[摘 要]學(xué)科是大學(xué)進(jìn)行人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會服務(wù)的基本單元,而新興學(xué)科建設(shè)則是大學(xué)滿足人類社會發(fā)展需求的應(yīng)有之責(zé)。隨著航天事業(yè)的快速發(fā)展和信息時代的不斷推進(jìn),針對天基信息系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用人才培養(yǎng)的迫切需求,天基信息支援學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。文章以天基信息支援學(xué)科建設(shè)為例,深入探討其產(chǎn)生背景及學(xué)科屬性,明確該學(xué)科建設(shè)的定位;同時,以建設(shè)一流學(xué)科為目標(biāo),探討天基信息支援學(xué)科建設(shè)的理念和基本原則,以期為該學(xué)科的體系設(shè)計及建設(shè)提供參考。
[關(guān)鍵詞]天基信息支援;應(yīng)用學(xué)科;學(xué)科建設(shè);體系設(shè)計
[中圖分類號]G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]2095-3437(2024)24-0028-05
天基信息系統(tǒng)是人類進(jìn)入太空的基礎(chǔ)設(shè)施,它通過星間和星地鏈路,將位于不同軌道、具有不同種類和性能的衛(wèi)星、航天器以及地面設(shè)施連接起來,形成一個綜合信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)遵循最大有效綜合利用天基信息資源的原則,以通信衛(wèi)星及導(dǎo)航、遙感等應(yīng)用衛(wèi)星為樞紐和主體,通過集中與分布相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通及信息交換。它能夠安全、可靠、實(shí)時、不間斷地智能化獲取、傳輸、融合、處理和分發(fā)多源信息,并具備一定的自主運(yùn)行管理和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)能力[1]。天基信息系統(tǒng)不受國界和地理條件的限制,具有廣泛的覆蓋范圍以及良好的時效性,能夠全天時、全天候、全空域地提供和獲取信息。隨著信息化的不斷發(fā)展,天基信息系統(tǒng)在國防軍事、太空探索等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。依托天基信息系統(tǒng),可以構(gòu)建更高層次的天基綜合信息網(wǎng)。天基綜合信息網(wǎng)是國家信息網(wǎng)和國防信息網(wǎng)的重要組成部分,在整個信息網(wǎng)中將起到太空骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的雙重作用[2]。天基信息實(shí)時系統(tǒng)可以支撐國家戰(zhàn)略需求、提升國家空間競爭力、推動形成經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動能[3]。
一、天基信息支援學(xué)科建設(shè)的背景及其面臨的問題
在航天事業(yè)蓬勃發(fā)展的時代背景下,針對天基信息系統(tǒng)建設(shè)及天基綜合信息網(wǎng)應(yīng)用的需求[4],天基信息支援學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。然而,在天基信息支援學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展過程中,面臨著三個主要問題:
一是學(xué)科功能定位尚不明確。新興學(xué)科的功能定位對其發(fā)展方向、建設(shè)重點(diǎn)及組織模式創(chuàng)新至關(guān)重要。托尼·比徹(Tony Becher)等在其著作《學(xué)術(shù)部落及其領(lǐng)地:知識探索與學(xué)科文化》中,將學(xué)科廣義上分為“純硬科學(xué)”“純軟科學(xué)”“應(yīng)用硬科學(xué)”和“應(yīng)用軟科學(xué)”。那么,將天基信息支援學(xué)科定位為面向天基信息系統(tǒng)的應(yīng)用型科學(xué)是否恰當(dāng)?它具體涉及哪些專業(yè)方向?這些都是亟待研究和明確的問題。
