面向航天发展需求的空间科学拔尖创新人才培养体系

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:该文以西安电子科技大学空间科学与技术学院钱学森空间科学实验班的育人实践为例,研讨面向我国航天事业发展需求大背景下高校院系层面的空间科学领域拔尖创新人才培养体系,探索航天后备人才高校培养阶段的现实育人举措和育人途径。

  关键词:航天事业;拔尖创新人才培养;钱学森空间科学实验班;

  航天科技是人类智慧的集中体现,也是21世纪世界强国重点发展的领域。迈入新的历史发展时期,习近平总书记多次就航天事业的发展作出指示,中国载人航天“三步走”战略的最后一步——空间站时代已经到来,接踵而至的航天前沿任务和蓬勃向前的航天事业发展对空间科学领域人才的需求与日俱增。如何满足我国航天事业快速蓬勃发展大背景下对人才的需求,培养可成为我国空间科学领域拔尖创新人才的新时代青年力量,是如今高校面临的重要课题。

1 钱学森教育思想及其对空间科学拔尖创新人才培养的指导意义

  21世纪,国家发展的核心在于科技创新,在于培养大批科技创新型人才。作为中国航天之父,钱学森是中国当代航天事业的科学巨匠,也是一位杰出的教育思想家。2005年,温家宝看望钱学森,钱老怀着对中国科学的深切关怀发问:“为什么我们的学校总是培养不出杰出的人才?”这道关于中国教育事业发展的艰深命题,引起了整个教育界乃至社会各界的共同关注。

  在深入研究了我国科技创新人才的培养现状后,钱学森提出现代科学技术体系和“大成智慧学”思想,构建了大成智慧教育体系,在传承和发扬马克思主义哲学的基础上,主张将经验、科学、哲学三者综合集成起来,使各门科学知识相互渗透、相互统一,用培养科学技术发明创新人才的模式办学,使培养出来的学生拥有独特的创新力。钱学森晚年总结他在美国20年奠基、在中国航天近30年实践、毕生近70年的学术思想,形成了“系统论”的思想体系,系统工程至今仍在中国航天及社会经济教育各个领域有着广泛而深入的应用,成为中国航天文化的重要指导思想之一[1]。

2 空间科学拔尖创新人才培养现状与思考

  2010年,《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》提出要把培养拔尖创新人才作为教育改革和发展的重要方向。2015年,《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》明确表示,在“创一流”的过程中要“突出人才培养的核心地位,着力培养具有国家使命感和社会责任心、富有创新精神和实践能力的各类创新型、应用型、复合型优秀人才”。随着《基础学科拔尖学生培养试验计划》《基础学科拔尖学生培养计划2.0》等文件的相继颁布,高校拔尖创新人才培养的内涵逐渐明晰:高等学校需要培养的拔尖创新人才是指要具有高尚的思想品德、厚实的专业基础、突出的创新能力、超强的实践能力、明确的奋斗目标、宽广的国际视野和良好的综合素质的厚博精深型人才。

  航天技术是综合性技术,从人才培养角度来看,航天事业领域更需要培养知识面广、综合能力强的复合型创新人才,这也与钱学森大成智慧学思想和系统工程理念不谋而合。目前,国内高校面向空间科学领域的拔尖创新人才培养仍有较大的发展空间,在航天领域尚无成熟的拔尖创新人才培养布局和人才培养实践探索,且在拔尖创新人才培养过程中存在如下问题:

  (1)家国情怀与专业教育耦合不紧。现阶段,拔尖创新人才培养过程中,学生的家国情怀与专业教育仍未实现有机结合,缺乏深刻的教育内容和切实有效的思想引领。

  (2)人才培养与新工科要求不适应。未来经济社会发展需要具有复合学科背景、可解决复杂问题的高素质复合型新兴工科专业人才,而目前高校人才培养方案和课程体系设置仍无法完全适应。

