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中图分类号:G641 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2015)30-0145-02
引言
航空航天代表了科技和工业发展的最前沿,是促进国家科技发展、满足经济建设、增强国防安全和加快社会进步的重要力量。加强航空航天类高校教育,培养一批具有高素质、创新能力的航空航天类专业人才是服务我国战略发展的必然需求。航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础,培养适应国际竞争的航空航天类本科人才,是我国航空航天科技发展的关键。当前,以美、俄为代表的航空航天大国都建设了自己特色的航空航天专业院系,开展了多年的教学实践,具有丰富的经验。论文旨在通过材料的梳理,了解国外航空航天专业人才培养模式,对国际一流大学航空航天类专业设置、课程安排、学生培养特点等方面进行研究,从中总结经验,为国内航空航天类专业教学教改提供参考。
一、国外著名航空航天院系
(一)美国著名航空航天院系
美国是世界上航空航天类研究最发达、人才培养最成功的国家,其人才培养主要依赖其国内的大学。比较有代表性的有麻省理工学院和斯坦福大学。
麻省理工学院航空航天类教学与科研由航空航天系负责,下设三个部门,分别是信息部、航空系统部、飞行器技术部。信息部分主要研究航天系统有关的信息获取、处理、传输技术,如卫星通信、高空侦察、空中通信、集成防御系统等,负责教授导航、制导、控制、通信、网络、实时软硬件系统等课程。航空系统部门主要研究航空航天高复杂性系统的设计、制造、操作方法,教授最优化方法、故障诊断、系统容错等课程,建有人机实验室、空间系统实验室、国际空运中心、操控台研究中心、复杂系统研究实验室等。飞行器技术部门负责计算方法、流体力学、推进技术、材料科学、结构技术等的研究和教学,建有宇航计算设计实验室、空气涡轮实验室、宇航微小结构协会、空间推进实验室、先进材料和结构技术实验室等。
斯坦福大学航空航天系隶属于工学院,承担航空专业的教学科研任务。该系的研究领域包括空气弹性变形及流体仿真、飞行器设计与控制、应用航空动力学、空气声学计算、流体动力学计算、动态系统计算、机器人控制、复杂材料与结构、湍流模拟、推进、高超声速流体、导航、控制系统辨识与优化、卫星工程、湍流与燃烧等。
(二)俄罗斯著名航空航天院系
俄罗斯也是航空航天强国,开设航空航天专业的主要学院有莫斯科国立航空学院、西伯利亚国立航空航天大学。莫斯科国立航空学院建于1930年,拥有12个学院,56个系,128个实验室,3个设计局,几个计算机中心,一个实验工厂,一套运动航空训练设施,一个莫斯科附近的飞机场,两个科研机构(应用力学和电气力学,低温研究)。该学院通常以数字编号代替学院名称,从一院到十二院分别为航空工程院、发动机院、控制系统院、信息与电力院、无线电电子学院、经济与管理院、航空航天院、机器人与智能系统院、应用数学和物理院、应用力学院、人文科学院、预科院。西伯利亚国立航空航天大学拥有空间研究及高技术学院和航天技术学院,设置了飞机制造系、航空发动机与能源装备系、飞行器管理系统系、航空导弹技术系、飞行器无线电技术系统系。
(三)欧洲著名航空航天院系
英国帝国理工学院在其工学院设置了航空系,主要负责飞机设计制造方面的研究与人才培养,包括航空动力学与航空结构学两个研究方向。航空动力学方向包含流体基础、航空飞行器设计、控制、生物医学、环境与工业关系等方面的研究。航空结构学方向包括计算力学、冲击与损伤、复合材料等方面的研究。
法国国家高等航天航空学院已经有90多年的历史,它位于欧洲航天业发展的中心地带,致力于培养顶尖的技术工程师,在研制协和式客机的工程师当中,有许多就是从法国高等航天航空学院毕业的。学院下设5个系和一个研究中心,分别是空气动力学、能源、推进系、结构与材料力学系、光电子与信号系、语言文化艺术系、航空宇航中心。
二、国外著名航空航天院系专业设置与课程体系
(一)学位与专业设置
国外著名航空航天院系多数是本科四年,研究生二年,英国有本科3年,研究生1年。俄罗斯不同,如莫斯科国立航空学院预科1年、本科4年、硕士2年、博士3年。在学位设置上,各个院校有所不同,归纳起来,主要有工学学士、航空航天工程学士、航空工学学士、航空航天工学学士、航空工程理科硕士、航空航天工程学士、航空与宇航工程学士、航空学理科硕士、航空与航天学理科硕士、机械与航天工程理科硕士。
(二)国外著名航空航天院系课程体系
麻省理工学院(MIT)航空与航天专业是美国同领域中最有名的专业,其人才培养理念和课程设置世界闻名。MIT航空与航天系设有两个本科专业方向:航空与航天科学工程专业和航空与航天信息科学工程专业,两个方向的课程设置都建立在航空航天基础(核心)课程上,下面分别以A和B代指这两个专业。课程主要包括全校统一要求课程和系课程构成。全校统一要求课程包括基础科学课程(6门)、人文、艺术、社会科学课程(8门)、科学与技术限选课程(2门)、实验课程(1门);系课程包括系核心必修课程、专业课程、试验与进展课程,其中系核心必修课程包括一体化工程I、II、III、IV,计算机和工程问题求解引论,自动控制原理、动力学、随机系统分析、微分方程;专业课程中专业A包括空气动力学、结构力学、推进系统引论、航天工程中的计算方法,专业B包括航天系统的评估与控制、数字系统实验室介绍、实时系统与软件、交互系统工程、人为因素工程、自主决策原理;试验与进展课程包括飞行器工程、空间系统工程、试验项目I、试验项目II、飞行器进展、空间系统进展I、空间系统进展II。
(三)学时学分要求
1.学分组成。课程学分组成考虑教学环节,如MIT飞行动力学课程,总学分12分,构成包括课堂3分、实验1分、预习和复习8分。另外还有无学分课程,课程必修但无学分,如普林斯顿没有学分制、强调上课门数,斯坦福大学基础课程要求5门航空航天基础课程,专业课程4选3。英国大学一般不设立学分制,所有学生都按部就班完成规定课程的学习。
2.学分要求。美国大部分学校有明确的毕业学分数要求。如MIT航空航天工程系根据培养计划设课程学分,又分成4类,分别是核心课(core)108、专业领域课(professio-
nal area)48、实验和综合应用(experiment and Capstone)30、非限制性选修课(unrestrictived elective)48,总学分大于234学分。但是在学分数量并不统一,差异很悬殊,如密歇根128学分、MIT大于234学分、宾州州立132学分。航空航天专业必修课比例很高,有的高达90%以上,如斯坦福、佐治亚理工、普渡。另外还有只要求课程而不要求学分的,如普林斯顿毕业要求共36门课。
3.学时要求。有些大学要求学时达到一定数量,如悉尼大学本科至少192学时,研究生核心课程和选修课程,至少144学时。斯坦福大学研究生基础课程设置门数要求,其他按学时要求,数学(6个学时)、技术选修(12学时)、人文社科类选修(45学时)。
三、国外著名航空航天院系专业培养特色
归纳起来,国外著名航空航天院系在专业培养上具有如下特色。一是国外著名大学航空航天专业设置宽、窄各有特色。美英等专业设置以宽口径、大类培养为主,基本不针对特定航空航天器划分专业,学生专业方向只是体现在个别课程的选择上。俄罗斯、乌克兰等的专业划分细而精,如莫斯科国立航空学院几乎整个大学的院系专业就代表了航空航天器的各个不同部分,专业面向具体而明确。二是国外著名大学航空航天专业课程体系具有少而精且多样化特色。美英等课程每学期课程数量相对较少,但课业工作量不少。学生毕业所需学时学分也不少。美英等航空航天专业的课程必修多、选修少,完全学分制的作用并不明显,反映了航空航天专业的特殊性。课程学习课内外并重,还有较多实践环节、交流讨论、项目设计等。课程的环节丰富多样(如剑桥)。教授授课。三是注重通识教育与专业教育的结合。在通识教育上,在课程设置中有重视科技写作、科研道德规范、表达与交流、团队协作、人文素质培养和工程师就业指导。在专业教育上,强化多样化实践环节、注重专题课程和生产实习。四是注重综合素质和个性化培养。例如南安普敦大学设置有工程管理与相关法律的必修与选修课程,让学生学习在工程实践中如何领导团队、进行项目管理与风险评估、做出决策以及熟悉与之相关的法律知识。还会从工业部门请来客座教师来协助授课,并安排有相应的实践环节。针对个性化培养需求,在课程设置上具有较大的选择基数。
四、总结
航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础,是航空航天类研究生人才的后备军。论文主要对国际一流大学航空航天类专业学位与专业设置、课程体系、学时学分要求点等方面进行了梳理,总结了人才培养特色,为国内航空航天类专业建设和教学教改提供参考。
参考文献:
[1]田正雨,李桦.麻省理工学院航空航天类本科生课程体系分析[J].高等教育研究学报,2010(1).