二是對學(xué)科主體與客體的分析不足。從天基信息支援學(xué)科建設(shè)的現(xiàn)狀來看,存在建設(shè)主體不明確、對客體認(rèn)識薄弱以及過度依賴傳統(tǒng)建設(shè)路徑等問題。天基信息支援學(xué)科建設(shè)的主體,主要是指從事該學(xué)科研究的專兼職人員。然而,目前尚缺乏專門從事天基信息支援學(xué)科建設(shè)研究的人員。天基信息支援學(xué)科建設(shè)的客體主要是指在天基信息支援學(xué)科建設(shè)與發(fā)展過程中所涌現(xiàn)出的各種現(xiàn)象及所面臨的問題。隨著天基信息系統(tǒng)的快速發(fā)展,天基信息支援學(xué)科建設(shè)的研究對象已經(jīng)發(fā)生了變化,越來越多的學(xué)者開始關(guān)注并研究“現(xiàn)實(shí)”問題,但許多研究僅停留于“感性認(rèn)識”層面,缺乏深層次的“理性認(rèn)識”。
三是建設(shè)原則與理念尚不清晰。學(xué)科建設(shè)既是一個理論議題,又是一個實(shí)踐挑戰(zhàn)。先進(jìn)的理念和模式為學(xué)科建設(shè)奠定了堅實(shí)的理論基礎(chǔ),并為其實(shí)踐活動提供了有力的保障。作為新興學(xué)科,天基信息支援學(xué)科需要一套科學(xué)且完備的建設(shè)理論來指引其發(fā)展方向,并在建設(shè)過程中嚴(yán)格遵守科學(xué)合理的原則,以有效應(yīng)對社會發(fā)展的迫切需求。
二、天基信息支援學(xué)科的定位
學(xué)科建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及領(lǐng)域廣泛。在天基信息支援這一新興學(xué)科的建設(shè)過程中,明確其定位至關(guān)重要[5]。學(xué)科建設(shè)應(yīng)當(dāng)從國家發(fā)展的宏觀背景出發(fā),緊密圍繞學(xué)校的整體定位,尋求并確立自身的準(zhǔn)確定位[6]。基于社會對天基信息支援日益增長的需求,高等院校應(yīng)當(dāng)積極主動地承擔(dān)起推動天基信息支援學(xué)科建設(shè)的重任。
(一)天基信息支援學(xué)科基本屬性與內(nèi)涵
天基信息系統(tǒng)是信息技術(shù)和航天技術(shù)快速發(fā)展催生的,依托太空平臺進(jìn)行信息采集、傳輸、處理及應(yīng)用的新型系統(tǒng)。天基信息支援學(xué)科融合了天基通信、導(dǎo)航、遙感及測繪等多個專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)。從學(xué)科建設(shè)的角度看,天基信息支援學(xué)科是一個貼合社會發(fā)展需求,特別是國防與軍事領(lǐng)域需求的應(yīng)用型學(xué)科。它聚焦于天基信息獲取、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星通信以及天基測繪等領(lǐng)域的理論與前沿技術(shù)研究。
(二)天基信息支援學(xué)科在學(xué)科體系中的定位
天基信息支援學(xué)科主要以信息與通信工程為支撐學(xué)科,同時涵蓋計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、航空宇航科學(xué)與技術(shù)、遙感科學(xué)與技術(shù)以及電子信息等多個相關(guān)學(xué)科。此外,數(shù)學(xué)、物理學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、天文學(xué)以及人文社科等是天基信息支援的基礎(chǔ)支撐學(xué)科。天基信息支援的建設(shè)與發(fā)展離不開這些支撐學(xué)科,因此在學(xué)科建設(shè)規(guī)劃過程中應(yīng)予以充分考慮和合理布局。天基信息支援學(xué)科體系框架如圖1所示。
(三)天基信息支援學(xué)科建設(shè)的目標(biāo)
隨著人類走出地球、邁向太空的步伐逐步加快,天基信息系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用愈發(fā)重要。在此背景下,天基信息支援學(xué)科的建設(shè)目標(biāo)和定位應(yīng)緊密圍繞高等院校在科學(xué)研究、服務(wù)社會及人才培養(yǎng)方面的基本任務(wù)來明確。具體而言,可從以下三個方面進(jìn)行考慮:
第一,推動天基信息系統(tǒng)核心技術(shù)取得發(fā)展突破,以天基通信技術(shù)體制的革新、導(dǎo)航與遙感新技術(shù)的創(chuàng)新及驗證,以及星上處理技術(shù)的提升等基礎(chǔ)和關(guān)鍵核心技術(shù)作為發(fā)展的基礎(chǔ)目標(biāo)。
