美國航空宇航學科研究生培養模式初探

劉榮強,趙學增,陳咸兵

摘要：本文通過對美國麻省理工學院和普度大學兩所院校的研究生培養模式的調查與分析，了解航空宇航學科的培養目標、培養方式、課程學習及考試、答辯與學位授予等內容，掌握美國在碩士研究生教育方面的發展現狀，使先進的培養模式和經驗為我所用，對于進一步完善碩士研究生分類培養模式，提高我國研究生培養的水平具有一定借鑒意義。

關鍵詞：航空宇航；研究生培養模式；學位教育；分類培養

中圖分類號：G643.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）01-0021-03

一、前言

長期以來，我國的研究生教育以培養學術研究型人才為主體，忽視工程應用、工程技術和工程管理人才的培養。為了滿足各行業對應用型人才的需求，優化人才結構，提高研究生培養質量，我國啟動了研究生培養模式改革，對研究生進行分類培養，將碩士研究生分成學術研究型和工程應用型兩類。學術研究型的培養目標是科學研究型人才，而工程應用型的培養目標則是工程技術和工程管理人才。今后幾年將大力推動工程應用型研究生培養，使我國的碩士研究生教育轉變為以培養工程應用型人才為主的教育模式。這一教育模式的轉變對于推動行業的技術進步、建設創新型國家具有重要的戰略意義，在我國的工業化進程中將發揮重要作用。隨著我國航空航天事業的迅速發展，需要大量的航空宇航方面的專業人才，同時對航空宇航學科的研究生培養提出了更高的要求，不僅需要許多科學研究型人才，更需要大量的具有航空宇航學科知識背景和工程實踐能力的工程應用型人才。哈爾濱工業大學為因應社會對人才需求的變化，早在2007年就試行了碩士研究生的分類培養改革，按分類培養模式目前已培養出兩屆碩士研究生，積累了一定的經驗，但是對比國外發達國家仍有較大差距。事實上，美國一直以來就存在學術研究生和工程研究生兩種類型，美國的航空宇航科技水平處于世界領先地位，美國的研究生教育代表了世界研究生教育的先進水平和發展趨勢，因此我們應該對美國航空宇航學科研究生培養模式進行調查研究，結合我國的具體實際情況，借鑒美國在研究生教育方面的先進經驗，以提高我國航空宇航學科研究生培養的水平。本文通過對美國麻省理工學院（MIT）和普度大學兩所院校的研究生培養模式的調查與分析，了解航空宇航學科的培養目標、培養方式、課程學習及考試、答辯與學位授予等內容，掌握美國在碩士研究生教育方面的發展現狀，使先進的培養模式和經驗為我所用，進一步完善分類培養模式，提高我國研究生培養的水平。之所以選擇上述兩所院校，是因為這兩所學校在航空宇航方面實力很強，具有一定的代表性。麻省理工學院是全球高科技和高等研究的先驅領導大學，其太空科技工程排名全美第一，其航空宇航系的科研方向主要集中在航空航天推進系統、航天系統計算機仿真、太空通信網絡、空間機器人等領域，并在這些領域的科研實力居于世界領先地位。普度大學被稱為“美國航空航天之母”，根據《美國新聞與世界報導》最新排名，普度大學航空航天全美研究生排名第四。其航空宇航系的主要科研方向集中在空氣動力學、飛行器設計、動力及控制系統、結構和材料等領域，特色鮮明，并引導著這些學科的發展方向。

■二、MIT航空宇航系的研究生培養

1.培養目標及所授予的學位。學位結構在縱向上分為碩士和博士兩級，在橫向上分為學術性和專業性兩類學位。學術性和專業性學位的培養目標有著明顯的不同。學術性學位研究生主要培養目標是培養學者和研究型人員，而專業性學位研究生主要培養目標是培養應用型人才，要求通過充分的學習獲得廣泛的知識面和掌握專業知識和技能，服務于工業企業。MIT航空宇航系是以科學研究為基礎的學科，所授予的碩士級別的學位有科學碩士MS（Master of Science）、工程學位EAA（Engineer in Aeronautics and Astronautics），其中絕大多數為MS。MS學制為2年，適合于希望在航空宇航學科繼續深造并希望繼續攻讀博士學位的申請者。