主管单位:中国航天科技集团公司
主办单位:中国空间技术研究院
出版周期:双月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1000-758X
国内刊号:11-1859/V
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1981
期刊收录:
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
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中科双百期刊
第二届全国优秀科技期刊
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每一次,当载人航天飞行圆满成功之时,举国欢腾,它都预示着中国人民再一次勇攀于世界科技高峰。然而,历尽千难成伟业,人间万事出艰辛。矗立在伟大的载人航天工程丰碑的背后,是“特别能吃苦、特别能战斗、特别能公关、特别能奉献”的载人航天精神,是具有强大威力的战斗精神!这种精神可穿越时空、可铸就辉煌!
军魂中铸就。军魂铸就了敢于战斗、善于战斗的精神;军魂生成了自强不息、锲而不舍的动力;军魂涵养了敢于负责、压倒一切的豪迈。作为中国航天领域迄今规模最庞大、技术难度大、质量可靠性与安全性要求最高的载人航天工程,从试验室到各个生产企业。从大漠风沙到瀚海惊涛,无不留下了航天人攻坚的足迹,洒下了航天人登攀的汗水。正是他们拥有军魂意识,才能知难而进,顽强拼搏,在困难面前百折不挠,在牺牲面前绝不退缩,才书写出载人航天史上如此壮丽的篇章。军魂,已成为当代军人的历史意识与现代观念熔铸的审美制高点。在装备建设发展的今天,我们要牢固军魂意识,拥有爱国、忠诚、奉献之情,勤勤恳恳、踏踏实实,为实现人生最大的价值,为实践崇高而伟大的报国之行。
智勇中生成。起步较晚的中国航天人瞄准世界航天科技发展的前沿,依靠科学,尊重规律,不断探索,反复试验,终于取得了令人鼓舞的重大进展,获得了一批具有世界先进水平的核心技术和关键技术。正是他们讲究谋略、以智取胜,拥有很高的知识水平和科技素质,才能在较短的时间内,占领科技制高点,使中国一跃成为有能力实现载人航天的国家。勇是军人的武德,是取得胜利不可或缺的重要因素。要有太空,需要的不仅是浪漫的情怀,更是勇敢、用于献身的爱国精神。勇敢精神和讲究谋略历来也是兵家取胜之道。有勇有谋,其力无穷;智勇双全,所向无敌。《孙膑兵法八阵》中也曾有“智不足,将兵,自恃也。勇不足。将兵,自广也。”对于装备建设发展的今天,我们要继承中华民族崇谋尚智的优良传统,加强装备建设及高科技知识的学习,奋勇攀登科技高峰,不断提高谋略水平和实践指挥的能力,努力使自己成为能文能武、智勇双全的新型军事人才,并在更高的起点上推进军队装备建设又快又好的发展。
创新中流长。创新是一个民族进步的灵魂。歌德曾说,“不断改革创新,就会充满青春活力,否则,就可能会变得僵化”。在助推梦圆飞天的力量中,有一股强大的动力,那就是自主创新。在很多工程论证、立项时,工作人员面临着困难,大胆提出技术大跨越的思路。经过艰辛的探索,一步步把飞天梦想变成现实。创新是发展的本源,不创新就会陷入因循守旧,固步自封的状态。我军的装备建设要发扬创新精神,要坚持把自力更生、自主创新与积极借鉴国外先进技术相结合,通过原始创新、消化吸收再创新等形式,不断提高自主创新发展能力。我军的装备建设要在科学发展观的指引下,深入开展战略性、前瞻性、基础性研究,培养造就军事斗争准备和装备现代化建设需要的高素质具有创新思维的人才队伍,并为履行新世纪新阶段历史使命提供了强有力的支撑。
精神的力量是永恒的,正如那潺潺之水。它可以激励人们战胜困难,战胜自我;走出困难,超越自我。对于载人航天凸显的伟大的战斗精神,是我国航天工作者在载人航天事业奋斗中孕育产生的一种精神,是以爱国主义为核心的中华民族精神。它是军人的职业精神,是军人美德和价值的集中体现。战斗精神和武器装备是战斗力生成的两个非常重要的因素。在装备现代化建设的今天,我们要努力发挥载人航天精神的教育作用,发扬这种战斗精神,并以此不竭的动力之源促进装备建设的全面可持续发展!
研究生毕业后,她成为中国科学院的一名科研工作者,这也是偶然;
之后,她成为中国载人航天工程中的一分子,这还是偶然;
也许,这一切的偶然注定了现在的必然――中国载人航天工程飞船应用系统出色的总指挥;
她,就是高铭。
作为载人航天工程七大系统领军人物中唯一的女性,她凭借执着的信念、坚强的意志和聪慧的头脑,在女性寥若晨星的航天事业中,让人们深切地领悟了一个小女子的航天大情怀。
巾帼不让须眉谈笑凯歌还
2003年11月,北京人民大会堂报告厅,中国载人航天先进事迹报告团首次在全国人民面前亮相。其中,和航天英雄杨利伟一起走上讲坛的航天人中,有一位靓丽的年轻女性,她浑身透出知识女性的精干和睿智,她的演讲赢得了全场经久不息的掌声。这就是高铭。
高铭1994年9月进入中国科学院空间科学与应用总体部(空间中心)从事载人航天应用系统工程管理工作,任副研究员、研究员,并历任总师办主任、计划处处长、工程业务部主任、空间应用系统总调度。2006年任空间应用系统总指挥,光电研究院副院长。
在人们的想象中,载人航天浩大工程都是由精力充沛、虎虎生威的男子汉调度的,然而,高铭的出现彻底颠覆了这一传统观念。作为载人航天工程系统领军人物中唯一的女性,凭借对航天事业的热爱、执着的追求。在她的参与主持下,载人航天应用系统圆满完成了神舟二号到七号的应用试验任务,体现出了“巾帼不让须眉”的不凡气度。
“可上九天揽月,可下五洋捉鳖,谈笑凯歌还。”《水调歌头・重上井冈山》中的词句所表述的情景,自古就是中国人的梦想。如今,“神舟”载人飞船直上九天的耀眼光芒,不仅照亮了中国的广袤大地,更是化作民族奋进的精神火炬,激励无数中华儿女昂然踏上中华民族复兴伟业新的征程。
颠覆传统迈进载人航天工程队伍
