内容简介
《工程教育丛书 创新人才培养体系研究与建设:空天工程CDIO与领导力计划实践》围绕国内外工程教育改革趋势、人才培养模式与专业建设、课程体系建设、实践教学体系建设与教学模式改革依次开展论述,并介绍了研究与建设成果。第1章,介绍了专业工程认证、CDIO计划、大挑战学者计划、等,分析了国内外工程教育改革的计划与项目特点。第2章,主要分析了国内外创新人才培养模式的特点与规律,包括导师制、荣誉教育及“珠峰”计划等。在此基础上,介绍了国防科技大学“钱学森班”空天工程专业创新人才培养模式,并对瞄准创新人才培养的空天工程专业改革方案进行了研究。第3章,首先介绍了国内外一流大学空天工程专业课程体系的特点,并在国内6所高水平航空航天院系开展了课程体系现状与趋势的问卷调查,研究了空天工程专业CDIO一体化课程体系建设原则、总体思路以及实现矩阵,介绍了瞄准培养领军人才的“钱学森班”CDIO课程体系;并以典型专业课程为例,研究了CDIO课程建设思路与方法。第4章,主要介绍了同内外空天工程领域实践教学体系改革、空天工程领域实践教学体系建设、空天工程专业课程项目式教学改革以及空天工程领域综合创新实践教学环节建设等内容。第5章,主要介绍了国际知名大学空天工程专业课程教学模式和空天工程专业课程教学模式改革实践。在针对世界一流大学航空航天类专业相关课程开展调研的基础上,分析了多门空天工程专业课程的教学模式及其特点,围绕专业课程教学模式改革进行了深入研究与思考,提出了教学模式改革思路,介绍了空天工程专业课程全景式案例教学改革与实验课程教学改革的理念、过程及成效,以及基于网络技术的教学模式改革与sPoc教学模式在课程教学中的应用情况。
《工程教育丛书 创新人才培养体系研究与建设:空天工程CDIO与领导力计划实践》所介绍的创新人才培养体系建设思路,可以为围内航空航天领域教学科研人员开展教学体系建设以及相关院系开展工程教育改革提供一定的借鉴和参考。
作者简介
张为华,男,1962年5月生,湖南常德人,教授,航空字航科学与技术学科博士生导师。主讲固体火箭发动机内弹道学、宇航科学与技术进展、火箭推进原理等课程,获省部级教学成果一等奖1项,出版专著教材4部。主持完成国家课题40余项,获省部级科技进步一等奖1项、二等奖7项。
内页插图
目录
第1章 高等工程教育改革发展趋势
1.1 国际工程教育改革与发展趋势
1.1.1 博洛尼亚进程
1.1.2 欧美工程教育改革计划
1.1.3 国际工程教育资格互认与《华盛顿协议》
1.2 我国工程教育改革与发展趋势
1.2.1 工程教育认证
1.2.2 "卓越工程师教育培养计划"
1.2.3 CDIO在中国
1.3 国际工程教育改革与发展计划
1.3.1 CDIO工程教育模式
1.3.2 大挑战学者计划
1.3.3 领导力计划
1.4 小结
第2章 空天工程领域创新人才培养模式与专业改革研究
2.1 国内外创新人才培养模式研究
2.1.1 国际创新人才培养模式研究
2.1.2 国内创新人才培养模式研究
2.2 空天工程专业创新人才培养模式改革研究
2.2.1 "钱学森班"人才培养模式特点
2.2.2 基于CDIO+领导力计划的"钱学森班"培养方案
2.3 瞄准创新人才培养的空天工程专业改革方案研究
2.3.1 专业综合改革顶层设计
2.3.2 教学团队建设
2.3.3 课程与教学资源建设
2.3.4 教学方式方法改革
2.3.5 实践教学改革与建设
2.3.6 教学管理改革
2.4 小结
第3章 空天工程专业课程体系研究与建设
3.1 国内外一流大学空天工程专业课程体系特点分析
3.1.1 国内外大学空天工程专业课程体系分析
3.1.2 专业课程体系建设总体趋势分析
3.2 基于问卷调查的空天工程专业课程体系现状分析
3.2.1 问卷设计思路与分析方法
3.2.2 问卷调查中各校基本数据
3.2.3 空天工程专业课程体系现状与发展趋势分析
3.3 空天工程专业CDIO一体化课程体系研究与建设
3.3.1 空天工程专业人才与能力素质培养需求分析
3.3.2 空天工程专业CDIO一体化课程体系
