航天學科本科生創新實踐基地建設探索

楊希祥

摘要：建設創新實踐基地，提高本科生培養質量，是航天學科本科生教育改革的新模式。結合國防科技大學無人飛行器本科生創新實踐基地建設實踐，深入分析了建設航天學科本科生創新實踐基地的必要性，系統總結了加強航天學科本科生創新實踐基地建設的思路舉措，包括實踐項目設置、導師隊伍建設、創新文化營造、管理機制形成等。為航空航天專業本科人才培養改革提供有益借鑒。

關鍵詞：航天學科；本科生；創新實踐基地；建設

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（b）-0000-00

1、引言

高等教育承擔者人才培養、科學研究、社會服務和文化傳承四大任務，其中，人才培養是核心。本科生教育是高等教育的基石，在整個高等教育體系中具有舉足輕重的地位，世界一流大學無不高度重視本科教育。自1999年高校學校實施擴招以來，我國本科生招生一直維持龐大規模，2011年，全國高校院校招收本科生349萬人。龐大的招生規模，使得本科生培養質量受到嚴峻挑戰，尤其是作為本科生培養質量和教育教學改革效果重要衡量標準的創新能力和實踐能力，存在嚴重缺失。2011年4月，胡錦濤總書記在清華大學建校100周年大會上指出，高等學校要創新教育教學方法，強化實踐教學環節，形成人才培養新優勢[1]。

近年來，國內高校積極借鑒國外大學本科生創新實踐能力培養經驗，努力探索適合我國高等教育實際的政策措施，其中，建立本科生創新實踐基地是重要的方式。國外的劍橋大學、麻省理工學院、普度大學、波士頓大學等很早就已積極探索本科生創新實踐活動組織形式，開設了形形色色的本科生創新實踐項目，以航空航天專業為例，普度大學組織本科生開展了固液探空火箭和小型云在火箭的設計、加工制造和發射等全流程活動，波士頓大學本科生創新實踐活動包括了探空火箭、納星、臨近空間浮空飛行器等諸多項目。據不完全統計，全世界目前有近100所大學在開展納星研究，有50余所大學組織開展以高空氣球為工具的臨近空間探測等研究，其中，絕大多數項目都有本科生，甚至是高中畢業后即將入學的本科生發揮著重要作用。國內的浙江大學、華中科技大學、國防科技大學、西北工業大學、南京航空航天大學等國內重點高校相繼建立了本科生創新實踐基地[2～6]，本科生創新能力、實踐能力培養取得一定成績，同時，創新實踐基地建設也暴露出一些問題，如運動管理效率較低、創新實踐項目設置不合理、創新文化氛圍不足、師資隊伍薄弱等[7]。

本論文結合國防科技大學無人飛行器本科生創新實踐基地建設實踐，對航天學科本科生創新實踐基地建設問題進行分析研究，研究成果對于加強本科生創新實踐基地建設和運行管理，促進本科生創新實踐活動高效蓬勃發展，推動本科生創新實踐能力提升，加快本科生整體培養質量躍升，具有重要的現實意義。

2、建設航天學科本科生創新實踐基地的必要性

2000年以來，隨著國家政策調整，航空航天事業地位日益突出，除傳統航空航天院校外，高等院校尤其是工科院校，如清華大學、上海交通大學、西安交通大學、大連理工大學等紛紛設立航空航天專業，空天學科本科生招生規模日益擴大。對于航空航天這樣的尖端科學技術，通過建設創新實踐基地，鼓勵本科生從事豐富多彩的創新實踐項目，對于增強本科生專業認同感，激發創新激情，培養創新能力、實踐能力和協同攻關能力等尤為重要。

2.1是強化本科生認同感、激發學習熱情的需要

本科教育是高等教育的第一個階段，剛剛結束高中階段學習的本科生，對于高等學校專業的含義理解和認知程度十分有限，對所學專業未來應用領域和應用前景的認識更是少之又少，加上就業壓力大等各種因素影響，導致很多航天專業本科生專業認同感缺失，缺乏學習興趣，更談不上學習激情，嚴重影響本科生培養質量，尤其是相對研究生階段學習，本科階段是夯實基礎理論和學習能力的關鍵時期，薄弱的本科基礎，會嚴重影響學生未來研究生階段的學習，進而制約未來的發展。

建設本科生創新實踐基地，使本科生在課程學習的同時，有機會參與衛星、運載火箭、無人機、高空科學氣球等與所學專業有密切聯系的創新實踐活動，近距離接觸與所學專業密切相關的科研項目和工程項目，可使本科生充分理解航天學科的應用方向和應用領域，認識所學專業的重大戰略意義，了解所學專業的前沿發展動態，從而大大增強學生的專業認同感，加深專業認知度，激發濃厚的學習熱情[8]，打牢專業基礎。

