航空航天工程专业论文汇总十篇
时间：2023-08-20 14:59:38
序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇航空航天工程专业论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。
篇（1）
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）40-0092-02
航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一，也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计，不断地向材料工程提出新的课题，推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性，极大地促进了航空航天技术的发展。因此，先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术，关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此，各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展，但仍然与发达国家存在较大的差距。因此，需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版，这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力，以完成获取专业所需信息等任务。
材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点，而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力，进一步提高学生的听、说、写、译能力，使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法，提高文化素养，以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是：掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组，并掌握一定的构词法知识，具有识别生词的能力，能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决，目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此，迫切需要完善教学内容，优化教学方式，改编教材，以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。
一、改编现有专业教材，扩展学生专业视野
浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现，内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编，实际是英文版的专业教材，不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢，与国际上材料科学的快速发展不相适应，学生阅读起来单调、枯燥。因此，在现有教材的基础上，急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识，既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。
从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手，按照从难到易的教材内容顺序，突出航空航天行业背景及新技术特点，完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上，按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节，简单介绍材料的基础理论知识，学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇，让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后，在材料学的专业知识内容上，结合专业基础课程，着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容，例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时，为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力，提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力，教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且，从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿，学生也易于接受。这样，既提高了教学效果，也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。
二、丰富课堂教学内容，夯实学生基本功
调研各高校材料专业的本科生教学计划，发现专业英语课程设置在第七至第八学期，大四学生对英语学习逐渐变得陌生，如果直接面对专业英语的学习，势必会造成学生学习的困难。因此，教师除了教授教材的内容外，可以适当拓展相关内容的英语学习，提高学生的学习兴趣。
从知识结构设置上，可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要，突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流，可按照先读后写，先听后说的思路，来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式，重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外，还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写，展开介绍和讲评。“学以致用”，而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益，便会提高学习的积极性，促进专业英语的教学。
为了增加教学内容的趣味性，在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业，其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业，因此除了完成教材的教学内容外，还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时，可以从互联网上搜索最新的文字资料，也可以搜索最新的视频资料，其中视频资料更生动，因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时，可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频，加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此，通过利用多媒体技术的视频资料，不但可以提高学生的英语听力，扩充学生的词汇量，还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿，深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。
三、改革课堂教学方法，提高课堂教学质量
材料专业英语是一种正规的书面体，专业词汇多词形复杂、句子长，且与专业知识结合紧密，相对于基础英语来说，缺少文学作品中的韵律、节奏感，读起来抽象、枯燥，造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法，势必不能有良好的教学效果。因此，应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点，采取多元化的教学方法，对学生进行课堂教学。
可以采取英语课堂的教学，让学生随堂朗读教材内容，学生在读的过程中，既熟悉了教材内容，又对英语的“说”有提高。随后，对学生进行分组，讨论分析教材内容，或者也可以提出一个小话题，学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样，既提高了学生的英语口语技能，也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业，可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译，通过英汉互译的环节，巩固课堂教学内容。在课程结束前，还可以穿插学生就自己的毕业设计方向，做一个简短的英文讲座，既可以对课堂教学效果进行测试，也可以提高同学们的口头表达能力，增加同学们英语交流的信心。
在进行课堂教学的时候，如前所述，可以围绕课堂教学时的内容，充分利用互联网技术，为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例，可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时，可以采用先朗读后分析、翻译的方法，逐步分解。进行视频资料的学习时，教师应提前将语音资料转换成文本资料，课堂上可以进行边视听边进行讲解，让学生在愉快的氛围中进行学习，进而达到良好的课堂效果。
四、结语
我国航空航天技术的发展对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员必须及时关注国际发展，密切和国外学术交流，才能保障材料领域的不断进步，这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此，通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化，来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力，增强学生的国际竞争力，为航空航天材料技术领域输送优秀人才。
参考文献：
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篇（2）
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
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[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.
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篇（3）
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。
篇（4）
人生路：拉开太空探索新征程
20世纪中叶，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射升空，人类迈出了太空征程的第一步，此后美国“阿波罗号”、中国神舟五号等各国载人飞船、地球卫星以及深空探测器相继发射升空。浩瀚宇宙里总有一幅壮锦吸引人类不停地去探索。受人类航天事业发展所鼓舞，从最初对航天懵懵懂懂的爱好，到成为深度探索通向太空道路的研究员，靠着探寻宇宙空间奥妙执着的热爱和坚持，高扬的太空探索人生之路就这样展开。
高扬，1997年7月毕业于北京航空航天大学自动控制系，获学士学位；2000年7月获中国科学院中国遥感卫星地面站（现为中国科学院对地观测与数字地球科学中心）硕士学位。千禧之年，怀抱着对世界航天知识强烈的求知欲，年轻的高扬随着国内涌起的留跨出了国门，在美国密苏里大学机械与宇航工程系全额奖学金的资助下攻读博士学位，并在毕业后留校1年从事博士后研究。在国外深造的五年（2000-2005）时间里，他有机会广泛而深入地接触国际前沿航天技术知识，为之后回国继续从事相关领域研究奠定了基础。
