中、美、英航空航天人才本科培养体系比较与思考

摘  要：航空航天工程的水平体现一个国家的科学技术水平，也是国家综合国力的体现。为促进航空航天事业发展，航空航天的人才培养显得尤为重要。北京航空航天大学、美国麻省理工大学和英国帝国理工大学高质量的航空航天学科本科教育得益于构建一套系统的航空航天人才培养体系，包含培养目标、专业教育能力要求、课程体系和教学模式等。通过中、美、英三国航空航天学科的人才培养模式对比分析，为我国航空航天人才培养模式的完善和创新提供一定的启示。

关键词：航空航天；人才培养体系；工程人才；培养目标；对比分析

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）04-0001-07

Abstract： Aerospace engineering is not only the embodiment of the level of national scientific and technological， but also the embodiment of national comprehensive national strength. In order to promote the development of aerospace industry， the training of aerospace talents is particularly important. Beihang University， MIT and Imperial College London have formed a set of systematic aerospace talents cultivation system respectively， including training objectives， professional education capacity requirements， curriculum system and teaching mode. Comparative study of the talent training modes of aerospace engineering between China， the United States and the United Kingdom， this paper provides some enlightenment for the promotion and innovation of aerospace talent training mode in China.

Keywords： aeronautics and astronautics; talents cultivation system; engineering talents; cultivation target; comparative analysis

航空航天工程的水平是一个国家科学技术水平的体现，也是国家综合国力的体现。人才建设是航空航天事业发展的基础，各国已日益重视对航空航天人才的培养。2017年教育部积极推进新工科建设，探索工程教育的中国模式，目前已建成了世界最大规模的工程教育体系，在学总人数占所有本科生的34%、全球工程教育总规模的35%。中国工程院教育委员会办公室主任王振海认为，我国已经踏上了从高等工程教育大国迈向高等工程教育强国的新征程[1]。航空航天作为新工科学科中重要的学科领域，加强航空航天学科建设无疑具有重要的意义。中国、美国、英国在航空航天领域的发展均位于世界前列，其航空航天人才培养模式具有各自的特点。本文选取中国北京航空航天大学、美国麻省理工大学和英国帝国理工大学这三所高校进行比较研究，对比三所学校本科航空航天人才培养模式中培养目标、专业教育能力要求、课程体系和教学模式等方面的差异，分析我国航空航天专业人才培养过程中存在的优势和不足，为我国航空航天人才培养模式的完善和创新提供一定的借鉴。通过对中、美、英三国航空航天学科的人才培养模式进行分析，进一步探索世界航空航天人才培养具体实施路径。

一、中、美、英航空航天专业工程（本科）人才培养模式分析与比较

高校人才培养模式是指在现代大学培养理念和理论指导下建立起来的比较稳定的大学培养活动的结构框架和活动程序。人才培养模式是课程、教学和评价等教育要素的结合，不是一个呆板的组织样式，而是一个动态的、强调运行过程的结构[2]。这其中涉及到培养目标、专业设置、课程体系和教育评价等多个要素及制定目标、培养过程实施、评价和改进培养等多个环节。人才培养过程中，为实现既定的目标而不断改进并最后形成一定的运行方式及标准样式，完成理论与实践两者之间的衔接。

人才培养必须解决七个问题：一是教育理念的提出；二是人才培养目标的确定；三是人才培养对象的选择；四是人才培养主体的开发；五是人才培养途径的利用；六是人才培养过程的优化；七是人才培养的制度保障。人才培养模式第一层次是主导整个高等教育系统的模式；第二层次是各高校倡导、践行的培养模式；第三层次是某专业独特的培养模式。本文围绕中、美、英三所高校关于航空航天人才培养模式的比较分析，主要探讨的是第二层次即高校层次的人才培养模式。

