淺談美國(guó)康涅狄格大學(xué)訪學(xué)的感悟與思考

在國(guó)家留學(xué)基金委公派訪問(wèn)學(xué)者項(xiàng)目的全額資助下，我有幸于2013-2014年期間到美國(guó)康涅狄格大學(xué)(University of Connecticut，簡(jiǎn)稱UConn)進(jìn)行了為期一年的訪學(xué)研究，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，開(kāi)闊了眼界，學(xué)習(xí)了知識(shí)，收獲了經(jīng)驗(yàn)。

UConn地處美國(guó)教育和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的新英格蘭地區(qū)，共8個(gè)分校區(qū)13個(gè)學(xué)院，101個(gè)本科專業(yè)和80個(gè)研究方向，在全美公立大學(xué)中排名第19名。由于“新一代康涅狄格(Next Generation Connecticut)”計(jì)劃的大力實(shí)施，加之與全球著名飛機(jī)設(shè)備制造商聯(lián)合技術(shù)公司(United Technologies Corporation，簡(jiǎn)稱UTC)有緊密的科研合作，其工程學(xué)院的學(xué)科設(shè)置、研究方向和服務(wù)定位與我校航空學(xué)院有許多相似之處。在學(xué)校即將全面開(kāi)展綜合改革之際，希望通過(guò)對(duì)訪學(xué)感悟與思考的探討分析，為我校航空學(xué)院的綜合改革與發(fā)展以及本科專業(yè)的優(yōu)化設(shè)置提供參考和借鑒。

注重面向創(chuàng)新思維培養(yǎng)的開(kāi)放式協(xié)同教育

建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的關(guān)鍵是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。之所以能出現(xiàn)著名的“西工大現(xiàn)象”，一個(gè)重要原因是我校在二十年前的教育教學(xué)中培養(yǎng)了大批勇于承擔(dān)、敢于擔(dān)當(dāng)、樂(lè)于奉獻(xiàn)的創(chuàng)新型領(lǐng)軍人物，而如何在信息化和網(wǎng)絡(luò)化新時(shí)代的形勢(shì)下，繼續(xù)培養(yǎng)出大批優(yōu)秀的創(chuàng)新型領(lǐng)軍人才并延續(xù)“西工大現(xiàn)象”是一個(gè)值得我們深思和探索的問(wèn)題。UConn工程學(xué)院有一個(gè)著名的“杰出工程師獎(jiǎng)(Distinguished Engineers Award)”，用來(lái)表彰在工程領(lǐng)域中做出杰出創(chuàng)新貢獻(xiàn)的校友，而培養(yǎng)出更多的杰出創(chuàng)新型人才也同樣是UConn工程學(xué)院教授們一直孜孜以求的目標(biāo)。UConn培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的主導(dǎo)思想就是努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新情感、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人格，而最為突出的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。用句中國(guó)古話說(shuō)，就是“授人以魚(yú)不如授之以漁，授人以餅不如授之以柄，但授之以技不如授之以智”。UConn教授們能夠?qū)崿F(xiàn)授之以智的一個(gè)重要途徑，就是實(shí)行開(kāi)放式協(xié)同教育并努力避免“范式陷阱”。在課堂教育上的具體體現(xiàn)有：積極的提問(wèn)互動(dòng)、隨機(jī)的測(cè)試評(píng)價(jià)、中期的團(tuán)隊(duì)作業(yè)、內(nèi)容豐富的個(gè)人展示(Personal Presentation)、開(kāi)放共享的探索實(shí)驗(yàn)、興趣驅(qū)動(dòng)的競(jìng)賽設(shè)計(jì)、合理規(guī)范的教授主講和研究生助教環(huán)節(jié)、…。讓我印象最深刻的是我的導(dǎo)師Krishna R. Pattipati教授開(kāi)設(shè)的“ECE3111-System and Analysis”課程(下面給出了教授課件中2張幻燈片一窺管豹)，在電子與計(jì)算機(jī)工程系(Department of Electrical & Computer Engineering ，簡(jiǎn)稱ECE)本科生學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理等課程后開(kāi)設(shè)這樣一門(mén)課，既是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的總結(jié)，也是對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行融合貫通，更是無(wú)形中從更高層次培養(yǎng)學(xué)生如何從系統(tǒng)工程論角度學(xué)會(huì)思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)就是通過(guò)一種開(kāi)放式的、協(xié)同式的教育理念來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，從根源上實(shí)現(xiàn)“授之以技不如授之以智”。