2005年，高扬踏上了回国征程，成为中国科学院光电研究院/中国科学院空间科学与应用总体部（挂靠光电研究院）副研究员。2006年起，他在中国科学院研究生院（现为中国科学院大学）兼职授课。2011年，高扬受聘为中国科学院空间应用工程与技术中心（原中国科学院空间科学与应用总体部）研究员，同年起被聘为宇航动力学国家重点实验室兼职研究员、中国载人航天工程应用系统主任设计师。肩负着科研、工程与教学的多重任务，高扬开启了他太空探索的另一段崭新征程。
科研路：电推进飞船寻找“行走太空”最佳轨道
回国后，高扬踏上了独立自主的科研路。他承担了国家自然科学基金、中国科学院国防创新基金、中国科学院知识创新工程、国家“863”计划、载人航天工程资助的若干科研项目，开展的研究工作包括深空轨道优化设计、电推进卫星平台的导航、制导与控制、航天器精密定轨、卫星编队轨道控制、空间新型推进方式以及基于光电载荷的轨道姿态确定等。他的系列研究成果发表在Journal of Guidance Control and Dynamics、Journal of Spacecraft and Rockets、Acta Astronautica、Acta Mechanica Sinica、力学学报等航天飞行动力学领域国内外核心期刊上，他也因此获得2008年度首届中国科学院卢嘉锡青年人才奖，入选中国科学院青年创新促进会，并在2009年首届、2011年第三届全国深空轨道设计竞赛中获得冠军。
高扬的研究工作是从连续小推力空间最佳飞行轨道的探索开始的，该问题至今仍是极具挑战的课题，而这又与电推进（或称等离子推进）技术的发展与应用密切相关。电推进与目前传统的化学推进不同，它利用电能将推进工质电离形成等离子体，并产生电磁场加速等离子体使其高速喷射从而获得推力。电推进的效率高出化学推进一个量级，相比之下可以节省大量推进工质，成为各航天大国21世纪重点发展的航天技术。早在2001年，高扬在美国深造期间就曾系统地开展了连续小推力轨道优化和电推进任务设计的研究工作。2005年高扬回国时，我国在电推进技术应用方面的研究与美国还有较大差距，还没有电推进航天器的发展计划。作为刚毕业不久的博士，高扬一度难以获得科研基金支持。但他始终认为，电推进代表了先进的可以长期连续推进的工作方式，随着电推进技术本身的不断发展以及空间电源技术的突破，尤其是大功率太阳能与核能电源甚至有望成为太阳系载人飞行推进技术的唯一选择。正是这种观点一直激励着他坚持这方面研究。高扬说：“实际上，钱学森先生早在1963年出版《星际航行概论》一书中就预言电推进能够承载更多有效载荷，并指出电推进产生的连续低推力轨道的计算比大推力轨道要复杂。”为了纪念钱学森先生诞辰一百周年，他受《力学学报》编辑部的邀请，攥写了综述论文《电火箭星际航行：技术进展、轨道设计与综合优化》（发表在2011年第43卷第6期），旨在较为全面地介绍电推进技术应用于星际航行的基本内容与实现途径以及应用于载人深空飞行的设想。
电推进技术应用的核心问题之一是空间轨道优化设计。为了推动我国空间轨道设计的研究工作，高扬与中国力学学会以及国内同行一起为全国空间轨道设计竞赛（2012年前为深空轨道设计竞赛）付出了诸多努力。该竞赛旨在寻找空间飞行全局最优方案，而且可以非常有效地检验各种优化方法的合理性与实用性。2009年第一届全国空间轨道设计竞赛由清华大学主办并负责命题，之后每届竞赛由上届竞赛获得冠军的团队命题。截至今年，在已举办的四次竞赛中，高扬带领的团队获得两届冠军，因此他也成为了2010年第二届、2012年第四届全国空间轨道设计竞赛命题的主要技术负责人。他说：“希望通过竞赛不断提升我国空间轨道设计能力，也希望我国这方面的研究工作在国际上可以逐渐摸索出自己的研究思路，并逐步获得原始创新的研究成果。”
高扬说：“对于空间轨道（特别是连续小推力轨道）优化设计问题的研究让我更为深刻地理解了多方面知识，比如最优控制理论、常微分方程数值解法、动力系统理论、非线性规划、同伦延拓、动态规划、微分几何、组合优化等概念。这些知识的积累也让我逐步具备了触类旁通的能力，并将研究内容逐步拓展到电推进航天器导航、制导与控制、航天器轨道确定技术、洛仑兹力编队飞行等。”然而，他也坦言：“从2005年回国一路走到现在并非一帆风顺，遇到过很多挫折，也曾屡败屡战，但幸运的是一直没有放弃，所以现在逐渐开始领悟到通往太空‘罗马城’的条条大路”。
未来路：奔向太空罗马城
对于下一步的计划和安排，高扬表示首先要脚踏实地做好目前正在承担的本职工作。与此同时，“我希望在空间轨道研究领域继续工作，包括系统地建立空间脉冲或连续推力转移轨道优化设计的通用方法体系，并应用于深空飞行轨道、人造地球卫星轨道、卫星相对运动控制等具体问题中去。同时，我希望有机会参与我国电推进深空探测的科研项目。”
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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）03-0029-02
南昌航空大学是一所以工为主，工理文管经法教艺等学科协调发展的多科性大学。学校创建于1952年，是全国首批具有学士学位授予权单位。1985年开始培养硕士研究生，1990年获硕士学位授予权。先后隶属于航空工业部、航空航天工业部、中国航空工业总公司，1999年开始实行中央与地方共建、以地方政府管理为主的管理体制，是江西省人民政府与国家国防科技工业局共建的具有鲜明航空、国防特色的高等学校。焊接技术与工程专业是学校创办历史最早的专业之一，是目前江西省内和航空院校唯一的本科焊接专业，1996年被评为“江西省重点学科”，1998年与“铸造”、“锻压”专业合并成“材料成型与控制工程”大类专业。为了适应地方经济和航空工业对焊接专业人才的需要，2004年经教育部批准又重新建立了“焊接技术与工程”专业，是继哈尔滨工业大学、江苏科技大学之后国内第三个设置的“焊接技术与工程”本科专业。焊接理论基础是焊接技术与工程专业的一门重要专业基础理论课程，主要任务是向学生传授金属材料在熔焊方面的基本理论知识，了解金属材料在熔焊条件下可能产生的各种问题，并能据此正确地分析及解决熔焊中一些常见的问题，初步培养学生分析金属焊接性的能力和正确制定常用金属材料焊接工艺的能力，为学习后续的焊接专业课程做理论准备。因此，焊接理论课程学习的好坏将直接影响其后续焊接专业课程的学习。
一、焊接理论基础课程存在问题分析
传统焊接理论基础课程教学内容包括焊接的实质及其发展概况、焊接热源的种类及特性；焊接化学冶金过程的特点、规律及其对焊缝质量的影响；常用焊接材料的种类、作用和特点；焊接熔池凝固过程的特点及焊接缺陷的种类与控制；金属在焊接过程中组织转变的特点及焊接热影响区的组织与性能变化；掌握焊接裂纹的种类、特征、危害、产生机理及防治措施，涉及材料、机械、力学、化学、冶金等多门学科的基础知识，教学内容多且抽象，各知识点相互关联，造成学生在学习过程中，理解和掌握课程困难。焊接专业学生毕业后大部分服务于航空企业，非常希望了解航空产品先进焊接方法如真空电子束焊、激光焊时焊接冶金原理、接头容易出现什么质量问题及控制措施等，而这些都无法从教材上获得。另外，在教育部“厚基础、宽口径”培养目标下，焊接理论基础课程教学课时不断压缩，从最初的64学时到48学时，现在已缩减到40学时，其中实验4学时，教学内容略有增加而教学课时数大幅缩少的矛盾，如何在较短的时间内最大程度地提高教学质量是焊接理论基础课程教学面临的一大难题。基于上述情况，必须对现有课程的教学内容和教学方法等进行改革。
二、焊接理论基础课程教学改革
1.多元化的教学手段，提高教学效果。采用多媒体教学可以缓解目前课程的教学所面临的诸如课时不断被缩减、教学内容基本不变、相关领域新技术和新工艺不断涌现等矛盾，通过多媒体播放先进的焊接方法录像和动画、展现接头金相组织、典型接头缺陷形貌，增加课堂信息量，丰富教学内容，使学生对各种焊接方法、接头组织及缺陷有相应的感性认识，加深基础理论的理解。通过选取航空典型产品进行实物教学，鼓励同学们参与讨论，实现教学内容与生产内容相衔接，通过实例将各知识点串联起来，从而加强学生对基础理论的理解；在教学过程中，为充分调动学生的积极性，安排学生讲解课程部分章节，其他同学提问，这不仅能使学生的角色发生变化，学生可在教的过程中锻炼语言的表达能力以及提高自信心等，为以后的工作奠定良好的基础；通过网络教学，学生可在任何时间和老师交流，通过与学生互动，了解学生对知识的掌握的程度。因此通过多元化的教学手段能够显著地提高教学效果。
2.“国际焊接工程师”焊接理论基础培训内容与课程培养方案的融合，强化案例教学及问题教学，提高学生的工程实践能力。南昌航空大学焊接技术与工程专业“卓越工程师培养计划”人才培养目标是培养思想素质好、基础扎实、实践能力强、适应经济社会发展需要、具有创新精神，分析和解决工程问题能力强，能在焊接技术与工程领域从事科学研究、工程设计、技术开发、设备研制与维修、生产和经营管理，熟悉国际焊接标准和焊接施工的卓越焊接工程师。本校于2011年开始与哈尔滨焊接技术培训中心开始联合举办国际焊接工程师培训班，已陆续举办了3届。在焊接理论基础课程授课时，根据“卓越工程师培养计划”的培养目标，结合航空需求、凸显航空特色，对焊接理论基础教学内容进行调整及优化，将国际焊接工程师培训体系中“焊接工艺及设备”、“材料及材料的焊接行为”部分内容融入课程教学，如增加激光焊及电子束焊等高能束焊接方法，在讲述“焊接材料”这一章节时补充焊接材料国际标准。通过与参加工作的毕业生在网上互动，了解所在企业实际产品焊接存在的问题及需求，有针对性地在教学中补充部分焊接问题，并启发学生运用课本知识解决这些问题；注重课本知识的及时更新，将国内外焊接研究领域的最新研究成果尤其是本系的科研成果纳入教学内容，使课堂教学紧跟学科的发展，使学生对理论知识和实践应用的密切关系有清醒的认识，同时也增强了学生的学习热情和从事本专业的信心。南昌航空大学焊接工程系承担了国家自然科学基金、航空科学基金、江西省自然科学基金、航空集团支持项目、江西省教育厅项目等纵向和横向科研项目100余项，其中多数为工程应用型项目，在进行科研项目的同时积累了大量的工程实例和素材。通过将理论教学、实践教学、科研创新三方面的结合，结合科研成果以最接近工程实际的方式指导、训练学生，使得课堂教学紧跟学科的发展，使学生对理论知识和实践应用的密切关系有清醒的认识，同时也增强了学生的学习热情和从事本专业的信心，达到培养工程化、应用型人才的目的。例如在讲述接头缺陷时，以某航空企业涡轮叶片钛合金焊接缺陷控制为例，引导学生思考：为什么零件采用传统熔焊方法接头易出现气孔、冷裂纹缺陷？为了提高零件焊接质量，可以选择哪些的焊接方法，采取哪些工艺措施？……并与我系老师解决裂纹缺陷的具体措施相比较。通过案例教学及问题教学，把课程各知识点串联起来，引导学生积极思考问题，加深学生对基础理论的理解，提高学生分析问题、解决问题的能力。
3.强化实践教学，提高学生的创新能力。“卓越工程师教育培养计划”将强化实践能力作为卓越工程师培养的核心，而创新能力是一个优秀工程技术人才的基本特征，是卓越工程师之所以“卓越”的重要标志。传统的焊接理论基础课程实践教学主要为课程内的实验，与工程实际结合不强，学生实践能力培养略显不足，特别是创新能力得不到充分的培养和锻炼。为了提高学生的创新能力及工程实践能力，除了开展焊接理论基础课程内的实验外，积极开辟第二课堂，多渠道、多形式开辟实践培养途径，鼓励学生参加全国“挑战杯”科技制作大赛、全国大学生焊接创新大赛和南昌航空大学的“创新杯”大学生课外科技作品竞赛等课外科技创新活动；鼓励学生参加老师在研科研项目，学生焊接创新实践训练环节、毕业论文工作等实践活动和老师的科研课题相结合，一方面保证了学生实践活动的先进性和实用性，另一方面也保证了毕业论文、课程设计有充足的经费和条件保障，提高了实践活动的质量。如部分学生通过参与老师的国家自然科学基金项目“复合孕育剂Ti、Zr细化铝铜合金焊缝组织机理研究”，学生通过研究铝铜合金焊缝化学冶金原理及凝固过程，分析铝铜合金熔焊时接头气孔及裂纹等缺陷产生原因，提出控制缺陷的措施并通过试验验证，通过实际研究项目的锻炼使得学生增强了运用理论知识分析研究实际问题的能力，培养了学生独立研究能力、团队协作能力、一定的科研开发能力等。经过强化实践教学，学生各方面能力尤其是创新能力得到显著提升，在首届全国大学生焊接创新大赛上，我校参赛焊接学子获得一等奖2项，二等奖1项，三等奖2项。
三、结束语
根据教育部卓越工程师培养计划，对焊接理论基础课程进行教学改革，将“国际焊接工程师”焊接理论基础培训内容与课程培养方案相融合，强化案例教学及问题教学；探索先进的教学方法和教学手段，强化实践环节，培养学生动手能力和创新思维能力，切实提高大学生的理论水平及工程实践能力。
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[3]王永东，周月波，郑光海，等.《焊接冶金学》课程教学改革研究与实践[J].北方经贸，2012，（09）：157-158.
