實施“選育評”一體綜合改革,培養航空發動機創新人才
通訊員 陳敏
“十二五”時期,我國航空發動機正處于從“測繪仿制”向“自主創新”轉變的關鍵時期,培養具有“強烈的創新思維、良好的創新潛質、優異創新實踐能力”的本科學生,是航空發動機事業發展的亟需。beat365英国官网网站牢牢把握入選教育部“創新人才培養綜合改革試點學院”的戰略機遇,實施“選育評”一體綜合改革,持續優化創新人才培養的土壤與環境,探索有利于創新型人才成長的機制體制,取得了良好的成效。
創新型人才培養理念不斷深化
教育以育人為本,人才培養是大學的根本使命;一代人才,創造一代事業。當前的航空發動機人才培養質量決定着我國未來航空發動機事業的發展水平。在國家試點學院建設過程中,學院深刻認識到航空發動機自主原始創新對發動機人才隊伍、知識結構、能力水平提出的新的更高要求。學院深入對标世界三大航空發動機企業(GE、PW、RR)通用型人才(Generalist)、專家型人才(Specialist)、系統型人才(Universalist)的橄榄式分布人才結構,深度結合學院自身特點和行業需求,提出着力培養專業學術型、專業工程型、學科交叉型“三類人才”。把專業學術型、專業工程型、學科交叉型“三類人才”分别作為企業未來專家型人才、通用型人才、系統型人才的蓄水池。在本科生培養中,以校企共創的“吳大觀英才班”為帶動,把握人才成長規律,大膽改革本科生“選拔”、“培養”和“評價”三個關鍵環節,持續優化本科生核心課程體系、實驗實踐平台、科研訓練基地等“土壤”與“環境”,通過“選育評-土壤-環境”的建設,系統構建與國際先進水平接軌,與國家人才需求匹配的創新人才培養體系,為學生成長為未來發動機行業所需的“三類人才”打下堅實的思想基礎、專業基礎、實踐基礎,把beat365英国官网网站打造成國家高等工程教育綜合改革示範學院。
在人才選拔中,圍繞高志向、高能力、高分數“三高融合”的選拔原則,構建以航空百年“中國心”計劃“初選”、“吳大觀英才班”入校“複選”、本科生班集體動态調整“優選”和本科畢業生升學和留學“精選”為核心的“四位一體”創新人才選拔體系。在人才培養中,緊扣創新型人才培養這條主線,系統實施“院士班主任+校企雙導師制、小班化、國際化、個性化”的“一制三化”培養模式改革,完善本科核心課程、專業實踐、基礎實驗、科技創新“四個體系”,引導師生從“講三練二考一”到“講一練二考三”轉變,引導學生從“吃桌餐”到“自助餐”再到“自己下廚房”。全力支持學生開展長短期國際交流訪學,為學生打造“國内行業總師和學術精英,國際标杆企業總師和學術精英、國内外跨領域精英”為代表的“三個朋友圈”,儲備“三類人才”所需的知識、文化、能力“三個層次、十九種人格特質”。在師生評價中,成立了試點學院國際評價委員會、行業評價委員會,對學院實行發展狀況第三方評價制度。重構多元化教師評聘和質量考評體系,從單一的“學術影響力”評價擴展為“學術影響力”、“行業影響力”、“社會影響力”評價并重的綜合評價。變革學生評價中“分數為王”的評價辦法,創設“科學基礎、人文情懷、思想品德、實踐能力、國際視野、身心素養”融合發展的“六維度評價”體系。
圖1 “選育評”一體綜合改革示意圖
“選育評”一體綜合改革持續推進
構建國際化的核心課程體系。學院堅持“專業和通識并重”,以培養飛行器動力領域、能源與動力領域具備紮實多學科基礎和解決重大複雜系統問題能力的創新型領軍領導人才為目标,重新修訂飛行器動力工程、能源與動力工程兩個本科專業培養方案。夯實專業基礎,數理課程比重由17%提高至21%,能動專業課程新增21門。強化自主學習,總學分由183.5分壓縮至156學分,飛動專業選修課門數增加36%,實驗實踐類課程增加54%,為“講一練二考三”的課程培養模式騰出時間和空間。加強國際培養,新增13門英文專業課程及7門引智課程。改革課程設計,開設具有多學科交叉、多專業協同的航空燃氣輪機設計課程,實現以“氣固熱聲控”為基礎,強化“系統和總體”的課程配置目标。