中学时代的高铭理科成绩出类拔萃,在那个人人将“学好数理化、走遍天下都不怕”奉为信条的年代,她同许多理科成绩优异的学生一样义无反顾地在高考时报考了物理等基础学科,用高铭自己的话来说当时的自己“就不会想到会有其他的选择”。对十几岁的高中生来说,能到北大学物理无疑象征着对理科尖子生的一种褒奖和荣耀,而对于空间物理究竟学什么这时的高铭其实并不十分了解,那时的她觉得空间和飞船、卫星等等有着千丝万缕的关系,也许是出于小小少年对科学和宇宙的无限向往,空间物理学在高铭心中是那么神秘和富有吸引力。
谈起进入载人航天领域,高铭坦言其实并非自己从学生时代就怀有的梦想,而是“很偶然的,也许是命运的安排”。硕士毕业后,高铭选择在中科院研究所继续进行电离层、磁层等空间物理的研究。由于空间物理专业属于应用物理范畴,但同时又侧重于基础,所以研究工作需要空间探测的数据来做模型、验证一些理论。当时,空间科技的发展比较落后,研究手段不足,各方面的数据源比较缺乏,现实的科研条件让高铭觉得颇为“掣肘”。1994年底,她便加入到我国载人航天工程的工作队伍中。
在载人航天这项浩大复杂的工程中,高铭负责的是七个分系统之一的应用系统的工程管理工作。从单纯的物理研究到载人航天工程管理的转变,似乎一下子把她从平静而规律的实验室带到了紧张而复杂的伟大实践中,从默默无闻的科研后台推到了备受关注的舞台幕前。中国载人航天工程,在这个听起来令人热血沸腾、激动不已的名义下,高铭保持着科学家惯有的冷静和理性,在做载人航天工程管理的工作时,她其实面临了很多新挑战。
“原来看到的都是公式、论文,而现在可能更多地和人打交道,不是和书本打交道。这些人都是变化的人,他们来自不同的背景,有科学家、工程技术人员、政府官员、还有方方面面其他系统的人,每个人的想法也不一样,如何有机地把他们组合起来,使大家朝着一个共同的方向迈进、共同完成一个大的目标是最重要的。”此时的高铭更像是一个运筹帷幄的指挥官,她深知工程的成功最终还要靠一个团队的力量,团队中的每个人都有自己不可替代的作用,每个人也担负着相应的责任,哪一个环节出了问题,整个团队都会受到影响。所以如何把团队整合起来,让大家紧密协作是至关重要的。她的任务是制定工程管理规范来把大家的行为约束到一个既定的空间内,这个空间是为保证大家共同实现一个既定的目标。
同时,应用系统作为整个载人航天工程链条上的一环,也需要去和其他环节沟通、协同。如何有效地实现沟通,能够让大家产生一致的理解,高铭也需要从整体上宏观地进行统筹。总之,载人航天工程的管理涉及到社会学、管理学和经济学等方面的内容,对高铭来说,这比以前单纯作为空间物理科学家面临的环境复杂得多。
高铭很快适应了工程管理的工作。多年的物理专业训练带给她的不仅仅是专业方面丰富的理论知识,更重要的是深层次的思维方式,这无疑让她在新的岗位上做到触类旁通。高铭认为:这些和学校的学习基础有关系,因为物理是一个很严密的系统,从条件到结果中间是有一条很严密的线把它穿起来的,在做现在的工程管理时会自然而然地运用这些思维方式和习惯。这种思维方式对现在做工程所需要的系统性很有帮助,系统工程是个涉及范围很广的领域,包括物理、化学、生物、计算机等,理科的很多东西都很相通,有些东西可能一时不明白,翻翻资料也就能够理解。即使是管理方面可能跟管理学、社会学有很大关系,但由于工作的对象还是原来的范围,所以学习物理养成的思维方式还很重要和受用的。
天降大任豪言誓立军令状
高铭接任总指挥时,正是载人航天二期工程起步时期,应用系统任务多线并举、应用技术领域广泛、参与单位多、工程技术基础差异大等一系列工程管理难度比起一期工程更加突出,她在总结分析一期工程管理经验积淀的基础上,大胆提出了应对新的应用任务、新的任务安排模式以及新的任务承研团队等新变化情况下的管理策略,在加强总体设计能力、强化验证能力、提升专业技术领域的总体指导能力方面进行了一系列总体管理改革,通过提升总体的系统技术和专项支持技术,指导分系统的研制,通过技术手段保障技术、质量控制措施的实现。在工程管理上,强调了满足岗位能力要求的岗位责任制,实现了各任务线的相对独立的技术、质量、计划三位一体的总体队伍配置,专项技术支持共享,形成专业方向保持领域的不断发展,为工程研制提供更先进的专业支持。神舟七号发射试验是载人航天工程二步一阶段的首发试验,也是她担任总指挥后的第一次发射试验。此次应用系统安排了两项应用任务,第一项是进行小卫星在轨的释放和伴飞试验,第二项是进行固体材料的外太空暴露实验。小卫星体积小、重量轻、研制周期短,安全性要求极高。在专家对伴星安全性提出置疑、项目面临夭折之时,高铭组织技术人员列出可能的危险源清单,逐一排查,进行了5类30次专项安全性验证试验,赢得专家的肯定,认为伴星不会对飞船和航天员造成安全性影响,一致同意放行。然而,神七应用任务道路上的拦路虎却远远不止安全性问题一个。小伴星,难就难在这个小字,承担研制任务的上海微小卫星工程中心,大胆采用了创新设计思想,采用了不少国内首次飞行试验的新技术、新产品,但是年轻的研制队伍缺少航天工程经验,在初样研制中的元器件质量复查时某个关键元器件等级不满足要求。多年的实践经验,让高铭警觉到这不是一件小事,当年神舟三号发射前,由她亲自处理的“电容工艺缺陷事件”再次浮现在她的面前。这次关键元器件等级不合格,她无需多说,“换!”小伴星高度集成,技术难度之大,超出了原先的预计。到2007年4月总体组织的卫星初样综合测试中发现了15个质量问题。高铭毫不犹豫,要求严上加严,必须全部归零,问题解决了,可是初样研制进度却整整推迟了4个月。
神七发射绝不可能推迟,应用系统面对方方面面的压力,高铭向工程总体和科学院领导立下军令状:“我们坚决保证按期交付高质量的正样产品,坚决不拖工程进度的后腿”。为此,她组织应用系统重新制定一套新的应急管理方案,从指令设计师系统流程、计划流程、总体调度、质量控制等方面进一步细化,有效地保证了正样产品质量,还抢回了时间进度。当2008年1月伴星正样产品按时运抵北京交付飞船系统时,全部接口验收符合要求,飞船系统的领导同志禁不住感慨:“科学院这才真是‘放卫星’啊,9个月生产了一颗卫星的正样飞行产品,如果按正常进度,少说也得一年多啊!”
