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[關(guān)鍵詞] 北京航空航天大學(xué);材料專業(yè)研究生;創(chuàng)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(chuàng)新有三層含義:一是更新;二是創(chuàng)造新事物;三是改變。創(chuàng)新性人才指掌握一定專業(yè)知識技能,在社會實踐中能推陳出新,以自己的創(chuàng)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(jīng)濟時代的到來,在世界各國的綜合國力競爭中,創(chuàng)新人才被越來越多的國家視為戰(zhàn)略性資源和決定性因素。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才,順應(yīng)了時代的呼喚和國家發(fā)展的要求。研究生教育是培養(yǎng)高層次專業(yè)人才的主要途徑。我國的研究生數(shù)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(xué)技術(shù)發(fā)展的重要力量,其知識創(chuàng)新能力與科研實踐能力的培養(yǎng)對于提高我國的科技競爭力至關(guān)重要。而大量研究表明,當前我國研究生的創(chuàng)新實踐能力嚴重不足,主要表現(xiàn)在科研實踐參與度低、國際性的學(xué)術(shù)論文數(shù)量偏少、學(xué)術(shù)成果質(zhì)量不高、原創(chuàng)性成果稀少等等。
北京航空航天大學(xué)作為我們國家自己創(chuàng)建的第一所航空航天大學(xué),學(xué)校面向國家重大戰(zhàn)略需求、面向世界航空航天發(fā)展的前沿,為國家經(jīng)濟事業(yè)的發(fā)展、特別是為航空航天事業(yè)做出了不可替代的貢獻。北京航空航天大學(xué)培養(yǎng)了11萬學(xué)生,這些高素質(zhì)人才大部分在我國的航空航天領(lǐng)域擔當重任,為我國的航空航天事業(yè)提供了人才支持。北京航空航天大學(xué)多年來服務(wù)大局、特色興校、培育人才、不斷創(chuàng)新,突出航空航天特色和工程技術(shù)優(yōu)勢,形成了獨具特色的高水平研究型大學(xué)建設(shè)模式。
北京航空航天大學(xué)提出了新時期“重基礎(chǔ)、強交叉、拓視野、推創(chuàng)新”的研究生教育思路,對調(diào)整研究生教育結(jié)構(gòu),提高生源質(zhì)量,改革招生指標分配辦法,修訂培養(yǎng)方案,促進研究生課程國際化,推廣試點班教育模式,建設(shè)專業(yè)學(xué)位研究生實踐基地,創(chuàng)新學(xué)科交叉機制體制等,提出了明確要求。
一、研究生培養(yǎng)模式和實驗教學(xué)體系
北京航空航天大學(xué)在研究生培養(yǎng)模式上分為理論教學(xué)、實驗教學(xué)和學(xué)位論文研究三個階段。在強化研究生理論教學(xué)和學(xué)位論文研究的同時,采取了重大舉措來培養(yǎng)研究生的實踐能力:針對不同學(xué)科專業(yè)的特點增加了研究生教學(xué)的實驗環(huán)節(jié);通過“211”和“985”條件建設(shè)逐步構(gòu)建了開放適用的研究生實驗教學(xué)設(shè)備條件,并構(gòu)筑人性化的實驗環(huán)境;打破了傳統(tǒng)實驗教學(xué)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(yè)實驗課體系;最大限度地挖掘出研究生的知識潛能,養(yǎng)成創(chuàng)造性品格,掌握創(chuàng)造性技能,最后在研究生學(xué)位論文的寫作中得到深入和升華,使得研究生培養(yǎng)的三個階段構(gòu)成了一個由淺入深、循序漸進、具有內(nèi)在聯(lián)系的有機體。
在實驗教學(xué)體系的構(gòu)建方面,在一級學(xué)科層面,將關(guān)聯(lián)密切的研究生理論課程的實驗整合成數(shù)門獨立設(shè)置的綜合性實驗課。結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標和其他相關(guān)課程,建立一個包括基礎(chǔ)驗證實驗、綜合設(shè)計實驗和創(chuàng)新型實驗3個層次的課程體系。
