航空航天學科校企合作探討
時間:2022-05-16 11:19:51
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摘要:航空航天技術是21世紀最活躍、發展最迅速,對人類社會生活最有影響的科學技術領域之一,航空航天學科的人才培養需要符合這一科學技術領域的應用要求。通過分析航空航天產業的特性,對比分析國內外經典校企合作培養模式,航空航天學科背景下校企合作的深度融合,注重學生創新意識和實踐能力的培養,提升學生的開拓創新精神和精益求精的工匠精神。
關鍵詞:校企合作;創新型;航空航天學科;工匠精神
進入新世紀,經濟全球化、技術及產業革命發展迅速,科學、技術、工程對國家安全和經濟競爭力起著至關重要的作用。面對全球科技革命與產業變革的重大機遇和挑戰,必須充分發揮人才的先導性作用,這最終歸結到創新型人才的培養。《中共中央國務院關于深化體制機制改革加快實施創新驅動發展戰略的若干意見》中指出,人才作為創新的第一資源;讓企業成為技術創新的主體力量[1]。教育部出臺《關于實施高等學校創新能力提升計劃的意見》的文件,提出大力推進高校、科研院所、企業、政府以及國外科研機構之間的深度合作,提升高校、學科、科研三位一體的創新能力[2]。校企合作作為產學研的重要形式之一,已被中央定位到國家堅持走自主創新的戰略高度[3]。校企合作培養模式有大學-學生-企業三個共同主體,大學主體從學術型、應用型和職業類院校等上均有較多的研究和實踐,總結出了多種合作模式[4]。企業主體千差萬別,校企合作模式也呈現出針對產業類型不同的特異性,本文從航空航天產業特性出發,借鑒國內外的校企合作模式對航空航天學科背景下的校企合作創新型培養模式進行探討。
1航空航天技術及學科特性
航空航天技術是21世紀最活躍、發展最迅速、對人類社會生活最有影響的科學技術領域之一,航空航天產業顯示了國家科技水平,更體現了國家整體綜合實力。1.1航空航天工業的高速發展特性航空科學技術飛速發展,1903年美國萊特兄弟設計制造的飛機進行了成功的飛行,實現了人類歷史上第一次動力飛行,20世紀80年代后,飛機的最大音速超過3倍音速,短短幾十年實現跨洲際和數倍超音速的飛行,飛機已成了國民經濟和人民生活不可缺少的交通工具。飛行器不僅僅指飛機,其概念已發展到航空飛行器和航天飛行器,其中航空飛行器包括直升機、無人機、導彈、氣球等,航天飛行器包括人造衛星、火箭、航天飛機、空間站等。我國的航天事業發展迅猛,從1999年發射第一艘“神州一號”無人實驗飛船到計劃于2016年第三季度發射“神州十一號”飛船與“天宮二號”對接,已躋身國際一流行列。1.2航空航天領域高度的技術創新性航空航天技術是衡量國家高技術水平的重要標志,是科學技術的飛躍進步,集中了科學技術的眾多新成就,如飛機的動力系統經歷了活塞式發動機、燃氣渦輪發動機、渦輪噴氣發動機到渦扇發動機,使飛行速度提升到突破音障,再到數倍超音速的飛行。航空航天領域作為高科技含量和知識密集型產業提速了國家創新發展,其作用已超出科學技術領域,為交通運輸、導航、氣象、通訊等工農林業不斷提供先進裝備和技術,為國民經濟各部門帶來了直接或間接的經濟效益和社會效益,對政治、經濟、軍事以至人類社會生活都產生了廣泛而深遠的影響。1.3航空航天是工程性極強的行業,具有高度的集成性航空航天行業是發展最快的新興工業,集合了許多高新技術如材料科學、信號系統、自動控制、探測制導、流體力學、計算機科學與編程等,是一個極其龐大而綜合的系統工程。航空航天工業是典型的知識和技術密集型高技術領域,是現代高新技術的綜合集成。