深化國際合作 加強中國科技教育

郭偉+劉來兵

摘 要：空間科學與技術是近年獲得迅速發展的前沿交叉學科領域，空間科學與技術領域的人才培養和科學研究為我國空間科學與航天事業提供有力的支撐，空間科學與應用專業的發展對我國國防建設、國民經濟建設和社會發展有著深刻的影響，具有戰略發展意義。俞俊生，北京郵電大學與倫敦瑪麗女王大學聯合建設的“電磁場理論與應用”國際開放實驗室執行主任，兼任國家國防科技工業局航天技術專家組專家、中英空間科學教育與研究合作中方實驗室團體專家組秘書長、電子科技大學“立人班”導師組總導師、中國教育發展戰略學會國際教育專業委員會學術委員會專家。為透視中國在空間科學國際合作和人才培養方面的發展狀況及未來趨勢，本刊對俞教授進行了專訪。在采訪中，俞教授指出，空間科學領域的國際合作需要“地位對等”和“優勢互補”；平臺合作、團隊穩定和優勢互補是國際合作成功的關鍵；中英兩國在空間科學教育方面的合作十分必要，取得了累累碩果；未來科技領域頂尖人才需從娃娃抓起。

關鍵詞：空間科學；優勢互補；國際合作

一、空間科學領域的國際合作需要

“地位對等”和“優勢互補”

《世界教育信息》：尊敬的俞教授，您好！很高興您能夠接受本刊的專訪。作為北京郵電大學與倫敦瑪麗女王大學聯合創建的“電磁場理論與應用”國際開放實驗室執行主任和中英空間科學教育與研究合作中方實驗室團體專家組秘書長，您是怎樣看待空間科學領域的中英合作的？

俞俊生：空間科技體現一個國家的整體科技實力、綜合工程能力和系統管理水平，國際合作能夠實現經濟、技術等方面的優勢互補，但這一領域的國際合作也往往比較敏感。高水平國際合作很大程度上取決于合作雙方整體科技實力的“地位對等”和“優勢互補”。英國在近代自然科學方面的發展舉世矚目，先驅者如牛頓、麥克斯韋爾等聲名顯赫，他們在力學和電磁學方面的貢獻幫助人類全面演進至當今的科學時代。英國的科學技術始終走在世界的前沿，具備良好的科研傳統和深厚的學術積累。新中國成立以來，廣大科技工作者在中國共產黨的領導下，艱苦奮斗、勵精圖治、努力追趕，在建國之初的十幾年里，初步建立起了自己的科學研究和工業體系。以錢學森、鄧稼先等為代表的一批老一代科學家放棄了當時西方國家優越的生活條件，投身到新中國的懷抱，并和眾多的本土專家一道，面對西方國家的技術封鎖和蘇聯科技援助的終止，在極其艱難的條件下，自力更生，艱苦奮斗，在不到20年的時間里，取得了“兩彈一星”等一批從無到有的偉大成就，在世界上展示了新中國的力量，為新中國贏得了尊嚴。這一時期，中國涌現出了一大批科技領軍人物，這其中有28位科學家代表榮獲“兩彈元勛”的殊榮，他們是廣大科技工作者群體的杰出代表，他們的家國情懷和獻身祖國科技事業的拼搏精神，構成了中國航天精神、兩彈一星精神的核心價值基礎。自20世紀80年代初，中國共產黨帶領中國人民走上中國特色社會主義道路，經過30多年的探索和實踐，我國的綜合國力有了較大的提升，為科技事業的發展打下了堅實的經濟基礎。經過新世紀十幾年的發展，我國的經濟不僅邁上了更高的發展臺階，科技水平更是有了大幅度的提高。國家統計局、科學技術部、財政部聯合發布的《2015年全國科技經費投入統計公報》顯示，2015年，我國研發經費投入總量達到1.4萬億，科技發展水平邁上新臺階，里程碑式的科技成果層出不窮。例如，2016年9月25日，直徑500米、全球最大口徑球面射電望遠鏡（FAST），被形象地稱為“天眼”，在貴州的自然天坑中正式啟用；2016年9月15日，“天宮二號”成功發射升空；2016年6月20日，中國國家并行計算機工程技術研究中心研制的“神威·太湖之光”在國際比賽中以超第二名近三倍的運算速度奪得第一；2016年6月22日至8月12日，中國科考船“探索一號”在馬里亞納海溝“挑戰者深淵”開展了我國第一次綜合性萬米深淵科考活動；2016年1月底，中科院合肥物質科學研究院等離子體所承擔的大科學工程“人造太陽”實驗裝置（EAST）成功實現了電子溫度超過5000萬度、持續時間達102秒的超高溫長脈沖等離子體放電；2016年8月16日，中國發射了世界首顆量子科學實驗衛星；2015年12月17日，中國成功發射暗物質粒子探測衛星“悟空”，這標志著我國空間科學探測研究邁出重要一步；2012年底，北斗區域導航系統建設已完成，2020年前后將形成全球覆蓋能力；2016年9月10日，鄭（州）徐（州）高鐵正式開通運營，中國高鐵運營里程突破2萬公里；2017年年初，中國宣布將在北京投資近50億元建設超級同步輻射源裝置“慧眼”。