3.4 空天工程领域CDIO专业课程建设
3.4.1 CDIO课程"知识+能力"矩阵表设计
3.4.2 CDIO课程教学组织结构与考核评价方法
3.5 小结
第4章 空天工程领域实践教学体系改革研究与建设
4.1 空天工程领域实践教学体系建设
4.1.1 空天工程领域实践教学体系建设总体思路
4.1.2 空天工程领域实践教学内容建设
4.1.3 空天工程领域实践教学模式改革
4.1.4 空天工程领域实践教学手段改革
4.1.5 空天工程领域校企联合实践基地建设
4.2 空天工程专业项目式实践教学改革研究与实践
4.2.1 国际空天工程专业项目式实践教学改革研究
4.2.2 国内空天工程专业项目式实践教学改革研究
4.2.3 分类实施的空天工程专业项目式实践教学改革
4.3 空天工程领域综合创新实践教学环节建设
4.3.1 综合创新实践教学环节建设思路
4.3.2 纳星研究生创新实践基地与实践项目
4.3.3 小型火箭综合创新实践教学项目
4.3.4 无人飞行器创新实践基地与实践教学项目
4.4 小结
第5章 空天工程专业课程教学模式与教学方法改革
5.1 国际知名大学空天工程专业课程教学模式研究
5.1.1 美国麻省理工学院"空气动力学"课程教学模式特点分析
5.1.2 英国剑桥大学"计算流体力学"课程教学模式特点分析
5.1.3 英国剑桥大学"热力学"课程教学模式特点分析
5.1.4 英国谢菲尔德大学空天工程专业课程教学模式特点分析
5.2 空天工程专业课程教学模式改革与实践
5.2.1 有关空天工程专业课程教学模式改革的思考
5.2.2 专业课程案例式教学模式研究与实践
5.2.3 专业实验课程教学模式改革实践
5.2.4 基于网络技术的教学模式改革研究与实践
5.2.5 SPOC教学模式及其在课程教学中的应用
5.3 小结
参考文献
附录1 空天工程专业CDIO大纲
附录2 空天工程专业课程CDIO大纲
后记
前言/序言
国防科技大学航天科学与工程学院航空航天类专业于1957年创建于“哈军工”,办学历史悠久、底蕴厚实、专业特色鲜明。近60年来,在曹鹤荪、周明鸂、陈启智、任萱等老一辈教育家、科学家的带领下,建设成为国内一流的特色专业,形成了军事特色鲜明的系列专业课程,在国内率先出版了液体推进技术、飞行力学等系列教材,并得到广泛应用,建成了多个高水平教学实验室和实践基地,已累计培养本科生、研究生3000余人,培养了以总装备部副部长张育林,“载人航天工程”总设计师、工程院院士周建平,“神舟”飞船总设计师张柏楠,团中央书记处书记、全国青联主席贺军科等为代表的大批杰出人才。
进入21世纪,我国航空航天事业发展日新月异,为适应空天一体化科技发展趋势、为国防和军队发展培养高素质军事航天人才,学院瞄准建设“具有世界一流水平的航天学院”的发展目标,积极吸纳国际空天工程领域高等教育先进成果,并结合学校实际大力推进专业与教学改革,在多个方面形成了研究成果,取得突出成绩。2009年以来,学院连续五年获得“全国百篇优秀博士学位论文”,其作者本科均就读于本专业。学院“航空宇航科学与技术”学科在2012年第三次全国学科评估中名列第=。
近年来,随着世界航空航天科技的快速发展和我国航空航天事业的突飞猛进,空天工程领域成为我国高等工程教育新的增长点。据不完全统计,截至2014年,全国高等院校中建有航空航天相关专业的超过50所,其中,相当数量的专业建设时间不长。本书系统总结了空天工程类专业近年来的专业建设以及教学改革研究与实践成果:一方面,为今后的专业发展与教学水平的进一步提升提供指导;另一方面,也希望为国内空天工程领域高等教育的发展提供一定的参考与借鉴。
在本书编写过程中,郑伟负责统筹全书及撰写第1章,李健负责审定及撰写第3章、第5章,张为华负责撰写第2章,唐国金负责撰写第4章。
在本书的成书过程中,张士峰、李九天、赵勇、郭正、曾庆华、曾明、江振宇、张洪波、朱彦伟、安雪滢、程玉强、李洁、杨夏、田正雨、钟芳程、黄霓(排名不分先后)等同志参与了部分内容的撰写工作。学院许多专家、教授以及青年教师提供了宝贵的意见与建议。在此一并表示感谢!
