新时代民航特色“五维”复合型创新人才培养体系的构建研究与体会
——以中国民航大学材料物理专业为例
宋庆功
（中国民航大学 理学院，天津 300300）
摘要： 根据民航行业跨越发展的需求论述了研究复合型创新人才培养体系的重要意义。结合“新工科”建设理念，提出了构建新时代民航特色复合型创新人才培养体系的“五个维度”，即思政文化教育、专业理论教育、专业实验实践、信息技术教育和英语教育维度（子系统），并阐述了各子系统的构成要素。它们既相对独立、连贯，又相互交叉、协同，织构成一个有机整体。结合前期实践情况，简单介绍了该人才培养体系的达成度和效果。
关键词： 人才培养体系；材料物理专业；新工科理念；民航特色；需求驱动
一、新时代民航行业跨越发展对于复合型创新人才的迫切需求
当前，我国进入新时代，正由民航大国向民航强国跨越[1]。这要求民航行业的安全管理水平、运营效率、服务品质等标准要有极大的提升。因此，民航行业也对未来人力资源提出了更高标准的需求。比如，在民航运营企业，质量管理对于运行安全和服务品质具有举足轻重的作用，需要知识面宽、逻辑严谨、懂技术、会管理的复合型创新人才；在民航维修企业，深度维修更需要具有材料科学背景，强检测、会分析、能加工、善管理\综合素质高的复合型创新人才；未来智能维修、分布式网络化管理对于专业技术人才会有更高要求，如较全面的科学与工程知识体系和实践能力、较强的信息技术软硬件应用能力，甚至开发能力等等。因学科专业局限性，传统的行业特色人才尚不能完全满足现实需求；对于未来的岗位需求，我国许多高校尚未形成具有前瞻性、预见性的人才培养体系设计与架构。国际评估专家认为，中国大学最为突出的问题是学生普遍缺乏批判性思维、基础不够厚、口径不够宽、跨学科程度弱、国际化程度低[2]。专家们正在研究探索应对新技术革命的新工科理念和路径[3，4]，但成熟、完善的系统方案尚未见报道。因此，研究面向民航发展的复合型创新人才培养体系不仅具有理论价值，而且具有现实意义。
近年来，文学的式微频频被人提及。身处传媒出版空前发达的时代，很多人往往发出“优秀文学作品难觅”的感叹。与此同时，形形色色的文学奖却日渐成为炙手可热的话题，人们不仅津津乐道什么样的作品可以获得殊荣，更是密切关注其中是否存在不公平的“猫腻儿”。当文学靠文学奖中的争议话题来提高公众关注度的时候，不得不说成了一个“黑色幽默”。
二、民航强国建设呼唤民航特色“新工科”人才培养体系
以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新一轮科技革命与产业变革正在兴起[5]，民航行业发展也不例外，甚至要先行、超前发展[1]。我校隶属于民航局，行业面向明确，人才培养规格必须满足行业需求。材料物理是由材料科学与物理学交叉形成的新兴学科，专业课程体系不仅具有学科交叉融合特征，也具有鲜明的民航特色，强调毕业生应具有“民航文化的烙印”。我们深入行业调研，对该类企业的人力资源需求进行分析，着力探寻材料类和物理类理论知识、技术、素养和能力与企事业需求的契合度，深刻认识到民航行业不仅是技术密集型企业，而且具有典型的多学科交叉、融合特征。例如，维修部门的主任工程师岗位，需要具备的重点能力包括：端正的思政品德，出众的维修实践能力，严谨的逻辑推理能力，高水平的信息技术应用能力和英语应用能力。按照传统思维，没有一个专业能够培养素质和能力如此全面的毕业生。邬大光[2]指出，专业体系是学科知识体系的一个“横断面”，需要从不断变动的学科知识体系中截取相对成熟的知识进行丰富和加强。“对于一个科技文化水平处于相对落后的国家，依赖于一种相对稳定的专业分类，对于提高科学研究水平和人才培养质量无疑起到稳定和保障作用。相反，当一个国家的科技水平达到一定程度且需要突破时，就不能完全被人为的学科专业体系限制”。在国家创新驱动战略发展推动下，新兴学科专业和交叉学科的强劲需求已经对传统专业模式提出挑战[2]。