篇（6）
预防性维修也包括计划、实施、试验三个步骤。与纠正性维修不同的是，预防性维修是在系 统或设备失效以前采取行动，避免设备失效。预防性维修分类方法目前各国尚未统一，一般 分为以下两种：
A 周期性维修：按预先制定的时间表(根据制造厂提供的维修手册和有关程序)实施维修， 而不考虑设备的状况如何。周期性维修的理论基础是设备失效的浴盆曲线(见图)。t1以前是初期故 障期，t1到t2期间属偶然故障期，t2以后是耗损故障期。在t2到来之前的t3时刻进行维修或 更换部分设备，避免耗损故障期的到来。再经过一个偶然故障期，到达t4。t5-t3即为设备 维修的周期。
B 预见性维修：英文Predicative Maintenance，文献〔4〕和〔8〕中译为判断性维修 。这个 术语用于不需要拆卸而能提供有效监督的方法，特别适用于运行中的复杂机械设备。它通过 监测设备，采集、积累数据来判断故障是否有可能发生，选择设备维修的最佳时机。进行 预 见性判断的数据资料来自于振动监测、油分析、声学监测、红外拍照测温、绝缘电阻测 量等。
改造与更换活动既可以是纠正性维修也可以是预防性维修。机组换料大修基本上是一种周期 性检修，但其过程涉及到几乎所有类型的维修活动。维修活动对机组的安全与性能举足轻重，各国核电站均十分重视维修，制定各自的《预防性 维修大纲》，并根据维修实践的经验反馈不断完善，取得了很大的成绩。
12 核电站维修的误区
当人们认真回顾维修思想的发展过程，并深入地考察各国核电站《预防性维修大纲》的时候 ，会发现各国核电站先后都存在过以下的误区：
A 认为预防性维修越多，维修大纲就越完善。的确，有可能应尽量多地安排实施预防性维 修 活动，但是，除了维修需要人力物力外，执行不必要的预防性维修会降低设备的可用率。
B 认为一个好的《预防性维修大纲》可以消灭所有的故障。有的核电站某一时期的维修方 针是“以预防性维修消灭纠正性维修”。事实上，设备故障是无法绝对避免的，而且，如设 备对安全或发电并不关键，采用故障后维修比周期性维修常常经济得多。
C 认为预防性维修即为周期性维修。提到PM，很多人认为既可以是Periodic Maintenance， 也可以是Preventive Maintenance，将其混为一谈。这并不是因为英文不好，主要原因是， 在很多核电站，预防性维修目前基本上只是一种基于时间的维修--周期性维修。科学分析 与实践表明，周期性更换油、密封材料、滚珠轴承是正确的，但绝无必要随意推广到其 它维修活动。根据南非KOEBERG的资料，调查的设备中，94%设备预防性维修的负面作用大于 正面作用。
D 同一类型的设备采用相同或类似的程序。因维修程序的制定很大程度上受设备制造商用 户说明书的影响，而制造商事先并不知道其产品售后投运的具体情况。同一类型的设备，安 装 环境不同，工况会不一样，投运时间不一样，而且在系统中的重要性不一样，因此不应该采 用完全一样的维修程序。人们在实践中逐渐发现以上问题，并认识到需研究新的维修政策 予以解决。
2 RCM 思想的形成过程
RCM全称为Reliability Centered Maintenance，译为“以可靠性为中心的维修”。RCM思想 是在军事与航空航天工业中发展起来的。过去一直认为飞机的安全是与它的元、部件的可靠 性紧密相关的。每一元、部件的可靠性总是随时间的增加而下降，因此必须经常检查并定期 翻修以恢复原有的可靠性，而检查和翻修周期的长短是控制元、部件可靠性的重要因素， 所以认为预防工作做得越多，飞机就越可靠。这就是以定期全面翻修为主的预防性维修思想 ，其理论基础就是浴盆曲线。因此，对每个产品都要规定一个寿命，在进入耗损故障前进行 翻修。
但在以后的实践中逐渐得到下面的几点结论：
A 对于复杂产品，如系统、设备或部件除了一、二种耗损故障占绝对优势外，浴盆曲线是 不适用的。一般说来复杂产品只有早期故障期和偶然故障期而没有耗损故障期，这是因为复 杂产品是由许多元、部件组成，在使用中究竟哪个出故障是偶然的，元、部件数量越多，偶 然性就越强。
B 既然复杂产品的故障具有偶然性，因而是不可避免的。我们在设计上的对策不是预防故 障的发生，而只能是预防故障危害安全。如应用冗余度、破损安全设计、主要故障的防护装 置(如保险丝、断流器)等。
C 定期解体检查不是连续监控性的，所以在产品的分解检查时，没有客观的办法来鉴定其 元、部件的可靠性下降程度。因此不能提供延长其寿命的客观基础。
D 系统的可靠性和安全性是由设计制造所确定的固有的性能，通过维修只能保持这些固有 的可靠性而不能提高它。
E 维修过程中人的差错无法绝对避免，人们开始承认并且正视人因故障，从而需要努力减 少不必要的维修。
由于有上面这些结论，所以就发展了预见性维修和事后监控方式(让产品一直运行到出故障 以后，采用纠正性维修，并不断收集、分析故障情况和历史资料，采取改造或适当的预防性 措施)，这就标志着RCM--以可靠性为中心的维修思想形成。
最初的RCM方法仍只是独立地考虑某一个设备，如文献〔6〕中，南非RCM研究人员首先挑选 厂用66kV电动机进行RCM研究。随着维修技术的发展，人们把系统论的思想与可靠性数据 结合，即不仅考虑单个设备运行的可靠性，还需研究每个设备在系统中的重要性(对安全、 生产重要性及维修的辐射与成本)，从整体上把握系统的运行性能，在系统结构中更有针对 性地进行维修。
美国电力研究所(EPRI)RCM用户组认为，以可靠性为中心的维修思想可以大致归结为：RCM是 一种发展与优化维修大纲的系统化的评估方法。根据每一种故障的安全和运行后果，以及导 致故障的恶化机制，采用决策逻辑树寻找系统的最优的维修需求。
用RCM思想制订的维修大纲在实践中取得了很大的成功。如B-707飞机原来的99%的产品是用 周期维修方式的，采用新的维修大纲后降到40%，维修费用下降了30%。在设备的复杂程度和 安全的重要性方面，核电站与航空航天工业有很大的相似性。核电领域引入这一思想后，效 果也十分显著〔1，5，6〕。
尽管法国电力公司也进行了一些按时间的维修(周期性维修)，其对于预防性维修的基本态度 却是按设备状态〔8〕即最易于达到经济和技术最佳点的方法。而可靠性分析，是判 断设备状态的一个重要依据，因而近年来法国核电站亦加紧研究RCM技术。在大亚湾核电站 ，《维修政策》规定，应开展RCM研究工作，这项工作由技术支持处实施〔2〕，目前 已开始PSA数据库的工作。
3 RCM研究的基本方法与步骤
具体的工作方法与步骤如下：
Ⅰ 系统选择
系统选择主要考虑系统对电站在安全、可靠性、维修成本、辐射四个方面的重要性。可以通 过加权打分的方法，越是重要的越应首先进行RCM工作。
Ⅱ 数据与信息采集
挑选系统后，必须尽可能多地收集这两个系统的各种信息，确保在RCM研究中充分考虑了系 统设计、运行性能与要求、系统运行历史。信息包应包括RCM研究人员所需要的所有信息， 以确定系统功能、系统边界、功能故障模式、设备失效模式与原因、故障率等。信息的来源 主要是：
---设计规范；
---运行程序与技术规范；-维修与监督要求；
---图纸、描述以及对本系统的已有研究；
---在系统上进行的所有维修与监督任务；
---收集维修历史数据，包括故障日期、原因、后果、维修主要工作等等；
Ⅲ 建立可靠性数据库
设备可靠性数据库记录设备平均无故障时间、失效率、平均故障检修时间、平均故障检修成 本、平均预防维修时间、平均预防维修成本、设备维修辐射代价等等。其中部分参数采用理 想化，如辐射代价，可用打分的方法，最严重的可给10分，无辐射代价给0分。
我国的秦山和大亚湾核电站投运的时间不长，仍属投运的初期，故障原因和类型复杂。如何 减少不定性，提高分析的精度，文献〔3〕已给出方法。多年来，通过试验和实际运行，已 经积累和收集了大量数据，在此基础上形成了公用数据库。核电厂可以结合本厂实践和自己 所收集的数据，对公用数据库采用贝叶斯公式进行更新以形成专用库。数据库建成后，应该是“实时”的，即每次设备故障后，输入本次故障模式、维修时间、成 本等，数据库能根据新的数据和有关的程序，经过计算后更新原有数据库。
Ⅳ 建立系统故障树