1.4航空航天飛行器的高可靠性標準航空航天飛行器特別是航天飛行器多是在超高溫、超低溫、高真空、高應力、強腐蝕等極端條件下工作,在航空航天領域的飛行器都必須嚴格控制,航空航天產品要求良好的耐高低溫性能、抗老化和耐腐蝕性能、強的斷裂韌性和抗疲勞性能,產品零、部件種類繁多,結構、形狀及配合關系復雜,裝配精度要求很高[5]。這就對飛行器設計、結構材料、電子元器件以及制造工藝等提出苛刻的要求,保證可靠性和安全性。隨著我國一些重大工程和項目的啟動和實施,作為我國中長期科技戰略規劃的重要方向之一的航空航天領域,迫切需要專業基礎扎實、富于創新精神和實踐能力強的高質量飛行器制造專業人才[6]。
2經典校企合作培養模式對比分析
德國、美國、英國和日本等國家在校企合作人才培養上的實踐探索和理論研究上已形成比較固定的模式,如德國“雙元”模式、美國合作教育、英國“工讀交替”模式[7]及日本“產學合作”模式[8]等積累了很多可以借鑒的經驗。其中德國“雙元”模式和美國合作教育最為經典,對國家經濟和科技創新起到重大作用。2.1德國“雙元”制培養模式德國的“雙元制”模式起源于19世紀末,是世界上最早實踐的校企合作人才培養模式,有著悠久的教學和科研相結合的傳統[9]。這種雙元制教育的核心是一種校企共建共贏的辦學制度,公立的高等院校為“一元”,參與學生技能培訓的企業為另“一元”,大學生作為高等院校的學生與企業簽訂雇傭培訓合同的企業職員的“雙元”身份分別在高等院校和培訓企業這兩個“雙元”機構中邊實踐邊完成學業。這種半學半工體制使得德國的大學生具備了該領域的高素質,又具備了豐富的實踐經驗和超強的動手能力,把工作經驗、理論學習與現場實習有效地結合起來,成功地實現了理論教學與實踐教學的統一,正是這種形式的教育使德國精益求精的精神得以傳承與發揚,培養出了許多世界一流的工程技術專家。學校與企業的緊密合作實現雙向溝通互動,企業根據市場需求和發展實際,有力地推動了科研成果轉化,提高企業產品的科技含量和市場競爭力,為德國經濟的騰飛和躋身世界強國之列提供了有力支撐[10]。2.2美國合作教育培養模式1906年美國的辛辛那提大學首次推出合作教育培養模式。合作教育培養模式的基本內涵是把課堂學習與通過相關領域中生產性的工作經驗學習結合起來的一種結構性教育策略[11]。一百多年來的實踐證明,合作教育方式具有強大的生命力,美國開辦合作教育項目的院校已有1000多所,參與全美國高等教育合作教育的大公司和企事業單位已達5萬多家[12]。美國高等院校合作教育的專業面幾乎覆蓋了所有學科領域,包括各類科學技術與工程學科、各門自然科學和社會科學、商學、人文學科以及各種職業技能等,十分全面。“硅谷”模式是美國產學研結合的最成功范例[13]。被譽為“硅谷之父”的弗里德里克•特曼教授于1951年倡導創辦了世界上第一個高新技術園區-斯坦福工業園,這是硅谷的原型[14]。斯坦福大學向硅谷輸送高水平的學生、提供培訓課程、與產業界合作開展科研項目,另外,學生和教授還直接參與創辦企業等商業活動,學校與企業的緊密合作一方面使學校的科學研究能積極反應市場需求,為科研成果的快速轉化提供有效途徑,另一方面使企業的知識能不斷更新,形成以技術創新為目的和特征的高科技產業體系,擁有Intel、Apple、Face-book、Digital等大大小小過萬家高科技企業,使美國在計算機軟件、微處理器和生物技術等領域遙遙領先,成為全球毫無爭議、最為強大的高科技國家[15]。2.3我國的多種培養模式我國于20世紀80年代后期上海工程技術大學正式引入加拿大滑鐵盧大學合作教育項目。經過長期的探索和實踐,逐步形成了具有中國特色的校企合作人才培養模式,如“訂單式”“2+1”“學工交替”等人才培養模式[16]。許多高等院校與企業進行了積極的探索與實踐,北京航空航天大學高等工程學院、中法工程師學院開辦了大飛機班、發動機班等教育項目,得到國際上大公司的認可[17]。清華大學與中航集團簽訂科研合作和人才培養協議、與航天科工集團組建微小衛星制造基地、與美國通用電氣公司發動機公司在清華設立噴氣推進聯合研究中心、與俄羅斯宇航科學院聯合成立了清華大學國際宇航研究院[18]。