《工程教育丛书 创新人才培养体系研究与建设:空天工程CDIO与领导力计划实践》 一部探索工程教育前沿,赋能未来航空航天领军者的深度力作 在日新月异的科技浪潮与日益激烈的国际竞争中,培养具备创新精神、实践能力和卓越领导力的工程人才,已成为国家可持续发展的基石。航空航天领域,作为尖端科技的集大成者,更是对人才的需求提出了前所未有的挑战。本书,《工程教育丛书 创新人才培养体系研究与建设:空天工程CDIO与领导力计划实践》,正是一部站在时代前沿,深度剖析和构建面向未来的空天工程创新人才培养体系的开创性学术专著。它不仅是对现有工程教育模式的反思与革新,更是对培养下一代航空航天领域领军者的理论与实践的系统性探索。 本书的诞生,源于对当前工程教育普遍存在的“理论脱离实际”、“创新能力不足”、“综合素质有待提升”等问题的深刻洞察。特别是空天工程,其学科交叉性强、技术更新迭代快、项目周期长且风险高的特点,对人才的培养提出了更为严苛的要求。传统的知识传授模式,已难以满足培养能够应对复杂挑战、驱动技术突破的创新型人才的需求。在此背景下,本书聚焦于两个核心理念:CDIO工程教育模式与领导力计划,并将其巧妙地融入空天工程这一特定领域,旨在构建一个既符合工程教育本质,又能激发学生潜能,培养其综合能力的全新人才培养体系。 CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育模式,作为一种国际公认的、以学生为中心、项目驱动、能力导向的工程教育理念,已被证明是提升工程教育质量的有效途径。它强调学生在整个工程产品或系统生命周期中的参与,从最初的概念构思,到详细设计,再到具体实施,直至最终的运行与维护。这种全过程的学习方式,能够极大地锻炼学生的系统思维能力、解决复杂问题的能力、团队协作能力以及项目管理能力。本书深入研究了CDIO模式在空天工程领域的适用性与创新性。作者们 not only 阐述了CDIO模式的核心理念与实施框架,更重要的是,他们结合空天工程的学科特点,提出了具体的操作方法和教学案例。例如,如何设计出能够引导学生在项目早期进行概念构思的课程模块,如何通过实际的工程设计项目来训练学生的“Design”能力,如何在实验室和实训基地中实现“Implement”环节的有效衔接,以及如何通过模拟仿真和项目后期评估来强化“Operate”的训练。本书详细探讨了CDIO模式如何打破传统课程的壁垒,促进学科融合,引导学生在实践中学习,在创新中成长。 然而,仅仅掌握工程技术知识和实践技能,不足以培养真正的领军者。在日益复杂的全球化和项目协作环境中,领导力成为衡量一个工程师综合素质与未来发展潜力的关键指标。本书的另一大亮点,在于其对领导力计划的深入挖掘与构建。作者们认识到,未来的空天工程师不仅是技术的执行者,更是工程项目的规划者、团队的驱动者、创新的引领者。因此,领导力培养必须被纳入工程教育的体系之中,而非仅仅作为一种课外活动。 本书详细阐述了将领导力培养融入空天工程教育的必要性与可行性。它 not only 探讨了工程领导力所包含的核心要素,如沟通协调能力、决策分析能力、团队激励能力、战略思维能力、风险管理能力等,还提供了将这些能力在日常教学、课外活动、科研项目乃至实习实践中进行系统化培养的具体策略。