讓學(xué)生“長”出課堂學(xué)不到的東西

夏廣慶 大連理工大學(xué)力學(xué)與航空航天學(xué)院黨委書記

　　太空中有一顆衛(wèi)星——“大連1號—連理衛(wèi)星”。它17千克重，12U大小，是遼寧省第一顆自主研制的高分辨率對地遙感衛(wèi)星，也是我國首顆采用開源鴻蒙操作系統(tǒng)的微納衛(wèi)星，在軌拍攝分辨率優(yōu)于1米。

　　我是這顆衛(wèi)星的總設(shè)計師。對我而言，設(shè)計研發(fā)衛(wèi)星最大的收獲，并不是什么技術(shù)突破，而是學(xué)生的成長。

　　很多同行總問我：高校團(tuán)隊(duì)做衛(wèi)星，難度那么大，圖什么？我說，就圖一件事——讓學(xué)生在真實(shí)“戰(zhàn)場”上摸爬滾打。課堂上教一百遍團(tuán)隊(duì)協(xié)作，不如讓他們?nèi)f(xié)調(diào)一次接口；講一千遍抗壓能力，不如讓他們親歷一次項(xiàng)目被斃掉。

　　教育這件事，光靠課堂講授是不夠的。學(xué)生需要有“載體”——真實(shí)的、有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目。在這個“載體”里，不同專業(yè)的學(xué)生一起解決問題，一起承擔(dān)責(zé)任，共同面對失敗，咬牙堅持。這個過程，才是真正的育人。

　　把學(xué)生“扔”進(jìn)真實(shí)的項(xiàng)目里

　　自2019年啟動以來，連理衛(wèi)星項(xiàng)目吸引了上百名學(xué)生投身其中。有人潛心設(shè)計，有人負(fù)責(zé)測試，有人統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，還有人長途自駕采購、運(yùn)送設(shè)備。在這個多重任務(wù)的復(fù)雜系統(tǒng)里，每個人都找到了屬于自己的坐標(biāo)，也在實(shí)踐中完成了自我的成長。

　　做衛(wèi)星的初衷，不是為了追求“首顆”的名頭。啟動研制工作時，國內(nèi)高校發(fā)射衛(wèi)星已不新鮮。當(dāng)時我們想，既然不能在時間上領(lǐng)先，技術(shù)上就要做到最好。目標(biāo)定得很高：采用國產(chǎn)芯片運(yùn)行開源鴻蒙操作系統(tǒng)，用綠色無毒的推進(jìn)系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的有毒推進(jìn)劑，實(shí)現(xiàn)低成本亞米級高分辨率對地觀測。這些技術(shù)，當(dāng)時在微納衛(wèi)星領(lǐng)域均處于前沿。

　　但過程遠(yuǎn)比想象中難。

　　對接“天舟五號”，我們所有的測試流程都順利通過，卻因?yàn)槿蝿?wù)沖突被拿下。團(tuán)隊(duì)的士氣驟然跌到谷底，學(xué)生們原本滿心期待去海南準(zhǔn)備現(xiàn)場發(fā)射，突然就沒了下文。更難的是后來換到對接“天舟六號”——改進(jìn)型貨運(yùn)飛船首發(fā)船，結(jié)構(gòu)尺寸變了，研發(fā)團(tuán)隊(duì)變了，外掛體積超包絡(luò)了。一次次評審過不了，一次次重新優(yōu)化設(shè)計，一次次協(xié)調(diào)各方，學(xué)生們?nèi)虆⑴c。

　　貨運(yùn)飛船工作人員對衛(wèi)星嚴(yán)謹(jǐn)?shù)浇蹩量獭幢阒皇鞘褂靡淮蔚踯嚕家敿?xì)規(guī)劃并填寫文件。有學(xué)生說，這種“遠(yuǎn)超一般飛行任務(wù)的嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真精神的熏陶”，是最大的收獲。

　　“載體”的意義，不只是讓學(xué)生學(xué)會制圖、編程，更重要的是讓他們在真實(shí)的困難面前，建立起面對挫折的勇氣和能力。

　　把技術(shù)“投”入真實(shí)的問題中

　　2024年，我指導(dǎo)學(xué)生獲得了中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽金獎，項(xiàng)目叫“航宇助農(nóng)”——用航天技術(shù)解決冷庫精準(zhǔn)溫控問題。

　　項(xiàng)目的起源很有意思。學(xué)生暑期調(diào)研發(fā)現(xiàn)，智慧冷庫的閑置率較高，主要原因是溫控不準(zhǔn)。食品保鮮需要正負(fù)0.1攝氏度的精準(zhǔn)溫控，靠傳統(tǒng)壓縮機(jī)很難做到。他們回來問我怎么辦。我說，咱們的衛(wèi)星能在太空待機(jī)253天，靠的就是高精度溫控技術(shù)，能不能用上？