第二,加強(qiáng)天基信息服務(wù)能力的發(fā)展與提升。天基綜合信息網(wǎng)的構(gòu)建及其與地面網(wǎng)絡(luò)的融合,將促進(jìn)實(shí)時的、基于天基系統(tǒng)的信息分享與信息服務(wù)能力的提升。
第三,構(gòu)建并優(yōu)化天基信息專業(yè)人才培養(yǎng)體系,旨在面向天基信息系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)際需求,建立完善的天基信息支援學(xué)科教育體系,培養(yǎng)具備專業(yè)知識和實(shí)踐能力的天基信息專業(yè)人才。
三、天基信息支援學(xué)科的專業(yè)設(shè)置
天基信息支援作為一門新興學(xué)科,其建設(shè)與發(fā)展離不開相關(guān)專業(yè)的支撐。因此,厘清學(xué)科建設(shè)與其支撐專業(yè)建設(shè)之間的關(guān)系,是做好學(xué)科建設(shè)工作的基礎(chǔ)。學(xué)科建設(shè)與專業(yè)建設(shè)并非此消彼長的關(guān)系,而是應(yīng)當(dāng)相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展[7]。在我國當(dāng)前的高等教育體制中,本科教育遵循按專業(yè)劃分的培養(yǎng)思路,而研究生教育則遵循按學(xué)科劃分的培養(yǎng)思路,這符合教育發(fā)展的客觀規(guī)律。然而,這并不意味著僅研究生教育與學(xué)科建設(shè)緊密相關(guān)。實(shí)際上,本科階段的專業(yè)教育同樣亟須加強(qiáng)與學(xué)科建設(shè)的緊密聯(lián)系[8]。
學(xué)科建設(shè)為專業(yè)建設(shè)與發(fā)展提供了堅實(shí)的知識體系支撐,是推動專業(yè)發(fā)展的重要基石。天基信息支援學(xué)科的專業(yè)方向設(shè)置應(yīng)以學(xué)科定位為基礎(chǔ),緊密貼合國家與社會的發(fā)展需求。目前,天基信息支援學(xué)科主要由天基通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感和天基測繪這四個專業(yè)領(lǐng)域構(gòu)成(見圖2)。
天基通信是天基信息支援學(xué)科體系中的核心專業(yè)方向,主要負(fù)責(zé)基于天基信息系統(tǒng)的信息共享與分發(fā)任務(wù),在整個學(xué)科體系中占據(jù)基礎(chǔ)性的地位。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)能夠提供精準(zhǔn)的定位、測速及定時服務(wù),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,其導(dǎo)航精度不斷提升,覆蓋范圍也日益擴(kuò)大。當(dāng)前,衛(wèi)星導(dǎo)航與5G、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)的深度融合,進(jìn)一步拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。衛(wèi)星遙感與天基測繪技術(shù)利用衛(wèi)星平臺,對地球表面進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀測,廣泛應(yīng)用于資源勘測、環(huán)境監(jiān)測和防災(zāi)減災(zāi)等多個領(lǐng)域。
近年來,人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅猛發(fā)展,對天基通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感和天基測繪等專業(yè)方向產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。天基信息支援正朝著多源數(shù)據(jù)智能化處理及通信、導(dǎo)航、遙感與測繪一體化融合的方向不斷發(fā)展。
四、天基信息支援學(xué)科建設(shè)的理念
學(xué)科建設(shè)不僅要適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,滿足國家經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的需求,而且要結(jié)合自身的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)定位,確立符合自身特色的學(xué)科建設(shè)理念[9]。從世界大學(xué)與學(xué)科建設(shè)的發(fā)展歷史來看,大學(xué)學(xué)科建設(shè)經(jīng)歷了從19世紀(jì)中德國大學(xué)“學(xué)以致學(xué)”的信條,到20世紀(jì)以來美國大學(xué)“學(xué)以致用”的理念的轉(zhuǎn)變[5]。
