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關鍵詞:航空航天專業;人才培養模式;課程體系
中圖分類號:G641 文獻標志碼:A 文章編號:1002-2589(2015)30-0145-02
引言
航空航天代表了科技和工業發展的最前沿,是促進國家科技發展、滿足經濟建設、增強國防安全和加快社會進步的重要力量。加強航空航天類高校教育,培養一批具有高素質、創新能力的航空航天類專業人才是服務我國戰略發展的必然需求。航空航天類本科人才是高層次航空航天類人才的基礎,培養適應國際競爭的航空航天類本科人才,是我國航空航天科技發展的關鍵。當前,以美、俄為代表的航空航天大國都建設了自己特色的航空航天專業院系,開展了多年的教學實踐,具有豐富的經驗。論文旨在通過材料的梳理,了解國外航空航天專業人才培養模式,對國際一流大學航空航天類專業設置、課程安排、學生培養特點等方面進行研究,從中總結經驗,為國內航空航天類專業教學教改提供參考。
一、國外著名航空航天院系
(一)美國著名航空航天院系
美國是世界上航空航天類研究最發達、人才培養最成功的國家,其人才培養主要依賴其國內的大學。比較有代表性的有麻省理工學院和斯坦福大學。
麻省理工學院航空航天類教學與科研由航空航天系負責,下設三個部門,分別是信息部、航空系統部、飛行器技術部。信息部分主要研究航天系統有關的信息獲取、處理、傳輸技術,如衛星通信、高空偵察、空中通信、集成防御系統等,負責教授導航、制導、控制、通信、網絡、實時軟硬件系統等課程。航空系統部門主要研究航空航天高復雜性系統的設計、制造、操作方法,教授最優化方法、故障診斷、系統容錯等課程,建有人機實驗室、空間系統實驗室、國際空運中心、操控臺研究中心、復雜系統研究實驗室等。飛行器技術部門負責計算方法、流體力學、推進技術、材料科學、結構技術等的研究和教學,建有宇航計算設計實驗室、空氣渦輪實驗室、宇航微小結構協會、空間推進實驗室、先進材料和結構技術實驗室等。
斯坦福大學航空航天系隸屬于工學院,承擔航空專業的教學科研任務。該系的研究領域包括空氣彈性變形及流體仿真、飛行器設計與控制、應用航空動力學、空氣聲學計算、流體動力學計算、動態系統計算、機器人控制、復雜材料與結構、湍流模擬、推進、高超聲速流體、導航、控制系統辨識與優化、衛星工程、湍流與燃燒等。
(二)俄羅斯著名航空航天院系
俄羅斯也是航空航天強國,開設航空航天專業的主要學院有莫斯科國立航空學院、西伯利亞國立航空航天大學。莫斯科國立航空學院建于1930年,擁有12個學院,56個系,128個實驗室,3個設計局,幾個計算機中心,一個實驗工廠,一套運動航空訓練設施,一個莫斯科附近的飛機場,兩個科研機構(應用力學和電氣力學,低溫研究)。該學院通常以數字編號代替學院名稱,從一院到十二院分別為航空工程院、發動機院、控制系統院、信息與電力院、無線電電子學院、經濟與管理院、航空航天院、機器人與智能系統院、應用數學和物理院、應用力學院、人文科學院、預科院。西伯利亞國立航空航天大學擁有空間研究及高技術學院和航天技術學院,設置了飛機制造系、航空發動機與能源裝備系、飛行器管理系統系、航空導彈技術系、飛行器無線電技術系統系。
(三)歐洲著名航空航天院系
英國帝國理工學院在其工學院設置了航空系,主要負責飛機設計制造方面的研究與人才培養,包括航空動力學與航空結構學兩個研究方向。航空動力學方向包含流體基礎、航空飛行器設計、控制、生物醫學、環境與工業關系等方面的研究。航空結構學方向包括計算力學、沖擊與損傷、復合材料等方面的研究。
法國國家高等航天航空學院已經有90多年的歷史,它位于歐洲航天業發展的中心地帶,致力于培養頂尖的技術工程師,在研制協和式客機的工程師當中,有許多就是從法國高等航天航空學院畢業的。學院下設5個系和一個研究中心,分別是空氣動力學、能源、推進系、結構與材料力學系、光電子與信號系、語言文化藝術系、航空宇航中心。
二、國外著名航空航天院系專業設置與課程體系
(一)學位與專業設置
國外著名航空航天院系多數是本科四年,研究生二年,英國有本科3年,研究生1年。俄羅斯不同,如莫斯科國立航空學院預科1年、本科4年、碩士2年、博士3年。在學位設置上,各個院校有所不同,歸納起來,主要有工學學士、航空航天工程學士、航空工學學士、航空航天工學學士、航空工程理科碩士、航空航天工程學士、航空與宇航工程學士、航空學理科碩士、航空與航天學理科碩士、機械與航天工程理科碩士。
(二)國外著名航空航天院系課程體系
麻省理工學院(MIT)航空與航天專業是美國同領域中最有名的專業,其人才培養理念和課程設置世界聞名。MIT航空與航天系設有兩個本科專業方向:航空與航天科學工程專業和航空與航天信息科學工程專業,兩個方向的課程設置都建立在航空航天基礎(核心)課程上,下面分別以A和B代指這兩個專業。課程主要包括全校統一要求課程和系課程構成。全校統一要求課程包括基礎科學課程(6門)、人文、藝術、社會科學課程(8門)、科學與技術限選課程(2門)、實驗課程(1門);系課程包括系核心必修課程、專業課程、試驗與進展課程,其中系核心必修課程包括一體化工程I、II、III、IV,計算機和工程問題求解引論,自動控制原理、動力學、隨機系統分析、微分方程;專業課程中專業A包括空氣動力學、結構力學、推進系統引論、航天工程中的計算方法,專業B包括航天系統的評估與控制、數字系統實驗室介紹、實時系統與軟件、交互系統工程、人為因素工程、自主決策原理;試驗與進展課程包括飛行器工程、空間系統工程、試驗項目I、試驗項目II、飛行器進展、空間系統進展I、空間系統進展II。
(三)學時學分要求
1.學分組成。課程學分組成考慮教學環節,如MIT飛行動力學課程,總學分12分,構成包括課堂3分、實驗1分、預習和復習8分。另外還有無學分課程,課程必修但無學分,如普林斯頓沒有學分制、強調上課門數,斯坦福大學基礎課程要求5門航空航天基礎課程,專業課程4選3。英國大學一般不設立學分制,所有學生都按部就班完成規定課程的學習。
2.學分要求。美國大部分學校有明確的畢業學分數要求。如MIT航空航天工程系根據培養計劃設課程學分,又分成4類,分別是核心課(core)108、專業領域課(professio-
nal area)48、實驗和綜合應用(experiment and Capstone)30、非限制性選修課(unrestrictived elective)48,總學分大于234學分。但是在學分數量并不統一,差異很懸殊,如密歇根128學分、MIT大于234學分、賓州州立132學分。航空航天專業必修課比例很高,有的高達90%以上,如斯坦福、佐治亞理工、普渡。另外還有只要求課程而不要求學分的,如普林斯頓畢業要求共36門課。
