国际一流大学航空航天类专业人才培养体系分析启示

来源:用户上传      作者:武志文 孙国瑞 李航

　　摘要：航空航天事业的发展集中体现一个国家的科技发展水平，航空航天类专业人才的培养是国家航空航天事业发展的重要基础和保障。文章在梳理国际一流大学航空航天类专业的人才培养体系后，对其专业设置、课程分类特点等方面进行全面分析研究，从中总结经验，为北京理工大学航空航天类专业的教学改革提供参考。
　　关键词：航空航天类专业;人才培养模式;培养体系
　　中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）15-0001-03
　　 引言
　　航空航天事业代表着一个国家的科技工业发展水平，是促进国家科学技术发展、增强国家安全以及加速社会发展进步的中坚力量。加强航空航天类专业教育，培养具有创新能力的航空航天类专业人才，满足我国长期的战略发展需求[1]。而大学本科教育是高、精、尖人才的基石，培养出大批具有国际竞争力的航空航天类专业本科人才，是我国航空航天事业发展的当务之急。本文在梳理国际一流大学航空航天类专业的人才培养体系后，对其专业设置、课程安排等方面进行全面分析研究，从中总结经验，为北京理工大学及我国航空航天类专业的教学改革提供参考。
　　一、国际一流大学航空航天类专业情况概述
　　美国在航空航天领域具有多所国际知名高校，代表性的高校有斯坦福大学、佐治亚理工学院、麻省理工学院和普渡大学。英国作为欧洲的航空航天强国，帝国理工学院一直发挥着不可或缺的作用。而清华大学、北京大学作为国内顶尖一流院校，为我国的航空航天部门输送了大量人才。因此，本文则主要针对斯坦福大学、佐治亚理工学院、麻省理工学院、普渡大学、帝国理工学院、清华大学、北京大学做比较分析。
　　二、航空航天专业本科人才培养模式的比较
　　（一）培养模式
　　美、英的院校设置专业均为航空航天类，且均按统一专业进行培养[3-6]。国内的清华大学、北京大学也是采用类似的培养模式，但略有不同的是，将航空航天类专业作为机械类或工学类的一个分支专业进行统一招生，待学生进行一二年的基础教学后，根据学生的志愿和专业限制人数，部分学生分流至航空航天类专业继续研读专业性课程[7，8]。
　　（二）总学分
　　一般大学均设定明确的学分要求，如斯坦福大学航空航天工程专业要求总学分113—119学分[2]，佐治亚理工学院航空航天类专业要求总学分132学分[3]。但也有部分院校将本科一年级的课程单独做要求，如普渡大学航空航天工程专业在要求总学分130学分的同时，另需满足一年级工程的统一课程要求[4]。麻省理工学院航空航天专业在要求总学分228学分的同时，同样另需累计修满19门全校统一要求课程[5]。还有部分院校并未对总学分进行明确要求，如帝国理工学院的航空航天类专业仅按学年进行课程规划安排[6]。由于国内外院校的教学模式差异，国内的课程量偏大，总学分设置也普遍高于国外大学，如北京大学、清华大学航空航天类专业要求总学分均大于145学分。
　　（三）课程分类
　　在课程分类方面，各个院校分类相似，大致分为基础类、专业类、公共选修类这三大类，但具体的细化并不相同，如斯坦福大学将开设课程细化为数学类、科学类、科学类选修课、社会科学类、工程基础类、工程基础类选修课、航空航天专业领域类这七大类[2]。佐治亚理工学院则将开设课程分为健康教育、核心课程、主修课、非专业必修课和自选课这五大类[3]。国内大学的课程分类大致相同，如北京大学将开设课程分为公共与基础课程、核心课程、限选课程和通识与自主选修课程等。清华大学将开设课程分为通识教育、专业教育和自由发展课程等几大类。综合几方面的对比分析，本文详细分析北京理工大学航空航天类专业的培养情况。
　　三、北京理工大学航空航天类本科人才培养模式和改革
　　（一）航空航天类本科人才培养的基本情况
