仪器仪表的领军人物能否出现在中国

 老前辈探索新课题

    据教育部统计,至2005年底,我国设有仪器仪表专业的高等院校有180余所,每年本科毕业学生达15000人。王大珩院士纳闷:在我国如此庞大的仪器仪表生力军中,至今没有出现在国内外具有影响力的“仪器仪表领军人物”。而这一事业是否能够真正崛起,关键还在于是否能培养出了一批人才。

    由此,王大珩院士想起了自己走过的路,并掐着手指算道,“我1948年回国,1949年参与筹建大连大学,担任应用物理系主任,在当时物质条件极度匮乏情况下,我们通过自制仪器设备,解决了全年级600余人开设的普通物理课程困难,也培养锻炼师生的动手能力”。

    他认为,在教育方面,目前国内理论教材使用的多为国外的教材,很系统,但苍白,使仪器仪表的教育缺乏系统训练。学生缺少实践上的求知过程,养成了避难就易的思想作风。买来仪器很省事,一按钮数据就出来了,对原理理解不多,很难产生**思维。

    他记起了当年自己在英国帝国理工大学深造的一些情景。学校会尽量支持学生的动手能力。除上课外,整个时间都在实验室里,教授们重视学生的动手能力,工科学生的毕业都要经过实践能力考试。

    他说,“中国科学院长春光机所1958年出研制出了‘八大件和一个汤’。即:电子显微镜、高温金相显微镜、多倍投影仪、大型光谱仪、万能工具显微镜、晶体谱仪、高精度经纬仪、光电测距仪等八种代表性的精密仪器及一系列新品种光学玻璃。虽然这些成绩在现在来看,只是一般仪器,但在建国初期无疑是上等仪器。之所以取得这样的成绩,是因为在此之前埋头苦干了5年,是因为我们为此作了长时间的技术基础锻炼,培养了一批善于动手、善于思考的青年技术人员和技术工人”。

    据悉,王大珩院士培养的学生中,很多人后来被输送到国内许多光学机构,并做出了贡献。其中,有十几位成为院士。中科院长春光机所由此也成为世界上杰出的光学设备研发基地。

    他说,“如果中国想在科学仪器上做出原始**成果,想从中国制造走到中国创造的境界,则需要先推出仪器仪表的人才培养计划,重视理论与实践相结合,使之具有**能力,并培养一部分领军人才,让年轻人从掌握基本原理升华到技术**”。

    为此,他希望有人对目前中国研制仪器仪表的人才培养状况进行调研。

    专业学科消失在“专才”转“通才”的轨道上

    根据王大珩院士要求,记者对一些高校进行了粗略了解。

    在清华大学任教多年并担任过其精仪系主任的金国藩院士介绍,我国自1952年院系调整之后,仪器仪表的人才培养模式**学习前苏联。仪器仪表系设置有精密仪器、光学仪器等专业。但“文化大**”后,随着改革开放,教育指导思想逐渐定位为面向世界、面向未来、面向现代化、面向市场经济。我国高等教育由专才教育向通才教育转变,许多高校陆续将专业归并。1998年教育部颁布了新的本科专业目录,把仪器仪表类11个专业:精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与仪器归并为一个大专业——测控技术及仪器。

   在这一转换过程中,各高等院校均希望加强基础教育,扩大学生知识面,减少了专业课程,因此仪器仪表方面的专业课几乎消失。

    金国藩院士认为,就目前学生特点而言,主要增强了外语能力、计算机模拟能力等训练。与上世纪50年代学生比较,现在学生的确在外语和计算机方面较以前学生强很多,但学生的实践能力、动手能力较弱。

    他介绍,过去清华精仪系专业的学生有很多这样的课程:认识实习、生产实习和毕业实习。而现在的学生只有短短几周的社会实践,而且在实践中多以参观为主,直接接触仪器的机会较少。过去的学生还有零件设计、仪器零件设计和仪器设计等课程,学生的毕业设计也多从工厂实际情况中来,而现在多结合教师的科研任务。在清华大学,教师多为高精尖的科研纵向任务,前沿课题较多。