建設特色化的專業實踐體系。學院系統整合航推、流體、燃燒和熱工四大綜合實驗中心,及航空發動機數值仿真中心、航空發動機認知實踐基地、大學生課外科技制作與創新中心、校内實踐實訓基地等實驗資源,統籌建設了具有鮮明航空動力特色的本科生專業實踐體系。基礎認知階段,通過現場課講解,使學生了解航空發動機整體結構、工作原理等基礎知識,培養觀察、認知、辨析能力。基礎實驗階段,使學生通過實驗課學習,循序漸進掌握專業基礎實驗模塊、專業綜合實驗模塊,培養運用所學知識提出問題、動手解決問題能力。實踐實訓階段,通過航空發動機整機拆裝、試車、虛拟仿真、自主創新實踐,增強學生自主實踐、團隊實踐能力,提高學生自主解決複雜系統工程與科學問題能力。學院本科生實驗實訓基地獲批2015年北京市高等教育“先進航空發動機校内創新實踐基地”。
圖2 先進航空發動機校内創新實踐基地示意圖
創建共享化的公共實驗平台。學院在“先進航空發動機校内創新實踐基地”建設的基礎上,進一步梳理學院和各系所現有實驗條件,盤活存量資源,整合分散資源,建設了共享化的公共實驗平台。平台采取實驗資源統籌、師生網絡預約、全時自主實驗的模式,分批推進學院實驗室資源面向全院、全校乃至兄弟高校全時段開放,實現實驗室資源的本研一體,逐步達到以氣固熱聲控為基礎,強化系統和總體的實驗課程體系配置目标。在服務校内師生基礎上,利用公共實驗平台資源,學院已連續三年面向台灣淡江大學、成功大學等高校學生開展了暑期科技實踐創新培訓。
完善全程化的大學生科研訓練體系。學院參照國外大學生創新科技實踐的培養模式(國際CDIO教育方法),以“實踐導向、教研一體、本研互動、校企融合”為原則,以“自主實踐-規律探索-能力提高”循環上升成長模型為學生實踐能力培養思路,以構建“啟蒙式-階梯式-菜單式-協同式”的全程化大學生科技創新實踐培養模式為主線,重點建設了能動工作室、動力夢工廠兩個大學生創新實踐基地,由學生團隊自主引進、運行“先進動力機械”CDIO課程,使大一、大二學生在專業知識零起點的情況下逐步培養科學研究能力。同時,每年抽取院長基金的10%成立學生創新基金,實現了大學生科研訓練體系的制度化、規模化和長效性管理,并建立了全國“‘挑戰杯’競賽、全國節能減排競賽、校級‘馮如杯’科技競賽和學院動力杯學生科技競賽”的項目鍊條,實現了不同學生分層次、分階段、全覆蓋參與創新訓練。
在選拔創新人才方面,學院堅持“四位一體”,通過航空百年“中國心”計劃“初選”、吳大觀英才班入校“複選”、本科生班集體動态調整“優選”、本科畢業生升學和留學“精選”,來進行創新人才的選拔。
航空百年“中國心”計劃“初選”。利用試點學院先行先試的改革政策,堅持“高志向、高能力、高分數”的“三高融合”選拔原則,2013年以來連續面向全國實施航空百年“中國心”自主招生計劃。通過“中國心”計劃,遴選數理基礎紮實,航空情懷濃烈,具有優異學科特長或優秀創新潛質的高中學生進入試點學院學習深造。經過三年探索積累,學院于2015年首次采取高考結束後舉辦航空百年“中國心”夏令營的模式,進一步豐富了選拔内涵,優化考評機制,提高選才質量。目前,72名優秀學生通過該計劃進入學院,帶動學院本科新生錄取平均分三年提升54分。
吳大觀英才班入校“複選”。與中航工業集團戰略合作,在試點學院創設以“中國航空發動機之父”吳大觀先生命名的創新人才培養改革試驗班“吳大觀英才班”。從每年考入北航國家試點學院的本科新生中,依據“科學基礎、人文情懷、思想品德、實踐能力、國際交流、身心素養”六個維度對學生進行綜合選拔,擇優組建30餘人的吳大觀班,四年來遴選147名學生進入吳大觀班。在該班實施院士班主任、一生雙師制度,堅持“一制三化”,實施小班授課、單獨培養方案,每年組織學生赴世界一流大學聯合培養、實習實踐,設立覆蓋全班的吳大觀獎學金,着力将該班打造成為服務國家戰略需求、面向國際學術前沿的航空發動機“夢之隊”。