2.課程學習及考試。①科學碩士（MS）研究生的課程學習及考試，課程學習包括基礎課程、數學課程、專業課程、科技文章寫作等內容，對于新入學的非英語教育學生有英語考試。其中科技文章寫作評估每一學年舉行一次，合格要求為80分，否則需要完成補習訓練。MS學生的課程學習的基本要求為至少完成66學分（通常為6門課程）與學生研究領域相關的課程，課程門數雖然不多，但學時量大，持續時間長，一般都要上一個學年的課。其中42學分必須是H級課程（H-level subjects），H級課程指的是核心課程，且其中至少21學分為本系專業課程，其他非H級課程必須拿到B以上成績。另外論文占24學分。而對于數學背景不強的學生，需要修一到兩門研究生級數學課程，而數學背景強的學生要求修一門數學課程并取得B及以上成績。MIT航空宇航系為碩士研究生開設了許多專業課程可供學生選擇，一般每個課題方向都有自己的課程體系，課程體系的特色在于基本都是基礎課程（核心課程）+數學課程+專業課程的體系結構，有的方向還安排實踐環節。表1為噴氣推進（Air-breathing propulsion）和太空系統（Space System）兩個研究方向的課程體系介紹。

MIT航空宇航系各研究方向的研究生課程體系結構相同，每個方向要求完成6門課程學習，兩門基礎課程必選，數學課程和專業課程各選擇兩門。但根據其方向的科研及應用特點而在具體課程設置上有很強的靈活性，針對性很強。如噴氣推進方向對流體力學要求很高，而流體力學要求具有深厚的數學基礎，因此其數學課程要比太空系統方向更細且更深。此外MIT航空宇航系很注重將學生的課程學習與科研實踐相結合，要求研究生參加學術性研討會，有機會了解學術前沿課題，讓學生有機會直接體驗相關的科研和項目管理工作。②工程學位（EAA）學生的課程學習及考試，MIT航空宇航系的EAA只提供很少的名額，學制一般為兩年，適合于希望獲得更廣泛知識面的學生，由于MIT對工程學位學生的學位論文的要求低于科學學位論文，因此其課程量要遠大于修MS學位的學生。要求修滿162學分（約16門課程），其課程要包括航空宇航系各個科研方向的課程，相應的在科研方面的要求要低得多。③科研及學位論文，MIT對學位論文要求十分嚴格，每位學生論文的選題必須是具體的科研課題，對學生課題研究進行質量跟蹤管理，管理內容包括論文開題、論文答辯、學位授予等。要求每一位研究生選擇一名論文導師（thesis advisor），設立至少由三名老師組成的論文委員會（Thesis Committee），其中兩個為MIT的本專業老師，另外一名為來自企業、政府或者外校的相關專業的學者。一般對于MS學生來說，論文導師必須是本專業的校內教師，指導工作主要偏重于提高學生的研究水平，強調科研訓練，培養學生的科學精神和科學素養。MS學生的課程學習時間較短，科研時間較多，要求其論文具備較深的學術性和專業性。而對于EAA學生，來自校外的指導教師擔負起較重要作用，指導教師通過親身經歷的工程案例對學生進行指導，注重理論與實踐相結合。EAA學生則主要是課程學習，科研活動時間少，論文內容要求具有學術上的廣度和工程應用上的深度。而博士生論文則要求對科學知識有創造性貢獻、體現學業成就和表明博士學位申請者有獨立研究和解決重大問題的能力。

三、普度大學航空宇航系的研究生培養

1.培養目標及所授予的學位。普度大學的航空宇航系按學生的本科專業將所授予的碩士學位分為航空宇航碩士MSAA（Master of Science in Aeronautics and Astronautics）、工程碩士MSE（Master of Science in Engineering）和普通碩士MS（Master of Science），其中MSAA授予本科為航空宇航專業的學生，MSE授予本科非航空宇航的其他工科專業的學生，而MS授予本科是數學或者物理而非工科專業的學生，三種碩士的區別只在于學生本科專業的不同，培養過程和要求大體相同。同時又分為有論文型（MS thesis option）和無論文型（non-thesis option）兩種，MSAA、MSE和MS均有機會選擇有論文型和無論文型。有論文型碩士生學習的課程量大，對其論文的要求并不高，畢業后多從事工程技術工作，很少參與科研活動，也不允許繼續攻讀博士，相當于MIT的EAA。而無論文型碩士生學習的課程針對性強，課程較少，以使其有足夠的時間參與科研活動，該類碩士在達到寫作和表達能力要求后可以在畢業后繼續攻讀博士，適合于碩博連讀的學生。

