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“低空经济 + 新工科”双驱动适航专业师生协同育人机制研究

作者

霍琳 李泽铎 盖迪 张剑伟 赵凌康

沈阳航空航天大学 安全工程学院 沈阳 110136

     

一、研究背景与战略价值

低空经济作为新兴经济形态,已成为我国经济高质量发展的重要增长极。2024 年以来,从中央到地方密集出台支持政策,明确提出建立高端化、智能化、绿色化的通用航空产业发展新模式;中共中央办公厅、国务院办公厅亦多次发文鼓励低空经济与物流、交通等领域融合发展。在此背景下,飞行器适航技术专业作为支撑低空经济安全运行的核心专业,面临着人才培养模式与产业需求脱节的现实挑战。新工科建设战略要求打破传统学科壁垒,培养具有创新思维、实践能力和跨学科素养的复合型工程人才,而传统“以教师为中心”的教学模式难以满足低空经济对适航人才的多元化需求。师生协同育人机制通过构建师生平等合作的创新共同体,既能激发学生的主观能动性,又能促进教师将科研成果转化为教学资源,是破解当前适航专业教育困境、推动产教深度融合的关键路径,对提升我国低空经济产业竞争力、实现高等教育内涵式发展具有重要战略意义。

二、国内外研究现状与实践困境

国外在低空经济与适航技术融合领域的研究起步较早且体系成熟。美国、欧洲等地区的高校通过多学科交叉课程设置、校企深度合作模式,培养出大批适应产业需求的适航人才;FAA、EASA 等机构建立了完善的适航标准体系,并通过产学研协同机制推动电动航空、无人驾驶航空器等关键技术创新。国内研究虽起步较晚,但发展迅速,高校逐步引入跨学科课程、虚拟仿真教学技术及校企实习基地等改革措施。然而,当前国内研究仍存在三大核心困境:一是理论研究与技术创新深度不足,在 eVTOL 核心技术研发等领域与国外存在明显差距;二是师生协同育人模式尚处于探索阶段,缺乏可复制的成熟经验,师生参与创新实践的动力机制尚未健全;三是“校 - 企 - 研”协同机制松散,资源整合效率低下,难以形成支撑人才培养的长效合力。这些问题制约了适航专业教育对低空经济产业的支撑能力,亟需通过系统性改革构建新型育人机制。

三、“双驱动”育人机制的核心架构

(一)低空经济驱动的课程体系重构

传统的适航专业课程体系存在与低空产业需求脱节的问题,难以满足低空经济发展对人才的需求。因此,构建 " 核心课程 业模块" 的跨学科课程体系势在必行。

核心课程保留适航技术基础理论,这是学生掌握适航技术的根本。适航法规是适航技术专业的核心课程之一,它规定了航空器设计、制造、使用和维修等方面的标准和要求,学生必须熟练掌握相关法规,才能在未来的工作中确保航空器的适航性。飞行器安全性设计课程则培养学生在航空器设计阶段考虑安全因素的能力,通过学习各种安全设计方法和技术,提高航空器的安全性。

产业模块围绕低空经济产业链,增设了一系列前沿课程。低空交通管理课程让学生了解低空交通的特点、管理模式和调度方法,随着低空飞行器数量的增加,有效的交通管理至关重要。无人机适航审定课程针对无人机这一在低空经济中广泛应用的飞行器,介绍其适航审定的标准、流程和方法。电动航空器技术课程则关注电动航空器的发展趋势、关键技术和适航要求,顺应绿色化的发展方向。

为了使教学内容更加贴近产业实际,邀请行业专家参与课程设计。行业专家具有丰富的实践经验,能够将真实产业案例转化为教学内容。例如,引入通用航空企业的适航审定项目作为教学案例,让学生分析项目中遇到的问题、解决方案和经验教训,引导学生运用理论知识解决实际问题。

在教学方法上,推行项目式教学(PBL)。以低空飞行器适航验证等实际项目为载体,组织学生分组完成方案设计、仿真验证等环节。在项目实施过程中,学生需要相互协作、沟通交流,共同解决遇到的问题。这不仅培养了学生的跨学科思维与问题解决能力,还提高了学生的团队协作能力和沟通能力。

