用率。
B 認為一個好的《預防性維修大綱》可以消滅所有的故障。有的核電站某一時期的維修方 針是“以預防性維修消滅糾正性維修”。事實上，設備故障是無法絕對避免的，而且，如設 備對安全或發電并不關鍵，采用故障后維修比周期性維修常常經濟得多。
C 認為預防性維修即為周期性維修。提到PM，很多人認為既可以是Periodic Maintenance， 也可以是Preventive Maintenance，將其混為一談。這并不是因為英文不好，主要原因是， 在很多核電站，預防性維修目前基本上只是一種基于時間的維修--周期性維修。科學分析 與實踐表明，周期性更換油、密封材料、滾珠軸承是正確的，但絕無必要隨意推廣到其 它維修活動。根據南非KOEBERG的資料，調查的設備中，94%設備預防性維修的負面作用大于 正面作用。
D 同一類型的設備采用相同或類似的程序。因維修程序的制定很大程度上受設備制造商用 戶說明書的影響，而制造商事先并不知道其產品售后投運的具體情況。同一類型的設備，安 裝 環境不同，工況會不一樣，投運時間不一樣，而且在系統中的重要性不一樣，因此不應該采 用完全一樣的維修程序。人們在實踐中逐漸發現以上問題，并認識到需研究新的維修政策 予以解決。
2 RCM 思想的形成過程
RCM全稱為Reliability Centered Maintenance，譯為“以可靠性為中心的維修”。RCM思想 是在軍事與航空航天工業中發展起來的。過去一直認為飛機的安全是與它的元、部件的可靠 性緊密相關的。每一元、部件的可靠性總是隨時間的增加而下降，因此必須經常檢查并定期 翻修以恢復原有的可靠性，而檢查和翻修周期的長短是控制元、部件可靠性的重要因素， 所以認為預防工作做得越多，飛機就越可靠。這就是以定期全面翻修為主的預防性維修思想 ，其理論基礎就是浴盆曲線。因此，對每個產品都要規定一個壽命，在進入耗損故障前進行 翻修。
但在以后的實踐中逐漸得到下面的幾點結論：
A 對于復雜產品，如系統、設備或部件除了一、二種耗損故障占絕對優勢外，浴盆曲線是 不適用的。一般說來復雜產品只有早期故障期和偶然故障期而沒有耗損故障期，這是因為復 雜產品是由許多元、部件組成，在使用中究竟哪個出故障是偶然的，元、部件數量越多，偶 然性就越強。
B 既然復雜產品的故障具有偶然性，因而是不可避免的。我們在設計上的對策不是預防故 障的發生，而只能是預防故障危害安全。如應用冗余度、破損安全設計、主要故障的防護裝 置(如保險絲、斷流器)等。
C 定期解體檢查不是連續監控性的，所以在產品的分解檢查時，沒有客觀的辦法來鑒定其 元、部件的可靠性下降程度。因此不能提供延長其壽命的客觀基礎。
D 系統的可靠性和安全性是由設計制造所確定的固有的性能，通過維修只能保持這些固有 的可靠性而不能提高它。
E 維修過程中人的差錯無法絕對避免，人們開始承認并且正視人因故障，從而需要努力減 少不必要的維修。
由于有上面這些結論，所以就發展了預見性維修和事后監控方式(讓產品一直運行到出故障 以后，采用糾正性維修，并不斷收集、分析故障情況和歷史資料，采取改造或適當的預防性 措施)，這就標志著RCM--以可靠性為中心的維修思想形成。
最初的RCM方法仍只是獨立地考慮某一個設備，如文獻〔6〕中，南非RCM研究人員首先挑選 廠用66kV電動機進行RCM研究。隨著維修技術的發展，人們把系統論的思想與可靠性數據 結合，即不僅考慮單個設備運行的可靠性，還需研究每個設備在系統中的重要性(對安全、 生產重要性及維修的輻射與成本)，從整體上把握系統的運行性能，在系統結構中更有針對 性地進行維修。
美國電力研究所(EPRI)RCM用戶組認為，以可靠性為中心的維修思想可以大致歸結為：RCM是 一種發展與優化維修大綱的系統化的評估方法。根據每一種故障的安全和運行后果，以及導 致故障的惡化機制，采用決策邏輯樹尋找系統的最優的維修需求。
用RCM思想制訂的維修大綱在實踐中取得了很大的成功。如B-707飛機原來的99%的產品是用 周期維修方式的，采用新的維修大綱后降到40%，維修費用下降了30%。在設備的復雜程度和 安全的重要性方面，核電站與航空航天工業有很大的相似性。核電領域引入這一思想后，效 果也十分顯著〔1，5，6〕。
盡管法國電力公司也進行了一些按時間的維修(周期性維修)，其對于預防性維修的基本態度 卻是按設備狀態〔8〕即最易于達到經濟和技術最佳點的方法。而可靠性分析，是判 斷設備狀態的一個重要依據，因而近年來法國核電站亦加緊研究RCM技術。在大亞灣核電站 ，《維修政策》規定，應開展RCM研究工作，這項工作由技術支持處實施〔2〕，目前 已開始PSA數據庫的工作。
3 RCM研究的基本方法與步驟
具體的工作方法與步驟如下：
Ⅰ 系統選擇
系統選擇主要考慮系統對電站在安全、可靠性、維修成本、輻射四個方面的重要性。可以通 過加權打分的方法，越是重要的越應首先進行RCM工作。
Ⅱ 數據與信息采集
挑選系統后，必須盡可能多地收集這兩個系統的各種信息，確保在RCM研究中充分考慮了系 統設計、運行性能與要求、系統運行歷史。信息包應包括RCM研究人員所需要的所有信息， 以確定系統功能、系統邊界、功能故障模式、設備失效模式與原因、故障率等。信息的來源 主要是：
---設計規范；
---運行程序與技術規范；-維修與監督要求；
---圖紙、描述以及對本系統的已有研究；
---在系統上進行的所有維修與監督任務；
---收集維修歷史數據，包括故障日期、原因、后果、維修主要工作等等；
Ⅲ 建立可靠性數據庫
設備可靠性數據庫記錄設備平均無故障時間、失效率、平均故障檢修時間、平均故障檢修成 本、平均預防維修時間、平均預防維修成本、設備維修輻射代價等等。其中部分參數采用理 想化，如輻射代價，可用打分的方法，最嚴重的可給10分，無輻射代價給0分。
我國的秦山和大亞灣核電站投運的時間不長，仍屬投運的初期，故障原因和類型復雜。如何 減少不定性，提高分析的精度，文獻〔3〕已給出方法。多年來，通過試驗和實際運行，已 經積累和收集了大量數據，在此基礎上形成了公用數據庫。核電廠可以結合本廠實踐和自己 所收集的數據，對公用數據庫采用貝葉斯公式進行更新以形成專用庫。數據庫建成后，應該是“實時”的，即每次設備故障后，輸入本次故障模式、維修時間、成 本等，數據庫能根據新的數據和有關的程序，經過計算后更新原有數據庫。
Ⅳ 建立系統故障樹
系統論認為，系統是指有若干相互聯系相互作用的要素構成的，具有特定功能的有機整體， 而系統包含著層次。可靠性工程的故障樹分析方法正是一種系統方法，它從系統整體的觀點 出發，從系統與要素之間，要素與要素之間，以及系統與外部環境之間的相互聯系、相互作 用中考察對象，以達到最佳地處理問題。故障樹分析法遵從系統方法的三條原則：整體性原 則，最優化原則和模型化原則。