19世紀(jì)的德國高等教育獨(dú)樹一幟,以洪堡建立柏林大學(xué)為分界點(diǎn),學(xué)科開始從大學(xué)邊緣走向中心,自此大學(xué)與學(xué)科建設(shè)步入了共同發(fā)展的新階段。“學(xué)以致學(xué)”成為大學(xué)的信條,以數(shù)學(xué)、物理為基礎(chǔ)的哲學(xué)成為大學(xué)的主干學(xué)科。彼時,大學(xué)教育的目的在于培養(yǎng)人的心智,而非單純追求實(shí)用性。本文認(rèn)為,德國大學(xué)學(xué)科建設(shè)的歷史為人類留下了兩大主要經(jīng)驗:一是通過培養(yǎng)人的心智促進(jìn)了創(chuàng)新,二是其提倡的科學(xué)研究方法和政策為現(xiàn)代大學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。1862年美國《莫雷爾法案》的實(shí)施,不僅推動了農(nóng)學(xué)學(xué)科的發(fā)展,而且催生了機(jī)械工程、電力工程、冶金工程等實(shí)用學(xué)科。同時,法學(xué)、醫(yī)學(xué)、商學(xué)、新聞學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科也在大學(xué)中獲得了院系建制,應(yīng)用學(xué)科的地位不斷提升,社會需求成為推動大學(xué)學(xué)科建設(shè)的重要動力[10]。
中華人民共和國成立初期,特別是1952年院系調(diào)整后,學(xué)科與專業(yè)的設(shè)置遵循“學(xué)以致用”的理念,緊密貼合了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求,極大地促進(jìn)了應(yīng)用學(xué)科的發(fā)展。然而,這一時期的院系調(diào)整也暴露出一些問題,即將文科、理科、工科進(jìn)行了人為的劃分,且專業(yè)劃分過窄、過細(xì)。這種過度細(xì)化的專業(yè)劃分,隨著時代的變遷和學(xué)科間的交叉融合,逐漸成為制約學(xué)科尤其是交叉學(xué)科發(fā)展的瓶頸,同時也導(dǎo)致了學(xué)科發(fā)展根基不牢、后續(xù)動力不足的問題。
從全球大學(xué)歷史發(fā)展的角度來看,“致學(xué)”理念更側(cè)重于人的全面發(fā)展,而“致用”理念則更強(qiáng)調(diào)滿足社會的需求。在現(xiàn)代大學(xué)的建設(shè)與發(fā)展過程中,應(yīng)當(dāng)秉持“學(xué)用融合”的理念。無論是綜合性大學(xué),還是理工類、醫(yī)學(xué)類、農(nóng)學(xué)類等專門性大學(xué),都需加強(qiáng)文理基礎(chǔ)學(xué)科的建設(shè)。文理基礎(chǔ)學(xué)科是大學(xué)持續(xù)發(fā)展的基石,應(yīng)當(dāng)遵循“致學(xué)”理念,以培養(yǎng)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的創(chuàng)新人才,并推動基礎(chǔ)科學(xué)新理論的發(fā)展。而擁有深厚的基礎(chǔ)理論,正是工科、醫(yī)科、農(nóng)科等應(yīng)用學(xué)科得以穩(wěn)定發(fā)展的堅實(shí)支撐和動力源泉。
天基信息支援學(xué)科屬于典型的綜合應(yīng)用型新興學(xué)科,其建設(shè)理念不僅應(yīng)堅持“致用”,而且要強(qiáng)調(diào)“融合”。第一,天基信息支援學(xué)科的產(chǎn)生以國防和軍事應(yīng)用為背景,為天基信息支援領(lǐng)域的發(fā)展注入了強(qiáng)大的動力。堅持“致用”理念,即要緊密圍繞社會對天基信息支援的迫切需求,遵循目標(biāo)導(dǎo)向原則,科學(xué)合理地配置科研所需的人力、財力和物力資源。第二,天基信息支援學(xué)科的綜合性強(qiáng),其支撐專業(yè)涵蓋天基通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感和天基測繪等多個領(lǐng)域,這些學(xué)科專業(yè)之間存在顯著的交叉性和相互支撐的關(guān)系[11]。因此,促進(jìn)天基信息系統(tǒng)應(yīng)用學(xué)科或?qū)I(yè)的融合發(fā)展成為一種必然趨勢。