本科生班集體動态調整“優選”。每一學年,學院以“吳大觀英才班”動态調整為抓手,對本科生班集體進行動态調整,鼓勵最适合的學生進入吳大觀班,使吳大觀班優良的學風、嚴謹的作風輻射帶動其他小班,使每名學生逐步找準自己的成長定位,促進因材施教、人人成才。在調整中,學院在學生中持續強化多元化選拔、六維度評價的成長導向,在學生班集體中既培養成績優異、專業過硬的“專才”,也培養個性鮮明、特長突出的“偏才”,還鼓勵品學兼優、團結同學的“通才”。學院把主要精力放在優化學生成長的土壤與環境上,使他們在大學的培養和磨砺中健康成長成才。
本科畢業生升學和留學“精選”。在學生畢業階段,一方面,學院通過國家留學基金委“未來科學家計劃”,中英、中法雙學位計劃等,選派最優秀的學生赴世界一流大學留學深造和攻讀博碩士學位。另一方面,通過應屆畢業生保研、直博,帶動優秀學生留在學院學習深造,吸引兄弟高校頂尖學生進入學院。2016年9月,試點學院将在本科生“吳大觀英才班”基礎上,設立“吳大觀研究生班”,傳承和優化吳大觀英才班的培養特點和培養模式,對吳大觀班學生實施持續關注和跟蹤培養,打通吳大觀班優秀本科生的成長通道。以“吳大觀研究生班”的創設為标志,學院初選、複選、優選、精選四位一體的國家試點學院創新人才選拔體系基本構建。
在人才培育方面,學院通過落實“一制三化”,培育一流人才。
實施多元化的本科生導師制。學院在全體本科生中實施自由選擇、動态調整的團隊導師制,組建了多元化的聯合導師團隊,加強對學生的個性化指導,融學術指導、發展指導和生活指導為一體,營造學生博采衆家之長的成長氛圍,實現德育教育與專業教育的協同運行。在吳大觀英才班,先後聘請陳懋章、劉大響、甘曉華、尹澤勇4位院士擔任班主任。實行校企雙導師制,由學院知名教授擔任學術導師,從中航工業集團、中國航空發動機集團公司、空軍、民航系統和民營企業聘請47位高管、總師、首席專家等擔任學生企業導師。通過導師的教育引導,點燃學生心中科學和創新之燈,悉心呵護,等待他們成長,希望終有一天迸發出耀眼光芒。同時,學生在導師引導下開展創新實踐,從實踐中認知,從實踐中掌握,從實踐中創新,培養學生“不唯上,不唯書,隻唯實”的科學精神。
拓展國際化的聯合培養機制。在專業課程設置上,借鑒世界一流大學課程建設經驗,邀請外國知名專家學者70多人次參加《流體力學》、《傳熱學》、《燃燒學》等專業核心課共建。利用北航國際暑期學校的有利條件,引進了8門本科生國際引智課程,使學生不出國門就能學習世界一流大學課程資源。每年投入專項經費,資助本科學生參加課程暑期學校,2015年派出4支國際交流訪學團154名學生,分别前往亞洲、歐洲、美洲14所高校進行交流訪學。同時,學院與法國國立民航大學、英國克萊菲爾德大學簽訂了雙學位項目協議。近五年,學院累計447人次本科生參加各類國際交流項目,首屆吳大觀班全體學生擁有國際交流經曆。
建立個性化學習和發展機制。實施個性化的人才培養機制,由個性化選擇導師、個性化培養方案、個性化評價體系三方面構成。其中,“個性化選擇導師”把導師按“科學型”、“技術科學型”、“工程型”進行分類,讓學生根據自身特點、興趣喜好等自由選擇;“個性化培養方案”根據學生的個人特點、興趣愛好和發展方向定制專業課程模塊内的不同課程,形成“個性化培養方案”,最終實現每個人的培養方案都各具特色;“個性化評價體系”根據學生個性化的培養方案設定考核内容和指标,與科技素養、人文素養等綜合測評一起,以學習檔案的形式進行綜合評價。