3航空航天學科背景下校企合作創新模式
航空航天技術以美國、歐洲、俄羅斯等國最為領先,航空航天學科幾乎已成為世界前50位大學的必設學科,航空航天工程人才培養在世界先進工業國家的高等教育中占有重要地位。在這種情況下,航空航天學科大學生作為未來航空航天技術工程師的基礎力量,培養具有開拓創新精神和精益求精工匠精神的高素質大學生,將對我國航空航天產業發展產生重要影響。3.1適應航空航天技術領域高速發展,提升學生創新能力,培養創新型人才在《國家中長期科技發展規劃綱要》(2006—2020年)發展目標提到生物、材料和航天等領域的前沿技術達到世界先進水平,大型飛機、載人航天與探月工程被列入16個重大專項,空天技術也被列入前沿技術中[19]。顯示出中央對我國航空航天事業發展的高度重視,給原來航空工業行業的高校帶來了巨大的發展機遇,除原來航空工業部時期的6大高校:南京航空航天大學、北京航空航天大學、南昌航空大學、沈陽航空航天大學、鄭州航空工業管理學院和西北工業大學,在辦學歷史上有航空航天血統的高校如清華大學、浙江大學、廈門大學、上海交通大學等重建了航空航天類專業,北京大學、電子科技大學、中南大學等綜合性大學也在各自學科特色的基礎上建設了航空航天類專業,此外,軍事院校和航空航天研究院所在航空航天領域也有豐厚積淀。面對蓬勃發展的航空航天技術,急需大批具有開拓創新精神和精益求精工匠精神的工程領軍人才和工程精英人才,這對航空航天學科的教育改革與發展提出了新的要求。3.2強化航空航天工程技術應用背景,提高學生工程實踐能力,“培育精益求精的工匠精神”航空航天技術具有高速發展、高度的技術創新性、高集成性和高可靠性標準等特性,對社會進步、經濟發展和國防建設產生了深遠影響,航空航天技術對應的航空航天學科則是典型的工程教育學科。國務院總理在2016年的政府工作報告中指出:“鼓勵企業開展個性化定制、柔性化生產,培育精益求精的工匠精神,增品種、提品質、創品牌”。媒體將工匠精神列入“十大新詞”予以解讀:工匠精神不僅體現了對產品精心打造、精工制作的理念和追求,更是要不斷吸收最前沿的技術,創造出新成果。這正契合了對工程領軍人才和具有開創探索精神的工程精英人才的時代要求。校企合作,以航空航天工程技術為牽引,提高學生工程實踐能力,培育精益求精的工匠精神,有利于我國航空航天產品提質,為中國航空航天事業進步,做出積極擔當。
4結語
航空航天教育體系是典型工程教育體系,我國擁有世界最龐大的工程教育體系,無論是工科大學數量還是工科大學生數量都位居世界第一,為我國工業建設和各領域發展解決了工程技術人才的基礎供給問題。然而,航空航天技術具有高速發展、高度的技術創新性、集成性和高可靠性標準等特性,急需具有開拓創新精神和敬意求精工匠精神的工程領軍人才和工程精英人才。德國的“雙元制”模式具有顯著的民族特色,使德國精益求精的精神得以傳承與發揚;美國的硅谷模式形成了一種與高新技術產業發展相輔相成、持久不衰的創新能力。在我國航空航天工程教育體系中,這兩種能力正是航空航天技術的核心價值之所在,值得借鑒和學習。
作者:杜作娟 王春齊 唐秀之 岳建嶺 黃小忠 單位:中南大學航空航天學院