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摘要:为进一步提高学员的应急维修能力,将创造学相关内容应用于装备战场抢修课程之中。通过研究装备战场抢修技术的语境模型,分析了装备战场抢修课程对于创造学的内在需求;开展了创造学在装备战场抢修课程中的应用研究,设计了创造学在课程中的应用方式以及应用案例。
关键词:创造学;战场抢修;发明原理;形态分析法
作者简介:王广彦(1976-),男,河北邢台人,军械工程学院装备指挥与管理系,讲师。(河北 石家庄 050003)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0163-02
装备战场抢修是指在作战或紧急情况下,采用应急手段和方法,使损坏的装备迅速恢复必要功能所进行的突击性修理,是战时装备维修保障工作的一项重要而独特的内容。相对于装备平时的规范化维修工作,战场抢修在维修时间、维修人员、维修方法、功能恢复等方面都有其鲜明的特点。在军事院校中开设装备战场抢修相关课程,有助于提高学员的应急维修能力,为部队输送技能更加全面的高素质维修保障人才。
装备战场抢修课程主要针对本科生和研究生层次的学员开设。目前该课程在战场抢修技术教学环节方面,主要向学员讲授切换、剪除、替代等应急处理基本原则。但笔者在教学实践中逐渐认识到,只讲授这些应急维修的一般性原则,对于深入提高学员的应急维修能力作用有限,学员对于装备战时复杂的损伤状态仍难以制定出科学有效的应急维修方案。针对这一突出问题,笔者将创造学的相关内容引入到了装备战场抢修课程当中。
一、装备战场抢修课程对于创造学的内在需求
装备战场抢修是一种非常规的应急维修方式,其具有维修方式不固定、维修人员不固定、装备恢复状态不固定等显著特点,因此战场抢修对维修人员的创新能力提出了很高的要求,如采用水代替油液用于实现机构的缓冲功能。面对战场抢修的这一内在特点,特别需要针对受训人员开展创造性思维训练,可以说将创造学内容纳入装备战场抢修课程之中,是该课程深入发展的内在要求。平时维修一般只存在少量几种比较典型的规范化处理方式,而战场抢修则不受此限制,只要能满足当前作战的基本要求,几乎任何处理方式都可采用,战场抢修活动本身就是一项创造性极强的创新活动。这种创造性主要体现在战场抢修技术语境模型方面,如图1所示。
战场抢修对策可从三个语境角度考虑:装备形态恢复层面的语境建模,主要针对装备物理形态层面的损伤描述战场损伤修复技术要求,重点考虑如何修复穿孔、变形、跳飞等损伤模式;装备基本功能恢复层面的语境建模,主要针对装备的基本功能项目,重点考虑如何恢复装备的行走、发射、通讯等重要功能;装备作战运用层面的语境建模,主要针对担负重要使命的装备,重点考虑如何恢复指挥、主战、供电等关键装备的基本功能。
根据语境可构建战场损伤修复技术解空间,探索战场损伤修复技术的解决方向:研究不同层面语境模型之间的转换关系,包括不同层面语境模型之间的层级递进关系和高层语境模型与低层语境模型之间的解聚/聚合关系;研究战场损伤修复技术解空间扩大效应,不同的语境模型可以映射为不同的战场损伤修复技术研发要求,从而形成不同层面的战场损伤修复技术解空间,语境模型层次越高,解空间范围越大,越有助于寻求到战场损伤修复技术实现的最佳方案;研究战场损伤修复技术求解算法,按照基于语境的战场损伤修复技术功能分析→战场损伤修复技术开发可用资源分析→战场损伤修复技术功能实现途径→战场损伤修复技术开发的约束条件分析→战场损伤修复技术开发需求确定这一分析流程构建求解算法,为战场损伤修复技术的概念设计和演化趋势预测提供输入条件。