文獻〔3〕將故障樹分為三個等級：功能故障樹、系統故障樹和部件故障樹。RCM研究采用系 統故障樹，其頂事件是系統功能失效，而底事件是部件或設備的失效。故障樹分析的最終任 務是要找出導致頂事件發生的最少的最小割集數以及其相應概率。參考系統手冊和系統流程圖，分析、確定系統功能、系統邊界、系統層次和系統失效模式等 ，建立故障樹仿真結構。
Ⅴ 維修的優化決策
我們采用“代價”一詞，以區別一般工業中的“費用”，核電站維修所付出的除了 設備維修 費用和系統停運損失費用之外，還包含有安全、輻射方面的代價。代價的另一層含義是，事 件發生的后果與事件發生的概率的乘積。進行預防性維修。核電站維修決策的基本要求是： a系統的可靠度不得低于允許的最小值〔R〕；b系統的維修代價Kr為最少， 或不得大于某個預定的值Krmin，即R(t)≥［R］)
Kr≤Krmin〖JY，22〗(1)
Krmin
而設備的維修代價一般由幾個部分組成：
Kr＝Krb＋Krp＋Krc＋Krs〖JY，22〗(2)
其中Krb-糾正性維修代價；
Krp-預防性維修代價；
Krc-運行監測代價；
Krs-停機損失代價。
以整個系統的可靠性和維修代價為目標，用系統論的觀點考查，在時間的發展中考查，合理 地進行維修決策。運算的結果包含兩個方面：1尋找系統最薄弱的環節，提出設備維修的 要求；2在保證整個系統綜合代價不變或降低的條件下，優化原有的設備預防性維修周期 。這是RCM研究的最終目的。
Ⅵ 比較與分析
將RCM研究的結果與維修大綱有關內容進行比較，論證RCM方法是否可行，是否具有參考意義 。根據國外的經驗，進行RCM研究后，預防性維修工作減少，設備可靠性提高。但正如美國人 說，“沒有免費的午餐”，仍需付出一定代價的。代價的一個重要方面是，設備故障診斷技 術能力需隨之提高。我們不必每年去醫院打開胸腔體檢，但光靠聽診器是不夠準確地測定健 康指標的。這一方面的問題，亦需我們進一步探討，但不作為本課題主要研究范圍。
4 建議
RCM研究的理論基礎是可靠性工程、系統理論和優化理論。因為RCM涉及多個系統，多種設備 ，多種專業，從研究工作的開展上，可以說也是一項系統工程，各國核電站或是相關研究機 構都投入一定的人力、物力和時間進行這項工作。不少國家在70年代就開始了這方面的研究 ，但現在仍不能大量付諸實踐。其主要原因在于，人們普遍認為，設備內部性能是否完好， 拆檢是最直觀、最令人信服的手段。而且，取消維修活動，必須有可靠的“健康指標”測量 手段為前提，而這方面的代價是不容忽視的。可以說，RCM思想在核電領域仍有極大的爭議 。
盡管有爭議，各國并沒有停止這方面的研究，因為人們相信，RCM研究的理論基礎是正確的 ，其目標也是令人鼓舞的。我們國家的核電起步較晚，我們參考國外經驗并結合自己的特點 制定維修政策，有效地開展維修工作，并積極進行了一些創新性的研究與實踐。1995年2月 ，I AEA在大亞灣核電站舉辦了“亞太地區優化維修提高核安全”的培訓；1996年6月，又開始了 PSA數據庫的工作。對于國內外一些新的思想、方法，我們不只是觀望、等待，要躋身于國 際一流核電站的行列，解放思想、積極探索，是可行而且也是必要的。
根據國內核電站現在的情況和國外的經驗反饋，建議開始做一些起步的研究工作，可以說是 做一個試驗。選擇典型的系統，根據其結構，建立系統功能樹(故障樹)；根據維修歷史檔案 ，建立可靠性數據庫；以系統的安全、經濟運行為目標，尋找系統的薄弱環節并優化系統內 設備的維修周期。如分析結論合理可行，真實反應了實際情況，并有一定的參考甚至是指導 性意義，則試驗的目的就達到了。
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篇（7）
目前，我國本科教育，特別是地方高校教育普遍存在的問題是嚴重缺乏創新意識和創新能力，難以適應快速發展的人才市場需求。一方面，在實際教育過程中，學校注重理論教育，輕視實踐操作技能培訓，只滿足在現有知識的記憶和再現，不能使用知識大膽創新探索。另一方面，學生畢業后進入社會，在面對不斷變化的科學技術和先進的生產手段的實際工作中遇到的創新主題，從自己的知識儲備的質量和能力方面，似乎嚴重不足。近年來，材料科學與工程教育改革在中國發展迅速，許多高等院校材料從人才培養模式、課程體系、教學內容、實驗教學體系和教學方法等許多方面進行了大膽的改革和創新。材料科學與工程一級學科，在淡化專業個性教育模式的基礎上，構建“大學科”主題共用知識，培養面寬，在高質量研究型人才培養方面取得了一些好的經驗和成果。對于“985工程”和“211工程”院校可能很適合，但對于生源差和科研實力不高的地方高校而言，不能盲目地復制其他重點大學的改革模式。
二、地方性高校金屬材料工程專業培養模式
1.地方性高校金屬材料工程專業定位。金屬材料工程是工業經濟發展的重要支柱，在航空航天工業、能源化工領域、國防軍工方面、冶金機電行業均發揮著相當重要的推動作用。如何依托地方，為地方工業經濟發展培養具有金屬材料工程專業背景知識的應用型創新人才，是目前國內高校金屬材料工程專業建設面臨的重大課題。地方本科院校金屬材料工程專業人才培養應基于地域化目標定位，結合自身資源條件和區域工業經濟發展對人才的需求狀況，構建金屬材料工程本科專業人才的培養體系，并通過突出地方特色培養金屬材料工程專業人才的核心競爭力。根據江西省新材料產業和工程技術發展的實際需要，為江西省材料產業和工程技術發展儲備工程技術人才；同時增進學校與政府、與金屬材料表面技術行業、金屬材料熱處理行業以及相關企業之間的互動，聯合培養應用型人才。此外，通過理論與實踐教學相結合，以創新實驗項目為載體，突出創新能力的培養；以企業工程項目為載體，培養工程應用意識，提升工程方面的素質和能力，出于這種原因，我校金屬材料工程專業人才培養的主要目標定位是：具備金屬材料工程領域的基礎知識，了解材料科學與工程領域的相關專業知識，能在材料制備與質量檢測分析、金屬材料熱處理、鋼鐵冶金與機械加工企業和相關行業工作，適應社會主義經濟發展的高層次、高素質的應用型創新人才。