3.學時要求。有些大學要求學時達到一定數量,如悉尼大學本科至少192學時,研究生核心課程和選修課程,至少144學時。斯坦福大學研究生基礎課程設置門數要求,其他按學時要求,數學(6個學時)、技術選修(12學時)、人文社科類選修(45學時)。
三、國外著名航空航天院系專業培養特色
歸納起來,國外著名航空航天院系在專業培養上具有如下特色。一是國外著名大學航空航天專業設置寬、窄各有特色。美英等專業設置以寬口徑、大類培養為主,基本不針對特定航空航天器劃分專業,學生專業方向只是體現在個別課程的選擇上。俄羅斯、烏克蘭等的專業劃分細而精,如莫斯科國立航空學院幾乎整個大學的院系專業就代表了航空航天器的各個不同部分,專業面向具體而明確。二是國外著名大學航空航天專業課程體系具有少而精且多樣化特色。美英等課程每學期課程數量相對較少,但課業工作量不少。學生畢業所需學時學分也不少。美英等航空航天專業的課程必修多、選修少,完全學分制的作用并不明顯,反映了航空航天專業的特殊性。課程學習課內外并重,還有較多實踐環節、交流討論、項目設計等。課程的環節豐富多樣(如劍橋)。教授授課。三是注重通識教育與專業教育的結合。在通識教育上,在課程設置中有重視科技寫作、科研道德規范、表達與交流、團隊協作、人文素質培養和工程師就業指導。在專業教育上,強化多樣化實踐環節、注重專題課程和生產實習。四是注重綜合素質和個性化培養。例如南安普敦大學設置有工程管理與相關法律的必修與選修課程,讓學生學習在工程實踐中如何領導團隊、進行項目管理與風險評估、做出決策以及熟悉與之相關的法律知識。還會從工業部門請來客座教師來協助授課,并安排有相應的實踐環節。針對個性化培養需求,在課程設置上具有較大的選擇基數。
四、總結
航空航天類本科人才是高層次航空航天類人才的基礎,是航空航天類研究生人才的后備軍。論文主要對國際一流大學航空航天類專業學位與專業設置、課程體系、學時學分要求點等方面進行了梳理,總結了人才培養特色,為國內航空航天類專業建設和教學教改提供參考。
參考文獻:
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[2]MIT航空航天系戰略計劃[Z].北京航空航天大學高教所譯.1991.
[關鍵詞] 北京航空航天大學;材料專業研究生;創新型實驗;特色實驗課程;功能材料
[中圖分類號] G643 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-893X(2012)03?0073?02
創新有三層含義:一是更新;二是創造新事物;三是改變。創新性人才指掌握一定專業知識技能,在社會實踐中能推陳出新,以自己的創新性意識和行動,在利用自然改造自然,推動社會進步中做出貢獻的人。隨著知識經濟時代的到來,在世界各國的綜合國力競爭中,創新人才被越來越多的國家視為戰略性資源和決定性因素。培養具有創新能力的高素質人才,順應了時代的呼喚和國家發展的要求。研究生教育是培養高層次專業人才的主要途徑。我國的研究生數量已跨入世界大國行列,研究生成為目前參與和推動我國科學技術發展的重要力量,其知識創新能力與科研實踐能力的培養對于提高我國的科技競爭力至關重要。而大量研究表明,當前我國研究生的創新實踐能力嚴重不足,主要表現在科研實踐參與度低、國際性的學術論文數量偏少、學術成果質量不高、原創性成果稀少等等。
北京航空航天大學作為我們國家自己創建的第一所航空航天大學,學校面向國家重大戰略需求、面向世界航空航天發展的前沿,為國家經濟事業的發展、特別是為航空航天事業做出了不可替代的貢獻。北京航空航天大學培養了11萬學生,這些高素質人才大部分在我國的航空航天領域擔當重任,為我國的航空航天事業提供了人才支持。北京航空航天大學多年來服務大局、特色興校、培育人才、不斷創新,突出航空航天特色和工程技術優勢,形成了獨具特色的高水平研究型大學建設模式。
北京航空航天大學提出了新時期“重基礎、強交叉、拓視野、推創新”的研究生教育思路,對調整研究生教育結構,提高生源質量,改革招生指標分配辦法,修訂培養方案,促進研究生課程國際化,推廣試點班教育模式,建設專業學位研究生實踐基地,創新學科交叉機制體制等,提出了明確要求。
一、研究生培養模式和實驗教學體系
北京航空航天大學在研究生培養模式上分為理論教學、實驗教學和學位論文研究三個階段。在強化研究生理論教學和學位論文研究的同時,采取了重大舉措來培養研究生的實踐能力:針對不同學科專業的特點增加了研究生教學的實驗環節;通過“211”和“985”條件建設逐步構建了開放適用的研究生實驗教學設備條件,并構筑人性化的實驗環境;打破了傳統實驗教學模式,確立了開放式的多元化的研究生公共實驗和研究生專業實驗課體系;最大限度地挖掘出研究生的知識潛能,養成創造性品格,掌握創造性技能,最后在研究生學位論文的寫作中得到深入和升華,使得研究生培養的三個階段構成了一個由淺入深、循序漸進、具有內在聯系的有機體。
在實驗教學體系的構建方面,在一級學科層面,將關聯密切的研究生理論課程的實驗整合成數門獨立設置的綜合性實驗課。結合專業培養目標和其他相關課程,建立一個包括基礎驗證實驗、綜合設計實驗和創新型實驗3個層次的課程體系。
北京航空航天大學還構建了整體性的開放式創新實踐基地。例如自2004年以來,先后建設了“先進計算機網絡技術研究生創新基地”“復雜產品現代設計與先進制造技術研究生創新基地”和“先進航空航天飛行器創新基地” 等開放性的創新實踐基地。基地以航空航天與信息類優勢學科群為中心,以重點實驗室為依托,在創新人才培養和研究生教育改革的創新方面進行了積極的探索。
二、材料專業研究生特種功能材料特色試驗課程設計
北京航空航天大學材料學院多年來一直非常重視研究生教育,研究生的課程設置及內容為研究生從事科學研究打下了堅實的理論基礎。但材料學院研究生的實驗設備主要來自各科研課題組,設備種類、臺套數、完好率受限制,特別是使用時間無法保證,影響研究生試驗運行。課時數虛,授課內容待充實。
隨著多年來對實驗室建設的不斷投入,北京航空航天大學材料學院實驗室建設遵循“以軟帶硬”的原則,即以教學改革為前提,投入的實驗設備要服務于所開設的實驗項目,硬件建設服從軟件建設。目前材料學院用于研究生實驗教學的設備已經初具規模,擁有多套透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針顯微鏡、原子力顯微鏡、磁力顯微鏡、X射線衍射儀、ICP分析儀、拉曼光譜分析儀等先進的分析檢測設備,并對各學科實驗室進行了優化整合和重組資源配置,發揮了實驗室的復合功能和規模效益。材料學院還承擔著大量國家級和省部級的重大科研項目,取得了一系列令人矚目的研究成果,具有良好的培養研究生的客觀條件。材料學院將逐步徹底改造研究生實驗課內容和實驗條件,建立具有航空航天特色、涵蓋材料學科重要研究方向的材料制備、測試及評價方法的研究生公共實驗平臺,以國家建設和經濟發展對材料科學與工程學科復合型人才的重大需求為導向,確定材料科學與工程學科實驗課程的具體設置方案。
