航天工程領(lǐng)域創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索

陳雪芹 張冀鷂 王峰

摘? ? 要：哈爾濱工業(yè)大學結(jié)合航天優(yōu)勢，探索航天工程領(lǐng)域創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。深入開展航天創(chuàng)新人才培養(yǎng)實踐，開設(shè)紫丁香學生微納衛(wèi)星創(chuàng)新工場（以下簡稱“創(chuàng)新工場”）?！皠?chuàng)新工場”依據(jù)“興趣驅(qū)動、自主學習、重在過程、分級培養(yǎng)”原則，以學生管理團隊為主進行日常運營與管理，以教師指導團隊為輔進行監(jiān)督與保障，從大學生創(chuàng)新隊伍培養(yǎng)、國際交流合作、多校區(qū)協(xié)同培養(yǎng)等方面予以實施，旨在為我國高校工程領(lǐng)域領(lǐng)軍人才與高水平創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：航天工程;培養(yǎng)模式;創(chuàng)新工場

中圖分類號： G640? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2020）07-0084-03

許多學者在研究高等教育質(zhì)量危機時也紛紛反思傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的弊端，提出創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的核心[1]?！皟蓮椩獎住卞X學森老人生前在病危中還深深憂慮：“現(xiàn)在中國沒有完全發(fā)展起來，一個重要原因是沒有一個大學能夠按照培養(yǎng)科學技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造人才的模式去辦學，沒有自己獨特的創(chuàng)新的東西，老是‘冒不出杰出人才。這是很大的問題?！?/p>

以立方體衛(wèi)星為代表的微納衛(wèi)星是進入21世紀以來小衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展的最新成果，2017年發(fā)射數(shù)量接近300顆，近三年來發(fā)射數(shù)量達700余顆，國際上已有上千所研究機構(gòu)和大學參與研究[2]。微納衛(wèi)星既具備衛(wèi)星的完善功能，又具有價格低廉準入門檻低的絕對優(yōu)勢，特別適合由學生設(shè)計和研制，是培養(yǎng)航天高層次人才的重要載體，對于高校人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新具有重要作用。

一、“創(chuàng)新工場”的建立

為適應(yīng)未來航天人才培養(yǎng)的迫切需求，深入開展航天創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教育實踐，促進學生微納衛(wèi)星團隊的發(fā)展及后續(xù)人才培養(yǎng)與對外交流，哈爾濱工業(yè)大學以紫丁香學生微納衛(wèi)星團隊為基礎(chǔ)，成立了學生微納衛(wèi)星創(chuàng)新工場?！皠?chuàng)新工場”以打造具有國際影響的學生微納衛(wèi)星創(chuàng)新平臺為目標，配備專門場地與經(jīng)費，采取“學生研發(fā)為主，教師指導為輔”的方式，旨在通過工程實踐夯實學生基礎(chǔ)知識，激發(fā)學生創(chuàng)新思維，提升學生創(chuàng)造能力[3]。

哈爾濱工業(yè)大學于2011年組織學校多個學科的本科生與研究生創(chuàng)建了“紫丁香學生微納衛(wèi)星團隊”。團隊自成立以來，獨立研制了“紫丁香一號”“紫丁香二號”兩顆微納衛(wèi)星，團隊主要成員參與研制了全球首個獨立完成地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行的微衛(wèi)星“龍江二號”，承擔并順利完成了其中的微型CMOS相機有效載荷的研發(fā)工作。近年來，團隊及成員獲得了多項國家及省部級榮譽，2015年獲第14屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生科技作品競賽一等獎，獲2015年度全國大學生“小平科技創(chuàng)新團隊”，2016年獲第10屆全國青少年科技創(chuàng)新獎、第11屆中國大學生年度人物提名獎，2019年全國“向上向善”好青年稱號等、2019年獲感動龍江年度人物（群體）;還包括其他獎學金、優(yōu)秀大學生稱號等十人次，參與國內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲獎勵十余項[4]。

2010年，哈爾濱工業(yè)大學在高校中率先立項開展了航天創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教育實踐，探索“德才培育并舉、科教深度融合、工場創(chuàng)新實踐”的新模式。以提升學生綜合素質(zhì)與自主創(chuàng)新能力為目標，本著科教融合創(chuàng)新教育理念，提出建立多學科交叉融合的學生“創(chuàng)新工場”，形成多學科導師團隊協(xié)同培養(yǎng)模式，建立起優(yōu)質(zhì)科研資源轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)能力的有效機制。