　　于是，我們把航天技術(shù)“降維”用到冷庫中，通過精準(zhǔn)氣流計算減少傳感器數(shù)量，通過儲箱蓄冷降低能耗。最后做出來的產(chǎn)品，既解決了農(nóng)戶的問題，也讓一批學(xué)生得到了鍛煉。

　　類似的故事還有很多。

　　我們有個項(xiàng)目叫“暖墊助老”——用航天溫控技術(shù)解決臥床護(hù)理難題。項(xiàng)目起源于一次敬老院志愿服務(wù)。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，護(hù)理員最繁重的工作是每兩小時為癱瘓老人翻身——防止生褥瘡，但頻繁搬動也讓老人備受折騰。老人隨口問了一句：“能不能讓床自己透透氣？”

　　學(xué)生回來跟我探討。我建議，嘗試把CAE（計算機(jī)輔助工程）計算“降維”用到床墊設(shè)計中。學(xué)生們運(yùn)用CAE軟件對床墊結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析與氣流仿真，反復(fù)優(yōu)化內(nèi)部通風(fēng)路徑——既要保證承托安全舒適，又要實(shí)現(xiàn)最大程度的透氣性。最終通過3D打印技術(shù)，制作出能夠?qū)崿F(xiàn)溫度分區(qū)調(diào)控的床墊樣品。這個項(xiàng)目不僅讓一批學(xué)生在解決真實(shí)問題中實(shí)現(xiàn)了成長，也讓護(hù)理工作有了新的可能。

　　我常說，工科學(xué)生要會問“往哪兒用”。看到技術(shù)，要想到它能用在什么場景。這種思維，只有在真實(shí)項(xiàng)目中才能得到培養(yǎng)。

　　讓每個人都找到自己的賽道

　　連理衛(wèi)星研發(fā)過程中，我們的學(xué)生參加了由中國宇航學(xué)會和國際宇航聯(lián)合會共同發(fā)起的世界大學(xué)生立方星挑戰(zhàn)賽。從衛(wèi)星研發(fā)中吸取的經(jīng)驗(yàn)助他們一舉獲得國際特等獎。作為獎勵，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院提供了一次免費(fèi)發(fā)射機(jī)會。

　　這就是“載體”的延伸。學(xué)生在里面找到自己的位置，“長”出不同的能力。

　　有人擅長技術(shù)攻關(guān)，有人擅長組織協(xié)調(diào)，都很好。比如，有個學(xué)生大一就主動來找我，想?yún)⑴c項(xiàng)目。后來，他一直跟著我做衛(wèi)星項(xiàng)目，負(fù)責(zé)外聯(lián)協(xié)調(diào)、組織團(tuán)隊(duì)。在這個過程中，他從只知道自己喜歡做什么，慢慢變成知道團(tuán)隊(duì)需要什么。

　　有的學(xué)生有音樂特長，我鼓勵他們創(chuàng)作航天主題歌曲；有的學(xué)生不善溝通，我就專門安排他們跟企業(yè)打交道鍛煉。

　　最近，我們正在打造一個全新的教學(xué)“載體”——天地一體化智能應(yīng)用驗(yàn)證平臺。它將衛(wèi)星、無人機(jī)、無人車、無人船等互聯(lián)互通，構(gòu)建起萬物互聯(lián)的立體教學(xué)場景。在這個平臺上，學(xué)機(jī)械的學(xué)生設(shè)計結(jié)構(gòu)，學(xué)力學(xué)的學(xué)生分析強(qiáng)度，學(xué)控制的學(xué)生編寫算法，學(xué)信息的學(xué)生處理數(shù)據(jù)，學(xué)軟件的學(xué)生打磨交互界面……不同專業(yè)的學(xué)生共同面對真實(shí)任務(wù)、承受失敗、分享成功——這正是我們想要的跨學(xué)科育人生態(tài)。

　　連理衛(wèi)星總指揮于曉洲教授有句話說得非常好——“讓學(xué)生們自己動手做，如果能借此培養(yǎng)出一批我國衛(wèi)星研發(fā)領(lǐng)域的棟梁之才，比發(fā)射幾顆衛(wèi)星更重要”。

　　讓更多學(xué)生受益，是我們搭建平臺的根本動力。我們不追求所有人都達(dá)到同一個高度，而是希望每個人都能從自己的起點(diǎn)向前走一步，“長”出課堂上學(xué)不到的東西。這，就是成長。

　　（本報記者 張瀅 采訪整理）

《中國教育報》2026年03月18日 第05版

作者：本報記者 張瀅