教育部“新工科”研究计划为解决这一问题给出了新思路，指明了方向，即“学科交叉融合”。启动“新工科”专业建设计划旨在主动适应这一变革对于人才的迫切需求[6]，创新性地提出“多方协同育人”等，并强调“要把握好‘新工科’建设的内涵，统筹考虑‘新的工科专业、工科的新要求’”。该计划特别提出要探索“新工科”建设的新理念、新标准、新模式、新方法、新技术、新文化，实现从学科导向转向产业需求导向、从专业分割转向跨界交叉融合、从适应服务转向支撑引领，促进“理工结合”、“工工结合”、“工文交叉”等等。相应地，一些“新工科”人才培养模式和传统专业改革探索也取得进展[7，8]。在这一背景下，作者基于对民航行业需求的调研和凝练，提出了民航特色“五维”复合型创新人才培养体系。
三、民航特色“五维”复合型创新人才培养体系的构建研究
在习近平新时代中国特色社会主义思想指导下，根据民航强国建设和行业发展趋势，结合民航行业当前需求，我们提出了新时代民航特色“五维”复合型创新人才培养体系，如图1所示。这“五个维度”分别是思政文化教育、专业理论教育、专业实验实践、信息技术教育和英语教育。每个维度都有一个相对稳定的体系架构。现就各个体系的必要性和构成要素分述如下：
（一）思政文化教育
在与行业结合的民航特色方面，强调民航飞机等对高性能新材料的需求，将材料科学前沿性内容纳入教学。结合“一代材料，一代飞机”，介绍主要航空结构材料发展阶段，即钢、铝合金、高温合金、钛合金和先进复合材料等逐一升级换代，飞机性能也就逐级提升；再结合新材料性能介绍新型材料设计、成型、维修相关理论、方法和应用案例等；同样，对飞机上使用的新型功能材料，如电池材料、光致变色材料和传感器材料等，也进行典型介绍。这些都有益于激发学生的学习兴趣和探索欲望，引导学生努力学习，确保自己的知识结构和能力跟上时代的步伐。
在“全方位育人”和“大思政”理念指导下，材料物理专业的思政文化教育体系是采用“一核三环”模式，即以“思政必修课”为核，以“思政选修课”、“综合素养课”、“各门专业课”为环[11]。思政文化教育体系中，思政类核心内容包括：思想道德修养与法律基础及实践、中国近代史纲要及实践、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、马克思主义基本原理及实践，思政文化综合素养类内容包括：入学教育与专业认同、民航概论、军训、体育类、健康教育、形势与政策、就业指导与毕业教育等，课程思政文化类包括：材料物理性能、材料设计概论、无损检测、企业调研、专业生产实习、材料创新案例分析、毕业设计等，还有思政选修课和专业选修课部分，由于选择权利在学生，这里没有详细列出课程名称。
在当代经济社会背景下，信息技术已经成为一种新型的现代教育手段和有效方式，也已经成为人们生活和生产、科研必需的重要平台。通过调研、思考和教学实践发现，航空制造和维修企业对信息技术的应用和依赖程度日益提升，重要性不言而喻。例如，维修企业普遍采用电子档案及其管理系统，采用电子维修工卡管理航空器的维修过程，并定期对维修数据进行整理和更新，利用统计学相关技术发现部件的维修特征，进而改进维修流程。在故障诊断方面更是注重数据记录、存储和分析技术的使用，通过监控手段获得部件的工作特征数据，结合专家系统发现部件的潜在故障，进而对部件进行科学的维护和维修。在这种背景下，设计的材料物理专业信息技术子系统包括：信息技术类基础类课程，物理类信息技术应用课程，材料类信息技术应用类课程，以及材料、物理和信息技术综合应用类课程。例如，在近代物理实验中，结合了实验数据的采集和分析；在物理计算与模拟中，介绍计算和模拟方法及其应用案例；在材料设计概论和计算机辅助材料课程设计中则是材料、物理、化学等与信息技术的综合应用。通过这一系列教学和实践，学生对信息技术及其作用的认识极大提升，应用能力明显提高，甚至有部分学生能够参与到教师的科研工作中，取得较高水平的科研成果，参与发表高水平学术论文，这也为未来参与智能化维修发展奠定了基础。