通过对战场抢修技术语境模型进行分析,不但进一步明确了创造学相关内容在装备战场抢修课程中的重要地位,同时也证明了将创造学相关内容纳入装备战场抢修课程的可行性,可依据不同的装备战场抢修技术语境模型引导学员学习并设计相应的战场抢修技术与方法。
二、创造学在装备战场抢修课程中的应用
1.创造学在课程中的应用设计
创造学是研究人类的创造能力、创造发明过程及其规律的科学。常用的创造方法既包括群智法、组合法、模仿法等经验性的创造技法,也包括形态分析法、TRIZ理论等工程性的系统工程方法。装备战场抢修课程在抢修技术方面主要讲授常用的抢修工作类型和抢修设备工具设计两部分内容,结合常用的创造学方法,并考虑到教学内容的可操作性,本课程将发明原理和形态分析法引入到了本课程之中,如图2所示。
抢修工作类型是指导战场抢修工作开展的一般性原则,具有高度的概括性。但这七条抢修工作类型是从战场抢修活动实施角度提出的要求,不利于从创造学角度启迪学员的创造性思维,从而影响这些抢修工作类型在实际工作过程中的落实。针对该问题,笔者将TRIZ理论中的发明原理穿插在抢修工作类型教学过程之中,进一步提升这部分教学内容的系统化和理论化程度。但这40条发明原理与7条抢修工作类型之间并不存在严格的对应关系,如分割发明原理既与切换抢修工作类型有关,也与剪除抢修工作类型有关。为了将创造学的相关内容有机融入课程教学过程之中,设计了以抢修工作类型讲授为主线,以发明原理介绍为辅线的交叉式授课模式,即在讲授抢修工作类型过程中,适时地插入相关发明原理的介绍。由于发明原理相对于抢修工作类型其可操作性更强,更有助于启迪学员的创造性思维,也就更有助于学员深刻理解抢修工作类型的内涵,并将这些抢修工作类型辅助于工程实践。
抢修工具设备设计是本课程的另外一部分重要内容。目前笔者所在单位已经研发了应急抢修工具箱等抢修工具,将这些抢修工具纳入到了课程之中,通过向学员介绍这些抢修工具的运用方法,达到使学员深刻理解战场抢修技术内涵的教学目的。但这种授课模式只能使学员了解一些常用的战场抢修技术,难以达到启迪学员创造性思维,激发学员创造设计抢修工具热情的更深层次的教学目的。针对该问题本文将形态分析法这一可操作性较强的创造学方法引入到了课程之中,并设计了相应的启发式教学模式,即在介绍常用抢修技术的基础上,引导学员思考如何进一步设计出更加有效、更加新颖的战场抢修技术或工具,此时结合形态分析法,将相关抢修技术的主要形态抽取出来,通过改变这些形态的特征值,达到抢修工具设备创新设计的目的。 2.创造学在课程中的应用案例
(1)发明原理在课程中的应用案例。剪除是一种常见的抢修工作类型,即将装备的损伤部分甩掉,以使其不影响基本功能项目的运行,如火炮的炮口制退器受击变形后影响弹药发射,在这种情况下可将炮口制退器拆除,然后采用小号装药继续射击。为了便于对装备实施剪除操作,要求装备损伤部位与装备整体必须是可分割的,这与第一条发明原理“分割”的原则是完全对应的。因此在向学员讲授“剪除”抢修工作类型时,将“分割”发明原理纳入到了课程之中,以加深学员对“剪除”抢修工作类型的深入理解,并以挖掘机长柄勺唇缘可更换为例进行介绍。挖掘机长柄勺唇缘是由一块硬钢成形的,如果唇缘上某部分磨损或损坏,整个唇缘就必须更换。这是一个极其耗费劳动力和时间的工作,会导致挖掘机停机怠工。在这种情况下可采用分割原理,使长柄勺的唇缘更耐用,可以将唇缘分割成单独的可分开的部分。当某一部分损坏或磨损,可以快速且容易地更换。该案例应用如图3所示。