  (3)创新实践能力不强。航天等各领域“卡脖子”问题和关键技术的解决急需具有超强实践能力、创新能力的拔尖领军人才,而当前大学生日常教学重理论轻实践、重学习轻创新,缺乏系统思维和成熟、通用的创新实践能力训练模式。

3 空间科学拔尖创新人才培养体系探索实践——以西安电子科技大学空间科学与技术学院钱学森空间科学实验班为例

  3.1 钱学森空间科学实验班的成立与特色

  作为我党我军创办的第一所工程技术学校,西安电子科技大学一直延绵着中国高校最长的红色根脉,形成了以工为主、多科并进、面向国防前沿和国家重大需求的鲜明特色。党的十八大以来,作为信息特色鲜明的行业型高校,西安电子科技大学秉承“全心全意为人民服务”的办学宗旨,始终坚持追求以培养“爱国进取、创新思辨、厚基础、宽口径、精术业、强实践,具有国际视野的行业骨干和引领者”为目标,育人部门同心同德,育人举措同频共振。

  为接续培养航天事业发展的后备人才,2014年10月,西安电子科技大学钱学森空间科学实验班正式揭牌成立,依托空间科学与技术学院建设。这是国内高校开办的第五个以“人民科学家”钱学森之名命名的实验班,是西安电子科技大学面向我国航天事业和空间科学快速发展需求而设立的拔尖创新人才培养项目,是大成智慧学思想的在高等教育领域的实践案例,也是探索“钱学森之问”的生动实践。

  西安电子科技大学钱学森空间科学实验班聚焦空间科学领域拔尖创新人才培养,以航天事业发展对空间科学领域人才需求为导向,以航天先驱、人民科学家钱学森的大成智慧学思想为指导,基于大成智慧教育工程框架拓展构建了钱学森空间科学拔尖创新人才培养模式,结合学校优势学科定位于空间科学领域、航天工程技术与电子信息专业基础的复合型创新人才工科基础和菁英教育,培养“厚基础、宽口径、强实践、高素质”且具有家国情怀的拔尖创新人才。

  3.2 钱学森空间科学实验班的创新育人实践

  西安电子科技大学空间科学与技术学院以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,面向空间科学发展战略需求,以钱学森空间科学拔尖创新人才培养模式为先锋试点,获批教育部“三全育人”综合改革试点院系支撑扶持钱学森班人才培养,引导学生在知识学习和成长发展中担当建设航天强国的时代重任[2]。

  3.2.1 构筑航天文化和钱学森精神双支撑的思想引领航标

  (1)融入航天底色,打造思政金课。以钱学森班为试点推进课程思政改革,以课程思政培养目标“映射矩阵”规范课程思政标准,形成“课程思政”课程群,建立课程思政案例库。组织航天专家包为民院士、力学专家郑晓静、“探火”总师张荣桥、“天宫”总师杨宏、“嫦娥”总师杨孟飞等名师形成课程团队走进课堂,以航天精神为内核共同打造课程与思政交融、科技与情怀共通的系列航天金课,

  (2)探索多元平台,深耕网络育人。以钱学森班学生为骨干力量构建起了由学院网站、微信、抖音、B站和QQ多维联动的网络思政育人融媒体矩阵,打造“平‘语’近人小课堂”系列漫画微党课、“我为家乡代言”时代Vlog、“航天金课”系列微视频等网络思政爆款作品,用耳熟能详的语言、喜闻乐见的形式、普遍认可的道理,弘扬主旋律、传播正能量。

  (3)打造品牌活动,坚持以文化人。以打造航天精神和钱学森精神双文化品牌作为钱学森班人才培养的精神航标与奋斗追求,在钱学森班拔尖创新人才培养过程中将学院航天特质文化融入学生的理想信念,变成学生的行动实践。“航天文化节”“星空系列活动”“‘人民科学家——钱学森’主题诗朗诵”“钱学森精神教育实践基地”等活动受到广泛好评。