考核方式采用 " 过程性评价 + 综合性成果" 相结合的模式。过程性评价关注学生在项目实施过程中的表现,包括参与度、团队协作、问题解决能力等方面。综合性成果则评价学生完成的项目成果,如方案设计报告、仿真验证结果等。这种考核方式注重学生的综合素质和能力表现,避免了传统应试教育中只关注考试成绩的弊端。

(二)新工科导向的师生协同创新机制

新工科建设强调 " 实践创新与科教融合",师生协同创新机制是实现这一目标的重要载体,对于培养适航专业学生的创新能力和实践能力具有重要意义。

首先,建立 " 双师型 " 导师团队。该团队由校内教师与企业技术专家共同组成,校内教师具有扎实的理论知识和科研能力,企业技术专家则拥有丰富的实践经验和行业资源。"双师型 " 导师团队带领学生组建科研创新小组,围绕低空经济领域的技术难题开展研究。例如,针对低空飞行器故障预测与健康管理这一技术难题,团队成员共同研究相关的算法和模型,通过对飞行器运行数据的分析,实现故障的提前预测和健康状态的评估。在适航审定流程优化方面,研究如何简化审定流程、提高审定效率,同时保证审定质量。

其次,设立师生同创专项基金。该基金用于支持创新实践项目的启动与实施,为学生参与科研项目提供资金保障。鼓励学生参与导师的科研课题,学生在课题研究过程中,通过文献调研了解相关领域的研究现状和前沿动态,通过实验设计掌握科学研究的方法和技能,通过数据处理提高分析问题和解决问题的能力。这一系列过程有助于提升学生的科研素养,为学生未来从事科研工作或进入产业界开展技术创新奠定基础。

同时,构建 " 教学 - 科研 - 产业" 转化通道。将师生合作的科研成果,如适航检测算法、轻量化适航验证平台等,通过校企合作平台推向产业应用。一方面,科研成果的应用能够解决企业的实际问题,提高企业的生产效率和竞争力;另一方面,产业应用过程中反馈的问题又能为教学和科研提供新的方向和课题,实现 " 创新成果反哺教学、产业需求驱动科研" 的良性循环。

(三)“校- 企- 研”多元协同实践平台建设

实践平台是连接教育链、人才链与产业链的关键枢纽,对于培养适航专业学生的实践能力和创新能力具有不可替代的作用。高校需整合多方资源,打造 " 三位一体" 实践体系。

一是校内实验室建设。配置适航测试设备、飞行仿真系统等硬件设施,建设低空产业适航模拟实验室。校内实验室为学生提供了基础实验与仿真研究的场所,学生可以在实验室中进行各种实验操作,熟悉适航测试的流程和方法。飞行仿真系统则让学生在虚拟环境中模拟飞行过程,体验不同飞行状态下的航空器性能,为实际操作积累经验。

二是企业实践基地建设。与通用航空制造企业、适航审定机构签订合作协议,建立 "订单式 " 人才培养基地。在企业实践基地,学生在企业导师指导下参与适航审定、飞行器维护等实际工作。通过实际工作,学生能够将所学的理论知识与实践相结合,了解企业的生产流程和管理模式,积累实践经历。同时,学生也能感受到企业的文化氛围,培养职业素养。

三是科研机构协同平台建设。与航空航天研究院所合作开展联合攻关项目,这些项目往往涉及到低空经济领域的前沿技术和关键问题。学生参与到项目中,能够接触到前沿技术,学习科研方法和思维方式,培养科研创新能力。通过与科研机构的合作,高校能够及时了解行业的最新研究动态和技术进展,为教学和科研提供有力支持。

为了促进各方的交流与合作,定期举办 " 校 - 企 - 研 " 协同育人论坛。在论坛上,各方分享人才培养经验与产业技术动态,共同探讨人才培养中存在的问题和解决方案。这有助于优化实践教学内容与流程,使实践平台更好地满足人才培养和产业发展的需求。

五、预期成效与创新价值

(一)人才培养质量提升

通过 " 低空经济 + 新工科" 双驱动模式,适航专业学生的培养质量将得到显著提升。在通航、低空领域的实践能力与创新能力方面,学生通过参与实际项目、企业实践和科研活动,能够将所学知识灵活运用到实践中,解决实际问题的能力得到锻炼和提高。他们的创新思维和创新意识也将被激发,能够提出新的想法和解决方案。

