北航師生在中國計量科學(xué)研究院大長度比長室學(xué)習(xí)長度傳感器的校準(zhǔn)和比對。 學(xué)校供圖

作為信息感知的核心入口，傳感器是高端儀器裝備的“神經(jīng)末梢”，更是支撐人工智能科技發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)核心器件。當(dāng)前，我國傳感器產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，但高端傳感器、核心關(guān)鍵元器件等關(guān)鍵技術(shù)仍面臨對外依存度較高、創(chuàng)新供給不足等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。

在北京航空航天大學(xué)，儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院教授樊尚春帶領(lǐng)團隊，立足“儀器科學(xué)與技術(shù)”國家重點一級“雙一流”A+學(xué)科，以北京高校傳感技術(shù)課程群虛擬教研室為核心載體，立足國家高端儀器與傳感器戰(zhàn)略急需，破解創(chuàng)新思維不足、工程實踐能力薄弱等痛點，構(gòu)建起了“科普筑基、?；诤稀a(chǎn)學(xué)共創(chuàng)”全鏈條、多方位傳感技術(shù)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。

科普筑基，點亮科創(chuàng)夢想

“你能用眼睛直接‘看見’Wi-Fi信號嗎？不能。科學(xué)家會用射電望遠鏡來捕捉宇宙中的無線電，這臺望遠鏡更像一只巨大的‘耳朵’，不僅可以‘聽見’太陽發(fā)出的無線電波，還能發(fā)現(xiàn)宇宙‘燈塔’——脈沖星?！?/p>

這是近期由樊尚春教授團隊的屈玉福老師主持的無線電探測科普報告上的內(nèi)容。針對傳感器等儀器“隱身幕后”、“默默無聞”、社會認知度低等問題，團隊立足建設(shè)科技強國使命，把科學(xué)普及作為人才培養(yǎng)的第一課堂，讓更多青少年認識和熱愛傳感。

“原來儀器科學(xué)不只是做機器，它是用感知、測量、控制來幫我們延伸感官的。”山東一名高一學(xué)生聽完科普報告后感慨地說。

近年來，團隊策劃、組織“智感世界、儀創(chuàng)未來”“科技之光·光耀四方”“大家說儀器”等儀器科普活動超80場，覆蓋人數(shù)超3000萬。從校園課堂到云端直播，從科普講座到視頻展播，團隊以沉浸式、互動式、全媒體科普形式，讓傳感知識走進大眾，引導(dǎo)更多青年立志投身傳感器核心技術(shù)攻關(guān)。

固本培元，鍛造傳感思維

每年秋季學(xué)期，在樊尚春的“傳感器技術(shù)及應(yīng)用”課堂上，學(xué)生們都要迎接一項特別的學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)：用傳感器思維結(jié)合數(shù)據(jù)模型預(yù)測當(dāng)年諾貝爾科學(xué)獎會花落誰家。

“以前總覺得科研離本科生很遠，這門課讓我們用傳感器思維作諾獎預(yù)測，其中分析問題、設(shè)計方案的過程就是科研的入門鑰匙?！背晒︻A(yù)測了近兩年諾貝爾化學(xué)獎得主的本科生王夢婷說。

樊尚春介紹，在這門課上，已經(jīng)連續(xù)6年9人12次成功預(yù)測了諾貝爾科學(xué)獎得主。

瞄準(zhǔn)學(xué)科核心素養(yǎng)，團隊以系統(tǒng)思維重塑教學(xué)邏輯，提出了“測出—測量—測優(yōu)—測精”核心課程內(nèi)容主線，貫通大學(xué)一年級至研究生一年級學(xué)段，層層遞進構(gòu)建完整知識體系。同時，打造“一傳四感”課程思政育人主線，將價值引領(lǐng)深度融入專業(yè)教學(xué)，實現(xiàn)知識傳授與價值塑造同頻共振。

為強化學(xué)生系統(tǒng)思維與創(chuàng)新意識培育，團隊還自主研發(fā)了一系列自由探究式智能實驗平臺，通過建設(shè)跨學(xué)科科研實訓(xùn)基地、開設(shè)企業(yè)實景課堂、推行本研一體化教學(xué)，推動理工交叉、?；诤?、校企協(xié)同，讓學(xué)生在多學(xué)科思維碰撞中提升解決復(fù)雜工程問題能力。

產(chǎn)學(xué)共創(chuàng)，錘煉實戰(zhàn)能力

“在哪兒采樣？”“怎么采樣？”“采了多少？”這是屈玉福歷時15年對“嫦娥五號”和“嫦娥六號”月表采樣工作難題的不斷追問和攻克。如今，這些科研成果轉(zhuǎn)化為了最生動的教學(xué)案例。

立足產(chǎn)業(yè)需求與國家戰(zhàn)略，團隊創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)融合教學(xué)模式，打造“產(chǎn)業(yè)需求—研究問題—關(guān)鍵技術(shù)—工程應(yīng)用—優(yōu)化進階—產(chǎn)學(xué)共創(chuàng)”鏈條，將傳感器領(lǐng)域“卡脖子”技術(shù)難題、國之重器工程應(yīng)用需求轉(zhuǎn)化為教學(xué)核心內(nèi)容。

聚焦“教什么、誰來教、在哪兒教”核心問題，團隊以教學(xué)改革為抓手，打破學(xué)科壁壘與課程邊界，構(gòu)建“傳感技術(shù)課程群”協(xié)同育人平臺，匯聚全國高校、行業(yè)企業(yè)等59家單位優(yōu)質(zhì)資源，組建跨領(lǐng)域、跨學(xué)科師資團隊，形成“基礎(chǔ)課教師+專業(yè)課教師+企業(yè)教師”協(xié)同育人格局。

此外，團隊還構(gòu)建了“研討課堂+企業(yè)課堂+實踐課堂+科研課堂”四位一體學(xué)習(xí)空間。太原航空儀表公司、航空304所等產(chǎn)業(yè)一線和C919試飛等工程現(xiàn)場成了師生新的教學(xué)空間。

以“新型傳感技術(shù)”為例，這門校企導(dǎo)師結(jié)合工程現(xiàn)場開設(shè)的課程，安排5次走進企業(yè)的授課課時?！吧疃冉虒W(xué)讓我對‘解決復(fù)雜工程問題’卓越工程師核心能力有了系統(tǒng)性理解?！痹谡鎸嵐こ虉鼍爸薪邮軐崙?zhàn)訓(xùn)練，課程結(jié)束后，北航卓越工程師學(xué)院2023級碩士研究生劉旭東說。

面向“十五五”規(guī)劃綱要關(guān)于高端儀器、關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)戰(zhàn)略部署，樊尚春表示，團隊將進一步深化教育教學(xué)改革，強化校企協(xié)同、科教融合、產(chǎn)教融匯，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量與創(chuàng)新供給能力，推動我國傳感器實現(xiàn)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越。（中國教育報記者 梁丹）