    他说,“学习仪器专业不仅需要光、机、电、算各个方面的知识,还要有设计和加工制造的知识,甚至具有组织管理能力。因此,今后的教学改革任重道远”。

    虽然我国高等院校有光学仪器和精密仪器的重点大学很多,但有的只有光学工程却无精密仪器,有的只有仪器仪表没有光学,呈现出“缺胳膊少腿”现象。

    另有学者告诉记者,一段时间以来,受我国科研评估制度影响,我国高校学生毕业论文多追求在国外杂志发表,却与中国的生产情况严重脱节。与此同时,学生在市场经济环境下,追求高报酬。毕业或取得学位后,纷纷到外国企业任职或出国深造。由此出现了一种情形:上等学生走出国门,二流学生在国内做外国公司代理。

    但*近几年情况似乎有所好转。清华大学精密仪器与机械学系长江学者尤政介绍,该系学生本科毕业70-80%继续考研究生,研究生毕业后绝大部分出国,*近几年,国内经济发展迅速,清华该专业约有40%研究生毕业后去了国有大中型企业。

    业余训练动手能力成为新招

    近些年,在培养学生的动手能力方面,一些学校以增加课外活动抓紧训练。据悉,清华大学精密仪器与机械学系,每年4月末*后的一周都会举办“挑战杯”机器人大赛。在制作机器人过程中,学生动手能力得到提高。

    在中国科技大学,学生们也认为,“既动手又动脑,才能学得更好”。

    不久前,中国科技大学组织了该校第五届机器人比赛。其精密机械与精密仪器系的同学创作了校园轻喜剧《爱在芳华》,剧中主角是两只造型别致的七星瓢虫。同学们介绍,这种机器人有6只脚,行走自如而且非常稳定,善于攀爬。

    一本科学生说,“机器人的每一个零部件都是我们自己加工制作的。这样可以学到许多书本上学不到的知识。”

    另一位同学也深有同感地说:“3个月做下来,电钻、台钻、锯子、改锥、扳手、丝攻……所有的工具我们都会用了。在实践中,他们还发现不少实际问题与理论不一致的地方。如理论上讲传感器探头在识别的时候只发一次信号,而我们做的传感器却发出两次信号。尽管在制作过程中,我们把两次信号作为一次信号来处理解决了问题,但是原理上的问题还没有解决。”

   还有一位同学说,“开始做机器人时心里没谱,缺少很多相关知识。但进入训练后,缺什么就补什么,边学习边摸索。在解决实际问题中自主学习,在与同学的交流中相互学习。一场机器人比赛之后,就能基本掌握单片机编程的原理。”

    中国科技大学指导学生制作机器人的陈继荣教授认为,二年级大学生在暑假参与机器人制作的效果非常好,这样可以把三年级将要学习的《微机原理》和《数字信号处理》等课程,在制作机器人的过程中预先涉及,并可以将理论与实际结合,把问题弄得很明白。

    一位班主任告诉记者,中国科技大学工程学院学生,通过假期的机器人制作训练,多数学生变瘦了,变黑了,但课堂上,他们的双眼却更加明亮了。

    中国科技大学工程科学院副院长孔凡让教授介绍,为了改变应试教育的教学模式,实现从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变,提高学生学习的主动性、积极性及在学习过程中的动手能力,该学院创立了大学生实践与**基地,陆续开设了反向工程、创意组合、电路原理与实践、工业控制、数字加工、**与实践方法学等课程,机器人比赛只是其中一部分。在此基础上,机械工程学院已得到学校支持,将建立一个“动手超市”:给学生提供一个动手空间,为他们提供必要的材料和工具以及技术上的必要的指导,使学生有一个完成自己感兴趣的项目平台。

    这个平台主要围绕“机器人”主题,聘请全校各相关院系教师为主讲,设立全校性、综合性的交叉学科大课,讲授机器人制作的关键基础知识以及设计等知识。主要包括:三维虚拟设计和装配、机械结构原理设计、传感器原理和选用、电路原理和制作、单片机编程与接口、工业机器人、机器人智能控制和编程、机器人制作综合训练等子课程,采用讲座和实训交叉的教学方式展开。学生们在完成正常的学习的同时,利用业余时间和暑假,在教师的指导下,进行专题学习、查阅资料、选题、提出设计方案、论证和制作,即可顺利接受一整套完整的动手能力训练。目前,“动手超市”已获得校方批准,并给予了经费支持。

    中国科技大学只是我国百余所大学之一,人们不难看到,我国仪器仪表人才培养方式正在得到改进,一定能为我国仪器仪表发展培养出新一代优良人才和将帅人才。

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