系统论认为，系统是指有若干相互联系相互作用的要素构成的，具有特定功能的有机整体， 而系统包含着层次。可靠性工程的故障树分析方法正是一种系统方法，它从系统整体的观点 出发，从系统与要素之间，要素与要素之间，以及系统与外部环境之间的相互联系、相互作 用中考察对象，以达到最佳地处理问题。故障树分析法遵从系统方法的三条原则：整体性原 则，最优化原则和模型化原则。
文献〔3〕将故障树分为三个等级：功能故障树、系统故障树和部件故障树。RCM研究采用系 统故障树，其顶事件是系统功能失效，而底事件是部件或设备的失效。故障树分析的最终任 务是要找出导致顶事件发生的最少的最小割集数以及其相应概率。参考系统手册和系统流程图，分析、确定系统功能、系统边界、系统层次和系统失效模式等 ，建立故障树仿真结构。
Ⅴ 维修的优化决策
我们采用“代价”一词，以区别一般工业中的“费用”，核电站维修所付出的除了 设备维修 费用和系统停运损失费用之外，还包含有安全、辐射方面的代价。代价的另一层含义是，事 件发生的后果与事件发生的概率的乘积。进行预防性维修。核电站维修决策的基本要求是： a系统的可靠度不得低于允许的最小值〔R〕；b系统的维修代价Kr为最少， 或不得大于某个预定的值Krmin，即R(t)≥［R］)
Kr≤Krmin〖JY，22〗(1)
Krmin
而设备的维修代价一般由几个部分组成：
Kr＝Krb＋Krp＋Krc＋Krs〖JY，22〗(2)
其中Krb-纠正性维修代价；
Krp-预防性维修代价；
Krc-运行监测代价；
Krs-停机损失代价。
以整个系统的可靠性和维修代价为目标，用系统论的观点考查，在时间的发展中考查，合理 地进行维修决策。运算的结果包含两个方面：1寻找系统最薄弱的环节，提出设备维修的 要求；2在保证整个系统综合代价不变或降低的条件下，优化原有的设备预防性维修周期 。这是RCM研究的最终目的。
Ⅵ 比较与分析
将RCM研究的结果与维修大纲有关内容进行比较，论证RCM方法是否可行，是否具有参考意义 。根据国外的经验，进行RCM研究后，预防性维修工作减少，设备可靠性提高。但正如美国人 说，“没有免费的午餐”，仍需付出一定代价的。代价的一个重要方面是，设备故障诊断技 术能力需随之提高。我们不必每年去医院打开胸腔体检，但光靠听诊器是不够准确地测定健 康指标的。这一方面的问题，亦需我们进一步探讨，但不作为本课题主要研究范围。
4 建议
RCM研究的理论基础是可靠性工程、系统理论和优化理论。因为RCM涉及多个系统，多种设备 ，多种专业，从研究工作的开展上，可以说也是一项系统工程，各国核电站或是相关研究机 构都投入一定的人力、物力和时间进行这项工作。不少国家在70年代就开始了这方面的研究 ，但现在仍不能大量付诸实践。其主要原因在于，人们普遍认为，设备内部性能是否完好， 拆检是最直观、最令人信服的手段。而且，取消维修活动，必须有可靠的“健康指标”测量 手段为前提，而这方面的代价是不容忽视的。可以说，RCM思想在核电领域仍有极大的争议 。
尽管有争议，各国并没有停止这方面的研究，因为人们相信，RCM研究的理论基础是正确的 ，其目标也是令人鼓舞的。我们国家的核电起步较晚，我们参考国外经验并结合自己的特点 制定维修政策，有效地开展维修工作，并积极进行了一些创新性的研究与实践。1995年2月 ，I AEA在大亚湾核电站举办了“亚太地区优化维修提高核安全”的培训；1996年6月，又开始了 PSA数据库的工作。对于国内外一些新的思想、方法，我们不只是观望、等待，要跻身于国 际一流核电站的行列，解放思想、积极探索，是可行而且也是必要的。
根据国内核电站现在的情况和国外的经验反馈，建议开始做一些起步的研究工作，可以说是 做一个试验。选择典型的系统，根据其结构，建立系统功能树(故障树)；根据维修历史档案 ，建立可靠性数据库；以系统的安全、经济运行为目标，寻找系统的薄弱环节并优化系统内 设备的维修周期。如分析结论合理可行，真实反应了实际情况，并有一定的参考甚至是指导 性意义，则试验的目的就达到了。
参考文献
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〔17〕许海宝《系统可靠性的数学基础》
篇（7）
目前，我国本科教育，特别是地方高校教育普遍存在的问题是严重缺乏创新意识和创新能力，难以适应快速发展的人才市场需求。一方面，在实际教育过程中，学校注重理论教育，轻视实践操作技能培训，只满足在现有知识的记忆和再现，不能使用知识大胆创新探索。另一方面，学生毕业后进入社会，在面对不断变化的科学技术和先进的生产手段的实际工作中遇到的创新主题，从自己的知识储备的质量和能力方面，似乎严重不足。近年来，材料科学与工程教育改革在中国发展迅速，许多高等院校材料从人才培养模式、课程体系、教学内容、实验教学体系和教学方法等许多方面进行了大胆的改革和创新。材料科学与工程一级学科，在淡化专业个性教育模式的基础上，构建“大学科”主题共用知识，培养面宽，在高质量研究型人才培养方面取得了一些好的经验和成果。对于“985工程”和“211工程”院校可能很适合，但对于生源差和科研实力不高的地方高校而言，不能盲目地复制其他重点大学的改革模式。
二、地方性高校金属材料工程专业培养模式
1.地方性高校金属材料工程专业定位。金属材料工程是工业经济发展的重要支柱，在航空航天工业、能源化工领域、国防军工方面、冶金机电行业均发挥着相当重要的推动作用。如何依托地方，为地方工业经济发展培养具有金属材料工程专业背景知识的应用型创新人才，是目前国内高校金属材料工程专业建设面临的重大课题。地方本科院校金属材料工程专业人才培养应基于地域化目标定位，结合自身资源条件和区域工业经济发展对人才的需求状况，构建金属材料工程本科专业人才的培养体系，并通过突出地方特色培养金属材料工程专业人才的核心竞争力。根据江西省新材料产业和工程技术发展的实际需要，为江西省材料产业和工程技术发展储备工程技术人才；同时增进学校与政府、与金属材料表面技术行业、金属材料热处理行业以及相关企业之间的互动，联合培养应用型人才。此外，通过理论与实践教学相结合，以创新实验项目为载体，突出创新能力的培养；以企业工程项目为载体，培养工程应用意识，提升工程方面的素质和能力，出于这种原因，我校金属材料工程专业人才培养的主要目标定位是：具备金属材料工程领域的基础知识，了解材料科学与工程领域的相关专业知识，能在材料制备与质量检测分析、金属材料热处理、钢铁冶金与机械加工企业和相关行业工作，适应社会主义经济发展的高层次、高素质的应用型创新人才。
2.地方性高校金属材料工程培养模式。金属材料工程建设将学校的现实与当地区域经济发展相结合，坚持技术应用研究人才培养目标定位，从而有效地开展错位竞争、拓展生存和发展空间较大的专业。根据培养目标，积极探索切实可行的人才培养体系、机制和人才培养模式。人才培养模式改革是各种教学过程改革的重中之重，应该遵循高等教育的发展规律，仔细研究适应未来高等教育的科学发展趋势，根据培养高素质人才的总体要求，建立起能够充分激发在校大学生的学习主动积极性和创新创业精神，能使学生的个性得到充分发展，同时也能整体增长知识、能力和素质，具有新时代新特征的多样化应用型高层次工程人才培养模式。结合地方经济的工业发展，九江学院的金属材料工程专业在整个教学体系中，理论主干课程包括物理化学、电工电子学、材料科学基础、金属工艺学、热处理原理、热处理工艺及设备、金属材料学、材料研究方法、材料失效分析、材料力学性能、金属材料工程专业综合实验。与此同时，开设了两个专业方向，（1）金属材料塑性成型与模具方向：金属塑性成形原理、锻造工艺及模具设计、冲压工艺及模具设计、挤压工艺及模具设计、模具CAD/CAM软件应用、模具制造工艺学、Pro/E造型及模具设计、压铸工艺及模具设计。（2）金属材料热处理与测试方向：先进材料制备技术、粉末冶金原理、无损检测、材料的腐蚀与防护、冶金质量分析、材料物理性能检测、材料表面技术工程、先进复合材料。为了配合理论教学，大量安排实践性课程与之配套，让学生能够利用理论知识解决实际工程技术问题，实践性教学课程主要包括金工实习、金属材料专业实验、热处理工艺及设备课程设计、粉末冶金原理课程设计、材料表面技术课程设计、生产实习、毕业实习、毕业论文（设计）等。