高铭常挂在嘴边的一句话是“细节决定成败”,产品研制出来了,却不等于成功,软件系统测试,软件第三方测评,老练试验,正样状态确认测试……每一次测试和试验,她都要求技术人员对数据一个个进行精细判读,不放过任何一个小小的变化,发现的所有问题都要准确归零。由她担任总调度建立起来的调度会制度从未间断,应用系统8个月的苦战,坚持又好又快。充分的准备工作,科学院发射场试验队坚持严、慎、细、实的作风,使得在发射场测试试验中,应用系统没有再出现一个质量问题,真正做到不带任何问题上天。
14年的航天历程,高铭和其他航天人一样,刻骨铭心地感受到对家人深深的愧疚。神舟五号发射前夕,高铭的母亲被确诊为癌症,母亲动手术后,高铭只在床边伺候了两天,第三天就赶回了酒泉发射中心。母亲非常理解她,说:“你放心去吧,那里更需要你。”2006年母亲走完了人生的最后一程,此时的高铭远在异国他乡,未能与母亲见临别一面成为她的终身遗憾。
成功的喜悦归为至高集体荣誉感
载人航天工程是中国航天领域迄今规模最庞大、系统最复杂、技术难度大、质量可靠性安全性要求最高和极具风险性的一项重点工程。可以说我国载人航天工程是在世界航天大国已经发展几十年后起步的,这项空前复杂的工程在比较短的时间里不断取得历史性突破,一个极其重要的原因就在于像高铭这样的中国航天人敢于攻坚、勇于创新。从神州一号到神州六号,每一次的成功都令全世界中华儿女感到骄傲和自豪。但在高铭看来,不断出现的挑战和任务的压力往往令航天人无暇回味这种骄傲和自豪。
“我们从神一开始做,每一艘飞船都有不同的任务,都要实现不同的既定目标,有时候成功之后根本就来不及品尝胜利的果实和回味成功的喜悦就要投入新的工作任务中,因为前面还有更高的目标在等着你。而且往往是第一个目标还在进行中的时候,第二个,甚至第三个目标的工作已经开始了。各种目标相互交叉,共同推进的。当然,我们在每一次飞船发射之后都会总结和回顾,但往往是很残酷地总结教训和不足,然后重新修正我们的技术规定和管理规定、质量保证体系。”
也许我们很难想象像高铭这样的中国航天人是如何常年超负荷工作,默默承受着常人难以承受的困难和压力。“我们面临的压力其实很大的,载人航天工程对国家来说是一件很重要的事情,外界老百姓可能不知道实际操作起来有多么困难,因为载人航天是一项要求非常高的工程,我国在此之前也没有任何经验,很多东西都是填补空白式的,在神六之前,我们填补的国家空白大概有70多项。这是很了不起的事情。”所以与其说伴随高铭的是成就感,不如说是巨大的使命感,“这个目标一定要实现,绝对不能不实现,也不能做得不好。这与普通的做科研还不一样,做科研试验我们可以做十次乃至上百次,只要最后做成功了就可以了,而对于我们来说只有一次机会,在地面上要做很多很多的工作,能不能够成功只有上天见。其实就是在一个完全未知的环境下要保证目标能不能实现。”
对于所取得一次次成功,高铭仅仅是强调“从我自己来讲,我觉得还有很多事情要做,还有很多事情能做得更好。比如工程管理的体系如何能够更加合理和高效,如何降低研制成本,如何提高载人航天工程团队的工作效能,在这里永远有做不完的事情,永远觉得离既定的目标尚有距离。”
已经身为中国载人航天工程系统总指挥的高铭始终强调团队的力量。“我们所完成的每件事情都是团队中的每个人尽职尽责,发挥自己的才能,共同合作来完成一个很高的既定目标,尽管现在的功利社会里面很多人都很浮躁,但做工程绝不能够浮躁,要耐得住寂寞,要经得住诱惑,踏踏实实地去工作,要做到这一点其实挺不容易的,载人航天工程是一代代工程技术人员踏踏实实地传承、积累、共同推动的事业,这一切都是我们这个超过千人的团队共同完成的。所以,如果说我有荣誉感的话,这种荣誉感绝对是一种集体荣誉感。”
女性成功需要坚强而宽容的心态
在大家眼里,高铭绝对称得上是一个成功的女性。因为在理工科的世界里,似乎大多数时候的主角都是男性,在大型的科研工程项目中,女性的成功往往要比男性克服更多的困难,付出更多的精力和代价。也许是因为工作越大,可能需要一个非常宽阔有力的肩膀,而一般人很难把这种肩膀和一个文静的女性联系在一起。高铭很坦率地说:“现在很多时候人们总是把成功的女性男性化,并不单纯把她作为女性。其实我一直觉得‘女强人’这个词有一定的贬义,相对来说我更赞成‘巾帼不让须眉’这句话。”
对于女性如何成功,高铭自有一番独到的理解:“女性要想成功,拥有自己的事业,我认为第一个因素是心理因素,要让自己的心理承受能力很强,因为女性在事业道路上会遇到比男性更多的困难,甚至有些困难在男性那里根本就不存在,因为社会对女性的接受程度会比男性差,因此面对外界可能的不认可,女性需要更好的心态和承受能力。第二个因素就是要处理好家庭角色和工作角色的关系,大部分的女性都会结婚生育,家庭在女性生活中必然是重要的一部分,在家庭与工作中间求得平衡也是很重要的,尤其是做了母亲之后甚至是需要做出更多的牺牲。”高铭有一个活泼可爱的女儿,已经12岁了,而由于平时工作很忙,高铭往往很难抽出很多时间来尽母亲的义务。“面对工作和家庭,有时候必须要清醒地割舍一些个人的东西,可以说这往往不是痛苦的选择而是一种抉择。”对于女儿,高铭说自己虽然不能有很多时间去陪她,但她要保证能够和她沟通、和她交流,“因此我和女儿之间的交流完全是一种成人和成人之间的交流。”总之,女性要想拥有属于自己的事业,取得渴望的成功,高铭的秘诀是要对外界的种种有一颗坚强而宽容的心。
创新与执着助推战胜和超越人生
七年的北大生活给了高铭充分的时间和机会去感受与理解北大文化,北大精神和文化也往往在这种或潜移默化或有心体悟中给了高铭许多的精神财富。高铭说,“北大对我最大的影响是北大的思想:北大人绝对不盲从。北大人的思想比较活跃,不管做什么总是在思考做出一些不同的东西,总是不满足,总是希望做出创新的东西来。北大人的头脑里可能同时会有十个念头在闪,然后会一一去判断哪个是最好的。北大的文化特色是其他学校所没有的,北大文化中有很多非常可爱的地方,所以作为北大人是很骄傲的。”这种追求创新的观念对于高铭现在的工作仍然有着极大的帮助,因为通往载人航天工程最终成功的道路上有太多的未知,需要航天人发挥自己的创新精神去不断尝试和突破。
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
[1]顾佩华,包能胜,康全礼等.CDIO在中国(上)[J].高等工程教育研究,2012,3:24-40.
[2]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,3:1-6.
[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.
[4]孔寒冰.国际工程教育前沿与进展2007[M].浙江:浙江大学出版社,2009:179-192.
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:
[1]李成功.航空航天材料[M].国防工业出版社,2002.
[2]鲁红典,邵国泉,谢劲松.对材料科学与工程专业英语教学的思考[J].贵州师范学院学报,2013,(04).
[3]马彦青,魏忠,陈凯.《专业英语》课程的教学探索――以材料科学与工程专业为例[J].教育教学论坛,2015,5(21).
[4]陆江银,王春晓.化工专业英语教学方法探讨[J].黑龙江教育学院学报,2011,(01).
[5]孙丽丽,毕凤琴,张旭昀.金属材料工程专业英语教学改革实践的认识与思考[J].时代教育(教育教学),2010,(05).
[6]徐征,陈利生,余宇楠.关于高职院校冶金工程专业英语教材建设的思考[J].中国校外教育,2011,(11).
