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师生话改革
张超:浅谈美国康涅狄格大学访学的感悟与思考
2015-03-01 09:02 张超 航空学院

西工大新闻网3月1日电张超)在国家留学基金委公派访问学者项目的全额资助下,我有幸于2013-2014年期间到美国康涅狄格大学(University of Connecticut,简称UConn)进行了为期一年的访学研究,增长了见识,开阔了眼界,学习了知识,收获了经验。

UConn地处美国教育和经济发达的新英格兰地区,共8个分校区13个学院,101个本科专业和80个研究方向,在全美公立大学中排名第19名。由于“新一代康涅狄格(Next Generation Connecticut)”计划的大力实施,加之与全球著名飞机设备制造商联合技术公司(United Technologies Corporation,简称UTC)有紧密的科研合作,其工程学院的学科设置、研究方向和服务定位与我校航空学院有许多相似之处。在学校即将全面开展综合改革之际,希望通过对访学感悟与思考的探讨分析,为我校航空学院的综合改革与发展以及本科专业的优化设置提供参考和借鉴。

注重面向创新思维培养的开放式协同教育

建设创新型国家的关键是培养创新型人才。之所以能出现著名的“西工大现象”,一个重要原因是我校在二十年前的教育教学中培养了大批勇于承担、敢于担当、乐于奉献的创新型领军人物,而如何在信息化和网络化新时代的形势下,继续培养出大批优秀的创新型领军人才并延续“西工大现象”是一个值得我们深思和探索的问题。UConn工程学院有一个著名的“杰出工程师奖(Distinguished Engineers Award)”,用来表彰在工程领域中做出杰出创新贡献的校友,而培养出更多的杰出创新型人才也同样是UConn工程学院教授们一直孜孜以求的目标。UConn培养创新型人才的主导思想就是努力培养学生的创新意识、创新思维、创新情感、创新能力和创新人格,而最为突出的是培养学生的创新思维。用句中国古话说,就是“授人以鱼不如授之以渔,授人以饼不如授之以柄,但授之以技不如授之以智”。UConn教授们能够实现授之以智的一个重要途径,就是实行开放式协同教育并努力避免“范式陷阱”。在课堂教育上的具体体现有:积极的提问互动、随机的测试评价、中期的团队作业、内容丰富的个人展示(Personal Presentation)、开放共享的探索实验、兴趣驱动的竞赛设计、合理规范的教授主讲和研究生助教环节、…。让我印象最深刻的是我的导师Krishna R. Pattipati教授开设的“ECE3111-System and Analysis”课程(下面给出了教授课件中2张幻灯片一窥管豹),在电子与计算机工程系(Department of Electrical & Computer Engineering ,简称ECE)本科生学习了高等数学、复变函数、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术和数字信号处理等课程后开设这样一门课,既是对前面所学知识的总结,也是对所学知识进行融合贯通,更是无形中从更高层次培养学生如何从系统工程论角度学会思考问题、分析问题和解决问题,其实质就是通过一种开放式的、协同式的教育理念来培养学生的创新思维,从根源上实现“授之以技不如授之以智”。

注重面向引领工程应用的高水平基础研究

加强高水平基础研究是我校近年来的一个重要转变,但对于飞行器设计与飞行器信息工程这类工程性较强的专业来说,如何实现基础研究和工程研究的协调发展耐人深思。针对这个问题,UConn ECE的 “系统学(Systems)”研究方向的教授们很好地找到了基础研究和工程研究的平衡点,那就是努力实现面向引领工程应用的高水平基础研究,注重学术思想创新和学术质量提升。2013年下半年“系统学”研究方向上共6位教师,其中5位是著名学者:Yaakov Bar-Shalom教授(IEEE Fellow、ISIF前主席、JAIF期刊指导委员会主席)、Krishna R. Pattipati教授(IEEE Fellow、IEEE-SMC学会前副主席、IEEE-SMC-B期刊前主编)、Peter B. Luh教授(IEEE Fellow、IEEE-RA期刊和IEEE-ASE期刊前主编)、Peter Willett教授(IEEE Fellow、IEEE-AES学会副主席、IEEE-AES期刊前主编、IEEE-SPL期刊主编)、Shengli Zhou教授(IEEE Fellow、美国青年科学家总统奖获得者)。让我感触最深的是我的导师Krishna R. Pattipati教授的实验室(简称CyberLab)开展研究的思路和方式,CyberLab主要研究内容是利用组合优化理论解决各种复杂的工程问题(经费资助来源是ONR、NSF、NASA、UTC和GE),具体研究问题包括航空航天系统测试性设计、航空航天系统PHM、电池荷电状态估计和UAV路径规划等。这些研究工程应用背景较强,但他的研究思路并非简简单单的按照“服务型”课题进行工程开发和工程设计,而是真正地抓住这些工程问题的核心本质和物理本质进行引领型研究,每项工作都是从最底层数学建模开始进行创新性研究,其研究问题的深度我最开始未曾想到过。而正是这种面向引领工程应用的高水平基础研究,从实际工程中提炼出科学问题,利用基础理论从本质上来解决问题,然后回归到实际工程应用中,使得CyberLab研究成果始终处于世界学术前沿,也不断带动着整个工业界的发展。一个比较有代表性的例子是,Krishna R. Pattipati教授提出的多信号流图测试性设计模型已成为目前航空航天和武器装备领域测试性建模最有效的方法,基于多信号流图模型所设计开发的测试性设计和分析软件TEAMS则成为测试领域最成功的软件,并已在NASA和美国军方的V22、F22和JSF等多个飞机型号项目中得到了成功应用。也正是这种引领型的高水平基础研究,使得UTC于2013年11月19日在UConn工程学院成立了UTC先进系统工程研究中心(Krishna R. Pattipati教授为负责人)并投入巨资开展前沿研究。这些使我更加深刻的认识到,高水平的基础研究永远是提升核心竞争力的根本所在。

结束语

教学和科研是我校教师本职工作的两大主旋律,简单探讨个人在美国康涅狄格大学一年访学生活中的两点感悟与思考,希望可以抛砖引玉、借鉴思考。祝愿我校各项事业蓬勃发展,顺利实现学校十二次党代会提出的远景目标!

(编辑:田庆青)

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