經過60多年的追趕，我國科技事業的整體水平與西方發達國家的差距已逐步縮小，其中，航天、核能、高鐵等多個領域已成功躋身世界先進行列，形成了廣泛開展高水平國際合作所需“對等性”的重要基礎。2013年12月2日，中國國家航天局與英國航天局在京簽署了《中國國家航天局和英國航天局關于探索與和平利用外層空間合作的諒解備忘錄》，雙方進一步擴大在空間科學、空間應用、教育培訓等多個領域探討合作的可能性。2015年9月，中國國務院副總理劉延東率中方代表團訪英，全面深化中英第三次人文交流機制；2015年9月19日，劉延東副總理出席在盧瑟福阿普爾頓實驗室舉行的“中英科技創新座談會”，作為論壇議題之一的“中英空間科學教育合作”得到劉延東副總理和與會英方代表的積極評價?；仡欀杏⒖臻g科技領域的合作歷程，可以很清楚地發現，隨著中英空間領域合作的“地位對等”性不斷鞏固，雙方科技優勢的“互補性”亦日益凸顯，英方的空間科學、探測載荷技術等與中方的衛星平臺、運載火箭技術等互補性強，促成了中英合作不斷躍升。

二、平臺合作、團隊穩定和優勢互補是

國際教育合作成功的關鍵

《世界教育信息》：在空間科學領域，請您繼續深入介紹一下中英雙方在高等院校層面的合作。

俞俊生：在國際上有影響力的中英空間領域的校際合作始于2000年由清華大學宇航技術研究中心和英國薩瑞大學空間中心共同研制的微型衛星“清華一號”順利升空。2007年11月8日，在中英兩國航天局的支持下，由北京航空航天大學儀器科學與光電工程學院時任院長房建成教授與英國盧瑟福阿普爾頓實驗室時任主任哈德威爾教授負責組建的“中英空間科學與技術聯合實驗室”，開創了中英空間領域高端平臺合作的先例，具有里程碑式的意義。該聯合實驗室作為組織協調兩國的航天研究機構、大學和工業部門的合作平臺，推進中英空間領域的高端合作，雙方共同組織年度合作交流會的工作機制十分有效，迄今已經成功組織了11屆年度交流會，取得了豐碩的合作成果。

我以我所在的實驗室為例，向大家介紹中英合作的一些經驗和體會。2003年11月8日，在北京郵電大學時任校長林金桐教授和倫敦大學瑪麗女王學院時任院長史密斯教授的支持下，成立了“北郵-倫敦大學瑪麗女王學院電磁場理論與應用國際開放實驗室”，倫敦大學瑪麗女王學院的陳曉東教授任實驗室主任，本人擔任執行主任。自實驗室成立以來，通過每周五下午1個小時連線交流雙方的學術進展、協助指導研究生、聯合申請科研項目資助、師生學術互訪等，我們在研究生培養、科研攻關、項目管理等方面取得了令雙方滿意的合作成果。以我們承擔的“十一五”“十二五”民用航天項目為例?！笆晃濉睍r期，我們引進了英方的緊縮場天線測量技術，在對方團隊的幫助下消化、吸收，已培養了三屆研究生，基本掌握了系統設計方法。在此基礎上，“十二五”時期，我們瞄準更高性能的系統（比英方的系統性能指標更高），搭建原理驗證樣機。我們負責系統設計，英方提供關鍵部件加工，并指導我們系統裝調。由于性能指標屬于世界前沿，具有較大的技術挑戰和風險，我們充分發揮合作團隊的協同創新能力和實際經驗，克服了許多技術難題，于2016年初順利完成樣機裝調、測試并達到各項技術要求，為下一步的工程樣機研制服務衛星載荷整機測試打下了堅實的技術基礎。