三、地方性高校金属材料工程专业培养模式改革创新
1.培养模式进行改革探索。作为地方性高校的金属材料工程本科专业，应该充分认识到地方性区域工业经济未来发展对自己学校所设置的金属材料工程本科专业人才的确实需求，根据该本科专业的定位和特色，确定专业人才培养模式。金属材料工程专业的培养模式要从我校的实际出发，根据目前九江及周边区域工业经济与本专业相关单位的现状及发展，在原有培养模式的基础上，逐渐将原有的一味培养技术应用型人才过渡到应用技术研究创新型人才的培养目标和定位，这样才能有效地开展多层次培养，避免将学生培养成一个模子技能的技术人才，根据学生的特色，因材施教，拓展专业培养的发展空间，形成专业的办学特色，形成应用技术研究创新型多层次人才的培养新模式。
2.授课体系进行改革修订。为了能更好的对金属材料工程应用型本科人才培养计划和课程进行改革，我们在现有基础之上进行了以下准备性的工作：在相关大学进行调查研究，学习专业课程体系建设的成功经验，探索课程建设的内涵和专业内容集成优化，访问有关材料企业，了解社会对金属材料工程本科专业所需要的新知识、新能力和高素质要求，对九江学院近几年毕业的金属材料工程专业的学生进行系列性的跟踪调查，了解就业单位对我们学校该专业毕业生的满意程度，以及该专业毕业生对现有的人才培养模式、课程体系、专业教学知识点的意见及建议，邀请校内外知名教学专家，召开系列专家指导会，制定该本科专业课程体系和专业教学知识点方面改革的确实可行的方案，撰写新的人才培养方案，专业教学大纲内容将随之进行整合优化。专业主干基础课程建设得以加强，并根据区域经济发展的社会需求，设置相应并可行的必修课程，同时形成金属材料热处理与测试方向、金属材料塑性成型与模具方向两个具有一定地域工业特色的专业方向，使该专业的在校大学生形成比较完整的基础性知识及社会所需要的专业性知识。
3.配套平台进行改革探索。为配合模式及课程改革，必须对教学及研究平台进行更新建设，充分并有效地发挥本专业的专业实验室设备优势。近两年，本专业在原有实验设备的基础上，通过多渠道项目经费购置了200多万元的教学兼科研实验设备，满足了本专业各种专业理论课程的配套实践性教学需要。目前，九江学院金属材料工程的专业实验室有：表面技术实验室、粉末冶金材料及工艺实验室、材料化学制备实验室、材料物性检测实验室、材料热处理实验室、金相制样及分析实验室、铸造技术实验室、材料力学性能实验室和材料微纳结构分析实验室。通过这一系列实验平台的建设，金属材料工程专业的发展将得以支撑。根据本专业的特色，在九江和周边地区与九江新联传动机械有限公司、九江森源科技有限公司、九江博德新材料研究公司、九江奥盛钢缆科技有限公司等企业进行实质性地合作，建立产学研及学生实习见习基地，并聘请企业技术骨干和学校教师联合指导毕业论文（设计）工作，学生的实践操作能力和工程技术应用能力得以较好的培养。
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1.电气工程学位学习概况苏格兰的全日制电气工程学位的学制有两类，一类是四年制的电气工程学士学位（BEngElectricalEngineering），另一类是五年制的电气工程硕士学位（MEngElectricalEngineering）。在这两种学位的学习过程中，学生可以选择读三年后延长再读一年，然后以取得工程学士学位结束学习。也可以选择读三年后延长再读两年，然后以取得电气工程硕士学位结束学习。爱丁堡大学电子工程学院提供的这两类学位学习计划是全英领先的。这些学习计划有一个共同点，那就是注意从科学、商业、政治、社会和环境等多方面分析和了解电气工程的应用，电气工程专业的核心课程包括模拟和数字电路、软件工程和编程、电力和机械、制造技术、电气工程材料、电力系统动态及稳定性，电力电子、电磁学、工程管理和系统理论等。学位计划中也包括了科学的管理知识与技能。既注重分析和理解电气工程的专业技能，同时也重视管理、计划和协调所需要的那些可持续发展的一般技能。
2.学习与评价方式课程的主要形式是讲座，此外，还有现场观察、个案研究、客座讲座、实验室学习、工作中心任务学习、小组讨论和导师指导等。考察学生的方式包括一系列考试、作业、口试、科学报告、海报演示和实验室笔记。第四、第五学年的学生还会参加一些附加项目，即学生们在导师的帮助下，经过讨论和组织完成一些研究计划。
3.学习内容对于电气工程学士学位和电气工程硕士学位来讲，前三年的学习内容是相同的。在完成三年的全日制学习之后，学生有两种选择：一是继续学习一年，取得电气工程学士荣誉学位。二是继续学习两年，取得电气工程硕士学位。如果学生希望出国学习，通过爱丁堡大学的国际交流计划可以获得在欧洲乃至全球学习的机会，学生也可以参加爱丁堡大学自己的北美交流计划。
4.就业前景在英国或海外，工程师独特的技术技能、智慧和创业精神保证了这个职业的高度受雇性，爱丁堡大学的学位得到英国专业工程机构的认可。毕业生可以就职于电力工业、汽车行业公用事业、航空航天工业、集成电路设计和制造、石油工业、信息技术等行业，成为享受英国最高起薪的电气工程师。
二、爱丁堡大学的电气工程硕士学位
1.课程结构第一年会有工程学的课程，其中会介绍关于化学工程学、土木工程学、机械工程学及电机工程学的知识。之后会有电机工程学的课程，此工程学可以进一步提高学生的主课程能力。数学课程可以提高模型所要求的代数、微积分及数字的能力，同时让学生可以分析并了解有关电的课程。还可以从大范围的其他课程中选择另外两门半学年的课程。第二学年的课程包括模拟数字电路、固态元件、电力和机械、生产技术、软件工程学及C语言程序设计。还有数学的高级课程及商务研究课程，使得学生能拥有工程管理方面的背景知识。最后一门半学年课程可以是高级商务课程、一门语言或其他让学生感兴趣的课程。第三学年的时候会对电机工程学材料有更深层次的研究，包括动力系统、动力电子学、电磁学和系统理论。同时学生会参与大量的个人或者团体的项目工作。能否进入第四和第五学年取决于第三学年的良好表现，包括与研究中可能出现的任何一个难题都息息相关的专用英语课程。同时学生要承担个人的学习模块以及与电机工程学相关的扩展学位论文。学生在第四和第五学年时会承担一个主要的工程。这可能就要包括能量和电力供应的工作，电力设备的生产，或者生产程序的操作。操作会包括对电能的量的控制。在第五年就要将剩下的硕士水平的学习模块学完。每一个模块都是基于团体分配、工业案例研究以及扩展计算机模拟的基础之上的。
2.教学方法课堂通常都由以下这些部分共同组成：讲座、小组讨论、案例研究、现场考察和规模很小的导师组学习。评价学生的方式包括完成工作任务、演示和考试。每一个学年都被划分为两个学期，每学期包括11周教学时间和2周考试时间。第一学期是从9月中旬到12月中旬；第二学期开始于1月初，到5月末结束。每周包括10～15小时的课堂交流和15小时的自学时间。
3.实习电气工程硕士学位第四、第五年的学习方案的一个重要组成部分是为学生组织以研究为基础的实习。学生被安置在大公司的实验室和重要的研究室中做一些课题研究，在这里，他们学习到了一系列相关的工作技能，同时增加了就业能力。
4.国际学习机会学生可以申请在有合作关系的那些欧洲大学学习可比较的课程，为留学做准备，在第一和第二学年开设了一些欧洲语言方面的选修课。学生还有在美国、加拿大、澳大利亚和新西兰的很多大学学习的机会。
5.就业前景爱丁堡大学电气工程专业的毕业生就业率非常高，在很广泛的职业领域都取得了卓越的成就。拿到爱丁堡大学电气工程专业的学位，便意味着获得了全世界都认可和高度评价的学位。全部爱丁堡大学的学位都受到英国相关技术部门的专业认可，包括IET（工程技术所）、化工工程所、机械工程所、市政工程所和结构工程所的认可。这些部门的技术职称认可确保了爱丁堡大学为世界提供了最高水准的教育和工程师。另外，如果毕业生愿意在苏格兰就业，苏格兰行政院有一个“新天才”法案，可为毕业后的学生将其签证延期两年。