根据《普通高校本科专业教学质量标准》[13]和民航行业需求，我们设计的专业实验实践体系主要包括：物理类基础实验、化学类基础实验、机电类基础实验实践、学科专业基础实验实践、材料类和物理类专业实验、专业综合类实验实践等。这里重点介绍专业综合类实验实践的构成，它包括企业调研、企业实习、课程设计、毕业设计和创新创业教育等。由于材料物理专业工程应用类课程知识点较为分散，讲授课时较短，在有限的课堂时间内让学生较为深刻地掌握所学知识要素，需要借助于相对科学和综合的实践教学体系。因此，我们设置两次集中实践教学环节，一是企业调研，让学生进入民航企业集中调研，了解课程中所学的知识是怎样在民航企业中被运用的；二是企业实习，让学生到航空制造和维修企业进行集中实习，系统地了解发动机和飞机制造、维修过程中所用到的专业知识和技术。这无疑有助于学生搭建专业知识体系。我们还针对材料物理专业的特点，增加以学生为主体的综合设计性实验，丰富实验内容，加强学生实践能力培养，以提高学生对专业知识的理解与运用能力。毕业设计则强调结合科研或企业需求，每人一题、真题真做；创新创业教育等鼓励和支持学生主持或参与大创项目、参与各种竞赛，取得突出成绩。如在泰雷兹工程创意竞赛中理学院为主的“Cube Li”团队，获全球季军、中华区一等奖。这些举措对毕业生的实践能力和创新能力的提升都起到很好的作用。
（二）专业理论教育
民航行业是我国最早与国际接轨的行业之一，我国是国际民航组织（ICAO）的成员国，我国的主要民航运输企业都加入航空运输协会（IATA）[16，17]。对于民航运营与维修企业，英语的重要性是不言而喻的。第一，英语是国际航空运输和维修企业普遍采用的工作语言。为了与国际通行的法规和标准对接，在大多数民航制造和维修企业中，企业运行过程中使用的技术工作手册、工艺标准、工作卡片均为英语书写；民航职工在工作过程中需要文字语言交流时，经常采用中英文两种语言；在与国际民航组织交流或是接受国外适航当局的审查时必须采用英语口语交流。第二，民航业界使用的设备有许多是外国制造的，所有资料都是英文的，没有一个中国字，职工必须掌握英语，职工英语不达标就无法上岗。第三，企业的客户也包括大量外国单位，遇到美国联邦航空管理局（FAA）或欧洲航空安全局（EASA）认证的飞机，如果工作人员没有英语资质证明，客户会对整个维修企业资质产生怀疑。在高等教育国际化大趋势下，英语教学更需要进一步加强，以满足毕业生在国际化的信息表达与交流中的需求[18]。
在党的十九大报告中提出了习近平新时代中国特色社会主义思想和理论[9]，我国教育界大力推进习近平新时代中国特色社会主义思想“进教材、进课堂、进学生头脑”，充分发挥课堂教学主渠道作用，使思想政治文化教育有机融入本科教育教学全过程[10]。这对于培养和造就一大批社会主义事业的接班人和建设者具有重大战略意义。
不少家长喜欢给孩子捏脊，就是让孩子趴在床上，用手沿孩子的脊柱，从近臀部处向颈部滚动式地捏上去。因为这是督脉所在，每天捏捏，能增强孩子体质，甚至有书直称“捏脊能治百病”。
吸附量(qe(mg/g))和吸附去除率(φ)可以衡量炭化花生壳及活性碳纤维对水溶液中Cd2+的吸附能力，由下列公式进行计算：
（三）专业实验实践