作者们 not only 借鉴了国际上成熟的领导力发展理论和模型,but also 结合了空天工程项目的特性,设计了一系列具有针对性的培养活动。例如,如何通过组织学生参与模拟航天任务、设计与管理小型航空器项目等来锻炼其团队领导和协作能力;如何通过引入行业专家讲座、职业发展规划指导等来拓宽学生的视野,培养其战略思维;如何通过模拟项目评审、技术难题攻关等来提升学生的决策能力和解决冲突的能力。本书强调,领导力培养并非一蹴而就,而是一个循序渐进、持续发展的过程,需要学校、企业、社会等多方力量的协同。 将CDIO模式与领导力计划相结合,并应用于空天工程领域,是本书最核心的创新之处。 作者们 not only 分别探讨了这两个理念,更重要的是,他们深入分析了二者之间的协同效应。CDIO模式所强调的全过程参与和项目驱动的特点,为领导力潜能的激发提供了天然的平台。在CDIO的框架下,学生需要承担不同的角色,经历从构思到运行的各个阶段,在这个过程中,他们有机会自然而然地展现和锻炼自己的领导才能。例如,在项目设计阶段,某个学生可能自然而然地成为团队的技术负责人,协调不同方向的成员;在项目实施阶段,又可能需要另一个学生站出来,负责协调资源、管理进度。同时,领导力计划的引入,也能够反过来促进CDIO模式的有效实施。具备领导力的学生,能够更好地组织和驱动团队,更有效地完成CDIO模式下的各项任务,从而提升整个项目的质量和学生的学习成效。 本书并非停留在理论层面,而是 以空天工程的实践为依托,提供了大量的 真实案例和经验分享。作者们 not only 介绍了国内多家知名高校和研究机构在空天工程领域探索CDIO模式和领导力培养的实践经验,but also 深入分析了这些实践中的成功经验与面临的挑战。这些案例涵盖了本科生、研究生不同阶段的人才培养,涉及了航空器设计、航天器研发、卫星应用等多个细分领域。通过对这些鲜活案例的深入剖析,本书为读者提供了可借鉴的模式和可操作的路径。无论是高校的工程教育者、科研机构的研究人员,还是企业的技术管理者,都能从中获得宝贵的启示。 本书的结构安排严谨而逻辑清晰。开篇即点明了时代背景与人才培养的紧迫性;接着,对CDIO工程教育模式进行深入解读,并重点探讨其在空天工程领域的应用;随后,系统性地阐述领导力在空天工程人才培养中的重要性,并提出具体的培养策略;之后,重头戏在于 深入剖析CDIO与领导力计划的融合机制及其在空天工程中的实践应用,并辅以丰富的案例研究;最后,对未来空天工程人才培养的发展趋势进行了展望,并提出了相关建议。这种由点到面、由理论到实践、再到未来展望的叙事方式,使得本书内容丰富、条理清晰、层次分明,具有很高的学术价值和实践指导意义。 《工程教育丛书 创新人才培养体系研究与建设:空天工程CDIO与领导力计划实践》,不仅仅是一本探讨工程教育模式的学术著作,更是一份面向未来的宣言,一份对国家航空航天事业发展和人才战略的深度思考。它为我们勾勒出一条培养具备创新能力、实践能力和卓越领导力的空天工程人才的清晰路径。对于所有关心工程教育改革、致力于培养杰出工程人才的教育工作者、研究者、管理者以及对航空航天领域抱有热情的学生而言,本书都将是一部不可或缺的、极具启发性的参考读物。它将引领我们 not only 思考“教什么”,更重要的是思考“怎么教”,以及如何 真正地 培养出能够担当民族复兴大任、引领世界科技前沿的空天工程领军人才。