在曹喜濱院士的大力支持下，2012年，哈爾濱工業(yè)大學衛(wèi)星技術(shù)研究所向?qū)W校遞交了關(guān)于成立學生微納衛(wèi)星創(chuàng)新工場的申請報告，2016年底，《關(guān)于申請成立學生微納衛(wèi)星創(chuàng)新工場的請示》正式獲得批復(fù)，紫丁香學生微納衛(wèi)星創(chuàng)新工場正式建立。根據(jù)學校各學科特色以及不同學科的人才培養(yǎng)需求，結(jié)合學校的航天特色，將航天型號工程管理機制和研制體系融入到人才培養(yǎng)體系中，集成航空宇航、控制、力學、計算機、機械、材料、電子、信息與通信、電氣、光學工程以及動力工程與工程熱物理等學科的優(yōu)勢專業(yè)，跨學科組建了學生微納衛(wèi)星研發(fā)團隊。同時，在課程體系上開放相應(yīng)的創(chuàng)新研修課和實踐課，引導學生自主選題開展創(chuàng)新研究、自主工程實踐，并結(jié)合微納衛(wèi)星研制，將團隊意識與組織協(xié)調(diào)能力訓練融入培養(yǎng)環(huán)節(jié)。

“創(chuàng)新工場”依托宇航學科獲批的教育部、國防科技和科技部重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊，采用導師跨學科招生、多學科導師團隊協(xié)同指導等新形式創(chuàng)新研究生培養(yǎng)方式，從而全面提升學生綜合解決工程實際問題的能力。這種面向工程應(yīng)用的培養(yǎng)方式，為高校研究生分類培養(yǎng)中應(yīng)用型研究生的培養(yǎng)探索出新途徑。

二、“創(chuàng)新工場”的管理

“創(chuàng)新工場”秉承“學生為主，教師為輔”的理念，遵循“興趣驅(qū)動、自主學習、重在過程、分級培養(yǎng)”的原則，按照“自由申報、自主管理、擇優(yōu)支持、規(guī)范管理”的程序，支持學生自主創(chuàng)新，鼓勵學生提出個人研究設(shè)想，為微納衛(wèi)星青年開發(fā)者提供技術(shù)驗證條件，為哈爾濱工業(yè)大學廣大在校生以及國內(nèi)外航天愛好者建設(shè)交流平臺。

“創(chuàng)新工場”實行會員評級制度，設(shè)置線上線下兩個平臺，滿足學生的多元化創(chuàng)新需求，吸引具備創(chuàng)新精神和實干精神的優(yōu)秀學生加入工場平臺，選拔思路新穎、目標明確的學生加入團隊。

“創(chuàng)新工場”以學生管理團隊為主進行日常運營和管理。學生管理團隊趨向簡單、扁平化，不設(shè)置過多層級和部門，規(guī)模限制在5—10人左右，負責管控工場的基本運營條件和發(fā)展走向，不對具體活動的開展投入過多精力。原則上，學生管理團隊根據(jù)分級培養(yǎng)體系逐層選拔，并需要經(jīng)過教師指導團隊評議通過，吸納責任心強、有創(chuàng)新精神、組織領(lǐng)導力強的學生加入。全校學生均可以在學生管理團隊的監(jiān)督和幫助下，依托工場平臺開展活動?；顒釉O(shè)想可通過線上平臺進行收集和投票，并吸納有興趣的學生共同加入。

（一）線下平臺建設(shè)

“創(chuàng)新工場”（一期）面積約320㎡，位于一校區(qū)物資中心一層和二層，主要用于建設(shè)研發(fā)實驗室和共享試驗基地。一層用于放置受一流學科建設(shè)經(jīng)費支持所購買的可共享試驗設(shè)備，學生經(jīng)過在線培訓，即可通過項目預(yù)約方式獲得一定時間的設(shè)備使用機會。二層主要為參與學生打造優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)意討論、實踐試驗、活動組織的空間。實驗室和工作室采用開放申請的方式，由管理團隊擇優(yōu)支持申請團隊或申請人，并對申請人項目完成情況和使用率進行檢查，對優(yōu)秀的申請人提供一定經(jīng)費支持。目前，“創(chuàng)新工場”（一期）已全面投入使用。

