依托新建的科教協(xié)同平臺(tái)，北航強(qiáng)力推動(dòng)所有省部級(jí)以上重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室面向本科生100%開(kāi)設(shè)“科研課堂”

　　文 |《瞭望》新聞周刊記者 趙旭 岳棟 宋依黛

　　1952年，瞄準(zhǔn)我國(guó)航空領(lǐng)域戰(zhàn)略需求，北京航空學(xué)院成立，后更名為北京航空航天大學(xué)(下稱(chēng)“北航”)。作為一所服務(wù)于國(guó)家空天事業(yè)的綜合類(lèi)高校，北航立足于教育科技人才一體化建設(shè)，緊密承接我國(guó)國(guó)防領(lǐng)域重大項(xiàng)目，在建設(shè)世界一流大學(xué)與一流學(xué)科征程中邁出了堅(jiān)實(shí)步伐。

　　軟科世界一流學(xué)科排名中，北航航空航天工程連續(xù)七年獲得世界第一。這是建校70余年來(lái)，學(xué)校以科研攻關(guān)服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求、圍繞航空航天領(lǐng)域構(gòu)筑學(xué)科生態(tài)體系、矢志空天報(bào)國(guó)培育精英人才等多重因素疊加的綜合體現(xiàn)。

　　從“急需辦一所航空大學(xué)”到成為世界標(biāo)桿

　　進(jìn)入北航校史館一層大廳，“空天報(bào)國(guó)”雕塑在白色浮雕背景下，黃色字體與五星紅旗相映，彰顯學(xué)校70多年服務(wù)國(guó)家的精神，為航空航天學(xué)科走向世界一流奠定歷史基礎(chǔ)。

　　發(fā)揮空天報(bào)國(guó)重大使命。新中國(guó)成立之初，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，航空工業(yè)從修理向制造過(guò)渡。抗美援朝戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后，國(guó)家加速建設(shè)航空工業(yè)，“急需辦一所航空大學(xué)”。在此背景下，由清華大學(xué)等高校的航空系合并組建為北京航空工業(yè)學(xué)院，后命名為北京航空學(xué)院，新中國(guó)航空航天高等教育由此起步。

　　“學(xué)校成立初期沒(méi)有校舍和教室，師生們分散借居在清華、北京工業(yè)學(xué)院等地，只能在工棚里上課，在路燈下讀書(shū)。”北航校史館講解人員張博飛說(shuō)。

　　1958年初，北航僅有飛機(jī)系、發(fā)動(dòng)機(jī)系等5個(gè)系，校園里已醞釀出建造輕型客機(jī)的想法。“1958年畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，就是要造這架飛機(jī)。”退休老教授馮宗律當(dāng)時(shí)作為指導(dǎo)教師參與其中。鑒于我國(guó)還未自主設(shè)計(jì)研制過(guò)客機(jī)，師生面臨無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循、無(wú)資料借鑒、設(shè)備儀器不全的難題。1800多名師生踴躍報(bào)名參建，夜以繼日找資料、算性能、繪曲線，制作2000多張圖紙，用計(jì)算尺確定參數(shù)，人力托舉機(jī)身安裝起落架……最終，用手工打造出新中國(guó)第一架輕型旅客機(jī)“北京一號(hào)”，并成功完成北京-天津和北京-上海航線試飛。

　　如今，這架翼展16.3米、灰色機(jī)身上寫(xiě)著紅色大字“北京-1”的原機(jī)，矗立在北京航空航天博物館，鐫刻下學(xué)校與生俱來(lái)的空天報(bào)國(guó)印記。

　　以有組織科研樹(shù)立全球標(biāo)桿。進(jìn)入新時(shí)代，北航繼續(xù)錨定國(guó)家戰(zhàn)略需求和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，通過(guò)強(qiáng)化有組織科研，構(gòu)建體系化創(chuàng)新能力，破解單打獨(dú)斗帶來(lái)的資源分散、學(xué)科壁壘高、協(xié)同不足等問(wèn)題，推動(dòng)重大科技成果涌現(xiàn)。