北京航空航天大學材料學院以教育部“空天材料及其服役性能實驗室”為依托,開設了“先進結構材料”和“特種功能材料”研究生創新型實驗課。該實驗室多年來立足于航空航天材料前沿研究,旨在將先進的和學科交叉性強的科研成果高質量地融入到研究生實驗教學上,取得了多項重大科研成果。下面以“特種功能材料”的設置為例,從創新型實驗課和綜合實驗課的區別、創新型實驗課和研究生畢業論文研究實踐的區別、創新型實驗課與研究生創新基地三個方面來進行分析。
1. 創新型實驗課和綜合實驗課的區別
創新型實驗課和綜合實驗課在內容上都涉及到培養學生多學科知識綜合應用的能力。差別在于綜合實驗課相對而言內容更為固定,比如“材料電鏡分析實驗”是側重于使學生理解各種電子顯微分析方法的基本概念和原理,熟悉儀器結構,掌握樣品制備方法及實驗參數選擇,并學會對各種電鏡圖像及信息進行識別、計算和分析處理等。而創新型實驗課是在課程內容、形式和目的上存在更多的創新元素。這類實驗是學生在教師的指導下獨立自主完成 ,或者在指導教師的研究領域和學科方向上進行有目的有意識的探索研究,其教學目的在于激發學生的創新意識,培養學生的科研興趣和研究創新能力。培養學生的創新精神和創新能力,關鍵在于教師是否有創造性的實踐活動的經驗和體會,如大的創新團隊(課題組)和實驗室就是培育創新精神的沃土。以“特種功能材料”為例,北京航空航天大學“空天材料及其服役性能實驗室” 針對智能機翼、機載設備和航空發動機等的應用,在航空航天特種功能材料上積累了大量研究成果。其科研設備齊全,在“特種功能材料”實驗課中設立了相變材料、磁性材料等相對寬的方向,在實驗中指導教師演示其中課題組“成熟”材料從設計-制備-功能特性研究的完整的實踐過程,然后在大方向內自由選題,運用理論課程中的基礎知識,綜合設計實驗方案和內容,在任課教師的指導下自主探索研究。如果說綜合實驗課是學生從理論到實踐的第一步,那么創新型實驗則是學生開展創新科研工作的第一步。
2. 創新型實驗課和研究生畢業論文研究實踐的區別
這兩者同為科研訓練。創新型實驗課是“常做常新”的實驗課,指導教師要不斷開發新的實驗方法,搭建不同的新架構。學生則應該不斷豐富自主實驗的新內容,成為填充架構的新單元。從時間尺度上來說,創新型實驗課比研究生畢業論文研究短的多,創新型實驗課會對科研的過程有完整的體驗,為了保障進度,增強協作溝通能力,學生可以自由結合成小項目組,分工共同完成實驗內容。實驗課的考核以小組答辯的形式,根據選題的創新性、綜合性、協作情況等打分。研究生畢業論文研究一般都是學生在其導師的指導下單獨完成的。限于不同實驗條件、經費保障條件、課題組的創新實踐成果積累等的不同,畢業論文研究的創新實踐程度會有很大差異,研究生也往往得不到自主選題和自主研究的機會。
3. 創新型實驗課與研究生創新基地的區別
兩者的教學資源開放程度和范圍不同。研究生創新實踐基地是一個面向全校開放的,融教學、科研為一體的實踐活動平臺。研究生創新基地在學科綜合性和交叉性上,可以面向更大范圍的不同學科、不同年級的研究生,實現教育資源的整體優化。學科的集中交叉得資源能更集中整合,如“復雜產品現代設計與先進制造技術研究生創新基地”和“先進航空航天飛行器創新基地”等開放性的創新實踐基地就是如此。目前,“特種功能材料”研究生創新型實驗課還是材料學院研究生實驗課程體系的一部分,“特種功能材料”與物理、化學、航空、航天、電子、機械等領域有廣泛的學科交叉,可以成為培養研究生的綜合設計和研究探索創新能力的有效平臺。隨著教學實踐成果的積累、教學改革的深化和實踐教學條件建設的增強,材料學院可以向學校申報加入研究生創新基地的實踐活動內容,最大限度地為學生提供更多的科技創新實踐機會。
三、結語
北京航空航天大學材料學院“特種功能材料”研究生創新型實驗課的教學實踐才剛剛起步,深厚的科研成果積累和良好實驗課程的資源配置,以及是否能高質量地轉化到研究生實驗教學上,這些都還需要在實踐中不斷探索。指導教師團隊成員如何利用嶄新的實驗內容引導學生主動參與科研訓練,培養學生的創新思維和探索未知的能力,還需要不斷創新教學,與時俱進地轉變教育思想,更新教育觀念,才能真正在教學改革中收到實效。
參考文獻:
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關鍵詞:航空航天材料;專業英語;教學;改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)40-0092-02
航空航天材料是指飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料,是航空航天工程技術發展的決定性因素之一,也是材料科學中富有開拓性的一個分支。飛行器及其裝置的設計,不斷地向材料工程提出新的課題,推動了航空航天材料科學的進步。各種先進材料的出現也為飛行器及其裝置的設計提供更多的可設計性,極大地促進了航空航天技術的發展。因此,先進航空航天材料的開發、研究與應用反映了一個國家的工業水平與航空航天技術,關系到一個國家的綜合實力與國際影響力。因此,各國都把先進材料的研究和開發放在重要地位。盡管我國近年來在航空航天材料的研發方面取得了巨大進展,但仍然與發達國家存在較大的差距。因此,需要不斷學習和引進國外的先進技術和經驗。而國外相關資料都是英文出版,這就需要航空航天材料方向的學生具有較高的材料科學與工程專業英語的聽、說、讀、寫能力,以完成獲取專業所需信息等任務。
材料科學與工程專業英語是一門語言應用與材料專業知識緊密結合的課程。它不但涉及英語科技文體的語法特征和材料專業技術文獻的語言特點,而且涉及一定的專業技術內容及科技信息交流。課程目標是培養學生具有較強的專業文獻的閱讀能力,進一步提高學生的聽、說、寫、譯能力,使學生能夠熟練應用英語交流、獲取知識。同時促進學生掌握良好的語言學習方法,提高文化素養,以適應社會發展和航空航天技術進步的需要。課程的教學目標是:掌握一定量的與材料科學與工程專業有關的常用單詞和常用詞組,并掌握一定的構詞法知識,具有識別生詞的能力,能順利閱讀專業相關的英文原版教科書、參考書及專業論文。但現行的教學模式在教學管理與培養方式中存在許多問題亟待解決,目前也沒有針對航空航天方向的材料科學與工程專業英語教材。因此,迫切需要完善教學內容,優化教學方式,改編教材,以全面提高材料科學與工程專業英語的教學質量。
一、改編現有專業教材,擴展學生專業視野