加強(qiáng)高水平基礎(chǔ)研究是我校近年來(lái)的一個(gè)重要轉(zhuǎn)變，但對(duì)于飛行器設(shè)計(jì)與飛行器信息工程這類工程性較強(qiáng)的專業(yè)來(lái)說(shuō)，如何實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)研究和工程研究的協(xié)調(diào)發(fā)展耐人深思。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，UConn ECE的 “系統(tǒng)學(xué)(Systems)”研究方向的教授們很好地找到了基礎(chǔ)研究和工程研究的平衡點(diǎn)，那就是努力實(shí)現(xiàn)面向引領(lǐng)工程應(yīng)用的高水平基礎(chǔ)研究，注重學(xué)術(shù)思想創(chuàng)新和學(xué)術(shù)質(zhì)量提升。2013年下半年“系統(tǒng)學(xué)”研究方向上共6位教師，其中5位是著名學(xué)者：Yaakov Bar-Shalom教授(IEEE Fellow、ISIF前主席、JAIF期刊指導(dǎo)委員會(huì)主席)、Krishna R. Pattipati教授(IEEE Fellow、IEEE-SMC學(xué)會(huì)前副主席、IEEE-SMC-B期刊前主編)、Peter B. Luh教授(IEEE Fellow、IEEE-RA期刊和IEEE-ASE期刊前主編)、Peter Willett教授(IEEE Fellow、IEEE-AES學(xué)會(huì)副主席、IEEE-AES期刊前主編、IEEE-SPL期刊主編)、Shengli Zhou教授(IEEE Fellow、美國(guó)青年科學(xué)家總統(tǒng)獎(jiǎng)獲得者)。讓我感觸最深的是我的導(dǎo)師Krishna R. Pattipati教授的實(shí)驗(yàn)室(簡(jiǎn)稱CyberLab)開(kāi)展研究的思路和方式，CyberLab主要研究?jī)?nèi)容是利用組合優(yōu)化理論解決各種復(fù)雜的工程問(wèn)題(經(jīng)費(fèi)資助來(lái)源是ONR、NSF、NASA、UTC和GE)，具體研究問(wèn)題包括航空航天系統(tǒng)測(cè)試性設(shè)計(jì)、航空航天系統(tǒng)PHM、電池荷電狀態(tài)估計(jì)和UAV路徑規(guī)劃等。這些研究工程應(yīng)用背景較強(qiáng)，但他的研究思路并非簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的按照“服務(wù)型”課題進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)和工程設(shè)計(jì)，而是真正地抓住這些工程問(wèn)題的核心本質(zhì)和物理本質(zhì)進(jìn)行引領(lǐng)型研究，每項(xiàng)工作都是從最底層數(shù)學(xué)建模開(kāi)始進(jìn)行創(chuàng)新性研究，其研究問(wèn)題的深度我最開(kāi)始未曾想到過(guò)。而正是這種面向引領(lǐng)工程應(yīng)用的高水平基礎(chǔ)研究，從實(shí)際工程中提煉出科學(xué)問(wèn)題，利用基礎(chǔ)理論從本質(zhì)上來(lái)解決問(wèn)題，然后回歸到實(shí)際工程應(yīng)用中，使得CyberLab研究成果始終處于世界學(xué)術(shù)前沿，也不斷帶動(dòng)著整個(gè)工業(yè)界的發(fā)展。一個(gè)比較有代表性的例子是，Krishna R. Pattipati教授提出的多信號(hào)流圖測(cè)試性設(shè)計(jì)模型已成為目前航空航天和武器裝備領(lǐng)域測(cè)試性建模最有效的方法，基于多信號(hào)流圖模型所設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的測(cè)試性設(shè)計(jì)和分析軟件TEAMS則成為測(cè)試領(lǐng)域最成功的軟件，并已在NASA和美國(guó)軍方的V22、F22和JSF等多個(gè)飛機(jī)型號(hào)項(xiàng)目中得到了成功應(yīng)用。也正是這種引領(lǐng)型的高水平基礎(chǔ)研究，使得UTC于2013年11月19日在UConn工程學(xué)院成立了UTC先進(jìn)系統(tǒng)工程研究中心(Krishna R. Pattipati教授為負(fù)責(zé)人)并投入巨資開(kāi)展前沿研究。這些使我更加深刻的認(rèn)識(shí)到，高水平的基礎(chǔ)研究永遠(yuǎn)是提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的根本所在。

結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)和科研是我校教師本職工作的兩大主旋律，簡(jiǎn)單探討個(gè)人在美國(guó)康涅狄格大學(xué)一年訪學(xué)生活中的兩點(diǎn)感悟與思考，希望可以拋磚引玉、借鑒思考。祝愿我校各項(xiàng)事業(yè)蓬勃發(fā)展，順利實(shí)現(xiàn)學(xué)校十二次黨代會(huì)提出的遠(yuǎn)景目標(biāo)!