毕业生在相关企业的就业竞争力将明显增强。由于培养模式与产业需求紧密结合,毕业生具备了企业所需的知识和技能,能够快速适应企业的工作环境和岗位要求。企业对毕业生的认可度提高,毕业生的就业率和就业质量也将得到提升。

同时,师生协同机制将促进教学水平的提高。教师在与学生合作的过程中,能够更好地了解学生的学习需求和特点,调整教学方法和内容。教师的科研项目转化率也将提升,科研成果转化为教学资源,丰富了教学内容,提高了教学质量。形成 " 以教带研、以研促教 "的良性生态,推动教学和科研的共同发展。

(二)产业服务能力增强

“校 - 企 - 研”协同实践平台将成为低空经济产业的技术创新源与人才蓄水池。该平台汇聚了高校、企业和科研机构的智慧和资源,能够不断推出适应产业发展的新技术、新成果。预计本专业每年 210 名学生直接受益,随着成果推广,受益学生数将不断增加。这些学生毕业后进入低空经济产业相关企业,将为企业注入新鲜血液,解决企业在适航审定、技术研发等环节的人才短缺问题。

师生合作的科研成果可直接应用于企业的产品升级,帮助企业提高产品质量和性能,降低企业研发成本。例如,适航检测算法的优化可以提高检测效率和准确性,轻量化适航验证平台的研发可以降低企业的验证成本。这不仅提升了企业的竞争力,也促进了低空经济产业的技术进步。

此外,学校通过参与政策研究与标准制定,能够提升在低空经济领域的行业话语权。学校的专家学者可以利用自身的专业知识和研究成果,为地方政府制定产业政策提供智力支持,推动低空经济产业的规范、健康发展。

(三)教育模式创新突破

本研究构建的师生协同育人机制突破了传统 " 单向灌输" 的教学模式,形成了 " 需求导向 - 协同创新 - 实践转化" 的闭环培养体系。其创新价值主要体现在以下三个方面:

一是理念创新。将师生关系从 " 传授 - 接受" 转变为 " 平等协作",在教学和科研过程中,师生处于平等的地位,共同探讨问题、解决问题。这种理念的转变激发了双主体的创新活力,教师更加注重引导和启发学生,学生则更加主动地参与到学习和研究中。

二是机制创新。通过专项基金、考核激励等制度设计,建立了师生协同的长效动力机制。专项基金为师生的创新实践项目提供了资金支持,解决了项目启动的资金难题;考核激励制度将师生参与协同创新的表现纳入考核评价体系,与教师的职称评定、学生的奖学金评定等挂钩,有效激发了师生参与协同创新的积极性和主动性,确保了师生协同育人机制的长期稳定运行。

三是模式创新。整合“政 - 产 - 学 - 研”多方资源,构建了适应新兴产业需求的跨界育人平台。政府为平台建设提供政策支持和引导,企业提供实践岗位和技术需求,学校负责人才培养和理论研究,科研机构提供前沿技术和科研资源。各方资源的有效整合,打破了不同主体之间的壁垒,形成了育人合力,使人才培养更加贴近产业实际和社会需求,为新兴产业培养了大量急需的高素质人才。

这种教育模式的创新突破,不仅为适航专业的教育改革提供了新的思路和方法,也为其他行业特色专业的产教融合提供了可借鉴的范例,推动了高等教育与产业发展的深度融合。

六、结论与展望

在低空经济崛起与新工科建设的双重背景下,适航专业教育亟需通过师生协同育人机制改革,破解人才培养与产业需求脱节的难题。本研究构建的“低空经济 + 新工科”双驱动机制,通过课程体系重构、师生协同创新及多元实践平台建设,形成了具有鲜明产业特色的育人模式。未来,需进一步深化以下研究:一是拓展国际合作,引入 FAA、EASA 等国际适航标准,提升人才培养的国际化水平;二是加强数字化赋能,利用人工智能、大数据等技术构建智慧教学平台,优化师生协同的效率与质量;三是完善成果推广机制,通过召开全国性研讨会、发布改革案例集等方式,将成功经验辐射至其他高校与专业,为我国新兴产业人才培养体系建设贡献力量。