工場以教師指導團隊為輔進行監(jiān)督和保障。教師團隊由航天學院、校本科生院、研究生院和國際合作處共同部署組建，負責對學生管理團隊進行指導和監(jiān)督，對實驗室管理和安全問題進行統(tǒng)籌規(guī)劃，保障學生活動順利、安全進行。

（二）線上平臺建設(shè)

“創(chuàng)新工場”線上管控平臺是工場人才培養(yǎng)模式的靈魂和載體，也作為工場的互聯(lián)網(wǎng)門戶，可實現(xiàn)線上技術(shù)交流、創(chuàng)新項目申報、活動組織、實驗室管理等功能，打破空間限制，極大地促進了學生的交流與互助。線上管控平臺使用注冊會員模式，宏觀上管控、培養(yǎng)優(yōu)秀學生人才，可根據(jù)學生活躍度和項目完成情況選拔相關(guān)方向的活躍優(yōu)秀人才進行定點培養(yǎng)，學生團隊也可以從中補充優(yōu)秀隊員參與各自項目的研發(fā)。

工場線上管控平臺主要包括平臺展示、項目管理、實驗室管理、技術(shù)論壇、個人主頁五大板塊。當前，官網(wǎng)（http：//lilacsat.hit.edu.cn）已經(jīng)上線三年有余，吸引了全世界很多航天愛好者參與活動，在全球航天愛好者和業(yè)余無線電愛好者中已經(jīng)取得了一定的知名度，積累了寶貴的學生科技類網(wǎng)站運營經(jīng)驗。依托官網(wǎng)，搭建“創(chuàng)新工場”線上管控平臺，將“創(chuàng)新工場”目前的學員招新制過渡為會員注冊制，去掉具體分工、專業(yè)的劃分，引導學生以項目為核心、以團隊為單位開展跨學科研究，為學生項目提供更為自由開放的學術(shù)討論和技術(shù)交流環(huán)境，開墾一片讓學生自由成長的科創(chuàng)沃土。

三、“創(chuàng)新工場”的實施成效

自2016年底工場獲批以來，在一流學科建設(shè)計劃經(jīng)費支持下，根據(jù)學生在科技創(chuàng)新方面的需求，搭建了紫丁香微納衛(wèi)星學生科技創(chuàng)新平臺，在學生培養(yǎng)中起到了積極的推動作用。其中，2016/2017年度獲批一流學科建設(shè)經(jīng)費795萬元，2018—2020年度獲得“2511”一流學科（群）高水平學術(shù)方向建設(shè)項目經(jīng)費720萬元，全部用于設(shè)備采購。2019年，經(jīng)學校本科生院批準，工場獲活動場地約320m2，作為一期建設(shè)基地投入使用。

“創(chuàng)新工場”自成立以來，在高水平人才培養(yǎng)、國際交流與合作、學術(shù)交流合作等方面穩(wěn)步推進，特別是在高水平人才培養(yǎng)方面卓有成效，也是對以科技創(chuàng)新活動為牽引的新工科建設(shè)路徑的探索。

（一）培養(yǎng)大學生創(chuàng)新隊伍

學生培養(yǎng)是工場的核心目標和建設(shè)導向，通過建立分級的學生培養(yǎng)體系，以微納衛(wèi)星為核心，開展多形式學生科技創(chuàng)新活動。學生培養(yǎng)主要分為三個模式。

1.面向基礎(chǔ)薄弱學生的科普類項目。科普類項目主要根據(jù)對象分為校內(nèi)和校外兩類。校內(nèi)的科普活動主要針對本校大一、大二的本科生，與新基論壇等社團合作開展講座、沙龍等交流活動，建立學生對航天、衛(wèi)星等概念的認識，主要由紫丁香衛(wèi)星團隊的學生或青年教師負責。校外科普活動主要針對廣大中小學生，開展講座、通聯(lián)試驗等活動，主要由“創(chuàng)新工場”低年級學生負責。

2.面向個人或小團隊的小型探索類項目。由于學生衛(wèi)星項目的專業(yè)要求較高，面向經(jīng)驗不足的學生可開展多個小型項目進行前期培養(yǎng)。項目可以由紫丁香衛(wèi)星團隊指定提出，也可以由參與學生自行提出。在項目開展過程中，定期進行節(jié)點檢查和經(jīng)費劃撥支持，并不斷吸引學生加入，整個流程由線上平臺監(jiān)控和支持。