2009年当选中国工程院院士。
“扎扎实实做事,踏踏实实做人”,是周玉说得最多的一句话。“无论做什么事情,都要老老实实,不要投机,一分勤力一分酬。”周玉淡淡而坚定地说。对于此次当选院士,他说:这要感谢国家、感谢学校、感谢前辈、感谢导师和自己的团队,没有大环境及大家的支持就不会有今天的结果。
周玉的“勤”
1978年,周玉考入哈工大金属材料及热处理专业学习。1984年,周玉从金属材料及热处理专业硕士毕业后留校任教。1985年,周玉开始在职攻读博士学位,师从著名材料学家、中国工程院院士雷廷权教授。从此,周玉开始了他的陶瓷人生。
1986年6月,雷廷权教授为周玉确定了陶瓷材料研究的博士论文研究方向,并与日本东北大学著名陶瓷专家佐久间健人教授取得联系。1987年,周玉作为国家教委中日联合培养的博士生,来到了东京大学。见过佐久教授的第二天他就开始了实验工作。周玉工作十分勤奋,每天早出晚归。实验室晚上的电压比较稳定,有利于电子显微镜观测,许多重要的实验周玉就在夜晚完成,有时通宵达旦。
由于在国内准备充分,国内外导师悉心指导,再加上勤奋的工作,仅用一年多的时间,周玉就完成了博士学位论文的儿乎全部试验工作,受到了双方导师的好评。
1988年10月,周玉回国的日期到了。当一些中国学生为回国还是留在日本而痛苦抉择时,周玉带着自己的全部实验结果资料按时回到了母校。
回忆起这件事,周玉说,当时我没有想什么,只觉得时间到了,就回来吧!日本的科研环境和条件虽然比较优越,但母校哈工大有我的老师、同事,他们替我承担着我应该承担的任务,让我出国学习。母校有我的学生,还有我的工作、我的责任。
回国后,周玉充分利用自己对电子透射显微技术的技能,同时发挥金属材料专业对相变研究和微观组织结构分析的特长来研究陶瓷材料的相变,与硅酸盐专业相互补充。在涉及高温区的c-t相变和低温区的t-m相变两个方面,主要研究了相变过程、化学成分和热处理工艺等对相变及其产物微观组织结构的影响规律与机理。
对于自己在氧化锆基陶瓷领域的研究带来的国际影响是周玉开始时没有想到的。1991年,世界著名的美国《陶瓷学报》高度评价并且刊登了他从事的氧化锆基陶瓷无扩散相变方面的论文。英国的《材料科学学报》、《国际陶瓷》、《机械工程学报》、《硅酸盐学报》、《航空学报》也分别刊登了周玉关于氧化锆基陶瓷研究的多篇论文。
周玉的“聚”
金属材料及热处理教研室第一代主任雷廷权院士,学术成果享誉国内外,是出名的“伯乐”。1997年5月,周玉继杨德庄教授后担任了第三任教研室主任。
周玉用个人的人格魅力感召凝聚着特种陶瓷研究所团队中的每位成员。目前研究所的许多老师都是因为周玉的热情相约而留了下来。1996年,贾德昌在攻读博士学位期间提前留校了。当时,博士生找工作非常容易,很多同学不愿意留校,贾德昌也找好了北京一家研究院。周玉觉得在课题组的建设中,急需一个像贾德昌这样的助手,希望他留下来工作。贾德昌说:“当时,周老师找我谈话后。我觉得虽然条件艰苦了一些,但能和周老师一起从事先进陶瓷材料方面的科研工作有挑战、有意思,就义无反顾地留下了。”也正如周玉所希望的,他日后成了课题组科研及管理的骨干,并逐渐成长为所里多功能航天防热陶瓷复合材料及应用研究方向的带头人。
洪堡学者、黑龙江省杰出青年基金获得者、教育部“新世纪优秀人才支持计划”人选者叶枫教授是雷廷权院士的博士生,毕业后到西北工业大学张立同院士手下作博士后,1999年到德国卡尔斯鲁厄大学陶瓷研究所作洪堡学者,2002年又在日本产业技术综合研究所JSPS作高级访问科学家。2004年,正当叶枫教授在国外项目即将结束,面临是继续在国外打拼还是回国效力的抉择时,周玉教授及时和他取得联系,向他介绍了学校良好的发展环境,说研究所的后续发展需要他的加盟,动员他回校效力。于是,叶枫在结束相关的合同后,很快就登上了归国的航班,成为黑龙江省最早回国工作的洪堡学者之一,成为所里塞隆陶瓷及其复合材料研究方向的带头人。
同样被周玉教授吸引回国的还有归国洪堡学者、教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者欧阳家虎教授,他曾在美国、德国、日本留学工作,在高温陶瓷涂层方面取得了不少成果。2004年,周玉教授利用到日本开会的机会同欧阳家虎见了面,动员他回校效力。在周玉的鼓励下,2005年,欧阳家虎重新回到了阔别已久的哈工大。欧阳家虎回校当年就申请了一项国家自然科学基金,2006年又申请了一项“863”项目,已经进入了工作状态,成为所里热障涂层和高温自陶瓷涂层研究方向的带头人。
在周玉的推动下,在雷廷权院士和周玉1985年创建的材料科学系陶瓷材料课题组的基础上,哈工大特种陶瓷研究所于2002年5月成立了。现在特陶所主要从事新型航天防热材料、先进结构陶瓷、信息功能陶瓷、纳米材料、生物材料等方面的科研与教学工作。特陶所先后承担国家自然科学基金、国家“863计划”、国家高新工程及航天工业部门科研项目40余项。出版专著/教材7部,500余篇(SCI收录350余篇、EI收录350余篇),论著被引用2600余次;获国家和省部级科技奖励10余项、申报国家专利50余项(已授权10余项);培养博士40余名、硕士96名,出站博士后3名;毕业生遍及美、英、澳等国及国内著名高校、研究所和大中型企业,绝大多数已成为所在单位的中坚力量。
特种陶瓷研究所副所长贾德昌教授非常感慨地说:“当时包括雷廷权院士、周玉教授,整个课题组一张桌儿就能坐下,现在整个所已有师生近百人,其中教授5人、副教授6人,博士生导师6人;这里有‘中国青年科学家奖’获得者、国家级有突出贡献的中青年专家,省级优秀中青年专家、国家杰出青年科学基金获得者,教育部跨世纪及新世纪优秀人才支持计划
入选者、归国洪堡学者等等……”
2008年1月,特种陶瓷研究所入选国防科工委优秀科技创新团队。
周玉的“智”
从最初的先进陶瓷材料相变与韧化研究,到防热复合材料设计、制备、抗热震和耐烧蚀性能研究及其在航天防热部件上的应用研究,周玉不断拓展着课题组和自己的研究方向,而这正是周玉不断智克难关、时刻把握科学和尖端工程应用前沿的结果。
1992年12月,当周玉的课题组从事设计研制项目后,面临着一个新的考验。设计部门提出的设计要求十分苛刻:短短的一两秒钟内,气动热使防热部件表面要由室温乃至零下几十度升到很高温度,防热部件面临的热冲击非常恶劣,同时还要经受高温速气流的冲刷烧蚀。
先进陶瓷材料与传统的金属材料相比在耐高温、耐烧蚀方面得天独厚,但如何提高抗热震性,是摆在课题组面前必须解决的关键问题。
从1992年冬开始,周玉的课题组饱尝了--失败的痛苦。挑战不仅来自技术难度大,更来自于对研究人员毅力和心理因素的考验。“尤其是在发动机震耳欲聋的怒吼声中,透过观察窗眼见自己煞费苦心制成的样件,一下子就被高温高压燃气流吹得炸裂粉碎的时候,心都要跟着碎裂了,对身心真是一种摧残和蹂躏!”参与项目的贾德昌这样说。
周玉意识到了这种心理上的危机,他鼓励课题组人员要有信心。参与项目的温广武教授说:“当我们都感到成功那么遥远的时候,周玉老师却十分自信。他说,必须要有自信,只要方向对头,方案正确,就一定能够成功。他那种乐观的态度和拼搏的精神感染了大家。”在雷廷权院士的共同指导下,从材料体系的选择优化,到制备工艺与材料性能之间的关系,再到一次性部件的热压成型的完成,多少个日日夜夜的实验与重复,多少次肯定与否定……
冬去春来,寒暑易节。1995年9月,经过大量有规律的实验和严格的科学筛选,努力终于有了回报。
利用他们的科研成果的陶瓷基复合材料制造出的航天器防热部件模拟件,先后5批次通过小样、中样及1:1样件的地面模拟试验,达到了预研的设计要求,最后被确定为惟一方案。相关成果获得了1996年航天工业总公司科技进步一等奖。
在配套研制阶段,从初样到中样、再到正样,由于设计方案变化,设计部门不断提出一个又一个新的技术要求:由不透波到透波又回到不透波,足寸由小到大……在周玉的骷领下,课题组不断地改进和修正实验方案,终于克服了产品在批量化生产过程中存在的增强相均匀分散、构件烧结成型、抑制基体析晶、构件机械加工、产品无损检测等多项技术难关……产品又先后多次顺利通过地面台架试验,并最终通过多次实际飞行考核。在此基础上,课题组进行了深入研究,相关产品获得正式应用,获得较高评价。因此,上述成果获得2005年国家技术发明二等奖。
“教学科研要强调投入产出比,在提高成果水平和创新上下功夫。要把工作重心由争取经费的数额转移到高质量地完成任务、出高水平的成果上。”由以量取胜,到以质称雄,当许多人还沉浸在成绩中时,周玉等教师却在思索教学、科研中普遍存在的一个深层次问题。学校的教学科研成果水平较高,但出类拔萃、能够“问鼎中原”的一流成果却相对较少。如何出“问鼎中原”的一流成果呢?周玉思索着。正是这样的思索,让周玉带着课题组取得了一个又一个成果。
周玉的“勇”
“当初我们课题组实验室还在机械楼地下室时,对面实验室的隔壁就是学校的配电房。有一次,大家正在做实验,突然听见外面有人喊失火了。当时,正好在实验室的周玉老师,还在大家发愣的时候,二话没说,抄起灭火器,跳出对面屋的窗户,冲进了往外冒烟的隔壁配电房……”周玉的勇敢至今仍让贾德昌记忆犹新。而周玉的勇敢却不仅仅表现在生活中,在科研中,他更是敢于迎接挑战。
鸡西柳毛碳素公司有亚洲最大的优质天然石墨矿。20世纪90年代初,经过国内专家充分论证,公司确立了生产天然石墨电极、代替人工石墨电极的构想。为实现这个振兴地方经济的计划,鸡西市政府和民间共计筹措了资金约1.2亿元。然而生产线建成后,生产出的天然石墨电极却不合格。企业陷入了困境,心急火燎地派人四处求援。国内许多高校、科研院所以及俄、德等国的专家都对这项生产技术难题束手无策。
1997年下半年的某一天,碳素公司的代表焦急地来到哈工大,找到了周玉。当时,周玉课题组的几个重要的科研项目正处在攻关阶段,任务十分紧。他详细了解情况后对公司代表说;“让我们试试吧,我们会利用掌握的所有技术能力,尽最大的努力解决这个问题,但是我们没有十足的把握!”