(2)形态分析法应用案例。各种先进的金属维修工艺技术已经纳入到了装备战场抢修技术体系之中,如无电焊接技术、划伤快速填补技术等。实际上这些技术只是现代金属加工工艺中的典型代表,还有许多加工工艺在战场抢修领域具有广阔的应用潜力,因此需要构建一个具有包容性的加工工艺理论体系,以便使学员更为系统地把握这些加工工艺之间的内在逻辑关系。针对该问题,采用形态分析法构建了金属加工工艺矩阵,使各种金属维修工艺获得了更具普适性的描述,如表1所示。无电焊接技术的形态为:成型-热-颗粒-固态-气体-混合-稳定,划伤快速填补技术的形态为:成型-热-颗粒-固态-气体-材料外部-瞬变。后来学员又提出将快速成型技术应用于装备战场抢修,并获得了快速成型技术的形态:成型-激光-大块-固态-气体-材料外部-稳定,其中激光是对原有“能量”形态的进一步扩充,依然遵循原有形态分析矩阵的基本原则。通过教学实践发现,将形态分析法引入课程教学后,进一步提高了学员的理论化水平,使学员的知识结构更趋合理。
三、结束语
培养和提高学员的创新思维能力是现代军事人才培养过程中的重要环节,如何将创新思维能力的培养融入到日常教学工作之中,是军事院校教育工作者应当深入思考的问题。由于创新是装备战场抢修工作自身的重要特征,因此将创造学相关内容纳入到装备战场抢修课程中显得水到渠成。但为了全方位锻炼(下转第166页)
学员的创新思维能力,仅依靠这门课程还是远远不够的,如何将创造学的相关内容进一步融入到整个课程体系之中,是今后教学改革工作中需要重点考虑的问题。
参考文献:
[1]宋明,张传燧.全面质量观下的硕士研究生学位论文质量优化策略[J].湖南师范大学教育科学学报,2012,11(1):72-75.
[2]顾建国,赵海涛,等.浅析全日制专业学位研究生科研选题的原则[J].职业时空,2011,7(10):154-155.
[3]王琪.撰写文献综述的意义、步骤与常见问题[J].学位与研究生教育,2010,(11):49-52.
(责任编辑:孙晴)
关键词:创造学;战场抢修;发明原理;形态分析法
作者简介:王广彦(1976-),男,河北邢台人,军械工程学院装备指挥与管理系,讲师。(河北 石家庄 050003)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0163-02
装备战场抢修是指在作战或紧急情况下,采用应急手段和方法,使损坏的装备迅速恢复必要功能所进行的突击性修理,是战时装备维修保障工作的一项重要而独特的内容。相对于装备平时的规范化维修工作,战场抢修在维修时间、维修人员、维修方法、功能恢复等方面都有其鲜明的特点。在军事院校中开设装备战场抢修相关课程,有助于提高学员的应急维修能力,为部队输送技能更加全面的高素质维修保障人才。
装备战场抢修课程主要针对本科生和研究生层次的学员开设。目前该课程在战场抢修技术教学环节方面,主要向学员讲授切换、剪除、替代等应急处理基本原则。但笔者在教学实践中逐渐认识到,只讲授这些应急维修的一般性原则,对于深入提高学员的应急维修能力作用有限,学员对于装备战时复杂的损伤状态仍难以制定出科学有效的应急维修方案。针对这一突出问题,笔者将创造学的相关内容引入到了装备战场抢修课程当中。
一、装备战场抢修课程对于创造学的内在需求