实验实践教学是培养大学生实践能力和创新能力的一个关键环节。我校材料物理专业面向民航需求，就意味着毕业生必须较好地适应民航维修企业普通岗位要求，而民航维修企业的每一种工作岗位都与维修资质密切关联[14]。《民用航空器维修人员执照管理规则》[15]规定，民用航空器维修人员执照基础部分包括航空机械和航空电子两个专业，具体内容规定更为详细。在这类企业中，职工上岗都必须获得民航维修法律法规规定的资质，也就是执照。例如，职工做每项无损检测工作、计量检定工作等，都必须具备相应的执照。这些无疑对毕业生的实验实践能力提出了更高的要求。
选择2种基材，一种是面积约为4.0 cm2的椭圆形紫铜片，用于各种性能表征；另一种是体积约5 mm3、表面积约18 mm2的蘑菇形铜触点。前处理包括丙酮超声除油、乙醇超声除油和5%(体积分数)硝酸活化。滚槽容积为5 L，滚筒参考了传统标准卧式滚筒的尺寸设计要求，是直径为9.5 cm、容积为2 L的正六棱柱形，开孔率为14.3%，开孔直径2.0 mm，孔均匀分散在整个筒体上[13]。采用恒电流模式电镀。
图1 “五维”复合型创新人才培养体系示意图
材料物理专业课程思政文化教育的建设思路和目标是：以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持立德树人、全方位育人，按照“价值引领、能力本位、知识教育”要求，以“当代民航精神、民航文化”为主线，通过“节、段、点”将思政文化教育内容有机融入课程教学与实践全过程，使之与专业课程体系交织成一体，实现全方位育人目标。通过研究，设计了以材料设计概论、材料物理性能和专业生产实习三门课程为主干的课程思政文化教育改革试点，进行详细计划、规范建设、规范考核和及时总结改进。其他专业课程积极主动开展课程思政教育探索、不拘一格。
（四）信息技术教育
这里我们重点强调的是各门专业课的思政文化教育功能。关于课程思政文化的重要性已有专业论述[12]。作者仅以实际调研和体会感悟进行介绍。在到民航企业调研，与企业交流和协作过程中，作者深刻体会到民航运营企业、民航维修企业、航空制造企业等极为重视思政文化教育，招录员工首先关注的就是思政和品德。民航企业事业单位日常工作坚决贯彻“安全第一”的理念，这其中也包括思政要素。例如，非持证工作人员不得进入机场和企业，甚至同一单位的职工都不能串岗等。学生到企业实习，企业都要求教师事先对学生进行安全教育和组织纪律规范学习，既要强调学生在实习企业期间的安全注意事项，更强调民航维修企业和航空制造企业“安全至上”意识，强调工作人员必须按照相应的法规、章程、标准和工卡进行操作，把维修和制造过程的差错率降至最低。这些既是职业操守，也属于法律规矩、道德品行范畴。
（五）英语教育
我校材料物理专业以民航行业需求为驱动，培养具有较深厚物理学和材料科学基本理论，同时具备材料物理知识和应用能力的复合型创新人才，“理工交叉”是优势。关于这个体系的详细论述可参考《普通高校本科专业教学质量标准》[13]。专业理论教育课程体系包括：数、理、化、机电类基础课；物理类学科专业课程，即热力学统计物理、量子力学、固体物理等；材料类学科专业课程，即材料科学基础、材料工程基础、材料力学性能、材料物理性能、无损检测等。
定义1 设X为一样本空间,A是X的子集构成的σ代数,α＞0,P0为(X,A)上的有限非零测度.如果对 X 的任意可测分割 A1,A2,···,Am,p=(P(A1),P(A2),···,P(Am))服从参数为α =(αP0(A1),αP0(A2),···,αP0(Am)) 的 Dirichlet分布,则称p是(X,A)上参数为 α,基测度为P0的Dirichlet过程,记为p～DP(α,P0).