接下了这个项目就等于埋藏下一个潜在的危机。如果这个项目失败,势必对课题组的信誉造成一定的负面影响。
周玉对课题组人员说:“如果这个项目搞成功了,就会给鸡西多少工人带来工作和希望,给地方带来多少财政收入啊!科研工作者不能忘记自己的使命,我们身上同样肩负着重大的社会责任!”
在周玉的指导下,课题组从1997年9月开始接手这个项目,经过一年多艰苦的技术攻关,终于在提高导电性和抗氧化性等方面取得了突破,胜利完成了项目的预期目标。虽然后来由于种种原因,项目未能顺利投入中试,他也深表遗憾。但他勇往直前、不畏艰险的精神还是深深打动了合作组双方的每位成员。
周玉的“勇”还表现在他敢于承担重责,在国际学术舞台充分展示中国学者的风范。作为我国陶瓷界的知名年轻学者的代表之一,周玉在国际陶瓷界具有一定的影响力。他多次应邀参加国际学术会议并担任组织/学术委员会主席、委员或作邀请报告,包括连续4次担任亚太断裂与强度国际会议(APCFS)组织/学术委员会委员,并担任APCFS 2006大会主席、APCFS 2009副主席;分别在第8届环太平洋陶瓷与玻璃技术国际会议、2008年第9届国际能源与环境陶瓷材料及构件研讨会等国际会议上作邀请报告。
周玉的“严”
采访周玉的学生时,他们反映最多的是周玉老师的“严”。
周玉十分信任学生,没有太多的框框,他经常和学生一起制定实验方案,然后让学生自己动手去独立完成。周玉对学生要求十分严格,他定期检查学生的课题进展情况,如果学生没有按时完成任务,他就会给予严厉批评。
当论文工作接近后期的时候,他勉励教导学生,越到后期,越是收获的“季节”,但不能急于收秋,要乘胜追击打歼灭战,以求论文的成果和自身科研能力的提高获得最好效果。周玉的博士生冯海波在论文初稿完成后提出答辩要求。看了冯海波的论文,周玉提出,你的论文还有很大的挖掘空间,如果再深入分析一下,效果会更好!后来,冯海波通过努力钻研,论文最后获得校优秀论文
周玉“严”,但更善于因材施教。他的博士生、2007年入学的孙振淋告诉笔者,他非常感谢他的导师周玉老师和贾德昌老师。他的论文是关于用化学法制备一种耐高温抗氧化的新型陶瓷材料方面的。前一年多的时间一直在失败一探索一失败中徘徊,结果并不理想。但两位导师不仅没有给他压力,而且还经常鼓励他。孙振淋还记得2008年的一次组内汇报,由于没有经验,孙振淋报告作得不好,但周玉鼓励他说:“这种材料,在一个相对低的温度下能够长期使用,也是有成果的!”这句话让他备受鼓舞。孙振淋说:“这句话我会记住一辈子!”目前,经过不断探索,他的论文已经有了头绪。此后,孙振淋又作了一次报告,周玉提出了中肯的意见和建议,认为他在方法和稳定性等方面做得比较好,但要进一步研究工艺的可重复性、材料的抗氧化性、应用前景……周玉的教导让孙振淋很受启发。
(一)招生从2011年招生的情况看,考生主要来自全军作战部队、总部机关、科研试验部队、院校和科研院所等与工程技术密切相关的领域,同时,也有少部分地方高校考生。
(二)教学经过近10年的探索,我们在课程教学上摸索并建立了自己的培养体系。在教学环节上,制定了各工程硕士领域培养方案、培养计划、教学大纲等比较齐全的教学资料。在课程设置中,既设置了基础理论课程,也设置了工程应用课程,在体现研究生水平的基础上,突出专业特色、工程性、实践性和应用性。在课程建设上,根据工程硕士研究生的特点,尽可能选用适合工程硕士研究生使用的教材,制作课件,并为工程硕士研究生提供良好的实验环境。在授课教师遴选上,尽量选用具有工程经验和部队任职经历的教师。其中,高级职称的教师占70%以上。同时聘请试验部队、航天科技集团等单位的专家进行专题讲座、开设课程。在教学的组织与实施上,严格按照工程硕士教学计划开展教学工作,并进行严格的考试。在教学中,全部使用多媒体教室,针对工程硕士特点实行交互式教学,结合高水平的专题讲座,有效拓展学生的眼界、提高工程素质。在校学习时间累计为一个学期。在教学过程中,学院教学督导组进行课程教学检查,教学质量全部为优良。经过课程学习,学生提高了理论水平,具备开展学位论文研究的能力,部队反应良好。
(三)学位论文在学位论文工作方面,实行学校和部队双导师制,论文选题87%为部队工程项目或研究项目,有明确的应用背景和应用需求。总的来看,学位论文工作比较严格规范,学生大部分是来自全军的在职干部,非常重视论文与实际工作相结合。开题报告认真,答辩程序规范,有部队专家参加,把关严格。从已毕业的学员论文情况看,内容多围绕实际工作展开,技术含量较高,多具有较好的军事应用价值。但在中期检查和预答辩方面,有时受部队试验任务的情况的影响,部分学生开展的不够充分。
(四)管理目前,装备学院实施院、系、教研室三级管理模式,各级责任比较明确。规章制度比较健全,研究生的整个培养过程严格按照规定执行。同时建立了比较规范的招生、教学、学位档案,并有专人进行管理。为规范工程硕士研究生在校学习期间的管理,制定了专门的《工程硕士研究生管理办法》。同时,明确要求导师要在工程硕士管理中发挥重要作用,并界定了院内导师和院外导师职责分工。院内导师的主要职责是:参与招生录取,与院外导师联合制定培养方案,与院外导师、研究生共同制定培养计划,承担研究生课程教学,指导和检查研究生的课程学习,协助院外导师指导研究生的学位论文选题、撰写和答辩,参与研究生的考核考评。院外导师的主要职责是:与院内导师联合制定培养方案,并与院内导师、研究生共同制定培养计划,参与或承担研究生部分实践性课程教学活动,指导研究生的学位论文选题、撰写和答辩,参与研究生的考核考评。
(五)办学特色与效果装备学院根据任务确定工程硕士研究生的培养主要面向试验部队,针对国防科研试验任务特征设定专业方向,培养从事国防科研试验任务的高级工程技术人才,办学特色比较鲜明。毕业生主要从事试验管理、规划、组织、试验技术等岗位,完成的工程项目用于国防试验任务中,发挥了重要作用。有100多项已获得军队科技进步奖,涌现了一批以全国突出贡献工程硕士陆晋荣为代表的新型杰出人才,部队对装备学院工程硕士的培养给予了较高评价。
二、工程硕士培养的几点经验
(一)招生上突破传统的单凭考试成绩的模式,提高复试成绩的比重专业学位的教育不同于学术性学位教育,更着重于工程实践和工程技术应用能力的培养。因此,装备学院在招生上改革了以往主要根据入学考试成绩为主的做法,加大复试成绩所占比重。在学生入学考试成绩达到国家基本分数线的情况下,重点考虑复试成绩,并组织专业知识能力水平的测试。专业知识能力水平测试重点考查学生掌握基础理论和本领域专业知识的能力及在实际工作中的运用情况。复试重点考查学生在从事技术研究和工程实践中发现问题、解决问题的能力,以及在改进国防科研试验方法和手段、提高国防科研试验效率中的发展潜能。
(二)正规教学过程,合理设置课程计划和教学安排,科学设置专业方向根据工程硕士研究生的知识结构特点,装备学院认真制定工程硕士研究生培养方案和教学大纲。在课程设置上,既体现了硕士研究生的培养要求,又结合了各工程领域培养特点,在专业设置上更加突出特色。在具体的教学实施过程中,根据试验部队实际工作的需要和学院的教学资源,装备学院与培养单位共同研究确定课程计划和教学安排,使课程的设置既能充实学生的专业基础理论,又能提高学生专业技术能力,使教学安排既能保证教学计划的顺利实施,又不至于影响到试验部队的正常试验任务,必要时学院派教员到部队进行授课。在课程设置上注重学院工程领域的学科特点和试验部队的实际需求相结合。
