从“连理卫星”到“航宇助农”:高校以重大工程项目锻造学生硬本领与责任担当

问题:课堂知识与工程实战之间仍存“断层” 近年来,面向国家战略需求与产业升级——高校不断强化实践教学——但在复杂系统工程、跨学科协同、质量管理与风险控制各上,课堂讲授与真实任务之间仍有差距;如何让学生在毕业前就经历工程全周期训练,形成能够“上手即上阵”的综合能力,成为工科人才培养的重要课题。 原因:重大工程具备“强约束、强协同、强责任”的天然育人属性 在大连理工大学力学与航空航天学院,“大连1号—连理卫星”(又称“连理卫星”)的研制实践提供了一条清晰路径。这是一颗12U、17千克级微纳卫星,具备高分辨率对地遥感能力,在轨拍摄分辨率优于1米,并探索在微纳卫星上采用开源鸿蒙操作系统。项目负责人夏广庆表示,卫星研制的意义不只在技术指标,更在于工程约束对学生能力与品格的塑造:系统接口协调、测试流程闭环、材料与结构论证、任务对接与评审把关等环节都不能“凭感觉”,必须“以数据说话、按流程办事”。 自2019年启动以来,项目吸引百余名学生参与:有人负责结构与热控设计,有人投身软件与载荷调试,有人承担试验组织与文档管理,也有人为保障研制进度外出采购、运输设备。在复杂任务链条中,学生不仅掌握工具与方法,也在分工协作、沟通协调、质量意识与时间管理中完成从“会做题”到“能交付”的转变。 影响:在挫折与标准中建立工程素养与心理韧性 真实工程不会按“教学大纲”推进。团队在任务对接中曾经历计划调整:对接“天舟五号”时测试流程推进顺利,但因任务安排变化未能实施;转而对接“天舟六号”后,又面临结构尺寸变化、接口要求调整、外挂体积包络限制等新约束,多轮评审与优化成为常态。学生从期待到失落,再到重新投入方案论证与参数迭代,完整经历了工程项目的高不确定性与高标准约束。 另外,发射任务对流程与安全要求极严,从吊装作业到文件归档都需严格论证。学生在过程中逐步理解航天工程中“严慎细实”的要求:评审不过关不是对努力的否定,而是对质量底线的再确认;任务调整也不意味着前功尽弃,而是对系统适配能力的再检验。由此形成的质量意识、抗压能力与团队责任感,是课堂训练难以替代的收获。 对策:以“真实问题”牵引技术转化,让科研成果走向社会需求 在项目牵引育人的同时,团队将航天技术的工程经验转向民生领域,探索“从天上到地面”的应用闭环。2024年,团队指导学生在中国国际大学生创新大赛中获得金奖的“航宇助农”项目,聚焦农产品冷链的温控痛点。调研发现,部分智慧冷库闲置率较高,关键在于温控精度与能耗成本难以兼顾。团队借鉴卫星长期在轨运行所依赖的高精度温控思路,通过气流组织计算优化传感器布设,并引入蓄冷储能方案降低能耗,形成可落地的技术路径。 另一项“暖垫助老”项目源于学生在敬老院志愿服务中的观察:长期卧床护理需要频繁翻身,既消耗护理力量,也增加老人不适。团队引导学生将计算机辅助工程仿真用于床垫结构与通风路径优化,在保证承托安全与舒适的前提下提升透气性,并通过样机验证分区温控等功能。这类项目以真实需求为牵引,促使学生从“做作品”走向“做产品”,在实际使用场景中检验设计,继续强化工程闭环能力。 前景:以项目制与产教融合提升人才供给质量,服务高水平科技自立自强 业内人士认为,面对新一轮科技革命与产业变革,高校人才培养需要更强调系统能力与工程化思维。以重大工程为载体、以社会需求为牵引、以跨学科协同为组织方式,有助于在更大范围内打通“学科—工程—产业—民生”的育人链条。未来,随着微纳卫星、低成本遥感、智能制造与低碳技术加速发展,高校可在严格遵循安全与质量标准的前提下,进一步扩大实战项目覆盖面,推动更多学生在国家重大任务与社会应用场景中成长,为高水平科技自立自强提供更扎实的人才支撑。

当高等教育从知识传授走向能力锻造,“连理卫星”模式带来启示:创新人才的培养,需要让学生在真实问题与真实约束中历练,在服务国家重大需求的过程中打磨本领。这种“真刀真枪”的育人实践回应了新时代对复合型人才的需求,也为建设教育强国、科技强国提供了可借鉴的样本。