瀏覽現有大部分的《材料科學與工程專業英語》教材可發現,內容基本是《材料科學概論》或《材料科學基礎》的英文版本的改編,實際是英文版的專業教材,不具專業英語教材特點。而且教材內容的更新速度慢,與國際上材料科學的快速發展不相適應,學生閱讀起來單調、枯燥。因此,在現有教材的基礎上,急需編寫新版實用性教材。新版教材需兼顧英語的語法特點和材料專業技術知識,既強調專業基礎理論知識又涵蓋國際研究前沿趨勢。
從提高學生的聽、說、讀、寫及翻譯的綜合能力著手,按照從難到易的教材內容順序,突出航空航天行業背景及新技術特點,完成《材料科學與工程專業外語》教材的設計與撰寫。從教材章節編排上,按照先介紹語言知識后介紹材料專業的順序布局。可以在開始的章節介紹科技英語的構詞、語法的特點以及專業學術文章的撰寫規則。隨后的幾個章節,簡單介紹材料的基礎理論知識,學生可以結合以前學習的材料專業知識進行這部分的學習。目的是給學生介紹英文專業詞匯,讓學生逐漸熟悉專業英語的閱讀。隨后,在材料學的專業知識內容上,結合專業基礎課程,著重介紹和航空航天技術緊密相關的材料研究內容,例如飛機結構復合材料、高溫材料、隱身材料、非晶材料、太陽能材料等。同時,為了進一步提高學生閱讀和理解專業文獻資料的能力,提高學生從專業文獻中獲取重要信息和跟蹤學術研究前沿的能力,教材還可以向學生介紹利用互聯網站和相關的學術期刊網站獲取最新專業文獻的方法。并且,從材料專業高質量的國際期刊上精心選取一些難度適中的綜述性和研究型的論文作為課堂教學內容。由于這些論文內容新穎且緊密跟蹤本領域的研究前沿,學生也易于接受。這樣,既提高了教學效果,也使學生對專業英語的重要性有了更深地認識和理解。
二、豐富課堂教學內容,夯實學生基本功
調研各高校材料專業的本科生教學計劃,發現專業英語課程設置在第七至第八學期,大四學生對英語學習逐漸變得陌生,如果直接面對專業英語的學習,勢必會造成學生學習的困難。因此,教師除了教授教材的內容外,可以適當拓展相關內容的英語學習,提高學生的學習興趣。
從知識結構設置上,可以根據學生畢業后學習、就業及工作的實際需要,突出對學生專業英語實際應用能力的培養和訓練。為了突出實際應用能力培養及常用交流,可按照先讀后寫,先聽后說的思路,來對學生進行專業英語實際應用能力的訓練。通過由學習模仿到實際應用的教學模式,重點培養撰寫英文摘要、寫推薦信、求職信、會議常用發言以及模擬求職對話等能力。除此而外,還可以就學生即將面臨的畢業設計論文撰寫,展開介紹和講評。“學以致用”,而實際應用是學生學習的動力。學生一旦體會到能從專業外語的學習中獲益,便會提高學習的積極性,促進專業英語的教學。
為了增加教學內容的趣味性,在實際教學過程中增加一些與課文內容相關的最新外文視頻。材料科學與工程是一個大專業,其中又有金屬材料、高分子材料及陶瓷材料等二級專業,因此除了完成教材的教學內容外,還應針對不同專業分門別類地介紹材料的最新的實際應用。介紹時,可以從互聯網上搜索最新的文字資料,也可以搜索最新的視頻資料,其中視頻資料更生動,因此受到學生們的歡迎。比如在講解金屬材料和復合材料時,可以給學生播放波音、空客等制造飛機發動機及機身結構的最新技術視頻。還可以通過播放如太陽能電池、風力發電技術及3D打印技術等視頻,加深學生對陶瓷材料、功能材料及復合材料在新能源及新技術領域的應用認識。因此,通過利用多媒體技術的視頻資料,不但可以提高學生的英語聽力,擴充學生的詞匯量,還可以使學生在輕松的學習氛圍中了解相關技術的應用前沿,深化在學生對航空航天材料科學與工程的認識。
三、改革課堂教學方法,提高課堂教學質量
材料專業英語是一種正規的書面體,專業詞匯多詞形復雜、句子長,且與專業知識結合緊密,相對于基礎英語來說,缺少文學作品中的韻律、節奏感,讀起來抽象、枯燥,造成教師講授、學生學習的興趣不高。如果采用傳統的專業課程的講課為主的教學方法,勢必不能有良好的教學效果。因此,應該結合英語課堂教學和專業課的教學特點,采取多元化的教學方法,對學生進行課堂教學。
可以采取英語課堂的教學,讓學生隨堂朗讀教材內容,學生在讀的過程中,既熟悉了教材內容,又對英語的“說”有提高。隨后,對學生進行分組,討論分析教材內容,或者也可以提出一個小話題,學生可進行問題的分析并提出解決方案。這樣,既提高了學生的英語口語技能,也加強了學生分析專業問題的能力。課后布置適量的課后翻譯作業,可以是對教材內容的翻譯也可以是對課堂增補內容的翻譯,通過英漢互譯的環節,鞏固課堂教學內容。在課程結束前,還可以穿插學生就自己的畢業設計方向,做一個簡短的英文講座,既可以對課堂教學效果進行測試,也可以提高同學們的口頭表達能力,增加同學們英語交流的信心。
在進行課堂教學的時候,如前所述,可以圍繞課堂教學時的內容,充分利用互聯網技術,為學生補充國際上航空航天材料的最新研究成果和先進的應用實例,可以是文字資料也可以是視頻文件的學習。進行文字資料的學習時,可以采用先朗讀后分析、翻譯的方法,逐步分解。進行視頻資料的學習時,教師應提前將語音資料轉換成文本資料,課堂上可以進行邊視聽邊進行講解,讓學生在愉快的氛圍中進行學習,進而達到良好的課堂效果。
四、結語
我國航空航天技術的發展對航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人員必須及時關注國際發展,密切和國外學術交流,才能保障材料領域的不斷進步,這就對科技人員的專業英語要求也不斷提高。因此,通過對航空航天材料專業英語教材、課堂教學內容與方法的改革與優化,來全面培養學生的讀、聽、說、寫、譯的綜合能力,增強學生的國際競爭力,為航空航天材料技術領域輸送優秀人才。
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關鍵詞:飛行器設計與工程;專業課程;通識課程;航空概論
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)47-0144-03
一、航空類專業課程體系簡介
在教育部本科專業目錄中,航空航天類專業有飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行器質量與可靠性、飛行器環境與生命保障工程、飛行器適航技術和航空航天工程等7個。目前,鄭州航空工業管理學院開設了前3個專業,均歸屬于航空工程學院。以飛行器設計與工程為例,在第1學期設置了“飛行器設計與工程專業導論”課程(16學時)、第2學期設置了“航空航天技術基礎”專業必修課(32學時)作為專業學習的前導課。第1―5學期,學校設置了“高等數學”、“大學物理”、“理論力學”和“材料力學”等公共基礎課和學科基礎課;第4―7學期則按照飛機設計的各個子學科,設置了“通用航空技術”、“空氣動力學”、“飛行器總體設計”、“無人機系統導論”、“飛行器專業英語閱讀”和“飛行器專業技術講座”等專業課程。