(三)根据专业学位的培养规律,与科学学位区别对待,突出工程硕士特点参加专业学位学习的学生,与攻读科学学位学习的学生相比,基础知识水平相对薄弱,但工程实践经验丰富,解决实际问题能力很强,而且渴求知识欲望更强。因此,在工程硕士的培养等方面,无论从文献阅读、论文的选题还是学位论文的要求上,都有特别的要求。文献阅读总体上要求量相对少些,但要求学生结合自己的研究方向、工程需要至少阅读10篇最新的专业性的中英文文献,并在论文开题前写出不少于三千字的文献阅读综述;论文的选题要求来源于工程实践任务,有明确的应用背景,具有现实意义和应用价值,并具有进行科学研究的可行性,可以是工程策划、工程设计、技术改造或技术攻关等项目,有一定技术难度和工作量,在于充分体现作者综合运用科学理论、技术和方法解决工程实际问题的能力;学位论文的形式要求也比较灵活,可以是工程设计、研究论文、专题报告等形式,表明作者具有担任专门技术工作的能力,有一定理论意义或实践价值。在学生完成学位论文过程中,加强过程管理,尤其提高学院导师与部队导师的沟通与联系,对学生阶段性成果进行评定和指导,确保论文质量。
(四)根据不同的组织形式采取不同的管理措施学院工程领域工程硕士研究生的培养共有两种组织形式。第一种形式是采取学员“进校不离岗”的方式,经考试被录取为我院工程领域工程硕士研究生后,学生的各种人事关系保留在原单位,平时照常上班,第一年两个学期中,每个学期安排三到四个月的时间组织学生到学院集中学习;第二种形式是采取学院与单位联合培养的形式,双方共同签订培养协议,学生经过考试被录取后,并不到学院上课,而是学院根据培养单位任务情况和学院教学安排,派教员到培养单位进行授课,一般在一年到一年半的时间内完成授课。第一种形式一般用于学生数量较少试验任务并不十分繁重的情况,学员进校后,按照学院内其他全日制研究生的管理要求,共同编班,集中管理。第二种形式一般用于学员数量较多,单位集中,并且试验任务相对较重的情况,这些学员的管理由双方成立联合管理小组来负责,联合管理小组共同管理研究生培养过程中的教学、论文研究、学位论文答辩等工作进程,并监督研究生的培养质量,协商解决在联合培养过程中发生的种种问题。实践证明,成立联合管理小组的做法在研究生的联合培养工作中发挥了重要的作用。
(五)加强工程硕士导师队伍建设导师的水平直接决定学生的培养质量。在提高导师自身教学、科研和学术水平的基础上,装备学院注重加强导师队伍的整体建设,不断优化导师队伍的知识结构和年龄结构,建设一支水平较高、具有相当知名度的导师群体。尤其重视选拔具有丰富工程、试验经验丰富的专家学者充实到工程硕士导师队伍中。队伍中有国家863、973专家3名,获育才金奖6名,育才银奖36名,全军优秀教师11名。目前在学院已形成一支学术水平高、科研能力强又有丰富工程实践经验的学术队伍。在部队已有导师60余名,主要是试验部队的总师和高级工程师。另外,我们充分利用院内外各方面的优势,聘请有关院校、航天科技集团、航天科工集团、全军武器试验研究论证部门、试验基地等单位的教授、专家讲课或举办高水平的专题技术讲座,作为课堂教学的重要补充,此项活动,得到学生的欢迎,使他们在了解学科前沿、开阔视野等方面受益匪浅。
三、存在的问题和解决思路
由于工程硕士研究生教育直接面向用人单位,培养具有专业实践能力的应用型高层次专门人才,受到了部队的普遍欢迎。但由于种种因素的影响,学院的工程硕士培养还存在一些不足。
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。”
1.国内飞行器制造工程专业人才培养现状
随着我国飞机保有量和需求量快速增长,以及为实现从“航空航天大国”向“航空航天强国”发展、提升航空航天工业水平而实施的“大飞机”等项目产业政策的推进,我国对飞行器制造方面的专业人才需求不断加大。近些年,各类高校依托教学科研优势,不断加强或开设了飞行器制造方面的专业,提高了行业参与度。至今,办此本科专业的有西北工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、南昌航空大学等十多所高校。各高校依托自身的优势,积极开展专业特色化建设,培育自身的专业特长。如西北工业大学偏向于CAD/CAM集成的数字化制造技术、北京航空航天大学突出于板料成型技术专业教学和实验、中北大学以飞行器特种制造为特色等,形成了面向飞机制造、适应航空航天发展要求的课程培养体系,培养出一批具有飞行器制造工艺技术的航空航天类人才。
从2002年开始,我国高校开始重视本科专业教育教学实习基地的建设,并以此为依托加强学校与企业的交流与合作,如带领学生深入企业进行现场教学、企业人员为学生讲课(讲座)、征求企业意见制订专业培养计划、订单培养等。我校飞行器制造工程专业主要面向航天航空飞行器产品制造等相关产业培养钣金、铆接、装配技术类高素质应用型本科人才。由于本专业开办时间短,目前我校在飞行器制造工程人才培养方面仍处在探索阶段。加强实践教学已成为飞行器制造工程专业人才培养模式的必然选择,而其中最有效的途径是校企合作。
2.校企“3+1”合作办学的优势
3+1校企合作办学指前三学年的培养在校内进行,第四学年除部分课程及实验教学在学校完成之外,其他现场课教学、生产实习、课程设计、毕业设计等环节均在企业内实施,以强化学生工程实践、动手能力及综合素质的培养,简称“3+1”合作办学模式。校企合作办学“3+1”模式,这种合作教育能够实现工学结合,为学生提供在真实工作环境下学习的机会,是实现应用型工程技术人才培养目标的有效途径,也是与就业联系最密切的一种教育模式。
由于有很多限制条件,学校无法投入过多资金购置像企业的一些精密加工设备作为教学仪器设备,所以学生在校内学习期间只能在理论上了解基本成形原理和方法,根本看不到实际的设备及生产工艺过程,也就无法掌握一些知识。而合作教育提供的教学手段和设备资源,弥补了学校的教学条件的不足,解决了教学与生产实际脱节甚至落后于生产现状的严重问题,实现了校企教育资源的优势互补。
学生在航空航天企业生产实践过程中会认识到,一个不受社会和企业欢迎的人是无法发挥才干的。到企业后,学生清楚地了解了用人单位人才需求目标,了解了作为飞行器制造专业的工程技术人员必须重点掌握的知识,明确了学习目的和方向,增强了学习主动性。在专业知识对生产过程发生作用的亲身体验中找到了成就感和危机感,提高了学习兴趣,明确了专业思想,树立了学以致用、理论联系实际的观念,使就业观念和定位更符合社会与航空航天企业的需求,且学生就业之后,表现出的工程意识、创新意识和适应工作岗位的能力都明显增强。
3.飞行器制造工程专业校企“3+1”合作办学模式探析