  3.2.2 完善学科交叉融合、素质全面发展的人才培养方案

  (1)厚数理基础、宽发展口径:强化数理基础课程,与普通空间科学与技术专业相比增加数理基础课程2门,整合提升2门,数理基础课程学分增加11.5学分,并将其贯穿大一到大三3个学年;跨学科设置课程体系,专业课程涉及电子信息类、工程力学类、航空航天类、兵器类、化学类等多个专业类基础课,为学生读研深造提供更宽口径。历年毕业学生深造专业遍及航空宇航科学与技术、仪器科学与技术、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等多个学科。

  (2)注重综合素质,优化评价指导:对标大成智慧思想,将课堂讲授与社会实践相结合,设置钱学森科学思想与航天精神、航天专家面对面、音乐欣赏与合唱、传统文化调研、社会热点问题讨论等航天文化课程和人文素养课程,40%以上的学生参与了新加坡国立大学、英国曼彻斯特大学等交流和联合培养项目,提升国际化胜任力;改革人才培养教育评价标准,引入综合素质动态评估机制,从学习成绩、思想道德修养、学术科技与创新创业、社会实践、技能培养与文化修养5个方面进行考核;实行一对一导师制,小班教学基础上为每位学生配备成长导师,分层次开展学涯规划指导、专业学习引导、科研能力提升、综合素养强化,全员覆盖、全程领航。

  3.2.3 搭建贯通学思践行、突破创新能力的实践训练模式

  (1)打通创新实践能力训练体系。将各课程实验、专业实验、创新创业课程实践等化零为整,基于不同年级学生训练要求和能力方向整合形成内容不断深化、能力层层递进的“计算训练项目—基础训练项目—综合训练项目—创新训练项目—系统工程训练项目—毕业设计”创新实践能力训练体系,依托一对一导师制进行个性化培育,利用学生创新俱乐部和实习实训基地建设训练平台培育创新拔尖人才的科学视野、创新思维和实践能力。

  (2)打造航天系统工程实验项目。整合现有资源综合建设打造微纳卫星亮点工程实验室,以小卫星设计为主线,对完整卫星工程流程进行适当的裁剪和简化,形成一站式实验体系,以一个航天整体任务为例,针对钱学森班学生特点,从基础理论、系统设计、研究创新等方面循序渐进地推进航天系统工程实验,支撑每学年钱学森班90余人完成系统仿真、卫星设计、集成测试、卫星试验以及在轨测控、数据处理等具体实验任务,使学生沉浸式感受、经历航天系统工程设计的过程。

  3.3 钱学森空间科学实验班的育人成果

  3.3.1 人才培养质量见成效,优秀学生层出不穷

  学生理想信念坚定,2016届、2021届钱学森空间科学实验班毕业生均实现100%读研,“最牛班集体”不断涌现,五届毕业生90%以上投身航天事业相关领域的学科继续深造;实践能力突出,钱学森班学生叶向阳、张子恒、蔡信岳研制“空间实验一号”皮卫星,并于2015年9月9日随“一箭20星”计划发射升空,实现了在校生的“卫星梦”;创新素质优异,钱学森班学生参与的“天眼卫士”无人机智能监控、“智能数字对讲机”2个项目获“互联网+”创新创业大赛国家金奖,80%的学生参与了航天类双创实践,在“北斗丝路杯”创新创业挑战赛、中国“互联网+”大学生创新创业大赛等创新创业竞赛和电赛、数模竞赛、数学竞赛、物理竞赛等学科竞赛中共获各种奖项200余项;综合素养全面,申德才创办家乡莱芜市(现为济南市莱芜区)最大学生公益组织投身志愿服务,陈铭睿在“纪念改革开放四十周年演讲竞赛”中摘得特等奖桂冠,王一鸣作为学校主持人团团长参演精品话剧《永不消逝的电波》。