從課程設置上可以看出,“飛行器設計與工程專業導論”和“航空航天技術基礎”課程主要培養學生對專業基本情況和學科領域的整體性把握,屬于專業通識性課程。而在專業課中滲透通識意識,對教師也提出了更高的要求[1,2]。經過這兩門課程的前期引領和必要的數理、力學知識的學習之后,學生再按照飛機種類和飛機設計各分支學科的特點進行專業課學習。可以說,“航空航天技術基礎”的各個章節基本上對應了后續專業課的主要范圍,具有非常重要的地位。
在教學實踐中,我們也發現,激波、升力、機翼結構、飛機穩定性和操縱性等概念盡管在“航空航天技術基礎”課程中已講授,但在相應的專業課學習中,學生仍覺吃力。調查發現,原因主要有兩點:第一,專業課程數學公式較多,而數學、物理等公共基礎課的學習效果一般,有畏難心理;第二,不知所學知識的應用情況,知其然而不知其所以然。針對航空類專業的課程體系,探索研究專業通識課程與后續專業課程的聯系,對于增強學生學習積極性、提高人才培養質量具有重要意義。
二、“航空概論”通識類課程的建設情況
航空概論是學校面向非航空專業學生開設的一門通識課程(24學時),內容主要包括航空航天基本概念、航空發展概況及未來發展趨勢、我國航空工業、空氣動力學基礎、飛行原理、航空發動機等[3],考核方式為期末半開半閉考試。此外,針對國際本科學術互認課程(International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate,ISEC)項目的雙語版航空概論(32學時),內容較普通版更為豐富,更強調課堂參與和團隊協作,考核方式為平時作業、表現和期末設計報告。
航空概論被列入學校的特色課程組合中,除航空專業外,其余專業的學生均須從特色課程組合中選修一門。學校每年的本科生招生人數近7000人,日常教學任務較為飽滿,考慮到學校招生專業包括財經類、管理類和藝術類等,學生數理基礎參差不齊,在講授時一般避免進行復雜公式的推導,多采用類比法和案例法講解。
此外,學校的人才培養目標和發展定位與傳統的三所航空重點高校(北京航空航天大學、西北工業大學和南京航空航天大學)以及其他高職高專類院校存在明顯區別,市場上已有的航空概論教材并不能完全滿足我們的教學需求。經過多年的建設,學校主編并出版了《航空概論》教材,并將“航空概論”課作為學校慕課平臺課程體系的第一批建設項目立項,通過網上課堂與實際課堂相結合的形式,探索“翻轉課堂”教學理念在航空類通識課程中的應用效果。現在,此項工作正在穩步開展中。
三、航空類專業課程與“航空概論”課程貫通建設
為了盡可能利用現有資源,我們對航空類專業課程和“航空概論”課程進行了統籌處理,并嘗試進行貫通建設,主要包括如下措施。
1.教具的開發和使用。“飛行器設計與工程專業導論”開設于第1學期,是飛行器設計與工程專業學生的一門必修課,其中理論課為8個學時,主要介紹專業課程特點、發展現況和就業方向;實踐課為8個學時,要求學生以小組形式設計制作飛機模型,主要培養學生對飛機的認識以及團隊協作能力。“專業綜合性設計與制作”開設于第7學期,為專業必修實踐類課程,為期兩周,要求學生按照總體設計指標完成飛機的總體概念設計,制作出模型。
1.專業初識
飛行器設計與工程,顧名思義,就是設計先進的飛行器,主要面向航空飛行器設計。本專業方向具有較強的行業特色,航空航天工程是基本的服務方向;同時,在民用工程領域有廣闊的市場。轟動世界的“阿波羅登月計劃”“神舟”飛船等,都是本專業的杰作。
2.學業導航
本專業學生主要學習飛行器設計方面的基本理論和基本知識,受到航空航天飛行器工程方面的基本訓練后,具有參與飛行器總體和部件設計方面的基本能力。
主干學科:航空宇航科學與技術、力學、機械學。
主要課程:材料力學、機械設計、彈性力學、結構力學、流體力學與空氣動力學基礎、飛行器動力學、飛行力學、力學性能與結構強度、試驗技術、自動控制理論、飛行器總體設計、結構設計、復合材料設計與分析、空間制導控制、傳熱學與熱防護等。
3.發展前景
在轟炸機、運輸機、民航飛機等其他機型上面,中國與世界先進水平存在著不小的差距。各航空公司使用的大型民航飛機都是進口的,目前國內沒有能力生產。本專業極具發展空間。
二、人才塑造
1.考生潛質
對數學、物理等有比較濃厚的興趣。常查詢航天飛機的資料,對航天飛機感興趣,對飛機導航系統感興趣。喜歡飛機模型,常看人造地球衛星發射的實況轉播。渴望當一名宇航員。注意了解宇宙飛船的材料,常收集宇宙飛船的模型等等。
2.學成之后
本專業培養的工程技術人員和研究人員,具備較好的數學、力學基礎知識和飛行器工程基本理論,同時有較強的飛行器總體結構設計與強度分析、試驗的能力。
3.職場縱橫
本專業畢業生能從事飛行器(包括航天器與運載器)總體設計、結構設計與研究、結構強度分析與試驗,通用機械設計及制造等多方面的工作。
一、專業簡介
1.專業初識
飛行器動力工程專業主要以航空發動機為研究對象,其目的就是生產出高效、實用、先進的航空發動機。由于航空發動機為載人飛行器提供動力,其在高速飛行、高性能和高可靠性等方面要求都極為嚴格,因此飛行器動力裝置在動力工程領域一直處于技術領先地位并帶動了相關學科的發展。
2.學業導航
本專業學生主要學習有關飛行器動力裝置的基礎理論和基本知識,受到機械工程設計、實驗測試和計算機應用等方面的基本訓練,具有飛行器動力裝置及控制系統的設計、實驗和運行維護等方面的基本能力。
主干學科:機械工程、力學、動力工程與工程熱物理。
主要課程:機械原理及機械設計、電工與電子技術、工程力學、自動控制原理、工程熱力學、傳熱學、流體(含氣體)力學、動力裝置原理及結構、動力裝置制造工藝學、動力裝置測試技術等。
3.發展前景
我國航天、航空事業的迅速發展,展示了本專業良好的發展前景。
二、人才塑造
1.考生潛質
具備扎實的數學、物理等方面的理論知識,掌握外語、計算機等必備工具。對飛行器的燃料裝置感興趣,了解飛行原理。常研究宇宙飛船的燃料,關注飛機的新燃料。常搜集飛行器動力資料,對飛機動力系統感興趣,了解導彈動力裝置等等。
2.學成之后
本專業培養具備飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統等方面知識的專門人才。
3.職場縱橫
本專業畢業生可以在航空、航天、交通、能源、環境等部門從事飛行器動力裝置及其他熱動力機械的設計、研究、生產、實驗、運行維護和技術管理等方面的工作。
一、專業簡介
1.專業初識
飛行器制造工程專業是國防科工委重點建設專業,主要研究探索更方便、更快捷、更可靠的飛行器制造工藝、方法。本專業屬于機械制造范疇,需要有很強的實踐能力,不僅要學習機械制造的各種工藝、整套方法和流程,而且要對飛行器的設計有一定了解。