我校长期以来,一直与一些航天企业有着较好的合作关系,并与其建立了校外实习基地,如中国航天科工集团柳州长虹机器制造公司、桂林航天电子有限公司等。这些公司每年都会吸收一批本科毕业生,以补充和优化专业技术人员结构。本科生在外语、计算机及基础知识等方面表现出了一定的优势,但普遍存在本科生专业知识与航空航天生产过程的需求脱节比较严重、独立解决现场实际问题的能力非常薄弱,同时表现出对社会及企业的了解甚少,融入工作环境的协作精神比较欠缺等问题。这正是毕业生和企业共同担心的问题。这些公司在航天专业技术领域与我校飞行器制造工程专业在培养学生过程中需要的全部专业知识具有良好的适应性。可见校企及学生三方都有合作办学需求的基础。
3.1合作办学模式的定位
飞行器制造工程专业人才培养采取校内培养和企业联合培养的方式,即学生在校期间的学习分为校内学习和企业学习两部分。学制4年采用“3+1”模式,即3年校内通识类课程、大类学科基础课程、核类专业基础和专业课程的理论与实验教学,着重加强学生基本知识、基本理论和基本技能的学习、锻炼和培养;累计1年(主要集中在第四年)校外企业核类部分理论课程和实践教学。重点是最后一个“1”的环节,具体而言在这一年的校外企业实践教学环节中实行“部分专业课+课程设计+生产实习+毕业论文(设计)”的集成化教学方式,着重培养学生获取知识、分析问题和解决问题的能力及创新能力。
3.2“3+1”校企合作办学的主要特征
3.2.1规范选拔机制,组建一支优秀学生队伍。第四学年初,学校需要在飞行器制造工程专业组建实验班进行统一编班授课。学生自愿报名的基础上,根据学生前三年在校成绩及获奖等综合素质表现,择优选拔出一定数量的学生,成立“飞行器制造工程专业‘3+1’校企合作试验班”。规范的选拔机制应公平公正,公开透明,也是对低年级学生的一种激励。再则,一支高素质学生队伍是校企合作有效办学的重要保障。
3.2.2校企双方共同制订和实施培养计划。试验班的培养计划和教学大纲应由我校机械工程学院牵头,与企业共同协商制订,将学校教学过程和企业生产过程紧密结合,校企共同完成教学任务,使学生在掌握一定飞行器构造、飞行器制造工艺与工艺装备的基础理论和专业知识基础上,具有钣金、铆接和装配等基本操作技能,能够从事飞行器产品零件的设计、生产及装配、工厂生产管理和服务于第一线的工作的能力。实验班往往会加入部分企业需要的专业课程,学校无法完成的可由在企业中聘请的兼职教师到学校讲授。部分实践教学依据学校实验设备条件和企业生产进度协调安排。课程设计、毕业设计选题应尽量来源于企业的生产实际。
3.2.3建立校企双向管理制度。学生实践活动期间,不仅要保障学生安全和日常教学活动,还不能影响企业正常生产,因此,应严格实行校企双向管理制度。学生的劳动纪律考核应由企业负责,尽量与员工保持同步。校企双方应各派一名专职辅导员,有利于学生日常行为和具体事务协调与管理。由于航天企业有其特殊性,教学管理程序要适应航天企业产品研制与生产中的相关保密规定。
3.3“3+1”校企合作办学实施的保障措施
许多学校在开展校企合作办学的过程中,企业合作积极性不高,教学主体在实施过程中缺乏企业的实际参与和互动等问题。为了实现校企双赢的合作关系,保障校企关系持久稳定,要在以下两方面下工夫。
3.3.1寻求学校、学生与企业三方协调。学校有教学任务,学生有就业任务,而企业有其生产任务,校企合作教育应该在学校、学生与企业三者间寻求协调和统一,在学校教学管理部门、二级学院和专业教师的精心组织与周密安排下,加强与企业的沟通和联系,加强与企业兼职教师之间的合作与协调。校企之间要协同制定相应制度,明确各自在应用型人才培养过程中的职责,成立专门部门,负责协调校企合作各项事宜,真正做到有政策制度的保障。特别要健全学生在企业实践学习阶段的教学质量考核与评价体系,优化企业对试验班毕业生的择优录用机制。
3.3.2培养高质量“双师型”教师队伍。近年来,为了加强师资力量,学校引进不少拥有博士学位的毕业生补充到我校飞行器工程专业教师队伍中,他们虽然有扎实的基础理论,但工程实践背景比较薄弱。因此,师资队伍建设中,除注重学历、年龄和职称结构外,还特别强调教师的航空航天企事业单位工作经历和工程实践背景。为了加强专业课教师工程实践能力的培养,学校要鼓励或创造条件让来自高校或没有一线工作经历的教师到相关企事业单位挂职,增强实践能力,以促进校企合作教育的开展。
4.结语
合作办学是以学生为中心的,在合作教育所有效益中,适合人才市场需求,提高学生的就业能力是利益的核心。校企合作办学让高校走向企业,也让企业走进高校,将高校的理论教学与企业实践有机融为一体。这种办学模式对促进飞行器制造工程专业创新人才培养模式、拓宽人才培养思路非常有利。
参考文献:
[1]蔡向朝.积极探索校企合作的形式与内容[J].西安航空技术高等志科学校学报,2005,23(5):23-27.
同志在党的十七大报告中在谈到扩大人民民主,保证人民当家作主时提出:“加强公民意识教育,树立社会主义民主法治、自由平等、公平正义的理念.”“公民意识”一词首次出现在党代会的报告中,引起许多人的关注.不断加强学生的爱国主义、集体主义和社会主义思想是公民意识教育的灵魂,加强思想素质教育对学生健全人格的形成,对未来合格公民的培养都具有重要意义.因此,作为初中物理教师,笔者在教学中始终注重加强对学生思想素质教育,如在《宇宙探秘》的教学中,可以给学生介绍钱学森,钱三强等物理学家的故事和我国载人航天工程的进展:2003年10月15日,“神州五号”载人飞船发射成功,中国首位航天员杨利伟带着中国人飞天的千年期盼,梦圆浩瀚的太空;2008年9月27日由翟志刚实现了中国航天史的第一次“太空行走”,这是一个古老民族的壮丽跨越;2013年6月11日,我国航天员张晓光、王亚平和聂海胜驾乘“神州十号”载人飞船成功进入太空,王亚平为全国的中小学生进行太空授课,展示在失重状态下一些有趣的地球上无法完成的实验.我国载人航天工程不断飞速发展,走到世界前列.把物理学上的辉煌成就和物理科学家的献身精神紧密地结合到初中物理教学中去,从而进一步激发学生的爱国主义热情,增强学生的民族自豪感,激发学生求知欲望和探究宇宙的欲望,帮助他们树立为祖国献身的远大理想,在课堂教学中潜移默化地培养学生的思想品德教育.
2在课堂教学中实时对学生渗透安全教育
近几年来,安全事故频繁发生,给人们特别是青少年学生带来巨大伤害,为了减少安全事故的发生,在物理课堂教学中渗透安全教育是十分重要的.在我们日常生活中,有哪些与物理知识有关的不安全因素?它们对我们有哪些危害?例如学习《摩擦力》这一节时,首先向学生介绍2016年4月2日沪宁高速常州段发生特大的交通事故,造成两辆货车和五十多辆小汽车追尾的重大事故,造成重大人员的伤亡.从物理的视角看,下雨后路面有积水,摩擦力减小,汽车在高速公路上行驶.在汽车对路面的压力不变的情况下,路面光滑,摩擦系数减小,使摩擦力减小,行车的危险性加大.通过查阅相关资料以及所学的知识,使我们掌握下雨天如何安全驾驶车辆,降低汽车行驶的速度和适当增大车辆之间的距离.物理来源于生活,物理教师结合课本中的有关内容,利用身边具体生活实例创设物理问题的情境,使学生深刻理解物理知识,同时加强安全教育的渗透,提高初中生的公民意识,安全无小事,从我做起.