北京航空航天大學(xué)還構(gòu)建了整體性的開放式創(chuàng)新實踐基地。例如自2004年以來,先后建設(shè)了“先進計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究生創(chuàng)新基地”“復(fù)雜產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計與先進制造技術(shù)研究生創(chuàng)新基地”和“先進航空航天飛行器創(chuàng)新基地” 等開放性的創(chuàng)新實踐基地?;匾院娇蘸教炫c信息類優(yōu)勢學(xué)科群為中心,以重點實驗室為依托,在創(chuàng)新人才培養(yǎng)和研究生教育改革的創(chuàng)新方面進行了積極的探索。
二、材料專業(yè)研究生特種功能材料特色試驗課程設(shè)計
北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院多年來一直非常重視研究生教育,研究生的課程設(shè)置及內(nèi)容為研究生從事科學(xué)研究打下了堅實的理論基礎(chǔ)。但材料學(xué)院研究生的實驗設(shè)備主要來自各科研課題組,設(shè)備種類、臺套數(shù)、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(shù)虛,授課內(nèi)容待充實。
隨著多年來對實驗室建設(shè)的不斷投入,北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院實驗室建設(shè)遵循“以軟帶硬”的原則,即以教學(xué)改革為前提,投入的實驗設(shè)備要服務(wù)于所開設(shè)的實驗項目,硬件建設(shè)服從軟件建設(shè)。目前材料學(xué)院用于研究生實驗教學(xué)的設(shè)備已經(jīng)初具規(guī)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(shè)備,并對各學(xué)科實驗室進行了優(yōu)化整合和重組資源配置,發(fā)揮了實驗室的復(fù)合功能和規(guī)模效益。材料學(xué)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(yǎng)研究生的客觀條件。材料學(xué)院將逐步徹底改造研究生實驗課內(nèi)容和實驗條件,建立具有航空航天特色、涵蓋材料學(xué)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(shè)和經(jīng)濟發(fā)展對材料科學(xué)與工程學(xué)科復(fù)合型人才的重大需求為導(dǎo)向,確定材料科學(xué)與工程學(xué)科實驗課程的具體設(shè)置方案。
北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院以教育部“空天材料及其服役性能實驗室”為依托,開設(shè)了“先進結(jié)構(gòu)材料”和“特種功能材料”研究生創(chuàng)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(xué)科交叉性強的科研成果高質(zhì)量地融入到研究生實驗教學(xué)上,取得了多項重大科研成果。下面以“特種功能材料”的設(shè)置為例,從創(chuàng)新型實驗課和綜合實驗課的區(qū)別、創(chuàng)新型實驗課和研究生畢業(yè)論文研究實踐的區(qū)別、創(chuàng)新型實驗課與研究生創(chuàng)新基地三個方面來進行分析。
1. 創(chuàng)新型實驗課和綜合實驗課的區(qū)別
創(chuàng)新型實驗課和綜合實驗課在內(nèi)容上都涉及到培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科知識綜合應(yīng)用的能力。差別在于綜合實驗課相對而言內(nèi)容更為固定,比如“材料電鏡分析實驗”是側(cè)重于使學(xué)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(jié)構(gòu),掌握樣品制備方法及實驗參數(shù)選擇,并學(xué)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(chuàng)新型實驗課是在課程內(nèi)容、形式和目的上存在更多的創(chuàng)新元素。這類實驗是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨立自主完成 ,或者在指導(dǎo)教師的研究領(lǐng)域和學(xué)科方向上進行有目的有意識的探索研究,其教學(xué)目的在于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和研究創(chuàng)新能力。