2.學業導航
本專業學生主要學習自然科學基礎知識、制造工程基本理論和飛行器制造的基本理論和知識。通過各種實踐性教學環節,培養運用所學的基本知識和技能,分析和解決飛行器制造工程中的實際問題的能力。
主干學科:機械工程、電子科學與技術、材料科學與工程。
主要課程:理論力學、材料力學、機械原理、機械設計、航空工程材料、電工與電子技術、計算機技術、金屬塑性成形原理、模具設計與制造、飛機零件加工與成形工藝、飛機裝配工藝、飛機構造、計算機輔助飛機制造等。
3.發展前景
國內不僅在飛行器設計上與國外差距很大,在制造方面也有很大的差距。加強航空建設、國防建設,需要大批專門人才的不斷努力,這預示著本專業前景十分廣闊。
二、人才塑造
1.考生潛質
關注新型飛機,對飛機機械原理感興趣,了解宇宙飛船的構造,收集過飛機圖片資料,常觀察各種飛機模型,希望做一名飛機設計師等等。
2.學成之后
本專業培養從事飛行器制造領域內的設計、制造、研究、開發與管理的專門人才。
3.職場縱橫
本專業畢業生適應性強,社會需求量大,就業范圍廣,在廣大科研院所、高科技產業和航空、機械、電子、計算機公司等單位都有用武之地。
一、專業簡介
1.專業初識
飛行器環境與生命保障工程是以空間環境、生物技術、環境化工等學科為基礎,研究飛行器救生系統為主,將人、機器、環境有機結合的復合型專業。目前,國內有三所高校開設了飛行器環境與生命保障工程專業:北京航空航天大學、哈爾濱工業大學和南京航空航天大學。
2.學業導航
本專業學生主要學習航空航天生理、空間環境工程、熱控系統理論、控制理論、人機系統工程等基礎理論,掌握從事航空航天環境模擬、控制與生命保障系統設計與研究所必需的基本知識和技能。
主干學科:動力工程與工程熱物理、控制科學與工程。
主要課程:工程熱力學、傳熱學、空間環境工程、航空航天生理學、控制理論、人機工效學、理論力學、材料力學、空調制冷技術、航空航天環境控制系統、航空航天安全工程、空間環境試驗技術等。
3.發展前景
科學技術飛速發展,預示著航空航天技術廣闊的發展前景。
二、人才塑造
1.考生潛質
喜歡關注宇航新聞,關注空間站的建設,對宇宙探索節目或介紹宇宙的文章感興趣。對宇航員訓練條件感興趣,對宇航生物實驗感興趣。了解空間生理學,渴望了解外層空間等等。
2.學成之后
本專業培養的人才,具備航空、航天環境模擬控制、生命保障系統設計與研究能力,能在航空航天領域從事環境控制與生命保障系統設計,在民用領域從事熱能利用、空調、供暖等系統設計。
一、我國航空法學職業化實踐教育培養模式提出的背景
目前,我國正處于由民航大國向民航強國發展的過程中,民航產業的做大做強,對民航人才需求不斷加強,而能夠服務民航的航空法學實務人才更是促進民航由大到強轉變的重要影響因素之一。但由于目前我國民航院校的法學教育培養模式存在問題,沒有形成以航空法為特色的法學教學體系,導致我國航空法學人才并不能滿足現實需求,人才數量與質量均與民航強國戰略不太適應,不僅在微觀上影響民航院校法學學生的就業及航空法學的發展前途,而且在宏觀上影響民航強國戰略的實施。為此,民航院校的法學必須改革現有的教育培養模式,在遵循教育外部關系規律的前提下,主動適應民航經濟的發展,重新定位辦學目標、教學培養模式等,形成系統的綜合的職業化實踐性教育培養模式,以促進民航工科院校法科學生的就業,同時也促進民航強國發展戰略的實施。
二、我國航空法學教育培養模式存在的問題
1.學科專業體系缺乏特色性。目前,全國共有近600所院校設置了法學專業,其中將近一半以上的工科院校也設置了法學專業。民航院校屬于典型的行業特色工科院校,不僅工科專業較多,而且立足于特色民航專業。這樣院校中的法學專業,相比較政法類專業院校和綜合性大學中的法學專業,在辦學規模、師資力量和學生生源等方面確實存在一定劣勢,不具備其他綜合性院校和法學專業院校培養的法學本科生的就業優勢,缺乏較強的競爭能力。我國高校中專門的航空類院校僅限于中國民航大學、中國民航管理干部學院、四川廣漢飛行學院、廣州民航職業技術學院、北京航空航天大學、南京航空航天大學、沈陽航空航天大學,但專門設置法學院的只有中國民航大學和北京航空航天大學。目前我國民航院校的法學專業人才培養計劃或方案中普遍沒有區分專業方向、特色課程,沒有充分發揮民航行業與法學相結合的優勢,沒有形成以航空法學為特色的完備學科體系。
2.教育培養模式缺乏實踐性。目前的民航院校法學專業由于受人才傳統培養模式、辦學客觀條件等因素的影響,沒有重視教育教學的實踐性主旨,忽視了將法律運用到民航生產工作一線的要求,導致培養的法科學生只懂法學理論,不懂民航實踐,這種教育培養模式將嚴重影響法科畢業生的實踐操作能力,危及就業。
3.教育培養方式單一化。在市場經濟條件下,教育培養的學生必須符合企業的需求,適應市場的需求,這就需要產學研的通力合作。而目前民航院校的法學教育培養方式單一,缺乏與民航行政機關、企業的合作,挖掘利用多種教育資源不夠。一方面不能體現航空的行業特色;另一方面也不能發揮民航企事業單位實踐的優勢為教學所用,培養出來的法學學生不能很快地融入和適應民航企事業單位。
4.教學體系不能切合民航實際的需求。第一,課程設置。課程設置主要圍繞國家統一的法學十四門核心課程,缺乏航空法學系統課程體系。雖然目前有些民航院校的航空法學專業安排了部分航空法課程,但缺乏航空法學的法律實務實訓等技術性課程。第二,教學方法。只有改革教學方法,才能吸引學生的注意力,更好地教授課程內容。我國目前的航空法學教育缺乏調動學生主動性、思考性和動手性的教學方法,培養出來的學生一旦接觸到實務便束手無策,一籌莫展。第三,考核與評價機制。當前的航空法學教育對學生的考核一般以書面的試卷考試為主,缺乏對學生航空法律掌握能力的分析評價,沒有形成綜合的實踐考核與評價機制。
三、我國航空法學職業化實踐教育培養模式的構建
航空法學職業化實踐教育本文由收集整理培養模式改革是一個系統工程,需要結合民航強國戰略精心設計,從基本框架、培養方式、課程設置、教學方法、考核評價等各個方面進行合理構建。
1.基本框架。為了構建具有明確目標性、系統性和特色性的航空法學職業化實踐教育模式,我們提出“四個一”工程。具體是指:“強化一個重點,即建設民航強國為重點;發展一個專業,即建設與發展具有行業特色的航空法學專業;夯實一個平臺,即打造航空法學職業化實踐教學平臺;培養一批人才,即培養大規模的服務民航的航空法學人才。
2.培養方式。積極加強與民航實務部門的聯系,進行校企等聯合培養,以拓展教學資源,共享教學成果。民航企業和民航院校共同構建基于行業標準的教師與學生培養平臺:一方面選派教師到航空企事業單位學習,打造具有行業認可、理論實踐結合的“雙師”素質航空法學專業教學團隊;另一方面,選派優秀學生到航空企事業單位學習實習,加強產學合作,滿足市場需求的航空法實務技能人才,實現“雙贏”。目前,中國民航大學法學院研究生導師遴選實行“雙導師”制,研究生可在“二導”所在單位實訓,參加他們的課題或案件。