6.入学要求电气工程硕士学位每年都有招生名额。入学要求中不设正式的面试，但那些不具有标准资格的候选人要接受本专业学位项目协调人的面试。入学不对具体的科目进行要求，只要具备合格的高级国家中学证书（HigherNationalDiploma）就可以。同时，爱丁堡大学电子工程学院与中国若干所大学都有“2+2”合作项目，旨在吸收这些优秀的大学二年级的学生进入爱丁堡大学继续完成第三年和第四年的学习。考核成绩合格后，可以得到爱丁堡大学授予的工程学士学位。该学位还鼓励具有合适的工作经验的成年学生申请。
三、特色
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中图分类号：P315文献标识码： 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汶川大地震给人们留下的伤痛刚刚抚平，北京时间2013年4月20日8时02分四川省雅安市芦山县发生7.0级地震。据雅安市政府应急办通报，震中芦山县龙门乡99%以上房屋垮塌，作为建筑工程质检人员，在我们为遇难者沉痛哀悼的同时，也应该冷静下来思考一下如何能在本职岗位上为减轻地震灾害对建筑物的破坏做出自己的努力，因此加强对建筑物整体性能特别是抗震性能的检测监督工作是减轻甚至避免建筑物受震破坏损失的可行方法。
2、汶川地震后重建建筑物在雅安地震中遭受严重破坏
汶川地震造成的直接经济损失8452亿元人民币。四川损失最严重，占到总损失的91.3%，甘肃占到总损失的5.8%，陕西占总损失的2.9%。国家统计局将损失指标分三类，第一类是人员伤亡问题，第二类是财产损失问题，第三类是对自然环境的破坏问题。在财产损失中，房屋的损失很大，民房和城市居民住房的损失占总损失的27.4%。包括学校、医院和其他非住宅用房的损失占总损失的20.4%。另外还有基础设施，道路、桥梁和其他城市基础设施的损失，占到总损失的21.9%，这三类是损失比例比较大的，70%以上的损失是由这三方面造成的。因此国务院下发文件，对灾后重建工程提出了更高的要求，根据中国建筑学会的调查，汶川地震之后，重建建筑都是按照“8级抗震、9度设防”的要求设计施工，能够抗震级为8级、烈度为9度的地震，采用框架结构、整体浇灌的技术建设，承建单位都具有建筑施工一级资质。此次雅安地震，震级为7级、震中烈度在9度左右。汶川地震后重建的建筑理应成为这次地震的“生命之舟”，可是，不属于震中的宝兴县，在这次发生的雅安地震中重建建筑也没有经受住地震的考验发生了严重的破坏。详见图1、图2。这里面有多方面的原因，设计标准年限较发达国家标准偏低、施工组织控制不严密、工程整体质量监管不全面等问题都可能导致工程抗震能力下降，作为工程质检人员，从本职工作出发，加强对建筑物成型后结构整体性能特别是整体抗震性能的检测显的尤为重要。
图1、汶川大地震中建筑物破坏图 图2、雅安地震中建筑物破坏图
3、现有的建筑物检测监督工作重点
受技术条件等方面的限制，现有的工程检测监督技术把大部分工作量放在了建筑原材料及建筑成品构件性能的检测上，重点对结构构件截面尺寸、构件材料强度、钢筋混凝土保护层厚度、砌体结构承重墙柱的砂浆强度、钢结构的重要连接部位等专项进行检测，由一下工程质量监督流程图（图3）可知，建筑工程监督人员对工程进行监督检查时也往往重点审查以上专项检测的报告。
图3、建筑工程质量监督流程图
目前，在建筑物质量监管过程中，对建筑物整体性能检测分析较少，结合建筑物从规划设计到竣工验收的总过程会发现，建筑物在规划设计阶段会按照《建筑抗震设计规范》的要求进行设计，这一点由各级图纸审查机构负责审查，保证了建筑物在设计阶段能满足工程所在地的抗震要求，但是工程施工过程中，很难保证工程的每一个构件甚至工程局部完全满足图纸设计要求，混凝土构件截面尺寸的改变、钢筋类别的变更都最终可能影响结构的整体抗震性能，其次，工程施工过程中会出现局部构件强度大于设计强度的情况，这种情况目前在不进行结构整体抗震分析的前提下被认定为符合验收规定，这种情况在工程实际应用过程中可能造成结构局部抗震刚度过大，对结构整体抗震不利，因此建议建筑工程质量检测监督机构在对工程进行竣工验收之前，在已完成的所有专项检测数据基础上对建筑物整体抗震进行建模分析验算，在反映实际施工情况的模型满足建筑抗震等级要求的前提下，对建筑物进行竣工验收，这样就能有效保证建筑物
从建筑物抗震设计到建筑物抗震验收全过程的抗震性能保证，最大限度的为建筑抗震性能保驾护航。
4、建筑物整体抗震检测分析流程
考虑对已完工的建筑物进行竣工验收前抗震性能检测分析的流程图大致如下：
图4、工程整体抗震性能检测验算流程图
在完成各专项检测后进行结构抗震分析验算可在建筑工程质量检测机构或监督机构完成，目前常用的结构抗震分析软件有中国建筑科学研究院研发的PKPM系列结构分析软件，其中的建筑抗震鉴定和加固设计模块（JGJG）比较适合对已完工的建筑物进行结构抗震验算，是目前国内应用最为广泛的结构分析软件，另外一种国际上通用的有限元分析软件ANSYS也能较好的应用于结构抗震分析上，目前该软件广泛应用于机械工程、建筑工程、航空航天工程的仿真模拟研究中，其三维立体功能可以将结构的抗震薄弱环节通过应力应变图形生动的显示出来，并且可以仿真模拟在地震波作用下的破坏形式和过程。便于对建筑物进行加固处理。浙江工业大学的曹亮等人运用ANSYS软件，对杭州某高层建筑进行抗震分析计算，得到了建筑的自振周期、振型、各层地震力和位移及节点的应力和应变。最后，与PKPM软件计算结果进行比较，认定ANSYS软件适用于结构抗震分析。为ANSYS软件在建筑工程整体抗震分析中的应用进行了示范研究。
5、结论
在对建筑物进行抗震检测的前提下，对建筑工程竣工验收前的整体抗震性能进行结构验算，对通过结构抗震分析的工程进行竣工验收。这样确保建筑物实际交付使用时与建筑物在规划设计阶段的抗震要求高度吻合，从而为建筑物从产品设计到产品交付的全过程满足结构抗震要求提供了有效的监督保证措施，对建筑物竣工验收前的结构整体抗震性能分析是建筑工程质量检测监督机构应该不断加强完善的重要环节，只有这样才能将完全符合建筑抗震标准的工程交付人民使用，才能有效的避免在地震发生时造成较大的损失。
参考文献：
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DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2016.08.012
〔中图分类号〕G2549〔文献标识码〕A〔文章编号〕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科研环境下，科学数据已成为科研产出的重要组成部分[1]，资助机构、期刊出版商以及学术研究机构纷纷制定和相应的数据政策，要求研究人员合理规范地管理、存储和共享数据，这无疑给研究人员的数据素养提出了更高的能力要求，亟需数据素养教育。美国研究图书馆协会在2012年的报告中指出，图书馆集资源、能力、服务经验为一体，是提供数据管理服务和开展数据素养培训的最佳主体，能够帮助研究人员应对数据驱动研究环境中的挑战[2]。基于此，国外图书馆积极开展数据服务研究，探索数据管理培训和数据素养教育，在长期实践中积累了丰富的研究经验和实践成果。国内数据素养教育才刚起步，尽管中科院文献情报中心等部分图书馆已经试点了一系列学分课程和数据培训班，但在教育内容设计、教学途径选择、教育成果评估等方面尚处摸索阶段，要形成完善的数据素养教育模式还需学习和借鉴国外图书馆数据素养教育实践的优秀经验。在此背景下，笔者调研了英国、美国、加拿大等大学图书馆的数据素养教育概况，根据项目资助支撑、数据学科领域背景、教育实践经验和教育模式成熟度选取了马萨诸塞大学医学院Lamar Soutter图书馆的新英格兰数据管理协作课程[3]、普渡大学、明尼苏达大学、俄勒冈大学和康奈尔大学4所图书馆联合开发的数据信息素养教育项目[4]和爱丁堡大学图书馆的MANTRA教育项目[5]作为数据素养教育最佳实践进行分析，以期为国内图书馆探索数据素养教育提供参考和启示。另对英美加各国数据素养教育概况的调研已有专文讨论，本文在此不予详述。
1数据素养及其教育
11数据素养的概念和内涵