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,關(guān)鍵在于教師是否有創(chuàng)造性的實踐活動的經(jīng)驗和體會,如大的創(chuàng)新團隊(課題組)和實驗室就是培育創(chuàng)新精神的沃土。以“特種功能材料”為例,北京航空航天大學(xué)“空天材料及其服役性能實驗室” 針對智能機翼、機載設(shè)備和航空發(fā)動機等的應(yīng)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(shè)備齊全,在“特種功能材料”實驗課中設(shè)立了相變材料、磁性材料等相對寬的方向,在實驗中指導(dǎo)教師演示其中課題組“成熟”材料從設(shè)計-制備-功能特性研究的完整的實踐過程,然后在大方向內(nèi)自由選題,運用理論課程中的基礎(chǔ)知識,綜合設(shè)計實驗方案和內(nèi)容,在任課教師的指導(dǎo)下自主探索研究。如果說綜合實驗課是學(xué)生從理論到實踐的第一步,那么創(chuàng)新型實驗則是學(xué)生開展創(chuàng)新科研工作的第一步。
2. 創(chuàng)新型實驗課和研究生畢業(yè)論文研究實踐的區(qū)別
這兩者同為科研訓(xùn)練。創(chuàng)新型實驗課是“常做常新”的實驗課,指導(dǎo)教師要不斷開發(fā)新的實驗方法,搭建不同的新架構(gòu)。學(xué)生則應(yīng)該不斷豐富自主實驗的新內(nèi)容,成為填充架構(gòu)的新單元。從時間尺度上來說,創(chuàng)新型實驗課比研究生畢業(yè)論文研究短的多,創(chuàng)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(xié)作溝通能力,學(xué)生可以自由結(jié)合成小項目組,分工共同完成實驗內(nèi)容。實驗課的考核以小組答辯的形式,根據(jù)選題的創(chuàng)新性、綜合性、協(xié)作情況等打分。研究生畢業(yè)論文研究一般都是學(xué)生在其導(dǎo)師的指導(dǎo)下單獨完成的。限于不同實驗條件、經(jīng)費保障條件、課題組的創(chuàng)新實踐成果積累等的不同,畢業(yè)論文研究的創(chuàng)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(chuàng)新型實驗課與研究生創(chuàng)新基地的區(qū)別
兩者的教學(xué)資源開放程度和范圍不同。研究生創(chuàng)新實踐基地是一個面向全校開放的,融教學(xué)、科研為一體的實踐活動平臺。研究生創(chuàng)新基地在學(xué)科綜合性和交叉性上,可以面向更大范圍的不同學(xué)科、不同年級的研究生,實現(xiàn)教育資源的整體優(yōu)化。學(xué)科的集中交叉得資源能更集中整合,如“復(fù)雜產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計與先進制造技術(shù)研究生創(chuàng)新基地”和“先進航空航天飛行器創(chuàng)新基地”等開放性的創(chuàng)新實踐基地就是如此。目前,“特種功能材料”研究生創(chuàng)新型實驗課還是材料學(xué)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(xué)、航空、航天、電子、機械等領(lǐng)域有廣泛的學(xué)科交叉,可以成為培養(yǎng)研究生的綜合設(shè)計和研究探索創(chuàng)新能力的有效平臺。隨著教學(xué)實踐成果的積累、教學(xué)改革的深化和實踐教學(xué)條件建設(shè)的增強,材料學(xué)院可以向?qū)W校申報加入研究生創(chuàng)新基地的實踐活動內(nèi)容,最大限度地為學(xué)生提供更多的科技創(chuàng)新實踐機會。
三、結(jié)語
北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院“特種功能材料”研究生創(chuàng)新型實驗課的教學(xué)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(zhì)量地轉(zhuǎn)化到研究生實驗教學(xué)上,這些都還需要在實踐中不斷探索。指導(dǎo)教師團隊成員如何利用嶄新的實驗內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生主動參與科研訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探索未知的能力,還需要不斷創(chuàng)新教學(xué),與時俱進地轉(zhuǎn)變教育思想,更新教育觀念,才能真正在教學(xué)改革中收到實效。