英语教育子系统包括：大学英语系列课程，这是基础；施行双语教学的专业课程，这些属于专业引导；专业英语则是使学生在应用英语方面进入更专业的层次，在实践或含有实践环节的课程中使用英语。如计算机在材料科学中的应用、材料设计概论、计算机辅助材料课程设计、毕业设计中，信息技术平台的软硬件工作语言和手册主要是英语，学生被动地进入使用英语的环境，用英语工作实践。通过英语教育体系的教学实践，学生应用英语的能力明显提高，这将为其就业、升学和发展增加有力的筹码。
（六）“五维”复合型人才培养体系的辩证统一
上述“五个维度”均形成体系，但各个体系并非相互独立；相反，它们是相互交织的、融合的、协同的。读者由图1可以看出，常有两个或者三个体系在有些课程或者实践环节处交叉，例如在《近代物理实验》中，理论、实验实践、信息技术体系三者交叉和协同；在双语教学课程中，理论与英语教学体系相互交叉和融合；在《材料设计概论》中，理论、实践、信息技术及英语相互交叉和协同。从进度设计上，每个维度均贯穿学生培养全过程，实现四年不断线。总而言之，这五个维度织构成复合型创新人才培养体系这样一个有机的整体，这与我国教育界大力倡导和支持的“新工科”理念和思路也是一致的，可以说是一种新的探索。
四、体会
客观地说，材料物理专业“五维”复合型创新人才培养体系是最近才形成和完善的。这得益于作者及合作者对习近平新时代中国特色社会主义思想（特别是教育思想）的学习领会和对“新工科”理念、思路的学习研讨。谈到体会，主要有以下几点：首先，一个好的、完善的人才培养体系需要有先进的思想和理论作为指导。正是在习近平新时代中国特色社会主义思想和理论指导下，新时代民航特色的人才培养体系的构建才更为系统、更加完善。其次，就中国民航大学材料物理专业而言，该人才培养体系的基础是比较好的。自专业建立以来，专业培养方案就基本保持了这样的五维架构。在四年一次的培养方案修订过程中不断完善，逐步加强了思政文化、信息技术和英语教育的强度和优化、协同，特别是将习近平新时代中国特色社会主义思想纳入人才培养体系并作为指导思想，更加明确了课程思政工作的地位和作用。最后，从实践效果来看，专业人才培养体系的达成度是比较高的。例如，较好地实现了理论体系与实验实践体系、虚拟方法（通过信息技术平台）与物理方法、科学素养与技术应用、专业能力与思政品德的协同发展。
近几年来，学生的创新能力普遍增强，多数学生参与教师科研项目工作或主持参与创新创业项目，获得多项国际竞赛竞赛奖励，发表高水平论文，申请或参与申请发明等专利。毕业生就业率高、就业质量较好、发展后劲足。有的毕业生进入民航行业，经过十年历练，已经成为行业技术骨干或中层管理者；有的毕业生升学后进一步深造，已经成为全国重点大学的高职称教师或研究机构的研发骨干。这些效果为构建新时代民航特色五维复合型创新人才培养体系提供了支撑，增添了信心。专业团队将依据这一体系，进一步完善专业培养方案，强弱项、补短板，把“五维”复合型创新人才培养体系落到实处。在建设新时代民航强国的进程中，专业团队将牢记使命、不忘初心，把材料物理办出特色，实现理工融合和多维度交叉，为国家民航行业培养高品质、复合型创新人才。
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Research and Experience on the Construction of the"Five Dimensions"Compound Innovative Talents Training System in the New Era—Taking the Materials Physics Major of Civil Aviation University of China as an Example
SONG Qing-Gong
(College of Science,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China)
Abstract: According to the demand of leapfrogging development of the civil aviation industry，the importance of studying the training system of compound innovative talents is discussed.Combined with the construction concept of"new engineering subject"，this paper proposes the"five dimensions"of constructing a comprehensive innovation talent training system for civil aviation characteristics in the new era，namely，ideological and political culture education，professional theory education，professional experimental practice，information technology education，and English education dimension(subsystem)，and expounds the components of each subsystem.They are relatively independent，coherent，cross-corresponding，synergistic，and woven into an organic whole system.Combined with the previous practice，the achievement and effect of the personnel training system is briefly introduced.
Key words: talent training system;material physics major;new engineering concept;civil aviation characteristics;demand-driven
中图分类号： G642.0
文献标志码： A
文章编号： 1674-9324（2019）35-0008-05
收稿日期： 2018-11-12
基金项目： 中国民航大学教育教学改革与研究项目（CAUC-2017-C2-07）资助
作者简介： 宋庆功（1958-），男（汉族），河北唐山人，博士，教授，研究方向：新型材料设计与制备，材料物理人才培养体系研究。
标签：人才培养体系论文; 材料物理专业论文; 新工科理念论文; 民航特色论文; 需求驱动论文; 中国民航大学理学院论文;