2.地方性高校金屬材料工程培養模式。金屬材料工程建設將學校的現實與當地區域經濟發展相結合，堅持技術應用研究人才培養目標定位，從而有效地開展錯位競爭、拓展生存和發展空間較大的專業。根據培養目標，積極探索切實可行的人才培養體系、機制和人才培養模式。人才培養模式改革是各種教學過程改革的重中之重，應該遵循高等教育的發展規律，仔細研究適應未來高等教育的科學發展趨勢，根據培養高素質人才的總體要求，建立起能夠充分激發在校大學生的學習主動積極性和創新創業精神，能使學生的個性得到充分發展，同時也能整體增長知識、能力和素質，具有新時代新特征的多樣化應用型高層次工程人才培養模式。結合地方經濟的工業發展，九江學院的金屬材料工程專業在整個教學體系中，理論主干課程包括物理化學、電工電子學、材料科學基礎、金屬工藝學、熱處理原理、熱處理工藝及設備、金屬材料學、材料研究方法、材料失效分析、材料力學性能、金屬材料工程專業綜合實驗。與此同時，開設了兩個專業方向，（1）金屬材料塑性成型與模具方向：金屬塑性成形原理、鍛造工藝及模具設計、沖壓工藝及模具設計、擠壓工藝及模具設計、模具CAD/CAM軟件應用、模具制造工藝學、Pro/E造型及模具設計、壓鑄工藝及模具設計。（2）金屬材料熱處理與測試方向：先進材料制備技術、粉末冶金原理、無損檢測、材料的腐蝕與防護、冶金質量分析、材料物理性能檢測、材料表面技術工程、先進復合材料。為了配合理論教學，大量安排實踐性課程與之配套，讓學生能夠利用理論知識解決實際工程技術問題，實踐性教學課程主要包括金工實習、金屬材料專業實驗、熱處理工藝及設備課程設計、粉末冶金原理課程設計、材料表面技術課程設計、生產實習、畢業實習、畢業論文（設計）等。
三、地方性高校金屬材料工程專業培養模式改革創新
1.培養模式進行改革探索。作為地方性高校的金屬材料工程本科專業，應該充分認識到地方性區域工業經濟未來發展對自己學校所設置的金屬材料工程本科專業人才的確實需求，根據該本科專業的定位和特色，確定專業人才培養模式。金屬材料工程專業的培養模式要從我校的實際出發，根據目前九江及周邊區域工業經濟與本專業相關單位的現狀及發展，在原有培養模式的基礎上，逐漸將原有的一味培養技術應用型人才過渡到應用技術研究創新型人才的培養目標和定位，這樣才能有效地開展多層次培養，避免將學生培養成一個模子技能的技術人才，根據學生的特色，因材施教，拓展專業培養的發展空間，形成專業的辦學特色，形成應用技術研究創新型多層次人才的培養新模式。
2.授課體系進行改革修訂。為了能更好的對金屬材料工程應用型本科人才培養計劃和課程進行改革，我們在現有基礎之上進行了以下準備性的工作：在相關大學進行調查研究，學習專業課程體系建設的成功經驗，探索課程建設的內涵和專業內容集成優化，訪問有關材料企業，了解社會對金屬材料工程本科專業所需要的新知識、新能力和高素質要求，對九江學院近幾年畢業的金屬材料工程專業的學生進行系列性的跟蹤調查，了解就業單位對我們學校該專業畢業生的滿意程度，以及該專業畢業生對現有的人才培養模式、課程體系、專業教學知識點的意見及建議，邀請校內外知名教學專家，召開系列專家指導會，制定該本科專業課程體系和專業教學知識點方面改革的確實可行的方案，撰寫新的人才培養方案，專業教學大綱內容將隨之進行整合優化。專業主干基礎課程建設得以加強，并根據區域經濟發展的社會需求，設置相應并可行的必修課程，同時形成金屬材料熱處理與測試方向、金屬材料塑性成型與模具方向兩個具有一定地域工業特色的專業方向，使該專業的在校大學生形成比較完整的基礎性知識及社會所需要的專業性知識。
3.配套平臺進行改革探索。為配合模式及課程改革，必須對教學及研究平臺進行更新建設，充分并有效地發揮本專業的專業實驗室設備優勢。近兩年，本專業在原有實驗設備的基礎上，通過多渠道項目經費購置了200多萬元的教學兼科研實驗設備，滿足了本專業各種專業理論課程的配套實踐性教學需要。目前，九江學院金屬材料工程的專業實驗室有：表面技術實驗室、粉末冶金材料及工藝實驗室、材料化學制備實驗室、材料物性檢測實驗室、材料熱處理實驗室、金相制樣及分析實驗室、鑄造技術實驗室、材料力學性能實驗室和材料微納結構分析實驗室。通過這一系列實驗平臺的建設，金屬材料工程專業的發展將得以支撐。根據本專業的特色，在九江和周邊地區與九江新聯傳動機械有限公司、九江森源科技有限公司、九江博德新材料研究公司、九江奧盛鋼纜科技有限公司等企業進行實質性地合作，建立產學研及學生實習見習基地，并聘請企業技術骨干和學校教師聯合指導畢業論文（設計）工作，學生的實踐操作能力和工程技術應用能力得以較好的培養。
篇（8）
1.電氣工程學位學習概況蘇格蘭的全日制電氣工程學位的學制有兩類，一類是四年制的電氣工程學士學位（BEngElectricalEngineering），另一類是五年制的電氣工程碩士學位（MEngElectricalEngineering）。在這兩種學位的學習過程中，學生可以選擇讀三年后延長再讀一年，然后以取得工程學士學位結束學習。也可以選擇讀三年后延長再讀兩年，然后以取得電氣工程碩士學位結束學習。愛丁堡大學電子工程學院提供的這兩類學位學習計劃是全英領先的。這些學習計劃有一個共同點，那就是注意從科學、商業、政治、社會和環境等多方面分析和了解電氣工程的應用，電氣工程專業的核心課程包括模擬和數字電路、軟件工程和編程、電力和機械、制造技術、電氣工程材料、電力系統動態及穩定性，電力電子、電磁學、工程管理和系統理論等。學位計劃中也包括了科學的管理知識與技能。既注重分析和理解電氣工程的專業技能，同時也重視管理、計劃和協調所需要的那些可持續發展的一般技能。
2.學習與評價方式課程的主要形式是講座，此外，還有現場觀察、個案研究、客座講座、實驗室學習、工作中心任務學習、小組討論和導師指導等。考察學生的方式包括一系列考試、作業、口試、科學報告、海報演示和實驗室筆記。第四、第五學年的學生還會參加一些附加項目，即學生們在導師的幫助下，經過討論和組織完成一些研究計劃。
3.學習內容對于電氣工程學士學位和電氣工程碩士學位來講，前三年的學習內容是相同的。在完成三年的全日制學習之后，學生有兩種選擇：一是繼續學習一年，取得電氣工程學士榮譽學位。二是繼續學習兩年，取得電氣工程碩士學位。如果學生希望出國學習，通過愛丁堡大學的國際交流計劃可以獲得在歐洲乃至全球學習的機會，學生也可以參加愛丁堡大學自己的北美交流計劃。
4.就業前景在英國或海外，工程師獨特的技術技能、智慧和創業精神保證了這個職業的高度受雇性，愛丁堡大學的學位得到英國專業工程機構的認可。畢業生可以就職于電力工業、汽車行業公用事業、航空航天工業、集成電路設計和制造、石油工業、信息技術等行業，成為享受英國最高起薪的電氣工程師。
二、愛丁堡大學的電氣工程碩士學位
