聚焦“大国重器”系统工程培养 西工大推出“三航整机工程实训”金课并逐步全校开放

问题:复杂工程人才培养面临“见木不见林”的结构性短板 高端装备研发与工程应用中,难点往往不在某个单一部件,而在跨专业耦合、跨系统协同以及全寿命周期的综合权衡;长期以来,部分工科教学更偏重单学科知识和局部技能训练,学生容易形成“零件式理解”:会算、会画、会做,但难以从整机和系统层面开展方案论证、指标分解、风险识别与综合优化。随着大飞机、重型运输机、运载火箭、空间站、深海装备等重大工程持续推进,具备系统工程能力、工程实践能力与组织协同能力的复合型人才需求日益突出。 原因:重大工程的竞争,核心是体系能力与集成能力的竞争 航空航天航海装备普遍特点是高可靠、高安全、强耦合,动力、控制、材料、制造等分系统彼此制约,任何局部调整都可能引发性能、重量、成本、维护性等指标的连锁变化。另外,工程研发加速进入“集成创新”阶段:数字化设计、先进制造、新材料应用、智能控制等技术快速迭代,要求学生不仅理解原理,更要具备“系统视角下的工程判断”。在该背景下,如何把“整机观念”落到可教学、可训练、可评价的课程体系中,成为高校工程教育改革的重要抓手。 影响:课程以“主线贯通+分系统拆解+概念设计”构建能力闭环 据介绍,《三航整机工程实训》以典型整机为主线,将航空、航天、航海多类场景纳入教学内容,通过实物模型、内部结构影像等方式,帮助学生建立直观且完整的系统认知。在教学组织上,课程强调横向贯通动力、控制、制造、材料等关键维度,并以工程案例呈现“一个参数变化牵动全局”的耦合规律,推动学生从“会做题”转向“会做系统权衡”。 课程总计32学时,理论与实践各占一半。实践环节突出“整机构思创新”,学生以小组形式完成“微整机”概念设计,在需求分析、方案比较、关键指标取舍与风险控制等环节训练系统工程方法,使系统思维从概念理解更转化为可操作能力。该课程已在春季学期于部分班级试点,后续计划面向全校本科生开放,形成可推广的教学模式。 对策:以高水平师资协同与工程场景导入,提升课堂的“工程含量” 课程由国家级教学名师牵头,并邀请来自航天、航海、动力、控制、制造、材料等领域的总师参与授课,组成跨学科联合教学团队。课程强调从工程真实问题出发,不仅讲清“为什么”,更注重“如何权衡、怎样落地”。借助工程实践者的经验,课堂更容易针对重大工程的硬约束条件,如可靠性、安全裕度、适航与验证、制造可行性、成本与进度等,从而弥补传统教学与工程现场脱节问题。 从学生反馈看,课程增强了对整机复杂性的直观理解,促使学生将数学、力学、控制等基础知识与具体工程对象对应起来,理解基础学科如何转化为工程能力。与此同时,课程把“协同”纳入能力目标,通过团队分工与集成评审训练工程沟通与组织能力,为后续科研训练与工程实践提供方法支撑。 前景:以系统工程能力为牵引,打造总师型人才培养的关键环节 业内普遍认为,我国高端装备由“跟跑”迈向“并跑”“领跑”,需要优化人才培养的供给结构。面向未来,重大工程复杂度还将提升,跨域融合趋势更明显:空天一体、海空协同、智能化与绿色化并进,对工程人才提出更高要求。以“整机观念”为核心的实训课程,如能在教学评价、实践资源、校企协同、项目制学习诸上持续迭代,有望成为高校工程教育从知识传授转向能力塑造的重要支点。 同时,课程推广还需在“可复制”和“可持续”上下功夫:一是建立标准化教学案例库与实训任务体系,减少对个别专家经验的依赖;二是完善与科研平台、重大项目、企业实习的衔接机制,让课堂训练与真实工程形成闭环;三是优化考核方式,更强调系统方案的逻辑自洽、指标权衡能力与团队协作表现,推动学生从“答对题”走向“做成事”。

从零件到整机——从技术点到系统观——《三航整机工程实训》课程的探索,不仅重塑了工程教育的能力路径,也反映了高等教育对国家战略需求的回应;当学生亲手拆解大国重器模型时,他们看到的不只是精密结构,更是面向复杂系统的工程思维。此培养模式的持续完善,或将为突破关键核心技术、夯实高端制造人才基础提供新的支点。