2014年5月28-30日，在由“中英空間科學與技術聯合實驗室”主辦、上海航天技術研究院承辦的第九屆中英研討會上，我榮幸地與英國國家航天學院阿努奧吉先生一起共同擔任“教育與培訓”分會主席，中英雙方的代表討論了中英空間教育各自的特色和優勢，希望將來能有機會開展這方面的合作。2015年9月5-10日，我第2次參加了由“中英空間科學與技術聯合實驗室”主辦、英國盧瑟福阿普爾頓實驗室承辦的第十屆中英研討會，并繼續與阿努奧吉先生共同擔任“教育與培訓”分會主席，會議期間，我與阿努奧吉先生在上海會議的基礎上，共同擬定了未來十年“中英空間科學教育合作”愿景，希望通過未來十年的努力，在空間科學、空間技術、空間工程三個領域利用雙方的教育和研究資源，培養兩國的未來空間人才，合作涉及到雙方的中小學、大學以及工業部門。大會決定把這份合作計劃推薦給于2015年9月19日在盧瑟福阿普爾頓實驗室舉辦的“中英科技創新研討會”。在得到官方確認后，該項合作計劃被正式列為研討會議題。9月19日下午，阿努奧吉先生和我被邀請出席“中英科技創新研討會”，阿努奧吉先生向與會代表匯報了我們的建議，得到了劉延東副總理和英國高層領導的積極評價和贊同。經過近3個月的籌備，2016年1月16日，“中英空間科學教育與研究合作中方實驗室團體”在北京成立，國家航天局、英國駐華大使館和來自高校、科學院和工業部門的20家實驗室代表出席了成立大會，標志著中英空間科學教育計劃正式啟動。

經過十多年的國際合作實踐，我有幾點體會。第一，平臺合作保障長效機制。人才培養和科學研究要避免短期行為，只有長期穩定的合作，才能給雙方帶來更多的收益。第二，團隊穩定保障合作穩定?？茖W研究中，設備儀器固然重要，更重要的是人的因素，團隊穩定更能實現協同創新。第三，優勢互補保障合作效能。優勢互補是合作的原動力，可以優化雙方資源，以便挑戰更高的科技目標。

三、開展創新活動，

支持空間科學領域青少年人才培養

《世界教育信息》：我們知道，科學教育要從娃娃抓起。在這個問題上，請談談您的看法。

俞俊生：通過中英空間教育合作，充分借鑒英國中小學空間科技教育已有的成功經驗，整合中英雙方的空間科技教育資源，我們希望開辟一條空間科技人才選培的新路。眾所周知，中國的航天事業取得了舉世矚目的成就，中國航天事業的杰出科學家代表錢學森先生沒有沉浸在過去的成績上，而是更具憂患意識，提出了著名的“錢學森”之問，以警示后人。錢老之問的核心思想是需要培養造就一大批世界一流的科技大師，中國的航天科技事業乃至整個國家的科技事業才能有更大的發展，才能始終走在世界的前列。這應該是錢老心中的“中國夢”。人生百年，生命有限，培養科技大師應該從娃娃抓起。我國的九年制義務教育保障了所有青少年能夠接受基礎教育，現階段我國中小學教育涵蓋的知識內容已十分豐富，但科技教育往往受到實驗設備、師資等因素的制約，雖然高科技產品已經進入家庭，如自動洗衣機、智能終端設備、寬帶網絡接入、汽車等，但普通大眾和廣大青少年對它們的科學原理和技術實現知之甚少。從青少年成長的規律來看，這一時期的青少年有強烈的好奇心和求知欲，感性認知能力強，學校和家長應該多帶孩子們到學校之外的工廠、科技博物館、國家實驗室等參觀學習，接觸高科技、了解高科技、愛好高科技，努力學習，長大后成為高科技的創造者。這樣的科技教育，才符合時代的要求和國家的需要。遺憾的是，還有不少學校糾結于學校的升學率和排名而忽視學生創新能力培養，大多數家長糾結于孩子的考試排名而忽視孩子的幸福感教育和興趣培養。從科技人才選拔培養的角度，必須破除現存某些落后于時代的思想桎梏。數理化生學科的偏才、奇才、怪才，未來有可能成為科技大師的苗子，一經發現，學校要把他們當成“金種子”，量身定制他們的學業發展規劃，而不能因為偏科影響升學考試，就得不到老師和家長的重視與呵護。

中英空間科學教育合作項目的創設，借鑒英國科技人才培養經驗，在實踐中積累經驗并有效推廣示范。我們的計劃包括組織國內高校和科研單位的空間科學資源向中小學開放，展示我國最新的空間科技成果，激發青少年的自豪感和愛國熱情。組織英國空間科學數理化大師班來華開展教學觀摩。發展一批初高中合作學校（高中示范校、初中基地校），推薦數理化生拔尖學生（偏才、奇才、怪才），參加“中英空間科學教育與研究”暑期學校，聆聽專題講座和實驗室參觀，邀請其中有興趣的學生參加實驗室的科研項目。組織專家導師組，輔助他們本科階段、碩士研究生階段、博士研究生階段的學業發展以及職業規劃。組織部分學生代表，參加英國皇家學會舉辦的科學活動周，推薦有條件的學生赴英進入一流的空間科學實驗室攻讀學位。