　　北京理工大学航空航天类本科人才的培养主要集中于宇航学院。根据学校“强地、扬信、拓天”的总体发展战略，宇航学院于2008年12月30日正式成立。目前设置飞行器工程、飞行器控制、发射与推进工程、力学四个系，深空探测技术、分布式航天器系统技术、大型空间结构动力学与控制、无人飞行器自主控制四个研究所。开设飞行器设计与工程、航空航天工程、飞行器动力工程、武器发射工程、探测制导与控制技术、工程力学六个本科专业[9]。近些年来，学院在秉承“延安根、军工魂”精神文化的基础上，提出了“矢志航天、扎根国防、注重基础、着力创新、校企协同、国际参与”的人才培养模式。面向我国航天领域对高素质领军人才的要求，以培养“胸怀壮志、明德精工、创新包容、时代担当”的领军领导人才为目标，构建航空航天大类课程体系与本硕博贯通培养体系，提供跨阶段、多层次的课程模块，满足学生直接就业、继续深造与自主创新创业等不同成才路径的需求。
　　（二）航空航天类本科人才培养改革措施
　　1.培养模式改革措施。（1）大类招生模式。学院成立之初，按照六个专业进行招生与培养。自2013年9月起，学院开始实施大类招生，将飞行器设计与工程、航空航天工程、飞行器动力工程、武器发射工程、探测制导与控制技术五个专业统一为“航空航天类”大类招生;2017年，又将学院内开设的工程力学专业合并至“航空航天类”大类招生;2018年，学院进一步实施“书院制”培养模式，与机电学院联合成立了“精工书院”，并统一按照“航空航天与武器类”专业招生。（2）培养方案。宇航学院各专业于2016年重新修订了本科生教学培养方案。2016版培养方案各专业构建了基于两个层次和三大课程模块的课程体系结构。两个层次分别为：基本层次、高端层次。三大课程模块分别为：基础课程模块、专业课程模块、实践训练课程模块。两层次三模块的不同模式搭配，满足不同类型人才成長的需求。 　　2.课程质量提升。课程设置不仅要灵活，课程的质量也是关键。国际一流大学一般都开设了大量选修课程供本科生选择，并根据选课情况对开设课程进行动态调整，使课程得到“优胜劣汰”。为此，学院近来非常重视课程质量的提升问题，淘汰“水课”、打造“金课”。宇航学院每年都会在部分专业课中聘请国际知名教授、航天企业界总师为本科生授课，从师资队伍的结构上保证课程的高质量，提高学生的国际视野以及与工程领域紧密结合的理念。宇航学院有《弹性力学》《飞行器视觉技术》《网络系统协同控制》三门课程正在开展世界一流大学对标课程建设项目;《材料力学（全英文）》《理论力学（全英文）》课程已经作为MOOC课程上线;《力学概论》被评为国家级精品视频课;“微重力环境下大型航天结构展开虚拟仿真实验教学项目”获批教育部航空航天类虚拟实验项目。
　　3.加强实践性课程。宇航学院为了充分培养学生的实践能力，打造了校内和校外结合的实践教学平台。校内实践平台主要有国家级武器系统虚拟仿真实验教学中心、北京市级航空航天工程实验示范教学中心、北京市基础力学实验示范教学中心等。校外实践基地主要依托航空、航天、兵器等国家重要的企业建设校企联合培养基地，目前已成立了中国空间技术研究院（国家级工程实践教育中心）、兵器工业203所（国家级大学生校外实践教育基地、国家级工程实践教育中心）、西北工业集团有限公司、西安飞机工业集团有限责任公司、空空导弹研究院、清华机械厂、晋西工业集团、沈阳飞机工业集团有限公司等多处校企联合培养基地。
　　此外，学院设置创新实践学分，鼓励学有余力的本科生尤其是大三、大四学生提早进入实验室，参与教师科研项目以及参加航空航天类的竞赛创新活动等实践创新项目的本科生可以获得相应学分。探索以兴趣培养、专业认知、实践动手和科技创新为主线的一体化创新实践培养模式。通过积极组织，目前航空航天类专业学生近年来积极参与了各种国际国内航空航天类竞赛并获奖，年均获国家级奖项10项左右，如2017年获得国际机器人挑战赛单项冠军（奖金35万美元）、2018年英国国际大学生飞行器设计大赛载重飞行冠军等。