3.面向精英人才的學生微納衛(wèi)星項目。紫丁香衛(wèi)星團隊一直保持著穩(wěn)定的學生衛(wèi)星研制項目，這對于團隊保持和梯隊建設(shè)有著重要的意義。目前，整個團隊圍繞中俄合作項目——阿斯圖微衛(wèi)星作為主要任務(wù)開展設(shè)計工作，并不斷尋求各方面合作機會，保證學生衛(wèi)星項目持續(xù)運行。

紫丁香學生微納衛(wèi)星創(chuàng)新工場的首批骨干成員，以全國大學生“小平科技創(chuàng)新團隊”紫丁香學生微納衛(wèi)星團隊的部分骨干成員為主，工場于2017年開啟了首輪招新活動，取得了良好的反響，首批新學員成為了工場建設(shè)的骨干成員。截止到2020年1月，參與到工場項目中的學生有40余名，涉及了全校9個專業(yè)。

（二）開展國際交流合作

在國際交流合作方面，“創(chuàng)新工場”主要開展微納衛(wèi)星設(shè)計應(yīng)用大賽、紫丁香航天研習營、國際微納衛(wèi)星交流會議這三個主要國際交流合作活動，以及定期組織講座、培訓、論壇等紫丁香工場內(nèi)部會員活動。

微納衛(wèi)星設(shè)計應(yīng)用大賽可以通過設(shè)計比賽的形式促成哈爾濱工業(yè)大學與其他院校師生的交流，樹立哈爾濱工業(yè)大學在微納衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。當前，以西北工業(yè)大學舉辦的國際立方星大賽為典型，國內(nèi)外高校和科研單位已經(jīng)設(shè)立了許多關(guān)于微納衛(wèi)星設(shè)計和應(yīng)用的比賽。依托紫丁香工場的線上平臺，可以在傳統(tǒng)比賽模式上融合校際合作，打破以校為單位的比賽規(guī)則，在開放、交流、共贏的環(huán)境中引領(lǐng)國際學生微納衛(wèi)星創(chuàng)新項目。

紫丁香航天研習營基于學?，F(xiàn)有模式，增加在紫丁香工場的學習環(huán)節(jié)，可為學生提供微納衛(wèi)星研發(fā)和管控的全流程沉浸式體驗，增強學校的招生吸引力和國際影響力。當前哈爾濱工業(yè)大學已經(jīng)組織了一些以紫丁香微納衛(wèi)星等為主題的夏（冬）令營、研習營等活動，紫丁香航天研習營可以拓展現(xiàn)有活動的深度和廣度，從實踐角度切入學生互動，增強學生交流活動的實際意義。

國際微納衛(wèi)星交流會議著眼于微納衛(wèi)星領(lǐng)域的先進理論和技術(shù)，邀請在該領(lǐng)域有優(yōu)秀成果的微納衛(wèi)星科研人員、學者和學生參加，該會議能夠發(fā)掘國際學術(shù)合作和項目合作機會，提升學科綜合實力，擴大哈爾濱工業(yè)大學的國際影響力。

在日常學術(shù)交流活動方面，定期組織國際小衛(wèi)星創(chuàng)新大賽和微納衛(wèi)星技術(shù)論壇，日常由學生自主組織開展技術(shù)交流與合作。

（三）實現(xiàn)“一校三區(qū)”協(xié)同培養(yǎng)

打造多校區(qū)協(xié)同培養(yǎng)格局是“創(chuàng)新工場”的中期目標，也是打造國際化復(fù)合型航天人才培養(yǎng)基地的最佳選擇。2014年5月，教育部批準哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院籌備舉辦本科教育，由此正式形成了哈爾濱工業(yè)大學的“一校三區(qū)”（本部，威海校區(qū)，深圳校區(qū)）辦學格局。當前，學校尚無一個跨校區(qū)的學生科創(chuàng)平臺，不利于校本部與各校區(qū)間的溝通合作，也無法充分利用各校區(qū)的資源、學科及區(qū)位優(yōu)勢。紫丁香工場的多學科融合屬性、學生管控體系、自由創(chuàng)新氛圍，適合于引領(lǐng)學生合作，聯(lián)通“一校三區(qū)”，為建設(shè)一流學科（群）添磚加瓦。