五、天基信息支援學(xué)科建設(shè)應(yīng)把握的四個原則
天基信息支援學(xué)科的建設(shè)是一個系統(tǒng)且長期的過程,需精準(zhǔn)把握融合性、協(xié)同性、發(fā)展性以及組織性等關(guān)鍵原則。
(一)天基信息支援學(xué)科建設(shè)要體現(xiàn)融合性
天基信息支援是一門典型的綜合應(yīng)用型學(xué)科,涵蓋了天基通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感和天基測繪等研究方向。這些研究方向以天基通信技術(shù)為基礎(chǔ),面向全球精確定位與授時、對地觀測與測繪等信息支援領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。無論是用于定位與授時的導(dǎo)航信號,還是地面觀測與測繪所得的數(shù)據(jù),都需要經(jīng)過處理,并借助通信技術(shù)傳輸至用戶終端。在整個信息支援的過程中,通信、導(dǎo)航、測繪以及遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了深度融合與相互支撐。
(二)天基信息支援學(xué)科建設(shè)要注重協(xié)同性
結(jié)合前文所述,基礎(chǔ)學(xué)科的研究是應(yīng)用型學(xué)科發(fā)展的深厚土壤。天基信息支援作為一門跨學(xué)科綜合應(yīng)用的新興學(xué)科,其發(fā)展前景十分廣闊。若科學(xué)研究僅局限于應(yīng)用層面的探索,雖能在短期內(nèi)快速取得一些應(yīng)用成果,但從長遠(yuǎn)來看,可能會因缺乏堅實(shí)的理論基礎(chǔ)而制約其后續(xù)發(fā)展。協(xié)同性原則是天基信息支援學(xué)科“學(xué)用融合”建設(shè)理念的直接體現(xiàn)。
(三)天基信息支援學(xué)科建設(shè)要立足發(fā)展性
天基信息支援學(xué)科的人才培養(yǎng)機(jī)制應(yīng)全面覆蓋本科、碩士、博士各個階段的全周期系統(tǒng)設(shè)計。當(dāng)前,我國大學(xué)本科教育已逐步轉(zhuǎn)向?qū)嵤皩捒趶?、厚基礎(chǔ)”的培養(yǎng)模式[12]。而碩士生與博士生則是推動學(xué)科在科學(xué)研究前沿不斷前進(jìn)的生力軍。針對天基信息支援這一新興的應(yīng)用學(xué)科,高等院校應(yīng)當(dāng)構(gòu)建包括本科、碩士、博士階段在內(nèi)的系統(tǒng)性培養(yǎng)體系。除了加強(qiáng)相關(guān)基礎(chǔ)知識體系的構(gòu)建,高等院校還可以設(shè)立面向天基信息支援領(lǐng)域的專修班或特色課程,以激發(fā)有志青年學(xué)生的科研熱情。條件建設(shè)是新興學(xué)科發(fā)展的基石,天基信息支援領(lǐng)域的科研與教學(xué)活動離不開堅實(shí)的條件建設(shè)支撐。教學(xué)與科研條件的建設(shè)不僅要滿足當(dāng)前的實(shí)際需求,而且要具備一定的前瞻性和可持續(xù)發(fā)展性,以確保能夠取得最大化的效益。
(四)天基信息支援學(xué)科建設(shè)要強(qiáng)化組織性
學(xué)科建設(shè)需從組織無序、效率低下的狀態(tài),向組織有序、高效運(yùn)作轉(zhuǎn)變,同時構(gòu)建學(xué)術(shù)與知識共同體,以真正體現(xiàn)學(xué)科組織的本質(zhì)內(nèi)涵[13]。天基信息支援學(xué)科作為綜合應(yīng)用型學(xué)科,在建設(shè)過程中尤為需要強(qiáng)化其組織性。學(xué)科建設(shè)的核心在于人力、物力和財力的合理配置。在學(xué)科建設(shè)過程中,學(xué)校管理與學(xué)科帶頭人的協(xié)同配合以及組織優(yōu)化,是學(xué)科高質(zhì)量發(fā)展的有效保障。
六、結(jié)語
學(xué)科建設(shè)是高等院校的重要任務(wù),也是推動實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會服務(wù)三大職能的重要手段。作為新興的應(yīng)用型學(xué)科,要建設(shè)一流的天基信息支援學(xué)科,除需注重學(xué)科建設(shè)的基本理論外,還需緊密結(jié)合建設(shè)院校的實(shí)際情況,明確發(fā)展目標(biāo),全員齊心協(xié)力,持之以恒,以期早日實(shí)現(xiàn)一流學(xué)科建設(shè)的目標(biāo)。
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