參考文獻:
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項目負責人程瑩博士介紹,“世界大學(xué)學(xué)術(shù)排名”以國際可比的科研成果和學(xué)術(shù)表現(xiàn)作為主要指標,包括獲諾貝爾獎和菲爾茲獎的校友的折合數(shù)、獲諾貝爾獎和菲爾茲獎的教師的折合數(shù)、各學(xué)科領(lǐng)域被引用次數(shù)最高的科學(xué)家數(shù)、在Nature和Science雜志上發(fā)表的論文折合數(shù)、被科學(xué)引文索引(SCIE)和社會科學(xué)引文索引(SSCI)收錄的論文數(shù)、師均學(xué)術(shù)表現(xiàn)等。
中國青年報記者注意到,在入圍世界500強的中國內(nèi)地高校中,只有清華大學(xué)因校友楊振寧曾獲諾貝爾物理學(xué)獎而在第一個指標中有得分,其他內(nèi)地高校在前兩個指標中均為0分,在“被引用次數(shù)最高的科學(xué)家數(shù)”這一指標中,也只有復(fù)旦大學(xué)(微博)、上海交通大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)(微博)和北京航空航天大學(xué)因各有一人入圍而有得分。
而中國內(nèi)地高校的得分主要是因為較多,尤其是被科學(xué)引文索引(SCIE)和社會科學(xué)引文索引(SSCI)收錄的論文數(shù)較多,清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)(微博)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)(微博)在這一個指標中得分都超過50分,甚至超過了排名前10位的加州理工學(xué)院和普林斯頓大學(xué),不過在Nature和Science雜志上發(fā)表的論文折合數(shù)這一指標中,中國內(nèi)地高校的分數(shù)并不高,得分最高的清華大學(xué)也只有14.3分。
在2011年“世界大學(xué)學(xué)術(shù)排名”(Academic Ranking of World Universities,簡稱ARWU)中,美國大學(xué)的優(yōu)勢仍然非常明顯,有8所大學(xué)進入世界前10名,53所大學(xué)進入世界百強。哈佛大學(xué)連續(xù)9年位列全球第一,斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院分別排在第二和第三位。英國的劍橋大學(xué)和牛津大學(xué)也都進入了世界前10名。亞洲地區(qū)排名最高的是日本的東京大學(xué)和京都大學(xué),分別排在第21名和第27名。
今年我國內(nèi)地有23所大學(xué)進入世界500強。從數(shù)量上而言,是2003年首次推出榜單時的近3倍。清華大學(xué)再次進入世界前200名,北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)(微博)、上海交通大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)(微博)6所大學(xué)排在第201~300名。北京航空航天大學(xué)和北京師范大學(xué)(微博)首次入圍世界500強。
從那些“地球是行星之一,國際名稱為‘該婭’,按太陽由近及遠次序數(shù)是第三顆。它有一顆天然的衛(wèi)星——月球,二者組成一個天體系統(tǒng)?!?/p>
以及“1872年,世界第一艘使用3。68千瓦內(nèi)燃機作為動力的飛船由保羅-海茵萊駕駛試飛成功。”
“1873年,法國生物學(xué)家、醫(yī)生馬雷用定時連續(xù)攝影,初步掌握鳥類在飛行中復(fù)雜的撲翼動作,使人類早期飛行探索中的撲翼機研制活動暫告結(jié)束,飛機研制自此不再考慮撲翼方案。”
看了這些資料,我產(chǎn)生了一系列的問題,例如:“為什么種子也要去太空呢?為什么在太空長大的果實要比陸地上的要大呢?太空里有沒有外星人呢?為什么在太空中會失重而在陸地就不會失重呢?這些問題一個一個的便從我的腦海里冒出來,真是個“問題多多的學(xué)生”。
據(jù)說,在月球上發(fā)現(xiàn)了水源了呢!這真是一個重要的創(chuàng)舉,在宇宙中地球就像一粒沙子,更不用說我們?nèi)祟惲?。在我的眼中宇宙真是奇妙?/p>