1.課程結構第一年會有工程學的課程，其中會介紹關于化學工程學、土木工程學、機械工程學及電機工程學的知識。之后會有電機工程學的課程，此工程學可以進一步提高學生的主課程能力。數學課程可以提高模型所要求的代數、微積分及數字的能力，同時讓學生可以分析并了解有關電的課程。還可以從大范圍的其他課程中選擇另外兩門半學年的課程。第二學年的課程包括模擬數字電路、固態元件、電力和機械、生產技術、軟件工程學及C語言程序設計。還有數學的高級課程及商務研究課程，使得學生能擁有工程管理方面的背景知識。最后一門半學年課程可以是高級商務課程、一門語言或其他讓學生感興趣的課程。第三學年的時候會對電機工程學材料有更深層次的研究，包括動力系統、動力電子學、電磁學和系統理論。同時學生會參與大量的個人或者團體的項目工作。能否進入第四和第五學年取決于第三學年的良好表現，包括與研究中可能出現的任何一個難題都息息相關的專用英語課程。同時學生要承擔個人的學習模塊以及與電機工程學相關的擴展學位論文。學生在第四和第五學年時會承擔一個主要的工程。這可能就要包括能量和電力供應的工作，電力設備的生產，或者生產程序的操作。操作會包括對電能的量的控制。在第五年就要將剩下的碩士水平的學習模塊學完。每一個模塊都是基于團體分配、工業案例研究以及擴展計算機模擬的基礎之上的。
2.教學方法課堂通常都由以下這些部分共同組成：講座、小組討論、案例研究、現場考察和規模很小的導師組學習。評價學生的方式包括完成工作任務、演示和考試。每一個學年都被劃分為兩個學期，每學期包括11周教學時間和2周考試時間。第一學期是從9月中旬到12月中旬；第二學期開始于1月初，到5月末結束。每周包括10～15小時的課堂交流和15小時的自學時間。
3.實習電氣工程碩士學位第四、第五年的學習方案的一個重要組成部分是為學生組織以研究為基礎的實習。學生被安置在大公司的實驗室和重要的研究室中做一些課題研究，在這里，他們學習到了一系列相關的工作技能，同時增加了就業能力。
4.國際學習機會學生可以申請在有合作關系的那些歐洲大學學習可比較的課程，為留學做準備，在第一和第二學年開設了一些歐洲語言方面的選修課。學生還有在美國、加拿大、澳大利亞和新西蘭的很多大學學習的機會。
5.就業前景愛丁堡大學電氣工程專業的畢業生就業率非常高，在很廣泛的職業領域都取得了卓越的成就。拿到愛丁堡大學電氣工程專業的學位，便意味著獲得了全世界都認可和高度評價的學位。全部愛丁堡大學的學位都受到英國相關技術部門的專業認可，包括IET（工程技術所）、化工工程所、機械工程所、市政工程所和結構工程所的認可。這些部門的技術職稱認可確保了愛丁堡大學為世界提供了最高水準的教育和工程師。另外，如果畢業生愿意在蘇格蘭就業，蘇格蘭行政院有一個“新天才”法案，可為畢業后的學生將其簽證延期兩年。
6.入學要求電氣工程碩士學位每年都有招生名額。入學要求中不設正式的面試，但那些不具有標準資格的候選人要接受本專業學位項目協調人的面試。入學不對具體的科目進行要求，只要具備合格的高級國家中學證書（HigherNationalDiploma）就可以。同時，愛丁堡大學電子工程學院與中國若干所大學都有“2+2”合作項目，旨在吸收這些優秀的大學二年級的學生進入愛丁堡大學繼續完成第三年和第四年的學習。考核成績合格后，可以得到愛丁堡大學授予的工程學士學位。該學位還鼓勵具有合適的工作經驗的成年學生申請。
三、特色
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中圖分類號：P315文獻標識碼： A
The advice of building overall seismic performance test by YaAn earthquake
GUO Jianjun，WU Guoqiang
(1. Binzhou city construction quality taixingbinzhou256613)
Abstract: Wenchuan earthquake caused serious damage to the affected areas of the large area building, late for construction engineering and technical personnel in the aseismic design, construction organization and put forward higher requirements in the process of quality supervision, as well as engineering quality inspection personnel in the process of engineering quality supervision to strengthen the structure of the overall performance test on the bells, but what painful is part of the wenchuan earthquake reconstruction according to higher standards of the state design of buildings in ya 'an earthquake just happened not withstand the test of earthquake, of course, there are all sorts of reasons, but as a construction engineering quality inspection personnel, from the labor of duty to think examination found that strengthening structures forming after forming the overall seismic performance of the detection is the direction of the efforts in the later work, the article put forward the advice to buildings after forming the overall seismic performance testing, formed from the seismic design of buildings to the building earthquake seismic performance guarantee of the acceptance process, improve the aseismic reliability of the building.