随着大数据时代的来临，数据素养已成为21世纪公民必备的关键技能[6]，尤其是在数据密集型第四科研范式下，研究人员创建、获取、存储及复用数字科研数据的能力已成为推动科学进步、提出应对经济和社会挑战创新的关键，并对全球生产力、竞争力和生活质量具有潜在影响[7]。那么，什么是数据素养？MSchield认为数据素养是根据科研需求在不同数据源中获取、操作和总结数据，并从中推断结论的一种能力[8]；Qin J和DIgnazio认为数据素养是研究者在科研过程中收集、处理、操作、评估和利用数据的能力[9]；Calzada Prado和Marzal认为数据素养包含个人获取、理解、批判性地评估和管理数据的能力，并在使用数据的过程中遵守道德规范[10]；Chantel Ridsdale、James Rothwell等认为数据素养是一种以规范形式收集、管理、评估和应用数据的能力[11]。综合各方意见，可将数据素养归纳为正当地发现和获取数据、批判地选择和评估数据、规范地管理和处理数据、合理地利用和共享数据的意识和能力，其内涵包括4个方面的内容，分别是数据意识、数据知识、数据能力、数据伦理与道德，如图1所示[12]。总体而言，数据素养强调的不仅是批判性地认识和掌握数据的基本知识，更重要的是在科研实践中能够规范地处理和分析数据、利用数据，遵守数据伦理与道德，实现数据价值最大化。图1数据素养的内涵
12数据素养教育
对于研究人员而言，科学高效地管理数据并非易事[13]。E-Science科研环境下庞大的数据量和复杂的数据管理问题使得研究人员面临严峻挑战，数据产生与收集、数据分析与处理、数据保存与存档、数据发表与共享等问题贯穿项目启动、项目实施和项目结题的全过程，研究人员亟需数据素养培训和指导[14]。为此，国外图书馆积极探索数据素养教育，并在长期实践中已形成较为成熟的数据素养教育模式，就如何设置教学目标、确定教学对象、设计教学大纲、选取教学方法和实施教学评估方面累积了丰富的成果和经验。下文将对数据素养教育的最佳实践进行详细剖析。
2数据素养教育最佳实践分析
所谓最佳实践（Best Practice），是指那些在别处产生显著效果，并能适用于此处的优秀实践[15]。本文在调研中对各大学图书馆的数据素养教育实践进行归纳总结，根据项目资助支撑、课程学科领域背景、教育实践经验和教育模式成熟度遴选了3个最佳实践进行详细分析，分别是马萨诸塞大学医学院Lamar Soutter图书馆的新英格兰数据管理协作课程、普渡大学、明尼苏达大学、俄勒冈大学和康奈尔大学4所图书馆联合开发的数据信息素养教育项目和爱丁堡大学图书馆的MANTRA教育项目。
21马萨诸塞大学医学院Lamar Soutter图书馆――新英格兰数据管理协作课程在当前高等教育中，数据素养教学大多不列入本科生和研究生的课程列表[16]，而医学、自然科学等专业的学生对数据素养却有迫切需求[17]，图书馆成为填补数据管理教育缺口的不二人选。基于此，马萨诸塞大学医学院Lamar Soutter图书馆联合伍斯特理工学院的乔治・戈登图书馆、美国东北大学等新英格兰地区大学图书馆开发了新英格兰数据管理协作课程（New England Collaborative Data Management Curriculum，以下称NECDMC），以培养和提高研究人员和学生的数据管理能力。NECDMC项目受美国国家医学图书馆资助，项目编号HHS-N-276-2011-00010-C，项目主页：http：∥library.umassmed.edu/necdmc/index。该项目围绕两个目标展开，一是明确数据管理的概念，建立数据素养教育的基本内容体系；二是利用学校平台为学生提供数据素养教育的资源和机会。NECDMC项目面向健康科学、科学和工程等领域的本科生、研究生以及研究人员，在调研实际需求的基础上，结合特定的学科背景来设置教学内容模块，涉及临床医学研究、生物医学实验室、工程项目以及定健康研究等。
211需求调研
首先，NECDMC项目组设计调查问卷通过SurveyMonkey等平台对不同领域用户的数据素养现状和数据管理需求展开调查。在马萨诸塞大学，研究工作已经成为学生生活的重要组成部分，然而调查结果显示，81%的学生没有接受过数据管理培训，79%的学生不知晓资助机构的数据政策。在问及是否需要规范管理数据时，绝大多数学生认为需要接受正式或非正式的数据素养培训，学习数据管理最佳实践以帮助学生解决科研实践中面临的数据管理挑战。调查结果表明，学生最希望学习到的数据技能包括：组织、管理和追踪数据集；数据存储与备份；数据检索与发现；数据描述与记录；数据处理；数据收集；遵守本校和资助机构的数据管理规范和要求；处理大规模的数据；数据工具和资源。需求调研是开展数据管理培训的基础，下一阶段的课程模块设计即在需求调研的基础上展开。
212设计课程模块
NECDMC项目组在需求调研的基础上设计了包含7个教学模块课程模型，主要面向健康医学、科学和工程领域的本科生、研究生和研究人员，与美国国家科学基金会的数据管理计划建议相对应，并强调应对当前环境面临的数据管理挑战。7个课程模块既可以作为相对独立的教学模块，如作为集成研讨会的主题，也可以作为系列课程的教学大纲，亦或根据需求选择其中一二展开针对性培训。这7个模块分别是：（1）科研数据管理概述；（2）数据类型、数据格式、数据的不同阶段；（3）元数据；（4）数据存储、备份和安全；（5）与数据相关的法律和伦理问题；（6）数据共享和数据复用政策；（7）数据存档和长期保存。各个教学模块及其对应的教学内容、学习任务和评估如表1所示。
213积累的教学资源
NECDMC项目组在长期探索数据素养教育实践的过程中积累了丰富的教学资源，包括创建的数据管理计划模板、数据管理经典案例剖析和课程辅助材料。
（1）NECDMC项目组创建的数据管理计划模板
数据管理计划是简要描述数据处理方式的正式文档，其中列出了在项目进展中以及在项目结题之后数据收集、数据创建、数据组织、数据处理、数据存储、数据共享和数据复用的全过程，数据管理计划帮助科研人员识别和列出在整个科研过程中与科研数据管理相关的风险。数据管理计划不仅是资助机构要求的项目申请书的重要构成，更是指导整个科研工作流数据管理工作的纲领性文件。不仅NSF、NIH等科研资助机构要求提交数据管理计划，化学、生物医学等领域的行业惯例也有数据管理计划要求。为此，NECDMC项目组开发了系列的数据管理计划模板，列出不同资助机构、学科领域要求的数据管理计划模板要素，以帮助研究人员制定有效的数据管理计划，其中根据NSF数据管理政策创建的数据管理计划模板如表2所示。
（2）数据管理经典教学案例
NECDMC项目在授课之余总结了许多数据管理经典教学案例，每个案例列出了教学内容大纲，并总结了与该主题相关的数据问题，以供图书馆员在涉及数据管理课程时参考和借鉴。这些教学案例涉及不同学科，包括临床医学研究（骨科移植手术数据管理、维生素D治疗双向抑郁数据管理）、生物医学实验室研究（运动和饮食对糖尿病风险影响的10年追踪数据、老鼠功能心脏组织的再生数据）、定健康研究（非裔美国人的老年生活护理调查数据）、航空航天工程（在轨火箭发动机组件的控制卫星数据）、工程测试实验室（移动和紧凑型造影检查仪设计数据）、跨学科研究项目（数据保存案例研究：外星人项目）、生态环境科学（草原鸟类生存环境和栖息地选择研究数据）、生物神经学研究实验室（噬菌体基因测序数据）等。
（3）课程辅助资料
除了介绍课程模块的内容，NECDMC项目还罗列了各个模块相关的教学辅助资料和阅读材料，可供学生和教师学习和借鉴。
22普渡大学、明尼苏达大学、俄勒冈大学和康奈尔大学4所大学图书馆――数据信息素养教育项目2011年，普渡大学、康奈尔大学、明尼苏达大学、俄勒冈大学的图书馆受美国博物馆与图书馆服务协会（IMLS）资助，联合开展数据信息素养培训项目（Data Information Literacy Projects，项目编号：LG-07-11-0232-11），项目主页：http：∥。该项目围绕两个问题展开：一是在E-Science和技术驱动的科研环境下，未来的研究人员需要具备怎样的数据管理能力和数据素养；二是学术图书馆应如何将数据检索、组织、传播和保存等相关的专业知识传授给学生。在这两个问题的基础上制定了3个目标：首先建立一套学界认可的数据信息素养能力框架体系；其次以学科背景为基础，开展数据素养教育实践，培养学生的数据管理能力；最后是形成数据素养教育最佳实践，为图书馆开设数据素养课程建立可行的模型和标准流程。