2.2是培養本科生創新能力與實踐能力的需要

創新能力和實踐能力培養歷來受到國外高等學校高度重視，通過本科階段學習培養良好的創新能力和實踐能力，是本科生在研究生階段可出高水平研究成果、走上工作崗位可堪大任的關鍵。受傳統教育模式和教育觀念影響，現階段我國本科生教育對引導學生創新意識，鼓勵學生參與創新實踐活動，激發學生創新思維，培養學生創新能力和實踐能力的關注仍十分不足，造成本科生創新能力和實踐能力嚴重缺乏。在航空航天專業，很多本科畢業生畢業之時，尚未見過真實的飛行器，對飛行器組成和功能的理解僅局限于課堂上所講的通用的動力、結構、控制等幾部分，對更加具體的分系統和部件的認知十分匱乏。

建設本科生創新實踐基地，設置豐富多彩的創新實踐項目，為學生從事創新實踐活動提供良好條件，使本科生充分利用所學知識，設計新概念飛行器，參與諸如無人機等飛行器從方案論證、方案設計、加工制造至發射試驗的全壽命周期活動，可大大激發學生的創新熱情，激發學生的創新思維，培養實踐動手能力，從而大大提升創新能力和實踐能力。

2.3是培養本科生團隊協作精神和協同攻關能力的需要

人類科技史表明，絕大多數成功的科學家都具有良好的團隊協作精神[9]。大力協同、合力攻關的團隊協作精神，也是 “兩彈一星”、載人航天等國家重大項目研究歷程中凝練出來的寶貴財富。尤其是航天科技這樣的尖端科研領域，涉及面極廣，參與人員多，更是需要團結寫作的攻關模式。以載人航天工程為例，包括運載火箭系統、載人飛船系統、航天員系統、發射場系統、測控系統、著陸場系統等大系統組成，每個系統又包括若干子系統。這樣復雜的工程沒有大力協同、聯合攻關的團隊協作意識和組織模式是根本無法完成的。由于傳統本科教育模式中，學生絕大部分時間都用于課堂學習，最多在相關課程實驗或實驗課程中會有些許的寫作開展實驗項目的機會，造成本科生團隊協作精神和協同攻關能力難以得到很好培養。

建設本科生創新實踐基地，圍繞設置的模擬工程實際的飛行器設計項目，眾多本科生進行角色分工，共同完成一個實踐項目，集智創新，合力攻關，對于培養學生的退隊協作精神和集體榮譽感，提高協同攻關能力無疑具有重要作用。

3、航天學科高水平本科生創新實踐基地建設的啟示

高水平的本科生創新實踐基地，對于提高本科生的創新能力和實踐能力，培養團隊協作精神，培育創新思維，具有重要推動作用，而低質量的創新實踐基地，雖然浪費了大量人力物力，卻難以在提高本科生培養質量方面發揮作用。作者所在的國防科技大學無人飛行器本科生創新實踐基地，堅持以創新實踐項目合理設置為核心，以高水平導師隊伍配備為關鍵，以濃郁的創新氛圍營造為牽引，以健全規范的運行機制為保障，多年來，在推動提升航天專業本科生培養質量方面起到了重要作用，成為學院本科生創新實踐基地的典范。結合無人飛行器本科生創新實踐基地多年建設的實踐，我們認為，建設高水平的航天學科本科生創新實踐基地，必須做好以下幾個方面工作。

3.1努力設置高水平的創新實踐項目

實踐項目設置是創新實踐基地工作的核心，創新實踐基地的全部活動實際上都是圍繞實踐項目開展的，實踐項目設置的水平直接關系到創新實踐活動的效果，關系到基地的運行效果。本科生創新實踐基地實踐項目設置要充分考慮本科階段重在夯實專業基礎的學習特點，注重蘊含對所學專業知識的運用，充分體現學研結合；注重從多角度鍛煉學生的實踐動手能力，減少低水平的、粗放的所謂動手能力培養；注重鼓勵學生參加創新實踐項目的積極性和主動性，盡量減少項目設置限制，讓學生可以大膽嘗試新概念、新想法；注重實踐項目要根據航天技術前沿發展動態不斷更新，避免一個實踐項目連續使用多年。近幾年來，隨著無人飛行系統的發展，無人飛行器本科生創新實踐基地的實踐項目也實現了不斷更新，從常規無人機到太陽能無人機，從常規零壓氣球到長航時超壓氣球，從常規飛艇到平流層飛艇，實踐項目設置緊跟無人系統發展的前沿，實現了持續更新，起到了良好效果。

3.2打造指導能力強的導師隊伍

高水平的導師隊伍是建好創新實踐基地的關鍵[10]。導師不僅是創新實踐項目的設置者，而且直接指導學生參與創新實踐活動的全過程。創新實踐基地導師隊伍，既要保證有一定比例的有多年本科生培養經驗的老教授、老專家，又要大力吸納年輕的、時間充裕、思維活躍的青年教師，還可以適當引入航天工業部門的工程技術人員到創新時間基地兼職。創新基地導師隊伍建設可與本科生全程導師制度有機結合，選取在全程導師制中表現突出的導師進入創新實踐基地工作。多年來，無人飛行器創新實踐基地凝聚了大批年輕的具有博士學位的教師和博士后，吸納了兵器工業集團附屬工廠的工程技術人員，引進了部分具有海外留學經歷的青年教師，他們工作熱情高、工作時間充裕，創新實踐能力強，在創新實踐活動開展過程中和學生打成一團，親自參與無人機設計、加工制造、野外飛行試驗、試驗結果分析等全部環節，確保了創新實踐活動的效果。