　　在北航有組織科研體系下，學(xué)校構(gòu)建“學(xué)院+研究院”機(jī)構(gòu)布局，推動(dòng)建設(shè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院、前沿科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究院等科研“特區(qū)”，匯聚頂尖人才，優(yōu)化資源配置;建設(shè)空地一體新航行系統(tǒng)技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、超高靈敏極弱磁場(chǎng)和慣性測(cè)量裝置等一批大平臺(tái)、大科學(xué)裝置，打造“基礎(chǔ)研究-關(guān)鍵技術(shù)-仿真平臺(tái)-驗(yàn)證環(huán)境”全鏈條研究體系，實(shí)現(xiàn)從單點(diǎn)創(chuàng)新到體系化創(chuàng)新的突破。

　　體制機(jī)制創(chuàng)新孕育出一系列世界領(lǐng)先成果。中國(guó)科學(xué)院院士郭雷團(tuán)隊(duì)研制出“仿生偏振羅盤(pán)”裝置，精度領(lǐng)先國(guó)際同級(jí)別實(shí)驗(yàn)室技術(shù)水平;閆曉軍教授團(tuán)隊(duì)成功研制出僅重4.21克的太陽(yáng)能動(dòng)力微型無(wú)人機(jī)，實(shí)現(xiàn)自然光供能下的持續(xù)飛行;吳江浩教授研發(fā)的微型可懸停撲翼飛行機(jī)，2024年成為同類(lèi)飛行器中唯一持續(xù)飛行時(shí)間超過(guò)15分鐘的飛行器……“十五”計(jì)劃以來(lái)，北航共獲國(guó)家三大科技獎(jiǎng)勵(lì)84項(xiàng)，2020年來(lái)共獲15項(xiàng)國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)一等獎(jiǎng)，其中技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)9項(xiàng)，居全國(guó)高校第一。

　　“得益于國(guó)家對(duì)于航空航天領(lǐng)域的重視，北航有了大展拳腳的機(jī)會(huì)，圍繞無(wú)人系統(tǒng)、大飛機(jī)、機(jī)載系統(tǒng)、深空探測(cè)等領(lǐng)域產(chǎn)出一系列科研成果，使北航相關(guān)學(xué)科排名世界第一有了堅(jiān)實(shí)的底氣與自信。”北航科學(xué)技術(shù)研究院常務(wù)副院長(zhǎng)蔣崇文說(shuō)。

　　北航聶天曉教授團(tuán)隊(duì)在自旋電子實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行晶圓級(jí)高質(zhì)量器件制備 北京航空航天大學(xué)供圖

　　構(gòu)建航空航天學(xué)科生態(tài)體系

　　當(dāng)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)翱翔天際、深海機(jī)器人潛入馬里亞納海溝時(shí)，北航師生深感自豪。這背后是北航學(xué)科生態(tài)體系：以頂尖航空航天學(xué)科為引擎，帶動(dòng)各學(xué)科協(xié)同建設(shè);抓住人工智能發(fā)展機(jī)遇，推動(dòng)數(shù)智化深度賦能，探索AI賦能高等教育的新模式。

　　學(xué)科群協(xié)同服務(wù)航空航天學(xué)科建設(shè)。航空航天是多學(xué)科交叉融合的競(jìng)技場(chǎng)。從空天動(dòng)力、先進(jìn)材料到智能導(dǎo)航與控制，單一學(xué)科難以支撐其全鏈條發(fā)展。北航的破題之道，是構(gòu)建以航空航天學(xué)科為核心牽引、多學(xué)科深度融合、相互賦能的“學(xué)科群”生態(tài)系統(tǒng)。

　　例如今年設(shè)立的“低空技術(shù)與工程”專(zhuān)業(yè)由航空科學(xué)與工程學(xué)院牽頭，聯(lián)合七個(gè)學(xué)院共建學(xué)科，為實(shí)驗(yàn)班提供或協(xié)調(diào)教師、實(shí)驗(yàn)室、場(chǎng)地、設(shè)備等教學(xué)資源，并聯(lián)合杭州校區(qū)和低空產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)，共同建立多學(xué)科交叉協(xié)同創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。