221数据信息素养能力框架
DIL项目组采用问卷和访谈法调研了教师和学生的数据管理需求，结合数据信息素养试点课程教学经验以及ACRL的系列信息素养能力标准，在长期研究实践中建立了一套包含12项核心能力的数据素养能力框架，表3列出了这12项核心能力及其相关的数据技能，分别是：数据实践规范、数据转换与互操作、数据监管和再利用、数据管理和组织、数据保存、数据处理和分析、数据质量和记录、数据可视化和表示、数据库和数据格式、数据发现和获取、元数据和数据描述、数据伦理与道德。能力框架为教学实践提供了明确的目标和方向，也为各个机构教学目标设计提供了基本的框架和指南，DIL项目中各个试点课程均是以这一框架为基础展开需求调研和教学设计的。
222DIL项目的数据素养课程实践
在界定数据信息素养能力要求后，根据能力框架编制调查问卷和访谈大纲，调研研究人员和学生的数据素养需求。由于学科领域和服务对象不同，因此选取了5个学科作为试点，在具体学科数据需求的基础上设计数据素养教育课程，表4列出了5个试点课程的承接单位、学科领域、数据类型、教学对象、数据需求和教学内容、授课形式以及最后达到的教学成果。需要强调的是，各个试点课程的教学内容设计是基于DIL项目组开发的数据信息素养能力框架，通过问卷调研和访谈法确定各学科研究人员和学生的具体需求，根据需求内容设计课程教学大纲，并随着课程进度实况予以调整。在具体课程实施环节中，根据教学对象和领域数据的特点选取了不同的授课形式，包括一学分迷你课程、在线课程、一次性课程、嵌入式图书馆服务和系列研讨会等，不同授课形式的优缺点如表5所示。此外，项目组还在课后邀请参与课程培训的研究人员和学生评估课程，收集课程意见和反馈信息，以不断改进和优化课程体系。
223图书馆数据素养教育模型和流程
以Carlson为代表的DIL团队在长期的数据素养研究和教学实践基础上总结建立了图书馆数据素养教育模型，包括课程规划、设计数据素养课程、课程实施、课程评估和总结4个阶段，如图2所示。DIL团队在项目网站上免费分享了完整的设计方案和教学资料，可供其他图书馆实施数据素养教学课程提供参考和借鉴。图2DIL项目建立的图书馆数据素养教育模型
23爱丁堡大学图书馆――MANTRA教育项目
爱丁堡大学图书馆的MANTRA数据管理在线课程受JISC（科研数据管理项目，Managing Research Data，资助编号2010-11）和爱丁堡大学（the University of Edinburgh Research Data Management Programme，资助时间：2013-至今）资助，课程网址http：∥datalib.edina.ac.uk/mantra/。作为一个免费的、不计学分的、提供自学课程的在线培训平台，MANTRA主要面向研究生（硕士、博士）、新晋研究人员和信息工作者的数据素养需求，帮助他们在科研过程中理解和学习如何管理数据。
231服务定位
MANTRA数据管理在线课程具有明确的服务定位，当学习用户进入课程平台选择相应的学习角色时，系统将推送针对该用户群体服务的目标、主要学习内容，并推荐具体的学习模块。具体包括从事科研工作的研究生、研究人员、高级研究员（项目负责人）、信息工作者（图书馆员）4种用户群体。
（1）研究生
服务定位：MANTRA帮助研究生学习如何在科研过程中管理数据，在研究实践中学会利用R、SPSS、Nvivo和ArcGIS等数据分析处理工具。主要学习内容：科研数据管理的概念和术语；学位论文、研究报告、实习报告中科研数据收集和管理的方法和策略；制定数据管理计划（数据收集、分析和存储）。推荐学习模块：科研数据基础知识。
（2）研究人员
服务定位：MANTRA帮助研究人员解决当前研究实践中的数据管理问题，为将来开展研究项目或申请项目资助提供建议。主要学习内容：回顾当前的研究实践并制定数据管理计划；检查并完善数据管理实践中的各个环节；将MANTRA提供的资源作为参考，并用于评估自己的实践。推荐学习模块：数据管理计划。
（3）高级研究员（项目负责人）
服务定位：MANTRA帮助高级研究员更好地培训研究团队成员，帮助项目负责人调整数据管理计划，并了解更多开放数据的相关信息。主要学习内容：在教学和学习过程中发现可以帮助团队成员提高数据管理能力的内容；在检查数据管理计划时提供检查指标，并推荐相关资源；了解数据管理最佳实践以及数据共享和数据许可的优点。推荐学习模块：数据共享、保存和许可；数据分析和处理。
（4）信息工作者（图书馆员）
服务定位：MANTRA帮助信息工作者了解科研数据管理实践，以及数据的开放获取、许可发表等相关问题。主要学习内容：培训员工增强其对本机构数据管理要求的认识；帮助研究人员和学生做好数据管理计划的准备工作；了解数据共享和数据许可的意义，以及数字长期保存的重要作用。推荐学习模块：数据管理培训工作包；数据共享、保存和许可。
232课程模型
MANTRA数据管理培训课程模型包括9个模块：科研数据管理基础知识；文件格式与转换；数据保护、权益和访问；数据管理计划；数据记录、元数据和数据引用；数据共享、保存和许可；数据组织；数据存储与安全；数据操作练习，每个学习模块的教学目标和主要内容如表6所示。在MANTRA平台上点击相应模块即可学习相应内容，包括视频、动画文、文本阅读框等形式。每个在线课程模块约1小时，但需要学生在课后拓展阅读，动手进行数据操作练习。
233数据管理培训工具包
数据管理培训工具包是由爱丁堡大学EDINA数据图书馆、英国数据档案（UKDA）、英国数字管理中心（DCC）、普渡大学图书馆分布式数据管理中心联合开发的，旨在帮助图书馆员更好地设计数据管理课程。数据管理培训工具包由9个部分组成，分别是数据管理培训工具包讲义、培训计划、MANTRA在线课程的内容、批判性写作、来自英国数据档案和埃塞克斯大学的管理和共享数据培训资源（附小组练习和答案）、爱丁堡大学提供的播客视频课程集锦、与MANTRA课程主题对应的讲义课件、学生自学任务内容、课程评估表。通过数据管理培训工作包可为图书馆员设计小型数据管理培训班提供教学内容和课程资料，降低教学成本。
除了提供MANTRA在线课程平台，爱丁堡大学图书馆还定期或不定期举办科研数据管理研讨会，聚焦某个议题进行针对性教育，例如“数据管理计划撰写”、“数据伦理与规范”等。随着网络信息技术在课程教学中的应用，爱丁堡大学图书馆还联合北卡罗来纳大学教堂山分校图书馆开设为期五周的MOOC课程“数据管理和共享”，支持证书认证[18]。
3数据素养教育最佳实践模式总结
31教育目标明确
最佳实践中的图书馆在设计数据素养课程时往往具有明确的目标，即帮助用户树立数据意识，培养用户的数据管理技能，并以此为准则指导整个课程活动的开展。具体而言，马萨诸塞大学医学院NECDMC项目具有建立数据素养教育基本内容体系和提供数据素养教育资源的两大目标；普渡大学等四校图书馆的DIL项目则有3个目标，分别是建立数据信息素养能力框架体系、以学科为基础开展数据素养教育实践和建立图书馆开设数据素养课程的模型；爱丁堡大学图书馆的MANTRA教育项目通过划分学习用户群体，设定具体的培训目标。
32教学对象层次化和领域化
首先是教学对象的层次化。本科生、研究生、研究人员等不同用户群的数据需求因人而异，项目负责人、管理员、小组成员、学生等在科研实践中也负有不同的数据管理权责，因而数据素养教育应充分考虑教学对象的差异性。如NECDMC课程面向本科生、研究生和研究人员，DIL项目主要面向研究生，MANTRA课程分别面向研究生、研究人员、项目负责人和图书馆员推荐不同课程模块，提供针对性培训。其次是重视教学对象的学科领域。不同领域的科学数据具有不同性质和特点，因而所需的数据管理和操作技能也不尽相同。
NECDMC课程主要针对健康科学、科学和工程领域，DIL项目的5个试点学科包括自然资源、土木工程、生态学、农业与生物工程以及电子与计算机科学。