3.教學體系。法學具有的先天職業背景決定了法學教育是一門應用性學科,具有較強的社會性和實踐性特點;而民航業更是一門實踐性學科,所以航空法學天生具有職業化、實踐性的特點。因此,在教學體系上必須滿足航空法學的職業化性質和民航的實踐性本質。具體表現在:
第一,課程設置。課程設置上既要強調學術性,更要強調實踐性。具體包括兩大模塊:第一模塊是民航與法學基本理論知識,第二模塊是航空法理論與實踐課程。第一模塊以民航概論和法學十四門必修課為導航課,具體包括民用航空基礎、航空器基礎知識、空中交通管理、機場及空港、航空運輸及運營、航空運輸安全及監管、法理、憲法、民商法、刑法、訴訟法、國際法等。第二模塊的航空法理論課主要分為航空法概論、航空法律文獻檢索、航空公法、航空私法,在此基礎上根據不同院校的優勢和特色細分為航空商業與法律、航空運輸法律和政策、航空保險法、航空電子信息服務法律、航空航天知識產權法、航空器事故調查與法律,航空刑法、航空犯罪與預防、航空保安法、衛星通訊與法律,民航行政監管、國際航空法、比較航空法、航空航天法、外層空間法、國際航空法等。
第二,教學方法。航空法學不僅僅是給學生傳授航空法學理論,而且還要讓學生運用相關理論解決航空運輸生產實踐中碰到的法律問題,這就需要充分運用各種教學方法,從聽說讀寫四個方面鍛煉學生的實際能力和素養。聽是指聽教師傳授各部門法的課程;說指通過辯論法、情境模擬法、案例教學法、探討教學法等鍛煉學生的語言功能,將之用于民航法律的實務中;讀是指大量閱讀在法律文獻課程中查找到的文獻書籍、法院判例等,深入了解民航與法律知識;寫是通過學年論文、畢業論文、讀書報告、案例分析報告、實習報告、模擬法庭法律文書等鍛煉學生的動手能力。總之,運用這些教學方法增強學生對航空法學的感性認識,激發學習的興趣,最大限度地調動和提升他們的應用能力與實踐能力。
第三,考核與評價體制。航空法學人才的考核與評價體制要脫離傳統的單一考核方式和評價體系,不再單純以“分數”論英雄。而是設計一套合理的、綜合的評測體系。首先,制定考評標準。針對不同的理論課程與實踐課程設計不同的標準。理論課程注重理解與分析,實踐課程注重操作與運用,所以應有不同的標準。其次,考評主體應多元化。為了發揮學生的主動性能力,在考評過程中應采用以教師考評為主,學生自助互評和實習單位考評為輔的考評方式。最后,考核方式多樣化。學習內容的豐富多樣決定了考評形式的多樣化,不限于傳統的筆試,還可以采取口試、實踐報告、現場答辯等。考評方法不僅重學習結果,更重學習過程,對于評價學生的綜合素質,特別是實踐能力具有重要意義,能夠反映出學生的航空法學實踐能力與理論功底。
空氣動力學屬于力學專業。
畢業主要就業方向:航空航天方向,還可以去電子技術、半導體、集成電路行業等就職。
空氣動力學是力學的一個分支,研究飛行器或其他物體在同空氣或其他氣體作相對運動情況下的受力特性、氣體的流動規律和伴隨發生的物理化學變化;空氣動力學是在流體力學的基礎上,隨著航空工業和噴氣推進技術的發展而成長起來的一個學科。
(來源:文章屋網 )
然而,但凡了解專業發展的人都知道,一個新聞事件可能會引爆某個相關領域的話題,但其真的“熱”與“不熱”,即所謂的就業和學術研究前景如何,則與其不完全掛鉤。
在專家看來,我們不僅要選擇與新聞熱點事件密切相關的專業,更應該注重那些共性、基礎的學科學習,比如信息技術對上述熱點事件均具有重要影響,可提高對未來社會的適應能力。
從所謂熱門專業和熱門領域窺見其背后共性和基礎的學科專業才是王道。
本科選基礎學科,打下良好的學術底色
與10年前不同,已經步入第六次科技革命前夜的人類社會,計算機專業也毋庸置疑成了基礎學科,而目前的人類設備幾乎都是數字化的。所謂數字化,就是使用了大量的微處理器,也就是人們常說的嵌入式計算機。此外,人們在設計和生產這些設備的過程中,也會大量用到計算機。
當3D打印的字眼已經布滿大街小巷,新科技改變的不只是人類生活,還有上層建筑,比如學科發展和科學方向。去年,中國科學院推出該院200多名院士、專家耗時1年多研制的《科技發展新態勢與面向2020年的戰略選擇》,其中就明確提到,與實驗科學、理論分析和計算機模擬這三種經典科研范式相比,大數據科學將成為一種全新的科研范式。
不過,針對這些不論是國家宏觀層面上的部署,還是人才隊伍培養的反應,似乎都不夠及時。當時的報告就指出,目前中國在此方面的布局幾近空白。就軟件工程專業而言,未來5年內,每年僅國內市場在軟件相關行業上的人才需求就高達80萬,據估算,高端軟件人才缺口達20萬。
這并非是對基礎學科的偏愛。在熱門專業、熱門學科俯拾皆是的科教界,越來越多潛心于學術的人意識到,只有本科階段學習基礎學科,才能打下一個較好的學術底色,在學術道路上才能走得更遠。
基礎學科的培養是為將來進一步的學習打好厚實的基礎,為后面的深造作準備。如果學生將來希望留學或是做研究,選擇基礎學科更合適一些,像物理、數學專業的本科生在畢業時,讀研的機會很多,比如,免試推薦中科院、清華等研究機構和大學,推薦到本系,以及生物、經濟、教育、心理等專業。而如果從求職的角度來說,選擇應用學科,機會更多一些。
要想成長得更快,必須同時注重基礎和偏應用學科的學習
但是,一個人想成長得更穩健、更快,必須同時注重基礎學科和偏應用學科的學習,比如,北京大學計算機系有7名院士,其中5名是學數學出身,兩名學物理出身,沒有學計算機起家的,這就說明同時注重基礎學科的學習和應用學習的重要性。
科技界最抓大眾眼球的航空航天領域,也不乏本科修習基礎學科者。比如,中國載人航天工程航天員系統總指揮兼總設計師陳善廣就是一名數學專業學生,而在“兩彈一星”事業的奠基人中,至少有周毓麟、郭柏靈兩位從事數學的院士。
數學專業一直以來都被看作是基礎學科,但是近年來由于與計算機、信息安全、通訊保密、經濟學、金融學、保險精算、物理學、力學、化學、生命科學、航空航天、天文學、海洋建模、勘探技術、模式識別等學科的交叉融合而受到青睞。
而這些“復合人才”的就業方向選擇面比較寬,比如程序員、測試員、算法設計人員、軍方工作人員或者商業公司的員工、網絡和公安部門的職員、保險精算師、銀行職員、金融證券公司員工、各類工程公司員工、理化生實驗室科研人員、航空航天員工、天氣預報和天文觀測站人員、石油和海洋勘探員工等等。
這就涉及另一個未來學科的發展趨勢,交叉學科和交叉人才的備受青睞。而過去兩年,不少重大科技新突破均源自學科之間的綜合交叉融合。
