新工科研究生教学探索与实践——以“保障性分析技术”课程为例

郭霖瀚，比译，康锐，马小兵，梁帮龙

（北京航空航天大学可靠性与系统工程学院，北京100191）

2015年，国务院印发《中国制造2025》，将“质量为先”列为建设制造强国战略的重要指导思想之一，提出质量是建设制造强国的生命线，要加强可靠性设计、实验与验证技术开发应用，使航空航天装备等重点领域产品的性能稳定性、质量可靠性、环境适应性、使用寿命等指标达到国际同类产品先进水平［1］。同年，飞行器质量与可靠性专业被列为新工科专业。

2018年9月17日，教育部、工业和信息化部及中国工程院联合发布了《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》，对工程人才培养提出新的要求，要求大学的理工科应加强探索工程教育的新理念、新模式和新方法，能够在未来培养出适应和引领新一轮科技革命和产业变革的卓越工程师，以适应和推动新技术、新产业、新经济发展［2］。而工科研究生是高层次工程人才，是未来新技术产业发展的中坚力量，如何使研究生具备成长为卓越工程师的创新能力和创新素质，是新工科建设亟须破解的重要问题之一［3-6］。这就需要在新工科研究生课程教学中，着力调整教学方式方法，更加注重学生的创新能力和创新素质培养，使研究生在毕业走向工作岗位后能够并跑和领跑新产品研发。

飞行器质量与可靠性专业一直是北京航空航天大学可靠性与系统工程学院重点建设专业，学院在新工科建设契机下，站在新的历史起点，从本科专业核心通识课到研究生专业理论核心课，开展了一系列教学改革工作。2018年，“保障性分析技术”课程作为学院研究生专业理论核心课得到了校研究生院精品课建设支持。在飞行器质量与可靠性工科专业建设背景下，该精品课坚持新工科建设指导思想，结合专业理论与知识，借助课程教学平台，对研究生创新能力培养方式做出了一些有益的探索和尝试。

本文分析了在新工科专业建设的必然要求下，“保障性分析技术”课程的新工科内涵和特点，紧贴装备研制过程的实际创新型工程人才需要，结合课程特色研究了新工科研究生创新能力培养方式，介绍了课程建设过程中的实践方法，并阐述了关于研究生创新能力培养的思考。

保障性是装备的设计特性和计划的保障资源能够满足装备执行任务要求的能力，装备在设计过程中，通过执行保障性分析，才能将保证装备必须具备的满足任务执行要求的能力转化为装备的设计要求和设计指标，并把这些设计要求和设计指标细化分解落实到装备各个层次的功能产品和维护保障资源的设计上。装备保障性工程主要围绕对装备故障的处置及准备工作保持或恢复装备设计所赋予的性能。在装备设计过程中，只有有效开展保障性分析工作，才能保证装备“召之即来、来之能战”。掌握保障性分析技术的人才是在装备研制过程中有效开展保障性工作的首要前提，对具备保障性分析知识的专业人才的培养就成为国家装备建设战略中必不可少的重要环节。

随着装备建设的发展由原来的跟跑到现在的并跑，甚至实现在一些领域的领跑，装备保障模式也由粗放式保障转向精准化保障，由信息化保障转向智能化保障，由事后保障转向事前保障。装备保障模式转变的需求也催生了装备保障性分析技术由原来的定性分析技术为主向定量分析转变，基于数据的分析技术向基于模型的分析技术转变，面向过程的分析技术向面向预测和优化的分析技术转变。新技术需求的涌现使“保障性分析技术”课程知识体系融入了新工科的新知识体系特色。

由于前人未曾涉足的新装备设计任务越来越多，缺乏可借鉴的成熟的技术方法，加之故障的随机性，导致装备保障性分析中存在大量的不确定性因素，保障性工程师面临大量的创新性问题，无法遵循固化流程的设计方法有效解决这些新问题。这些新问题的解决对保障性工程师的创新能力提出了极高的要求。在装备设计过程中，新问题的解决需求促使“保障性分析技术”课程培养模式融入了新工科的创新人才培养新模式。

“保障性分析技术”课程一直是北京航空航天大学可靠性与系统工程学院系统工程专业学术型研究生核心专业课，为装备研制一线输送了近15届装备保障性工程专业方向硕士和博士研究生，为国家装备建设做出了巨大贡献。装备研制需求是“保障性分析技术”课程新工科建设的直接动力，由前述装备保障性工程的新需求特点看，目前装备保障性方向人才培养主要存在三个问题：一是原有课程知识体系不能满足课程新工科知识体系要求，二是原有培养模式不能与课程新工科培养模式相契合，三是原有课程缺乏解决复杂工程问题的创新性实践训练。恰逢新工科建设契机，对这三个问题的思考和解决成了课程新工科建设发展的需求。

1.新工科知识体系需要。“保障性分析技术”课程原有的知识体系更多是围绕定性分析方法，用于确定装备维修保障需求的修复性和预防性维修工作项目的方法，主要从装备的故障模式分析入手，围绕导致装备发生故障的定性因素，通过补偿或消除