（一）培养目标比较

人才培养目标是高校本科教育的工作方针，是对大学的“人才培养类型、规格、层次和所要达到标准的总体设计和规划”。人才培养目标的设定实际上解决的是“培养什么样人才”的问题。培养目标是人才培养模式中的首要环节，具有明确的指向性、先导性作用。培养目标中包含了培养主体对客体的本质特征、目标价值等的理性认识[3]。在表1列出的麻省理工大学（MIT）、帝国理工大学和北京航空航天大学航空航天专业的培养目标中，可以看出：（1）中、美、英三国都注重培养理论与实践结合，不仅要求学生掌握知识技能，而且重视工程实践能力，鼓励学生解决工程实践的现实问题[4]。（2）中、美、英三国都注重培养学生的团队合作精神，强调国际间不同国家间的交流与协作。（3）中国是以对接全球化及工业化的实际需要为导向，注重应用性，美国是以面向未来的科学研究为导向，注重创新性；英国是以服务现代科学为导向，注重概念性。（4）中国较注重培养学生综合素质中的思想素质，要求学生具备“使命意识”“健全人格”和“良好道德品质”；美、英两国较为注重人才综合素质中专业素养与人文素养的培养，在专业素养上力求具有“创新精神”“创造能力”和“全球意识”的综合性人才，力求务实合作。

（二）具体能力要求比较

综合素养是人才核心竞争力的体现，是人才发展的核心要义，是构造完整个体思维形态的基础，亦是人才培养目标的价值起点与基本定位。综合素质以思想素质、专业素质和人文素养为主构成素养集合。在思想素质方面（表2），北京航空航天大学较为注重学生的思想品德教育，开设本科生思政课程作为必修课程之一，强调培养正确的世界观、人生观和价值观，以及服务社会的意识。在专业素养方面，三所院校都十分重视学生的飞行器设计理论和科学研究能力培养，强调学生的设计研发能力、概念创新能力等。帝国理工大学还侧重提升学生参与项目运营和专业判断能力，在课程设置上也有相应的体现[6]。在人文素养方面，三所院校都将学生的团队合作能力、跨文化交流能力纳入具体能力要求中，北京航空航天大学还特别强调提升学生领导能力。此外，有研究提出未来社会需要10种技能：意义建构、社交智慧、新颖和适应性思维、跨文化能力、计算思维、新媒体素养、跨专业能力、设计思维、认知负荷管理及虚拟协作[7]。这些技能对航空航天人才的培养具有借鉴意义。

（三）课程体系比较

在2018年“软科世界一流学科排名”中，北京航空航天大学的航空航天工程学科为世界第一。北京航空航天大学航空航天工程专业本科课程中，大一学年以基础课为主，包括基础课程与通识课程，覆盖数学与自然科学类、工程基础类、外语类、思政类、军理类、体育类、核心通识类和博雅类等课程，要求学生全面发展，注重基础，掌握飞行器设计的基本理论、基本知识、飞行器总体和结构设计的分析方法等。大二学年与大一学年类似，增加少量专业课程，仍以基础课程为主，包括数学类，工程基础类、思政类、体育类、核心通识类、一般通识类和博雅类等，让学生熟悉航空航天飞行器设计的方针、政策和法规、飞行器设计的理论前沿、应用前景和发展动态，使学生们具备创新意识。大三学年加入大量的专业课程，包括核心的专业必修课和专业选修课。其中专业必修课包含两个方面，工程实践类和不同专业方向推荐类课程，让学生掌握飞行器设计的基本理论、基本知识、文献检索和资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。大四学年以毕业设计和专业选修课为主，具体课程设置见表3。