Keywords: Earthquakes, Seismic detection, The overall aseismatic, PKPM，ANSYS
1、引言
2008年的5.12汶川大地震給人們留下的傷痛剛剛撫平，北京時間2013年4月20日8時02分四川省雅安市蘆山縣發生7.0級地震。據雅安市政府應急辦通報，震中蘆山縣龍門鄉99%以上房屋垮塌，作為建筑工程質檢人員，在我們為遇難者沉痛哀悼的同時，也應該冷靜下來思考一下如何能在本職崗位上為減輕地震災害對建筑物的破壞做出自己的努力，因此加強對建筑物整體性能特別是抗震性能的檢測監督工作是減輕甚至避免建筑物受震破壞損失的可行方法。
2、汶川地震后重建建筑物在雅安地震中遭受嚴重破壞
汶川地震造成的直接經濟損失8452億元人民幣。四川損失最嚴重，占到總損失的91.3%，甘肅占到總損失的5.8%，陜西占總損失的2.9%。國家統計局將損失指標分三類，第一類是人員傷亡問題，第二類是財產損失問題，第三類是對自然環境的破壞問題。在財產損失中，房屋的損失很大，民房和城市居民住房的損失占總損失的27.4%。包括學校、醫院和其他非住宅用房的損失占總損失的20.4%。另外還有基礎設施，道路、橋梁和其他城市基礎設施的損失，占到總損失的21.9%，這三類是損失比例比較大的，70%以上的損失是由這三方面造成的。因此國務院下發文件，對災后重建工程提出了更高的要求，根據中國建筑學會的調查，汶川地震之后，重建建筑都是按照“8級抗震、9度設防”的要求設計施工，能夠抗震級為8級、烈度為9度的地震，采用框架結構、整體澆灌的技術建設，承建單位都具有建筑施工一級資質。此次雅安地震，震級為7級、震中烈度在9度左右。汶川地震后重建的建筑理應成為這次地震的“生命之舟”，可是，不屬于震中的寶興縣，在這次發生的雅安地震中重建建筑也沒有經受住地震的考驗發生了嚴重的破壞。詳見圖1、圖2。這里面有多方面的原因，設計標準年限較發達國家標準偏低、施工組織控制不嚴密、工程整體質量監管不全面等問題都可能導致工程抗震能力下降，作為工程質檢人員，從本職工作出發，加強對建筑物成型后結構整體性能特別是整體抗震性能的檢測顯的尤為重要。
圖1、汶川大地震中建筑物破壞圖 圖2、雅安地震中建筑物破壞圖
3、現有的建筑物檢測監督工作重點
受技術條件等方面的限制，現有的工程檢測監督技術把大部分工作量放在了建筑原材料及建筑成品構件性能的檢測上，重點對結構構件截面尺寸、構件材料強度、鋼筋混凝土保護層厚度、砌體結構承重墻柱的砂漿強度、鋼結構的重要連接部位等專項進行檢測，由一下工程質量監督流程圖（圖3）可知，建筑工程監督人員對工程進行監督檢查時也往往重點審查以上專項檢測的報告。
圖3、建筑工程質量監督流程圖
目前，在建筑物質量監管過程中，對建筑物整體性能檢測分析較少，結合建筑物從規劃設計到竣工驗收的總過程會發現，建筑物在規劃設計階段會按照《建筑抗震設計規范》的要求進行設計，這一點由各級圖紙審查機構負責審查，保證了建筑物在設計階段能滿足工程所在地的抗震要求，但是工程施工過程中，很難保證工程的每一個構件甚至工程局部完全滿足圖紙設計要求，混凝土構件截面尺寸的改變、鋼筋類別的變更都最終可能影響結構的整體抗震性能，其次，工程施工過程中會出現局部構件強度大于設計強度的情況，這種情況目前在不進行結構整體抗震分析的前提下被認定為符合驗收規定，這種情況在工程實際應用過程中可能造成結構局部抗震剛度過大，對結構整體抗震不利，因此建議建筑工程質量檢測監督機構在對工程進行竣工驗收之前，在已完成的所有專項檢測數據基礎上對建筑物整體抗震進行建模分析驗算，在反映實際施工情況的模型滿足建筑抗震等級要求的前提下，對建筑物進行竣工驗收，這樣就能有效保證建筑物
從建筑物抗震設計到建筑物抗震驗收全過程的抗震性能保證，最大限度的為建筑抗震性能保駕護航。
4、建筑物整體抗震檢測分析流程
考慮對已完工的建筑物進行竣工驗收前抗震性能檢測分析的流程圖大致如下：
圖4、工程整體抗震性能檢測驗算流程圖
在完成各專項檢測后進行結構抗震分析驗算可在建筑工程質量檢測機構或監督機構完成，目前常用的結構抗震分析軟件有中國建筑科學研究院研發的PKPM系列結構分析軟件，其中的建筑抗震鑒定和加固設計模塊（JGJG）比較適合對已完工的建筑物進行結構抗震驗算，是目前國內應用最為廣泛的結構分析軟件，另外一種國際上通用的有限元分析軟件ANSYS也能較好的應用于結構抗震分析上，目前該軟件廣泛應用于機械工程、建筑工程、航空航天工程的仿真模擬研究中，其三維立體功能可以將結構的抗震薄弱環節通過應力應變圖形生動的顯示出來，并且可以仿真模擬在地震波作用下的破壞形式和過程。便于對建筑物進行加固處理。浙江工業大學的曹亮等人運用ANSYS軟件，對杭州某高層建筑進行抗震分析計算，得到了建筑的自振周期、振型、各層地震力和位移及節點的應力和應變。最后，與PKPM軟件計算結果進行比較，認定ANSYS軟件適用于結構抗震分析。為ANSYS軟件在建筑工程整體抗震分析中的應用進行了示范研究。
5、結論
在對建筑物進行抗震檢測的前提下，對建筑工程竣工驗收前的整體抗震性能進行結構驗算，對通過結構抗震分析的工程進行竣工驗收。這樣確保建筑物實際交付使用時與建筑物在規劃設計階段的抗震要求高度吻合，從而為建筑物從產品設計到產品交付的全過程滿足結構抗震要求提供了有效的監督保證措施，對建筑物竣工驗收前的結構整體抗震性能分析是建筑工程質量檢測監督機構應該不斷加強完善的重要環節，只有這樣才能將完全符合建筑抗震標準的工程交付人民使用，才能有效的避免在地震發生時造成較大的損失。
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篇（10）
DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2016.08.012
〔中圖分類號〕G2549〔文獻標識碼〕A〔文章編號〕1008-0821（2016）08-0066-09
Best Practice and Enlightenment of Data Literacy
〔Abstract〕This paper firstly discussed the importance of data literacy education in E-Science environment and considers that academic library is the best organization to teach data literacy.Next，the paper introduced its concept and content and pointed out that domestic libraries explore data literacy education should learn from outstanding achievements and practical experiences abroad.Then analyzed the New England Collaborative Data Management Curriculum（NECDMC）project led by the Lamar Soutter Library at the University of Massachusetts Medical School，data information literacy（DIL）led by Purdue University，the University of Minnesota，the University of Oregon，and Cornell University and MANTRA led by data library staff in University of Edinburgh and concluded the model of best practices from curriculum goal，students，teaching methods，teaching materials and teaching evaluation.Experiences learn from best practices included funds and personnel support，focus on characteristics of field scientific data and data management requirements，kept the data literacy courses sustainable and so on.