　　據(jù)北航學(xué)科發(fā)展辦公室主任吳瑞林介紹，北航從飛行器和動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造入手，以力學(xué)為基礎(chǔ)，向材料科學(xué)與工程、交通運(yùn)輸工程等學(xué)科上下游拓展，形成了航空宇航學(xué)科群，以多學(xué)科支撐共同構(gòu)筑起服務(wù)航天強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　以數(shù)智化教學(xué)引領(lǐng)空天學(xué)科升級(jí)。為應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革帶來(lái)的挑戰(zhàn)，北航出臺(tái)《數(shù)智賦能三年行動(dòng)計(jì)劃》，以全學(xué)科要素升級(jí)布局智慧教育新生態(tài)，實(shí)現(xiàn)航空航天相關(guān)學(xué)科的持續(xù)性引領(lǐng)。

　　課程是學(xué)科體系的“骨架”。北航將“智能”元素融入各學(xué)科，搭建“1+M+N”的人工智能課程生態(tài)。其中，“1”是面向全體大一新生的人工智能導(dǎo)論課，筑牢數(shù)字時(shí)代基礎(chǔ)素養(yǎng);“M”是人工智能與專(zhuān)業(yè)融合的特色課程，例如，北航航空航天學(xué)科群衍生出了材料智能設(shè)計(jì)、數(shù)字化智能航空發(fā)動(dòng)機(jī)、智能網(wǎng)聯(lián)運(yùn)載工具及運(yùn)用等多個(gè)新方向;“N”則指計(jì)劃聯(lián)合國(guó)內(nèi)頂尖AI企業(yè)開(kāi)設(shè)的“微專(zhuān)業(yè)”實(shí)踐課，強(qiáng)化實(shí)戰(zhàn)能力。

　　借助課程體系支撐，學(xué)生能更有效地解決本領(lǐng)域?qū)嶋H問(wèn)題。在北航無(wú)人系統(tǒng)研究院大廳，集群智能感知與協(xié)同控制方向的師生利用高精度時(shí)空基準(zhǔn)系統(tǒng)、實(shí)景縮比模型和高速核心網(wǎng)，開(kāi)展無(wú)人蜂群重點(diǎn)項(xiàng)目集成測(cè)試，驗(yàn)證無(wú)人系統(tǒng)協(xié)同感知和自主搜索等關(guān)鍵技術(shù)。

　　“我們通過(guò)智能化的虛實(shí)混合試驗(yàn)技術(shù)與模型驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)工程方法，解決了以往大規(guī)模集群智能化試驗(yàn)驗(yàn)證難和缺少研究環(huán)境的問(wèn)題。”北航無(wú)人系統(tǒng)研究院院長(zhǎng)董希旺說(shuō)。

　　部分教師對(duì)AI等新技術(shù)的接受度和應(yīng)用能力存在差距，北航面向?qū)Ｈ谓處熼_(kāi)展數(shù)智賦能教學(xué)系列培訓(xùn)，并在校內(nèi)實(shí)施名師培訓(xùn)計(jì)劃，單設(shè)“數(shù)字賦能”賽道，提供經(jīng)費(fèi)、導(dǎo)師等傾斜支持，鼓勵(lì)青年教師探索人工智能賦能教育課堂教學(xué)改革實(shí)踐。

　　打造航空航天人才培養(yǎng)搖籃

　　近年來(lái)，北航緊跟時(shí)代潮流，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力，讓學(xué)生在親身實(shí)踐中踐行空天報(bào)國(guó)情懷。

　　科教融匯統(tǒng)籌優(yōu)勢(shì)教學(xué)資源?？蒲惺切轮R(shí)、新方法的“源頭活水”。如何避免科研與教學(xué)“兩張皮”?北航的關(guān)鍵舉措之一是建設(shè)高水平的科教協(xié)同平臺(tái)，讓學(xué)生觸摸學(xué)科前沿、掌握真實(shí)的研究方法。

　　圍繞航空航天、信息技術(shù)、生命健康等重點(diǎn)領(lǐng)域，北航分級(jí)分批打造了智能微納公共創(chuàng)新中心、空天地一體信息網(wǎng)絡(luò)等10多個(gè)科教協(xié)同平臺(tái)，為人才培養(yǎng)、人才匯聚和科技創(chuàng)新提供了共享服務(wù)硬支撐。

　　為突破傳統(tǒng)模式局限，北航體系化地將科教融匯延伸至本科教育。依托新建的科教協(xié)同平臺(tái)，北航強(qiáng)力推動(dòng)所有省部級(jí)以上重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室面向本科生100%開(kāi)設(shè)“科研課堂”。