装备战场抢修是一种非常规的应急维修方式,其具有维修方式不固定、维修人员不固定、装备恢复状态不固定等显著特点,因此战场抢修对维修人员的创新能力提出了很高的要求,如采用水代替油液用于实现机构的缓冲功能。面对战场抢修的这一内在特点,特别需要针对受训人员开展创造性思维训练,可以说将创造学内容纳入装备战场抢修课程之中,是该课程深入发展的内在要求。平时维修一般只存在少量几种比较典型的规范化处理方式,而战场抢修则不受此限制,只要能满足当前作战的基本要求,几乎任何处理方式都可采用,战场抢修活动本身就是一项创造性极强的创新活动。这种创造性主要体现在战场抢修技术语境模型方面,如图1所示。
战场抢修对策可从三个语境角度考虑:装备形态恢复层面的语境建模,主要针对装备物理形态层面的损伤描述战场损伤修复技术要求,重点考虑如何修复穿孔、变形、跳飞等损伤模式;装备基本功能恢复层面的语境建模,主要针对装备的基本功能项目,重点考虑如何恢复装备的行走、发射、通讯等重要功能;装备作战运用层面的语境建模,主要针对担负重要使命的装备,重点考虑如何恢复指挥、主战、供电等关键装备的基本功能。
根据语境可构建战场损伤修复技术解空间,探索战场损伤修复技术的解决方向:研究不同层面语境模型之间的转换关系,包括不同层面语境模型之间的层级递进关系和高层语境模型与低层语境模型之间的解聚/聚合关系;研究战场损伤修复技术解空间扩大效应,不同的语境模型可以映射为不同的战场损伤修复技术研发要求,从而形成不同层面的战场损伤修复技术解空间,语境模型层次越高,解空间范围越大,越有助于寻求到战场损伤修复技术实现的最佳方案;研究战场损伤修复技术求解算法,按照基于语境的战场损伤修复技术功能分析→战场损伤修复技术开发可用资源分析→战场损伤修复技术功能实现途径→战场损伤修复技术开发的约束条件分析→战场损伤修复技术开发需求确定这一分析流程构建求解算法,为战场损伤修复技术的概念设计和演化趋势预测提供输入条件。
通过对战场抢修技术语境模型进行分析,不但进一步明确了创造学相关内容在装备战场抢修课程中的重要地位,同时也证明了将创造学相关内容纳入装备战场抢修课程的可行性,可依据不同的装备战场抢修技术语境模型引导学员学习并设计相应的战场抢修技术与方法。
二、创造学在装备战场抢修课程中的应用
1.创造学在课程中的应用设计
创造学是研究人类的创造能力、创造发明过程及其规律的科学。常用的创造方法既包括群智法、组合法、模仿法等经验性的创造技法,也包括形态分析法、TRIZ理论等工程性的系统工程方法。装备战场抢修课程在抢修技术方面主要讲授常用的抢修工作类型和抢修设备工具设计两部分内容,结合常用的创造学方法,并考虑到教学内容的可操作性,本课程将发明原理和形态分析法引入到了本课程之中,如图2所示。
抢修工作类型是指导战场抢修工作开展的一般性原则,具有高度的概括性。但这七条抢修工作类型是从战场抢修活动实施角度提出的要求,不利于从创造学角度启迪学员的创造性思维,从而影响这些抢修工作类型在实际工作过程中的落实。针对该问题,笔者将TRIZ理论中的发明原理穿插在抢修工作类型教学过程之中,进一步提升这部分教学内容的系统化和理论化程度。但这40条发明原理与7条抢修工作类型之间并不存在严格的对应关系,如分割发明原理既与切换抢修工作类型有关,也与剪除抢修工作类型有关。为了将创造学的相关内容有机融入课程教学过程之中,设计了以抢修工作类型讲授为主线,以发明原理介绍为辅线的交叉式授课模式,即在讲授抢修工作类型过程中,适时地插入相关发明原理的介绍。由于发明原理相对于抢修工作类型其可操作性更强,更有助于启迪学员的创造性思维,也就更有助于学员深刻理解抢修工作类型的内涵,并将这些抢修工作类型辅助于工程实践。