美国麻省理工大学在工程学、自然科学和社会学科等学科享有盛名，其中航空航天专业在美国大学的专业排名中位居前列，凭借完善的人才培养理念和独具特色的课程设置培养出了一大批优秀的航空航天人才[8]。MIT的航空航天系主要分为航空信息科学工程专业和航空与航天科学工程专业。MIT的学生必须完成校级课程要求（表4[9]），包括物理、数学、化学、生物、人文、艺术和社会科学等17个科目的课程[10]。此外，本科课程还包括以下3个主要部分：（1）核心课程。主要包括动力学、计算机、系统分析和微分方程等科目，让学生系统掌握航空航天工程基础知识。（2）专业课程。学生必须从课程16个专业领域科目中学习4门科目，选择的课程至少包括3个学科。学生可从学位表所指定科目组中选36个学分来完成航空信息科技课程。航空信息科学工程专业的学生课程主要包含航空工程计算法则、结构力学、空气动力学和推进系统引论等科目，侧重学习航空类信息收集及处理，注重多学科的融合；航空与航天科学工程专业的学生课程包含交互系统工程、人为因素工程、实时系统与软件、数字系统实验室介绍、自主决策原理和航天系统评估与控制等科目，注重系统控制能力的培养。（3）实践课程。通过试验工作和项目，整合工程学科知识，将所学理论知识应用到核心技术和专业领域中。这些科目有助于整合各个学科，让学生围绕构思—设计—实施—操作进行全方位、多层次和跨学科的实践[11]。

帝国理工大学是一所世界顶尖公立研究型大学，在国际学术界有着极高声望，是世界最具创新力大学之一。在帝国理工大学，第一学年本科生进入专业后需要修读统一的航空工程课程，在三大支柱学科：空气动力学、结构力学及飞行力学和控制方面打下良好的基础，对与航空工程问题分析有关的数学、统计和计算原理、方法和模型，航空工程领域及与之相关的历史、当前和发展中的（未来）技术和工艺有全面的了解和理解，并且能够认识到航空工程过程的商业、经济和社会背景，对工程管理技术中的专业和道德行为的需求及可持续发展的要求有所了解。第二学年，学生们学习包括机电一体化、飞行机械、推进和涡轮机械等专业课程，并有参加国家飞行实验室中心飞行测试的机会。本学年设置的专业课程主要是基于试验课程，通过设计、制作和测试练习，以培养设计和分析能力，让学生识别、应用和整合所学知识，使用适当的分析、定量和计算方法及建模技术，识别并严格分析航空工程过程的系统和组件，以便针对航空航天及相关学科中跨学科的开放性问题提出创新性解决方案，有效地应对不确定性。第三学年和第四学年，学院根据学生的兴趣定制课程，从一系列有关专业主题的可选模块中进行选择，让学生能够专注于最感兴趣的航空工程领域，并提供机会参与该领域国际知名专家正在进行的尖端研究活动，包括先进的推进技术、湍流和湍流建模及先进的飞行力学等。此外，由学院和工业主管统一管理提供相应的实践课程让学生在校内、研究机构或工业部门参与模拟设计团队的工作，让学生在实操的各个阶段运用自主设计概念参与工程实践，例如设计火星车、飞行器试验等[12]（图1[13]）。

（四）小结

综上所述，三所学校在培养目标、能力要求及课程体系上各有特色。

1. 从培养目标上看，美国较为注重培养具有全面知识体系和国际交流意识的专业化人才，要求航空航天专业毕业生具备全球胜任力，拥有相关领域内的全球领导者潜质。英国在培养目标上更注重人才的全面发展，强调综合素质的提升，对学生实行个性化培养并为其提供个性化培养方案。而我国的培养目标的出发点和落脚点都归于“高素质专业人才”上，以国内航空航天产业需求为导向，更追求实际应用。

2. 从能力要求上看，美国和英国两所学校的航空航天专业学生在入学时的培养目标设定上更侧重于拓宽课程的学科覆盖面，强调学生不仅掌握航空航天知识、工程技术知识，还需掌握自然科学知识、人文社科知识和行政管理知识等。而我国北京航空航天大学在设定培养目标时更侧重于高精尖应用型人才的培养，逐步重视对更广的学科视野、工程伦理、工程意识的培养，并开始关注对学生航空航天决策能力、终身学习意识等培养。