2019—2020年，利用線上平臺，紫丁香工場將持續(xù)在多校區(qū)開展活動，預(yù)計2020年底，在三個校區(qū)建設(shè)紫丁香工場學生創(chuàng)新基地，實現(xiàn)多校區(qū)協(xié)同培養(yǎng)格局。

本學科在實施基于項目的學習計劃過程中，結(jié)合本學科的優(yōu)勢，通過教學計劃內(nèi)外兩種途徑，以學生有科研項目的參與興趣為前提，在本科生和研究生中開展實施。考慮到學生的專業(yè)能力，更傾向于大三、大四本科生以及研究生。經(jīng)過學生和教師的雙向選擇，根據(jù)本科生、研究生的不同學習層次，廣泛開展基于項目的學習方法實施，力爭借此培養(yǎng)本學科高層次的創(chuàng)新人才。

教學計劃內(nèi)的培養(yǎng)方式與課程密切結(jié)合，拓寬學生專業(yè)知識面，提升其專業(yè)學習興趣，鍛煉學生在團隊中相互配合的能力。教學計劃外的培養(yǎng)方式與項目密切結(jié)合，提升學生專業(yè)知識水平，培養(yǎng)學生獨立解決專業(yè)問題的能力和團隊合作意識。

四、結(jié)論

新時代我國立志躋身創(chuàng)新型國家前列，創(chuàng)新成為第一動力，人才資源將是第一資源，培養(yǎng)國家迫切需求的創(chuàng)新型人才是高等教育的緊要任務(wù)[5]。以全面提升領(lǐng)軍素質(zhì)與能力為培養(yǎng)目標，將航天工程組織管理與研制模式有機融入人才培養(yǎng)體系，科教深度融合、德才培育并舉、教與學雙向激勵建立了適應(yīng)領(lǐng)軍人才快速成長的培養(yǎng)模式，并進行了成功實踐，取得重大的社會效益，為我國高校工程領(lǐng)域領(lǐng)軍人才培養(yǎng)樹立典范[6]。

經(jīng)過20余年發(fā)展建設(shè)，哈爾濱工業(yè)大學在小衛(wèi)星領(lǐng)域已經(jīng)積累了雄厚的技術(shù)和人才優(yōu)勢，探索建立了產(chǎn)學研有機融合的創(chuàng)新發(fā)展模式，解決了大批制約小衛(wèi)星發(fā)展和應(yīng)用的核心技術(shù)難題，取得了多項國際領(lǐng)先的創(chuàng)新研究成果;通過創(chuàng)建學生“創(chuàng)新工場”，逐步形成了航天工程領(lǐng)軍人才新型培養(yǎng)模式，通過紫丁香系列微納衛(wèi)星的研制和成功發(fā)射，取得了顯著的社會效益[7]。以發(fā)展微小衛(wèi)星為抓手，通過雙一流建設(shè)打造一個航天領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)的學術(shù)高地，必將為哈爾濱工業(yè)大學建成具有航天特色的國際一流大學做出應(yīng)有的貢獻。

參考文獻：

[1]董澤芳.高校人才培養(yǎng)模式的概念界定與要素解析[J].? ? 成才之路，2015，（15）.

[2]Worlds largest database of nanosatellites[EB/OL].[2020-? ? 01-12].https：//www. nanosats.eu/.

[3]科教融合培養(yǎng)航天領(lǐng)域工程領(lǐng)軍人才的創(chuàng)新與實踐教學? ? 成果報告[EB/OL].[2020-01-12].http：//lilacsat.hit.edu.? ? cn/wp/？page_id=1066.

[4]王琢，張佳薇，劉嘉新.以科技創(chuàng)新活動為牽引的新工科? ? 建設(shè)路徑探索[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2019，（1）.

[5]張銀銀.新時代多元化創(chuàng)新型人才培養(yǎng)研究[J].黑龍江? ? 教育：高教研究與評估，2019，（1）.

[6]魯佳.航天特色工程領(lǐng)軍人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].黑龍江? ? 科學，2015，（12）.

[7]王峰，曹喜濱，孫兆偉，等.航空宇航學科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)? ? 模式探索——以哈爾濱工業(yè)大學為例[J].大學教育，? ? 2019，（10）.