  3.3.2 拔尖创新人才培养模式收获广泛赞誉,辐射推广示范作用明显

  (1)以点带面辐射其他专业和全校人才培养实践。面向钱学森班首先试点开展的课程思政、网络思政、“航天金课”等举措经过不断积累和实践验证,推广至学院其他专业和学校人才培养实践。其中,“航天金课”辐射校内外约5万人受益,现已开讲11堂,并同步录制MOOC和短视频版,为后续课程提供网络资源支撑;建成了一批全国一流的优质教学资源,获批1个国家一流本科专业、1个省级一流本科专业,3门国家一流本科课程,1门省级一流本科课程,2个省级教学实验中心,1本省级优秀教材,优化学生成长环境;成功获批教育部第二批“三全育人”综合改革试点,成为学校“三全育人”改革的先行试验田,与上海大学等校外单位多次交流“三全育人”改革经验。

  (2)特色做法获高度评价和媒体广泛报道。《人民日报》、新华网等多家媒体报道钱学森空间科学实验班“最牛班集体”事迹;钱学森班网络思政、战疫思政、文化活动等人才培养工作经验获《中国青年报》、“学习强国”学习平台报道10余次,相关研究工作获批教育部人文社科辅导员专项、陕西省教育改革项目、陕西省网络思政研究项目等,荣获陕西省思想政治工作优秀研究成果等荣誉,并在教育教学论坛上与国内其他高校交流推广6次。

4 空间科学拔尖创新人才培养体系研究思考

  钱学森空间科学实验班是西安电子科技大学致力于钱学森空间科学拔尖创新人才培养体系研究的重大探索,是培养新时代拔尖创新人才和航天事业发展新生力量的重要尝试。历经近8载实践,体系研究和改革举措涵盖人才培养理念、课程培养方案、能力训练体系和家国情怀教育等多个层面,探索出了一条钱学森科学精神和大成智慧思想指引下的空间科学拔尖创新人才培养路径。

  (1)革新人才培养理念,培育“厚基础、宽口径、强实践、高素质”且具有家国情怀的拔尖创新人才。空间科学拔尖创新人才培养应当紧紧抓住国家航天事业重点跨越快速发展的战略机遇,将家国情怀教育与专业教育紧密耦合,培养真正数理基础扎实、实践能力突出、领军才能和人文素养兼具的复合型拔尖创新人才,使学生具备空间科学、航天科技和电子信息等多学科的卓越专业才能,以期推动空间科学领域可持续发展。

  (2)升级人才培养方案,打造家国情怀为根基、素质发展为筋骨的培养模式。将航空航天类、电子信息类、力学类、控制类等多专业背景课程和丰富的文化艺术课程引入培养方案,注重人文素养、科学素养、实践能力的多方面培养,重点培养学生的批判思维能力、逻辑推理能力、创新实践能力、自我学习与独立发展能力和良好的人文、艺术及社会科学素养,不仅解决了学生本科阶段对于各专业认识不深、渴望多尝试多探索的实际需求,更为学生进入实际航天工作领域适应复杂复合航天工程任务打下基础。

  (3)构建协同育人平台,强化学生解决复杂工程问题的创新实践能力。将“借外力”与“修内功”相结合,对外建设高校与航天院所/企业深度融合的创新协同育人平台,构建优势互补、互助共建、科研反哺的人才培养共同体;对内以系统工程思想为指引,以培养自主创新、解决“整体航天工程问题”为导向,打造科学教研一体多层次创新人才培养基地和新工科实验教学示范基地[3]。

参考文献

  [1]杨钰婷,甄浩.高校拔尖创新人才培养路径探析:基于大成智慧教育思想[J].大学教育,2019(8):150-153.

  [2]黄卓然.钱学森科技创新人才培养思想研究[D].长春:东北师范大学,2019.

  [3]俞琳.钱学森大成智慧型人才培养的案例研究[D].武汉:华中师范大学,2014.

作者:席慧 单位:西安电子科技大学

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