〔Key words〕libraries abroad；data literacy education；best practice；research data management
E-Science科研環境下，科學數據已成為科研產出的重要組成部分[1]，資助機構、期刊出版商以及學術研究機構紛紛制定和相應的數據政策，要求研究人員合理規范地管理、存儲和共享數據，這無疑給研究人員的數據素養提出了更高的能力要求，亟需數據素養教育。美國研究圖書館協會在2012年的報告中指出，圖書館集資源、能力、服務經驗為一體，是提供數據管理服務和開展數據素養培訓的最佳主體，能夠幫助研究人員應對數據驅動研究環境中的挑戰[2]。基于此，國外圖書館積極開展數據服務研究，探索數據管理培訓和數據素養教育，在長期實踐中積累了豐富的研究經驗和實踐成果。國內數據素養教育才剛起步，盡管中科院文獻情報中心等部分圖書館已經試點了一系列學分課程和數據培訓班，但在教育內容設計、教學途徑選擇、教育成果評估等方面尚處摸索階段，要形成完善的數據素養教育模式還需學習和借鑒國外圖書館數據素養教育實踐的優秀經驗。在此背景下，筆者調研了英國、美國、加拿大等大學圖書館的數據素養教育概況，根據項目資助支撐、數據學科領域背景、教育實踐經驗和教育模式成熟度選取了馬薩諸塞大學醫學院Lamar Soutter圖書館的新英格蘭數據管理協作課程[3]、普渡大學、明尼蘇達大學、俄勒岡大學和康奈爾大學4所圖書館聯合開發的數據信息素養教育項目[4]和愛丁堡大學圖書館的MANTRA教育項目[5]作為數據素養教育最佳實踐進行分析，以期為國內圖書館探索數據素養教育提供參考和啟示。另對英美加各國數據素養教育概況的調研已有專文討論，本文在此不予詳述。
1數據素養及其教育
11數據素養的概念和內涵
隨著大數據時代的來臨，數據素養已成為21世紀公民必備的關鍵技能[6]，尤其是在數據密集型第四科研范式下，研究人員創建、獲取、存儲及復用數字科研數據的能力已成為推動科學進步、提出應對經濟和社會挑戰創新的關鍵，并對全球生產力、競爭力和生活質量具有潛在影響[7]。那么，什么是數據素養？MSchield認為數據素養是根據科研需求在不同數據源中獲取、操作和總結數據，并從中推斷結論的一種能力[8]；Qin J和DIgnazio認為數據素養是研究者在科研過程中收集、處理、操作、評估和利用數據的能力[9]；Calzada Prado和Marzal認為數據素養包含個人獲取、理解、批判性地評估和管理數據的能力，并在使用數據的過程中遵守道德規范[10]；Chantel Ridsdale、James Rothwell等認為數據素養是一種以規范形式收集、管理、評估和應用數據的能力[11]。綜合各方意見，可將數據素養歸納為正當地發現和獲取數據、批判地選擇和評估數據、規范地管理和處理數據、合理地利用和共享數據的意識和能力，其內涵包括4個方面的內容，分別是數據意識、數據知識、數據能力、數據倫理與道德，如圖1所示[12]。總體而言，數據素養強調的不僅是批判性地認識和掌握數據的基本知識，更重要的是在科研實踐中能夠規范地處理和分析數據、利用數據，遵守數據倫理與道德，實現數據價值最大化。圖1數據素養的內涵
12數據素養教育
對于研究人員而言，科學高效地管理數據并非易事[13]。E-Science科研環境下龐大的數據量和復雜的數據管理問題使得研究人員面臨嚴峻挑戰，數據產生與收集、數據分析與處理、數據保存與存檔、數據發表與共享等問題貫穿項目啟動、項目實施和項目結題的全過程，研究人員亟需數據素養培訓和指導[14]。為此，國外圖書館積極探索數據素養教育，并在長期實踐中已形成較為成熟的數據素養教育模式，就如何設置教學目標、確定教學對象、設計教學大綱、選取教學方法和實施教學評估方面累積了豐富的成果和經驗。下文將對數據素養教育的最佳實踐進行詳細剖析。
2數據素養教育最佳實踐分析
所謂最佳實踐（Best Practice），是指那些在別處產生顯著效果，并能適用于此處的優秀實踐[15]。本文在調研中對各大學圖書館的數據素養教育實踐進行歸納總結，根據項目資助支撐、課程學科領域背景、教育實踐經驗和教育模式成熟度遴選了3個最佳實踐進行詳細分析，分別是馬薩諸塞大學醫學院Lamar Soutter圖書館的新英格蘭數據管理協作課程、普渡大學、明尼蘇達大學、俄勒岡大學和康奈爾大學4所圖書館聯合開發的數據信息素養教育項目和愛丁堡大學圖書館的MANTRA教育項目。
21馬薩諸塞大學醫學院Lamar Soutter圖書館――新英格蘭數據管理協作課程在當前高等教育中，數據素養教學大多不列入本科生和研究生的課程列表[16]，而醫學、自然科學等專業的學生對數據素養卻有迫切需求[17]，圖書館成為填補數據管理教育缺口的不二人選。基于此，馬薩諸塞大學醫學院Lamar Soutter圖書館聯合伍斯特理工學院的喬治?戈登圖書館、美國東北大學等新英格蘭地區大學圖書館開發了新英格蘭數據管理協作課程（New England Collaborative Data Management Curriculum，以下稱NECDMC），以培養和提高研究人員和學生的數據管理能力。NECDMC項目受美國國家醫學圖書館資助，項目編號HHS-N-276-2011-00010-C，項目主頁：http：∥library.umassmed.edu/necdmc/index。該項目圍繞兩個目標展開，一是明確數據管理的概念，建立數據素養教育的基本內容體系；二是利用學校平臺為學生提供數據素養教育的資源和機會。NECDMC項目面向健康科學、科學和工程等領域的本科生、研究生以及研究人員，在調研實際需求的基礎上，結合特定的學科背景來設置教學內容模塊，涉及臨床醫學研究、生物醫學實驗室、工程項目以及定健康研究等。
211需求調研