　　4.鼓勵国际交流。著名大学的一流办学能力离不开其国际学术交流。近年来，学院积极开展国际学术交流活动，已与慕尼黑工业大学、荷兰代尔夫特理工大学、加拿大西门菲莎大学、莫斯科国立鲍曼技术大学、萨马拉航空航天大学、西班牙马德里理工大学、加泰罗尼亚理工大学等国际著名高校建立长期合作关系，每年都会选派一部分本科学生赴上述国际著名大学完成毕业设计。
　　（三）国际一流大学办学特色对北京理工大学的启示
　　通过与国际一流大学的培养模式比较分析可知，虽然学院一直在改革创新，但仍有部分方面有待提升。因此，国际一流大学办学特点对北京理工大学航空航天类专业建设的有如下启示：
　　1.继续推进大类培养。实施以大类招生、大类培养和书院制为核心的人才培养改革，在目前一年级课程大类打通的基础上，继续完善航空航天类专业的培养方案，实施“SPACE+X”计划，从专业建设、人才培养模式、课程建设、创新创业能力提升、教与学激励机制等方面实行教育教学改革，形成适应大类培养的“通识教育+大类基础+专业贯通”的航空航天类专业课程体系。
　　2.打造核心贯通课。整合宇航学院各本科专业的专业课程体系，每个专业以模块化、系统化的方式建设1—2门专业核心贯通课，满足航空航天大类培养的新模式;围绕专业核心贯通课，统筹推进每个专业优质课程建设，精品教材编写以及教学成果的凝练，继续打造专业“金课”。
　　3.加强实践创新和国际化教育水平。国际化交流、创新实践教学是提升学生综合素质必不可少的环节。结合学院的自身情况，学院将鼓励各系组织教师开放实验室，以增加本科生的创新科研教学。聘用专职或兼职创新竞赛教职人员，对本科生进行统一或局部的创新竞赛教学。此外，加大本科生国外联合培养、国际暑期学校的力度，拓宽本科生的国际化视野，增强本科生的就业竞争力。
　　四、总结
　　本文梳理了国际一流大学航空航天类专业的人才培养体系，对其专业设置、课程分类特点等方面进行全面分析研究，从中总结经验，为北京理工大学航空航天类专业的教学改革提供参考。
　　参考文献：
　　[1]朱宪伟，杨夏.国际一流航空航天类专业人才培养体系特点分析[J].高等教育研究学报，2011，34（1）：43-45.
　　[2]斯坦福大学，https：//aa.stanford.edu/academics/undergraduate-program/minor.
　　[3]佐治亚理工学院，http：//catalog.gatech.edu/programs/.
　　[4]普渡大学，https：//engineering.purdue.edu/ENE/Academics/FirstYear/FYEReqs.
　　[5]麻省理工学院，http：//aeroastro.mit.edu/academics/undergraduate-program/curriculum-and-requirements.
　　[6]帝国理工学院，http：//www.imperial.ac.uk/study/ug/courses/aeronautics-department/aeronautics-spacecraft-engineering/#structure.
　　[7]北京大学，http：//aero.pku.edu.cn/zsyjy/bk/235583.htm.
　　[8]清华大学，http：//www.hy.tsinghua.edu.cn/publish/hy/1533/index.html.
　　[9]北京理工大学，http：//sae.bit.edu.cn/xygk/xyjj/index.htm.
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