2.課程學習及考試。普度大學航空宇航系的MS學制不超過3年，對學生的基本要求為至少30學分（30 credit hours）的課程，一般每個學期的課程量為9~15學分。每個學生的學習計劃上必須有一個主修方向和兩個輔修或者相關的方向，一個主修方向上會包含幾門核心課程（相當于MIT的H級課程），并要求其主修方向的每一科目成績必須為A或者B，其他課程成績必須為C以上。普度大學航空宇航系的博士生學制不超過5年，其學習計劃由一個主修方向和一個輔修方向組成，而博士生申請者一般都是從碩士生中產生，因此主修方向課程中為碩士階段學習的課程可以包括在內。另外，普度大學航空宇航系的博士生還要求參加資格考試，考試必須在博士生階段的前三個學期完成并通過，資格考試包括寫作資格考試、自己選擇的專業課、數學和一門專業課，學生必須獲得B及以上成績。

3.科研及學位論文。無論文要求研究生不需要進行論文寫作，因此能夠將精力和時間集中在科研上。有論文要求研究生的論文開題由學生和指導委員會共同確定，要求論文選題為學生所學習的主修方向，但對所選課題的深度和難度都低于無論文要求學生，因此有論文學生的科研活動來源于課程學習中的課程設計和畢業論文。而其論文寫作和最終考試（final exam）與博士生相同，以下則介紹博士生的開題及論文答辯等。博士生必須在通過資格考試后一年之內完成開題報告（Preliminary Examinations），博士生需要完成一份不多于25頁的開題報告，并進行一次封閉式的答辯，答辯委員會由研究生院院長（Dean of Graduate School）指定并且通常包括學生的指導委員會在內，其答辯過程也與MIT類似。相較于MIT航空宇航系，普度大學航空宇航系的博士生增加了年度檢查（Yearly Review），主要是檢查學生的科研進度以確保學生科研最終成功獲得博士學位。

4.研究生培養模式的對比分析。MIT和普度這兩所大學的航空宇航系在研究生培養方面有許多共同點，比如他們都是以培養學術研究型人才為主，工程型研究生僅占很少的比例，其原因在于兩所大學都是實力很強的研究型大學，研究型大學的優勢在于能夠培養出更多更優秀的研究型人才，這些人才將來供職于國防和航空航天研究部門及企業，成為技術創新和科學研究的主力軍。航空宇航學科是一個多學科交叉融合的學科，航空航天業是一個高技術密集型行業，始終引領著科學技術的發展，是一個國家科技水平的代表，需要大量的從事科學研究和技術創新的人才，因此要求該學科得研究生既有深厚的理論基礎，又有很強的科學研究能力，該行業對研究型人才的需求決定了兩所大學以培養學術研究型研究生為主。兩所大學都要求工程型學生修更多的課程，同時對工程型碩士在科研方面的要求比研究型碩士低得多，理由是工程型碩士將來較少從事科研活動，大多從事工程技術工作，對工程型碩士和研究型碩士的定位進行了明確的區分。另外，一般要求工程型碩士需要有公司或研究所的專家參與指導，課題是來自生產實際的技術問題。這樣培養的工程型碩士是名副其實的工程類型。另一方面，研究型碩士所修的課程較少，主要精力用于科研，以培養其科研能力，這種培養模式值得我們借鑒。美國大學的研究生課程學習與中國大學有明顯不同，美國兩所大學航空宇航系的學術型研究生的課程數都很少，如MIT的MS只有6門課程，一般分三個學期上完，前兩個學期每個學期都選一門數學和核心（基礎）課程，第三個學期上兩門自選專業課程。雖然課程數很少，但是每門課程都有大量的作業和課程設計（project），授課老師會要求學生看大量的相關技術資料，并根據課程中的某一個專題提出一個課程設計。近年來中國逐漸實行了研究生分類培養，此舉有利于優化人才結構，可滿足社會對不同層次人才的需求，但是分類培養制度需要不斷地改進與完善。美國作為世界教育和科技強國已在研究生分類培養方面取得了很大的成就，積累了豐富的經驗，中國在研究生培養改革過程中應借鑒美國的成功經驗。

美國MIT和普度大學是世界知名的理工科大學，其航空航天學科在美國享有很高的知名度，本文對美國這兩所大學航空宇航系研究生培養目標、課程設置、科研與學位論文等進行了系統分析，研究了研究生分類培養模式，掌握了美國航空宇航系研究生教育的發展現狀，結合我國的研究生分類培養實際情況，得出以下結論：MIT和普度大學作為研究型大學，兩校的航空宇航學科的碩士生培養以學術研究型為主，以應用型為輔。在課程設置上，重點學習數學課程和與各研究方向有關的專業課程，課程門數不多，但注重大作業和課程設計的訓練，培養學生的知識綜合運用能力。中國的研究生分類培養工作剛剛起步，應在培養目標、課程設置、教學內容、科研論文等方面借鑒美國的成功經驗。

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[8]普度大學官網[EB/OL].www.purdue.edu.