首先，NECDMC項目組設計調查問卷通過SurveyMonkey等平臺對不同領域用戶的數據素養現狀和數據管理需求展開調查。在馬薩諸塞大學，研究工作已經成為學生生活的重要組成部分，然而調查結果顯示，81%的學生沒有接受過數據管理培訓，79%的學生不知曉資助機構的數據政策。在問及是否需要規范管理數據時，絕大多數學生認為需要接受正式或非正式的數據素養培訓，學習數據管理最佳實踐以幫助學生解決科研實踐中面臨的數據管理挑戰。調查結果表明，學生最希望學習到的數據技能包括：組織、管理和追蹤數據集；數據存儲與備份；數據檢索與發現；數據描述與記錄；數據處理；數據收集；遵守本校和資助機構的數據管理規范和要求；處理大規模的數據；數據工具和資源。需求調研是開展數據管理培訓的基礎，下一階段的課程模塊設計即在需求調研的基礎上展開。
212設計課程模塊
NECDMC項目組在需求調研的基礎上設計了包含7個教學模塊課程模型，主要面向健康醫學、科學和工程領域的本科生、研究生和研究人員，與美國國家科學基金會的數據管理計劃建議相對應，并強調應對當前環境面臨的數據管理挑戰。7個課程模塊既可以作為相對獨立的教學模塊，如作為集成研討會的主題，也可以作為系列課程的教學大綱，亦或根據需求選擇其中一二展開針對性培訓。這7個模塊分別是：（1）科研數據管理概述；（2）數據類型、數據格式、數據的不同階段；（3）元數據；（4）數據存儲、備份和安全；（5）與數據相關的法律和倫理問題；（6）數據共享和數據復用政策；（7）數據存檔和長期保存。各個教學模塊及其對應的教學內容、學習任務和評估如表1所示。
213積累的教學資源
NECDMC項目組在長期探索數據素養教育實踐的過程中積累了豐富的教學資源，包括創建的數據管理計劃模板、數據管理經典案例剖析和課程輔助材料。
（1）NECDMC項目組創建的數據管理計劃模板
數據管理計劃是簡要描述數據處理方式的正式文檔，其中列出了在項目進展中以及在項目結題之后數據收集、數據創建、數據組織、數據處理、數據存儲、數據共享和數據復用的全過程，數據管理計劃幫助科研人員識別和列出在整個科研過程中與科研數據管理相關的風險。數據管理計劃不僅是資助機構要求的項目申請書的重要構成，更是指導整個科研工作流數據管理工作的綱領性文件。不僅NSF、NIH等科研資助機構要求提交數據管理計劃，化學、生物醫學等領域的行業慣例也有數據管理計劃要求。為此，NECDMC項目組開發了系列的數據管理計劃模板，列出不同資助機構、學科領域要求的數據管理計劃模板要素，以幫助研究人員制定有效的數據管理計劃，其中根據NSF數據管理政策創建的數據管理計劃模板如表2所示。
（2）數據管理經典教學案例
NECDMC項目在授課之余總結了許多數據管理經典教學案例，每個案例列出了教學內容大綱，并總結了與該主題相關的數據問題，以供圖書館員在涉及數據管理課程時參考和借鑒。這些教學案例涉及不同學科，包括臨床醫學研究（骨科移植手術數據管理、維生素D治療雙向抑郁數據管理）、生物醫學實驗室研究（運動和飲食對糖尿病風險影響的10年追蹤數據、老鼠功能心臟組織的再生數據）、定健康研究（非裔美國人的老年生活護理調查數據）、航空航天工程（在軌火箭發動機組件的控制衛星數據）、工程測試實驗室（移動和緊湊型造影檢查儀設計數據）、跨學科研究項目（數據保存案例研究：外星人項目）、生態環境科學（草原鳥類生存環境和棲息地選擇研究數據）、生物神經學研究實驗室（噬菌體基因測序數據）等。
（3）課程輔助資料
除了介紹課程模塊的內容，NECDMC項目還羅列了各個模塊相關的教學輔助資料和閱讀材料，可供學生和教師學習和借鑒。
22普渡大學、明尼蘇達大學、俄勒岡大學和康奈爾大學4所大學圖書館――數據信息素養教育項目2011年，普渡大學、康奈爾大學、明尼蘇達大學、俄勒岡大學的圖書館受美國博物館與圖書館服務協會（IMLS）資助，聯合開展數據信息素養培訓項目（Data Information Literacy Projects，項目編號：LG-07-11-0232-11），項目主頁：http：∥。該項目圍繞兩個問題展開：一是在E-Science和技術驅動的科研環境下，未來的研究人員需要具備怎樣的數據管理能力和數據素養；二是學術圖書館應如何將數據檢索、組織、傳播和保存等相關的專業知識傳授給學生。在這兩個問題的基礎上制定了3個目標：首先建立一套學界認可的數據信息素養能力框架體系；其次以學科背景為基礎，開展數據素養教育實踐，培養學生的數據管理能力；最后是形成數據素養教育最佳實踐，為圖書館開設數據素養課程建立可行的模型和標準流程。
221數據信息素養能力框架
DIL項目組采用問卷和訪談法調研了教師和學生的數據管理需求，結合數據信息素養試點課程教學經驗以及ACRL的系列信息素養能力標準，在長期研究實踐中建立了一套包含12項核心能力的數據素養能力框架，表3列出了這12項核心能力及其相關的數據技能，分別是：數據實踐規范、數據轉換與互操作、數據監管和再利用、數據管理和組織、數據保存、數據處理和分析、數據質量和記錄、數據可視化和表示、數據庫和數據格式、數據發現和獲取、元數據和數據描述、數據倫理與道德。能力框架為教學實踐提供了明確的目標和方向，也為各個機構教學目標設計提供了基本的框架和指南，DIL項目中各個試點課程均是以這一框架為基礎展開需求調研和教學設計的。
222DIL項目的數據素養課程實踐
在界定數據信息素養能力要求后，根據能力框架編制調查問卷和訪談大綱，調研研究人員和學生的數據素養需求。由于學科領域和服務對象不同，因此選取了5個學科作為試點，在具體學科數據需求的基礎上設計數據素養教育課程，表4列出了5個試點課程的承接單位、學科領域、數據類型、教學對象、數據需求和教學內容、授課形式以及最后達到的教學成果。需要強調的是，各個試點課程的教學內容設計是基于DIL項目組開發的數據信息素養能力框架，通過問卷調研和訪談法確定各學科研究人員和學生的具體需求，根據需求內容設計課程教學大綱，并隨著課程進度實況予以調整。在具體課程實施環節中，根據教學對象和領域數據的特點選取了不同的授課形式，包括一學分迷你課程、在線課程、一次性課程、嵌入式圖書館服務和系列研討會等，不同授課形式的優缺點如表5所示。此外，項目組還在課后邀請參與課程培訓的研究人員和學生評估課程，收集課程意見和反饋信息，以不斷改進和優化課程體系。
223圖書館數據素養教育模型和流程