3.3推動形成濃郁活潑的創新實踐文化

文化作為一種軟力量，其影響作用“于無形中見力量”。要采用靈活多樣的方式方法，推動形成濃厚的創新實踐文化氛圍，使學生積極主動參與創新實踐活動，勇于創新創造。經常舉辦各種創新實踐活動宣傳，讓對創新實踐活動感興趣的、切實參與創新實踐活動的學生做解說宣傳，引導更多學生進入創新實踐基地；在創新實踐基地舉辦各種形式的新概念飛行器設計大賽等競賽活動，設置專門的展區，展出歷次競賽獲獎作品，激發學生的創新實踐熱情[11]；可聘請美歐等航天學科創新創新實踐活動組織效果突出的院校的負責人，到創新實踐基地向學生介紹國外學生創新實踐的情況；可安排專門資金，鼓勵創新實踐能力強的學生參與國際學生創新實踐活動，比如參與國際高校大學衛星計劃，參與德國、瑞典等聯合發起的歐洲學生探空火箭和科學氣球創新實踐活動等。我校無人飛行器本科生創新實踐基地，每年定期安排在創新實踐活動中表現突出的本科生開辦學術交流活動，宣傳創新實踐活動成果，交流創新實踐活動經驗，擴大創新實踐基地影響；基地借助“航天科技文化周”等活動，舉辦各種形式的新概念無人機設計大賽，同時，積極派出學生參加“中航杯”、“挑戰杯”等全國性學生作品競賽活動。極大激發了學生在創新實踐活動中力爭上游的熱情，取得了豐碩的創新實踐活動成果，形成了競爭性創新實踐文化。

3.4制定規范高效的運行管理機制

健全規范的運行管理機制是本科生創新實踐基地高效有序運行、充分發揮作用的重要保障[12]。要設立專門的創新實踐基地管理機構，安排專門的高水平管理人員，對基地運行秩序進行管理，尤其是要考慮本科生課程較多的實際，確保實踐基地有足夠的開放時間，使學生確實在課程之余能夠進入基地開展實踐活動；要努力發揮信息化手段在創新實踐基地運行管理中的作用，依托互聯網等手段，實現實踐項目選擇、實踐項目交流、實踐成果展示等網絡化管理。

4、結束語

建設創新實踐基地，是探索提高航天學科本科生培養質量的一種新模式。從國內外著名高校已有航天學科創新基地的運行效果來看，基地的確在促進航天人才培養質量方面發揮了重要作用，從國內航天學科本科教育存在的問題和社會對航天學科畢業生的需求來看，建設創新實踐基地勢在必行。創新實踐基地的建設和運行是一項復雜的系統工程，本文結合作者所在的國防科技大學無人飛行器本科生創新實踐基地建設和運行情況，對建設航天學科本科生創新實踐基地的必要性進行了深入分析，對建好本科生創新實踐基地的政策措施進行了系統總結，為國內航天學科本科生創新實踐基地建設提供借鑒。

參考文獻

[1] 胡錦濤.在慶祝清華大學建校100周年大會上的講話[N].人民日報，2011-04-25.

[2] 林家齊，李玲. 高校創新基地的建設與創新人才的培養[J]. 科技與管理，2009，11（5）：146-150.

[3] 王振國，金清理，學生創新實踐基地的建設與管理[J]. 時代教育（教育教學版），2009，（4）：148-149.

[4] 王握文，來自國防科技大學本科生創新實踐基地的報告[N]，解放軍報，2004-10-18

[5] 西北工業大學. 建立本科生創新基地-西北工業大學介紹[N]，中國青年報，2005-04-12

[6] 彭靜，方禎云，鄭小林等. 重慶大學創新實踐基地的發展原則[J]. 重慶大學學報（社會科學版），2004，10（6）：233-235.

[7] 李艷麗，高校創新實踐基地建設的思路與對策[J]. 中國高?？萍?，2012，（1）：103-104.

[8] 劉宏升，劉曉華，王正等. 精英人才培養模式下創新實踐基地的建設與探索[J]. 實驗技術與管理，2011，28（10）：156-158.

[9] 何兆勇，石海明.中外著名科學家人文素養案例集[M].長沙：國防科技大學出版社，2009.

[10] 王秀梅，安連鎖，米增強等. 為學生創新能力培養筑平臺 拓通道 建舞臺[J]. 中國大學教學，2012，（1）： 68-70.

[11] 劉長宏，戚向陽，王剛等. 實踐基地建設與大學生創新能力培養的實踐研究[J]. 實驗技術與管理，2011，28（10）：156-158.

[12] 韓順杰. 大學生科技創新實踐基地運行機制研究[J]. 長春工業大學學報（高教研究版），2008，29（2）：73-74.