抢修工具设备设计是本课程的另外一部分重要内容。目前笔者所在单位已经研发了应急抢修工具箱等抢修工具,将这些抢修工具纳入到了课程之中,通过向学员介绍这些抢修工具的运用方法,达到使学员深刻理解战场抢修技术内涵的教学目的。但这种授课模式只能使学员了解一些常用的战场抢修技术,难以达到启迪学员创造性思维,激发学员创造设计抢修工具热情的更深层次的教学目的。针对该问题本文将形态分析法这一可操作性较强的创造学方法引入到了课程之中,并设计了相应的启发式教学模式,即在介绍常用抢修技术的基础上,引导学员思考如何进一步设计出更加有效、更加新颖的战场抢修技术或工具,此时结合形态分析法,将相关抢修技术的主要形态抽取出来,通过改变这些形态的特征值,达到抢修工具设备创新设计的目的。 2.创造学在课程中的应用案例
(1)发明原理在课程中的应用案例。剪除是一种常见的抢修工作类型,即将装备的损伤部分甩掉,以使其不影响基本功能项目的运行,如火炮的炮口制退器受击变形后影响弹药发射,在这种情况下可将炮口制退器拆除,然后采用小号装药继续射击。为了便于对装备实施剪除操作,要求装备损伤部位与装备整体必须是可分割的,这与第一条发明原理“分割”的原则是完全对应的。因此在向学员讲授“剪除”抢修工作类型时,将“分割”发明原理纳入到了课程之中,以加深学员对“剪除”抢修工作类型的深入理解,并以挖掘机长柄勺唇缘可更换为例进行介绍。挖掘机长柄勺唇缘是由一块硬钢成形的,如果唇缘上某部分磨损或损坏,整个唇缘就必须更换。这是一个极其耗费劳动力和时间的工作,会导致挖掘机停机怠工。在这种情况下可采用分割原理,使长柄勺的唇缘更耐用,可以将唇缘分割成单独的可分开的部分。当某一部分损坏或磨损,可以快速且容易地更换。该案例应用如图3所示。
(2)形态分析法应用案例。各种先进的金属维修工艺技术已经纳入到了装备战场抢修技术体系之中,如无电焊接技术、划伤快速填补技术等。实际上这些技术只是现代金属加工工艺中的典型代表,还有许多加工工艺在战场抢修领域具有广阔的应用潜力,因此需要构建一个具有包容性的加工工艺理论体系,以便使学员更为系统地把握这些加工工艺之间的内在逻辑关系。针对该问题,采用形态分析法构建了金属加工工艺矩阵,使各种金属维修工艺获得了更具普适性的描述,如表1所示。无电焊接技术的形态为:成型-热-颗粒-固态-气体-混合-稳定,划伤快速填补技术的形态为:成型-热-颗粒-固态-气体-材料外部-瞬变。后来学员又提出将快速成型技术应用于装备战场抢修,并获得了快速成型技术的形态:成型-激光-大块-固态-气体-材料外部-稳定,其中激光是对原有“能量”形态的进一步扩充,依然遵循原有形态分析矩阵的基本原则。通过教学实践发现,将形态分析法引入课程教学后,进一步提高了学员的理论化水平,使学员的知识结构更趋合理。
三、结束语
培养和提高学员的创新思维能力是现代军事人才培养过程中的重要环节,如何将创新思维能力的培养融入到日常教学工作之中,是军事院校教育工作者应当深入思考的问题。由于创新是装备战场抢修工作自身的重要特征,因此将创造学相关内容纳入到装备战场抢修课程中显得水到渠成。但为了全方位锻炼(下转第166页)
学员的创新思维能力,仅依靠这门课程还是远远不够的,如何将创造学的相关内容进一步融入到整个课程体系之中,是今后教学改革工作中需要重点考虑的问题。
参考文献:
[1]宋明,张传燧.全面质量观下的硕士研究生学位论文质量优化策略[J].湖南师范大学教育科学学报,2012,11(1):72-75.
[2]顾建国,赵海涛,等.浅析全日制专业学位研究生科研选题的原则[J].职业时空,2011,7(10):154-155.
[3]王琪.撰写文献综述的意义、步骤与常见问题[J].学位与研究生教育,2010,(11):49-52.
(责任编辑:孙晴)