以Carlson為代表的DIL團隊在長期的數據素養研究和教學實踐基礎上總結建立了圖書館數據素養教育模型，包括課程規劃、設計數據素養課程、課程實施、課程評估和總結4個階段，如圖2所示。DIL團隊在項目網站上免費分享了完整的設計方案和教學資料，可供其他圖書館實施數據素養教學課程提供參考和借鑒。圖2DIL項目建立的圖書館數據素養教育模型
23愛丁堡大學圖書館――MANTRA教育項目
愛丁堡大學圖書館的MANTRA數據管理在線課程受JISC（科研數據管理項目，Managing Research Data，資助編號2010-11）和愛丁堡大學（the University of Edinburgh Research Data Management Programme，資助時間：2013-至今）資助，課程網址http：∥datalib.edina.ac.uk/mantra/。作為一個免費的、不計學分的、提供自學課程的在線培訓平臺，MANTRA主要面向研究生（碩士、博士）、新晉研究人員和信息工作者的數據素養需求，幫助他們在科研過程中理解和學習如何管理數據。
231服務定位
MANTRA數據管理在線課程具有明確的服務定位，當學習用戶進入課程平臺選擇相應的學習角色時，系統將推送針對該用戶群體服務的目標、主要學習內容，并推薦具體的學習模塊。具體包括從事科研工作的研究生、研究人員、高級研究員（項目負責人）、信息工作者（圖書館員）4種用戶群體。
（1）研究生
服務定位：MANTRA幫助研究生學習如何在科研過程中管理數據，在研究實踐中學會利用R、SPSS、Nvivo和ArcGIS等數據分析處理工具。主要學習內容：科研數據管理的概念和術語；學位論文、研究報告、實習報告中科研數據收集和管理的方法和策略；制定數據管理計劃（數據收集、分析和存儲）。推薦學習模塊：科研數據基礎知識。
（2）研究人員
服務定位：MANTRA幫助研究人員解決當前研究實踐中的數據管理問題，為將來開展研究項目或申請項目資助提供建議。主要學習內容：回顧當前的研究實踐并制定數據管理計劃；檢查并完善數據管理實踐中的各個環節；將MANTRA提供的資源作為參考，并用于評估自己的實踐。推薦學習模塊：數據管理計劃。
（3）高級研究員（項目負責人）
服務定位：MANTRA幫助高級研究員更好地培訓研究團隊成員，幫助項目負責人調整數據管理計劃，并了解更多開放數據的相關信息。主要學習內容：在教學和學習過程中發現可以幫助團隊成員提高數據管理能力的內容；在檢查數據管理計劃時提供檢查指標，并推薦相關資源；了解數據管理最佳實踐以及數據共享和數據許可的優點。推薦學習模塊：數據共享、保存和許可；數據分析和處理。
（4）信息工作者（圖書館員）
服務定位：MANTRA幫助信息工作者了解科研數據管理實踐，以及數據的開放獲取、許可發表等相關問題。主要學習內容：培訓員工增強其對本機構數據管理要求的認識；幫助研究人員和學生做好數據管理計劃的準備工作；了解數據共享和數據許可的意義，以及數字長期保存的重要作用。推薦學習模塊：數據管理培訓工作包；數據共享、保存和許可。
232課程模型
MANTRA數據管理培訓課程模型包括9個模塊：科研數據管理基礎知識；文件格式與轉換；數據保護、權益和訪問；數據管理計劃；數據記錄、元數據和數據引用；數據共享、保存和許可；數據組織；數據存儲與安全；數據操作練習，每個學習模塊的教學目標和主要內容如表6所示。在MANTRA平臺上點擊相應模塊即可學習相應內容，包括視頻、動畫文、文本閱讀框等形式。每個在線課程模塊約1小時，但需要學生在課后拓展閱讀，動手進行數據操作練習。
233數據管理培訓工具包
數據管理培訓工具包是由愛丁堡大學EDINA數據圖書館、英國數據檔案（UKDA）、英國數字管理中心（DCC）、普渡大學圖書館分布式數據管理中心聯合開發的，旨在幫助圖書館員更好地設計數據管理課程。數據管理培訓工具包由9個部分組成，分別是數據管理培訓工具包講義、培訓計劃、MANTRA在線課程的內容、批判性寫作、來自英國數據檔案和埃塞克斯大學的管理和共享數據培訓資源（附小組練習和答案）、愛丁堡大學提供的播客視頻課程集錦、與MANTRA課程主題對應的講義課件、學生自學任務內容、課程評估表。通過數據管理培訓工作包可為圖書館員設計小型數據管理培訓班提供教學內容和課程資料，降低教學成本。
除了提供MANTRA在線課程平臺，愛丁堡大學圖書館還定期或不定期舉辦科研數據管理研討會，聚焦某個議題進行針對性教育，例如“數據管理計劃撰寫”、“數據倫理與規范”等。隨著網絡信息技術在課程教學中的應用，愛丁堡大學圖書館還聯合北卡羅來納大學教堂山分校圖書館開設為期五周的MOOC課程“數據管理和共享”，支持證書認證[18]。
3數據素養教育最佳實踐模式總結
31教育目標明確
最佳實踐中的圖書館在設計數據素養課程時往往具有明確的目標，即幫助用戶樹立數據意識，培養用戶的數據管理技能，并以此為準則指導整個課程活動的開展。具體而言，馬薩諸塞大學醫學院NECDMC項目具有建立數據素養教育基本內容體系和提供數據素養教育資源的兩大目標；普渡大學等四校圖書館的DIL項目則有3個目標，分別是建立數據信息素養能力框架體系、以學科為基礎開展數據素養教育實踐和建立圖書館開設數據素養課程的模型；愛丁堡大學圖書館的MANTRA教育項目通過劃分學習用戶群體，設定具體的培訓目標。
32教學對象層次化和領域化
首先是教學對象的層次化。本科生、研究生、研究人員等不同用戶群的數據需求因人而異，項目負責人、管理員、小組成員、學生等在科研實踐中也負有不同的數據管理權責，因而數據素養教育應充分考慮教學對象的差異性。如NECDMC課程面向本科生、研究生和研究人員，DIL項目主要面向研究生，MANTRA課程分別面向研究生、研究人員、項目負責人和圖書館員推薦不同課程模塊，提供針對性培訓。其次是重視教學對象的學科領域。不同領域的科學數據具有不同性質和特點，因而所需的數據管理和操作技能也不盡相同。
NECDMC課程主要針對健康科學、科學和工程領域，DIL項目的5個試點學科包括自然資源、土木工程、生態學、農業與生物工程以及電子與計算機科學。