落實小班化的教學制度。學院通過教材、教師隊伍、教學方法改革,将專業核心課程每班學生人數控制在30-50人之間,為學生個性化發展提供了優良土壤和環境。“十二五”期間,《工程流體力學》、《葉輪機原理》、《傳熱學》、《燃燒與燃燒室》四門課程實現小班化教學。為保證小班化教學的教學效果,制定了《beat365英国官网网站專業核心課程責任教授管理條例》,通過核心課程責任教授強化核心課程的教學團隊建設。飛行器動力工程專業的所有核心課程的責任教授人選既包括如桂幸民、洪傑等本行業公認、具有豐富的工程實踐經驗和深厚理論基礎的教授,又包括如陸利蓬、黃勇等始終活躍在國際學術前沿、具有深厚學術造詣的教授。通過課程責任教授定期組織的課程研讨及學術交流活動實現對年輕教師的傳、幫、帶,形成良好的課程教學師資梯度,既保障了小班化教學的質量,又為學生由被動式學習到主動探究式學習提供了良好環境。
學院成立了“國際評價委員會”、“行業評價委員會”,實施學院發展的“第三方評價制度”,構建學院評價、行業評價和學生評價的綜合評價體系。在教師評價中,建立了以關鍵業績指标為依據的教師考核評價與激勵機制,完善助教、主講教師、優秀主講教師和教學名師的晉升及考核辦法,突出教學、人才培養績效導向,考評标準從單一的“學術影響力”評價擴展為“學術影響力”、“行業影響力”、“社會影響力”評價并重的綜合評價機制,通過學院評價、行業評價、學生評價并重,把教師的主要精力拉回到了教學上。在教師年終績效發放上,學院加大對人才培養工作的獎勵和傾斜力度,2011年開始在年終考核中将教學當量與科研當量的換算比例由1:10調整為1:20;在反映關鍵業績的KPI指标中,突出了對省部級教學獲獎、正式教材出版、教學前三名、學生實踐類課程指導(SRTP、省部級學科競賽、馮如杯等)的獎勵額度及範圍;在年度優秀獎中優先考慮教學業績突出的一線教師。在學生評價中,創設了“科學基礎、人文情懷、思想品德、實踐能力、國際視野、身心素養”融合發展的六維度評價體系,研發了基于六維度評價的學生成長檔案,實現學生成長過程的可視化,成長動态的全記錄,成長成果的交互式和可量化。
創新人才培養改革初見成效
創新人才選拔成果豐碩。随着國家試點學院創新人才培養綜合改革進程不斷深入,航空百年“中國心”自主招生計劃的影響力持續增強,“吳大觀英才班”創新人才選拔與培養的品牌效應不斷凸顯。試點學院新生錄取平均分躍居全校前列。2013級吳大觀班8人為本省考入北航第1名;2014級吳大觀班生源大省前100名1人,前200名5人,前300名9人 ,4人獲得北航新生特等獎學金 ;2015級吳大觀班生源大省前300名4人,2人獲得北航新生特等獎學金。
基地和教材建設進展顯著。驗收通過了1個國家級優秀教學團隊、1個國家級實驗教學示範中心、1個北京市實驗教學示範中心,獲批1個北京高等學校示範性校内創新實踐基地;“飛行器動力工程”專業入選教育部的“卓越工程師計劃”;完成校級教改項目18項,其中重大重點教改項目3項;完成國家級規劃教材及北京市精品教材4部;獲得北京市及北航教學成果獎 11項。
本科生創新創業水平不斷提升。五年來,學院本科生在全國英語、數學、力學等學科競賽中,獲得國家級一等獎19項,二、三等獎97項;獲得省部級一等獎11項,二、三等獎32項。在全國“挑戰杯”大學生科技競賽、全國大學生“節能減排”大賽、首都“挑戰杯”大學生科技競賽等省部級以上賽事中獲得了特等獎2項,一等獎3項,二、三等獎8項。在第25屆北航馮如杯競賽中,學院本科生獲得4項一等獎,獲獎數量占全校一等獎數量的1/4。湧現出了本科生張鵬越團隊的“行業物聯網高技術公司”、本科生楊帆團隊的“分布式多元矢量推進系統”等一批優秀創新創業項目。
本科生升學就業質量再創新高。五年來,本科生上研率保持在60%以上,不授予學位率控制在2%以内;本科生一次就業率保持在98%以上,國防系統内就業達到75%;連續5年被評為學校本科生就業工作先進院系。