　　例如，航空科學(xué)與工程學(xué)院、能源與動(dòng)力工程學(xué)院聯(lián)合機(jī)載中心共建的新一代全數(shù)字化飛行器科教協(xié)同平臺(tái)，成為本科生科研創(chuàng)新的“實(shí)戰(zhàn)舞臺(tái)”。該平臺(tái)集成了協(xié)同設(shè)計(jì)區(qū)、飛行模擬器區(qū)等多個(gè)功能區(qū)域，學(xué)生們一邊觀察數(shù)字屏上的飛行數(shù)據(jù)和外部視野，一邊操作飛行模擬器，對(duì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的飛機(jī)方案開(kāi)展虛擬仿真驗(yàn)證。最終，在平臺(tái)支撐下，來(lái)自6個(gè)學(xué)院的35名老師、69名學(xué)生組成畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，共同研制出新一代“數(shù)字飛機(jī)”。

　　北京航空航天大學(xué)教務(wù)部部長(zhǎng)錢(qián)政表示：“這一模式下，學(xué)校將教育科技人才一體化的理念貫穿始終，并實(shí)現(xiàn)不同學(xué)段學(xué)生全覆蓋，為高質(zhì)量復(fù)合型人才的自主培養(yǎng)提供有效實(shí)現(xiàn)路徑。”

　　產(chǎn)教融合推動(dòng)實(shí)踐能力進(jìn)階。北航通過(guò)深化產(chǎn)教融合，緊跟行業(yè)需求，鍛煉學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力，同時(shí)與企業(yè)合作，由企業(yè)主動(dòng)參與人才培養(yǎng)，搭建起人才輸送的“直通橋”。

　　為鍛造能迅速投身國(guó)家航空航天領(lǐng)域的卓越工程師，北航將產(chǎn)業(yè)實(shí)訓(xùn)作為關(guān)鍵抓手。其國(guó)家卓越工程師學(xué)院以“真問(wèn)題、真場(chǎng)景、真突破”重構(gòu)育人邏輯，通過(guò)聯(lián)合培養(yǎng)打通教學(xué)與就業(yè)的壁壘，著力打造自主培養(yǎng)卓越工程師“樣板間”。

　　該學(xué)院面向?qū)W生開(kāi)設(shè)三類(lèi)課程：基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課由學(xué)院與其他院系共同開(kāi)設(shè)，夯實(shí)理論基礎(chǔ);企業(yè)實(shí)踐課聚焦工程實(shí)踐與行業(yè)動(dòng)態(tài)，邀請(qǐng)企業(yè)專(zhuān)家講解前沿技術(shù);校企共建課程則融合企業(yè)工程實(shí)踐與學(xué)校理論知識(shí)，幫助學(xué)生快速適應(yīng)企業(yè)工作需求，減少?gòu)男@到企業(yè)的過(guò)渡成本。

　　今年畢業(yè)的北航國(guó)家卓越工程師學(xué)院研究生張川宇對(duì)此深有體會(huì)：“企業(yè)的授課以解決實(shí)際工程問(wèn)題為導(dǎo)向，更加關(guān)注工程加工、精度控制等校園教學(xué)中易忽視的細(xì)節(jié)，這讓我們明確所學(xué)知識(shí)應(yīng)用場(chǎng)景與行業(yè)未來(lái)發(fā)展方向，更快完成從‘學(xué)生’到‘工程師’身份的轉(zhuǎn)變。”

　　此外，針對(duì)本科生傳統(tǒng)實(shí)習(xí)“時(shí)間短、難觸核心、鍛煉不足”的痛點(diǎn)，北航創(chuàng)新提出“社會(huì)課堂”概念。學(xué)校充分發(fā)揮各學(xué)院力量，與近400家企業(yè)簽約，共建社會(huì)課堂接收基地，要求學(xué)生深度參與到企業(yè)各工作環(huán)節(jié)，累計(jì)時(shí)長(zhǎng)不少于八周。

　　“‘社會(huì)課堂’讓學(xué)生走向企業(yè)、了解產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)流程，通過(guò)親身參與鍛煉創(chuàng)新能力與實(shí)踐素養(yǎng)，打造出學(xué)校-企業(yè)雙驅(qū)動(dòng)的育人新機(jī)制。”錢(qián)政說(shuō)。