例如,“天宮一號”目標飛行器與“神舟10號”飛船成功實現自動交會對接,“嫦娥3號”探測器成功實施月面軟著陸,獲得重要科技成果,中國成為全世界第三個實現月面軟著陸的國家。空間科學取得的重大成果立足于空間天文學、空間物理學、空間化學、空間生命科學、航天心理學、材料科學、微重力學、氣象學、大氣科學、遙感技術等基礎研究和應用研究方面,這得益于眾多學科的綜合進步。
另有數據表明,在百年諾貝爾獎的獎項中,有41.02%的獲獎者屬于交叉學科。尤其在20世紀最后25年,95項自然科學獎中,交叉學科領域有45項,占獲獎總數的47.4%。而對學生來說,學科間的交叉融合不僅豐富了學生發展的多樣性,也為學生提供了更廣闊的發展平臺,但同時需要學生具備更全面的綜合素質。
大學一定要學會正確的學習方法
值得注意的是,學科交叉融合以及第六次科技革命帶來的學科啟示,是形成新的研究生長點和突破的重要途徑。但是對本科生而言,是否應該繼續以打好基礎為要,值得考慮。
比如,一些所謂交叉專業,一般每樣學一點,但是都不如原專業扎實,其實很尷尬。以信息科學專業為例,只是學一點數學,也學一點計算機,聽起來專業名字很“高大上”,其實既沒有數學的學生學得扎實,也沒有計算機的學生學得深入,所以出去找工作,一般只能說自己是學計算機的。
學生在報考專業時,需充分了解所選專業的學科結構,再根據自身情況確定是否適合該專業的學習,不要一味追求專業的社會熱度,避免望名生義帶來的后悔。
回歸到人才培養的原點,如今的高校培養人才,一般都會考慮到學生的就業問題,開設課程的基礎性和應用性都有側重,即所謂“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”,歸結起來實質就是知識、能力和素質3個方面的要求。
作為人才的基本能力結構主要包括:獲取新知識能力、科學思維能力、綜合創新能力、適應應變能力、工作實踐能力、組織管理能力、自我決策能力等。人才的基本素質結構主要包括思想道德素質、文化素質、業務素質、身體素質和心理素質等等。
材料學專業畢業生的就業面比較廣,主要就業方向包括計算機、金融、教育和科技咨詢等領域。材料專業的畢業生可以從事高分子材料加工、高分子材料合成、信息材料、醫用材料、新型建筑材料、電子電器、汽車、航空航天、貿易等工作,還可以進入研究院所、高等院校和海關、商檢等部門工作。
材料學專業的分類
通常來講,材料分為高分子、無機非金屬、金屬三大種類。從學科的角度來講,不同的學校所開設的材料學專業也不相同。除了傳統意義上的材料科學專業、有機高分子材料專業、無機非金屬材料專業、金屬材料專業之外,一些學校還增設了高分子復合材料專業、機械材料專業等。以北京航空航天大學的材料科學與工程學院為例,材料科學與工程學科為國家一級重點學科,下設材料科學系、材料物理與化學系、材料加工工程與自動化系、高分子及復合材料系等。
材料學專業就業知多少
從就業角度來講,金屬材料專業作為一門基礎學科,應用面廣,就業面也相對較廣。復合材料因為博采眾長,在性能上結合了各種材料的優勢,作為一種新型材料廣泛應用于生物、航天領域,就業前景也很好。
總體就業前景分析
其一,材料學專業性強,受國家重視,高技術人才供不應求。現代材料學科更注重研究各類材料及它們之間相互滲透的交叉性和綜合性特點。經歷近半個世紀對材料微觀結構和宏觀性質相關機制的探索和認識,材料學研究的范圍得到巨大拓展,一些具有特殊功能的材料日益受到重視并快速發展,也為材料學的發展提供了前所未有的機遇和空間。這就需要有一定專業知識的人才投入到科研工作中,攀登材料科學的高峰。
其二,隨著時代的進步,新型材料運用更加廣泛,現代技術的發展也需要很多新型材料的支持。根據我國當前及未來發展的實際情況,材料學專業人才在各個行業需求量的增加為此專業的學生提供了很好的就業機會。
研究生階段課題方向的選擇很重要
據中國科學院學高分子材料專業研究生的王芬(化名)同學介紹,全班40個人,男多女少。雖然傳統意義上是要去中石油、中海油等對口單位,但目前她投簡歷的對象主要是民營企業,這些企業對研究方向沒有特別硬性的規定。
找工作的這段時間以來,王芬覺得材料學所有的專業中,金屬材料學專業的就業面還比較寬。找工作時,用人單位會看重求職者的教育背景、研究方向以及課題方向,尤其當面試崗位是專職科研人員時,單位對專業方面的考量會針對畢業設計提出,因此研究生階段的課題選擇非常重要。她建議大家認真對待畢業設計。
腳踏實地的研究精神不可少
航天某院工作人員高女士建議,在學校期間,材料學專業的學生應該扎實學好專業基礎知識。她認為專業理論基礎扎實與否,一方面決定了就業面的寬窄,更重要的是決定了未來工作發展潛力大小。因為大家畢業后的工作與生活是比較忙碌的,很少再有機會系統學習。
以高女士的就業經歷為例,她認為就業前應該事先做好以下準備:充分利用師兄師姐的經驗、經歷了解可能的工作方向,了解具體工作單位及崗位情況;面試前一定先盡可能了解面試的單位及崗位需求,做到有的放矢。
據哈爾濱玻璃鋼研究院人事部一名負責人介紹,材料學專業的學生,要具備適應艱苦的工作條件的素質,因為做復合材料研究工作要經常去實驗室,更重要的是搞科研一定要坐得下來,能夠經得起反復失敗和挫折的考驗。
此外,在面試中,還應該積極鍛煉個人表達能力,為自己增光。
走進材料學專業
高分子材料——性能優異,不可替代
高分子材料獨特的結構和易改性、易加工特點,使其具有不可取代的優異性能,廣泛用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域。很多天然材料通常是高分子材料組成的,如天然橡膠、棉花、人體器官等。人工合成的化學纖維、塑料和橡膠等也是如此。然而,一些高分子材料會含有毒性,使用、實驗時要注意。
中科院高分子材料學研究方向的研究生王芬(化名)說:“我在本科時讀的是無機非金屬材料學,在研究生時根據導師的研究方向,選擇了高分子材料學,即有機無機復合材料學,重點研究塑料、橡膠等,應用到現實生活中,為鉆井平臺進行驅油。平日里我們大部分時間在實驗室度過,研究對象為甲醛、乙醇、乙烷等化學物質,一些化學物質如甲醛會有毒性,因此要做好防毒設施。”
無機非金屬材料——基礎學科,必不可少
無機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一,主要研究建筑、水泥、陶瓷、玻璃等材料。目前比較受到關注的納米材料也屬于無機非金屬行列。
無機非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,通常把它們分為普通的(傳統的)和先進的(新型的)無機非金屬材料兩大類。新型無機非金屬材料是20世紀中期以后發展起來的,具有特殊性能和用途的材料。它們是現代新技術、新產業、傳統工業技術改造、現代國防和生物醫學所不可缺少的物質基礎。常見的無機非金屬材料有水泥、 玻璃、 陶瓷等。