《世界教育信息》：剛才您已經提到了一些舉措，請您談談中英空間科學教育與研究合作計劃啟動后，在空間科學領域青少年人才培養方面的舉辦的活動及其具體的創新舉措。

俞俊生：中英空間科學教育與研究合作計劃已于2016年正式啟動。第一，我們舉辦了兩期“英國空間科學數理化大師班教學觀摩活動周”。2016年3月15-19日，首次“英國空間科學數理化大師班教學觀摩活動周”在北京和上海舉辦，來自北京、上海、天津、江蘇、四川、廣東、海南的近百名師生參加了北京、上海兩地的平行式教學觀摩，英國的4位學術大師及其助手們分別為大家講授了空間物理、空間生物、空間化學3門課程。新穎的內容、精彩的教學讓師生們大開眼界。一般來說，許多同學對物理、化學、生物學科感到有難度，英方老師的做法是先吸引同學們的注意力，利用日常生活中常見的物品，如注射器、玻璃球、干冰、醬油、牛肉塊等，帶著同學們用這些教輔設備做實驗，一邊做實驗、一邊問問題，實驗結束后，老師啟發同學們歸納總結發現的現象并講授科學原理，以及相關科學家的故事，一節課不知不覺就結束了，同學們有意猶未盡的感覺。有同學感慨，這樣的方式上課，一定會喜歡上“高大上”的數理化。中方老師們更是盛贊英方的教學方法，能夠吸引學生注意力，通過教輔設備演示和學生們實際操作，結合生活常識，建立感性認識；啟發學生思考深奧的科學知識，再由老師提煉出書本上給出的科學規律；講科學家的故事，科學家各自都有鮮明的人物個性，弘揚科學精神。第二期教學觀摩活動周也于11月14-18日在北京和上海成功舉辦。

第二，2016年7月18-29日在北京舉辦了首屆“中英空間科學教育與研究活動周（暑期學校）”，來自全國的50名愛好空間科學的初高中學生和教師代表參加了暑期學校的培訓。培訓包括12場中英航天專家的精彩講座、參觀5個國家級空間科學實驗室等，講座的主題面廣、內容豐富，結合圖片與視頻，擴大學生知識面、增長航天知識；實驗室參觀中，實驗室的專家們向同學們介紹科研項目和實現的科學目標，展示了許多先進的實驗儀器。英國專家介紹了空間基礎知識，通過視頻觀看了英國在軌航天員提姆匹克在空間站做的碰撞演示實驗。在第一期暑期學校結業式上，學員代表紛紛表示這是他們參加的航天科學方面最高端的活動，親歷了走進我國航天頂級實驗室時的激動心情，忘不了實驗室老師們的熱情接待，增長了對航天人的親切感和敬仰之情。短短的兩周時間，學生們聽到的、看到的還需要慢慢消化、吸收，但老師們的殷切希望已銘記在心頭。2016年首屆暑期學校的教學工作得到了國家航天局國際合作處、中國空間技術研究院錢學森實驗室、中國科學院國家空間科學中心、北京大學遙感與地理信息系統研究所、北京航空航天大學中英空間科學與技術聯合實驗室、北京郵電大學-倫敦瑪麗女王學院國際開放實驗室、英國國家航天學院的大力支持。

四、高度重視科技領域頂尖人才培養

《世界教育信息》：您對科技領域頂尖人才的培養有哪些建議？

俞俊生：科技人才是國家社會經濟發展的重要群體，世界各國都非常重視科技人才的培養，現在歐美發達國家紛紛推動科學、技術、工程和數學（STEM）課程進入中小學，高度重視中小學階段科學、技術、工程和數學教育。這兩年，STEM課程也在嘗試進入中國市場，北京、上海等城市的一些中學與國際教育機構合作，嘗試引入STEM課程。在創新科技教育的國際潮流中，我國的數學教育越來越受到歐美發達國家的關注。當今世界各國在通過普及學校教育和職業培訓，培養造就大批量實用型、通用型科技人才的同時，也在努力探索拔尖人才的培養方法?！翱茖W大師”是怎樣煉成的？追尋大師的足跡，可以看出一些端倪——第一階段，學生少年時期遇到好的啟蒙老師（家長或學校老師），產生對自然科學濃厚的興趣，得到家長和老師的保護和支持，這一階段應該屬于“興趣+好奇”驅動型學習模式，達到不知疲倦、廢寢忘食的狀態。第二階段，學生青年時期接受優質的高等教育，遇到志同道合的同學和老師，這一階段屬于“興趣+求知”驅動型學習模式，同樣達到不知疲倦、廢寢忘食的狀態。第三階段是漫長的，面對各種科學難題的挑戰，努力攀登一個又一個科學珠穆朗瑪峰，失敗、孤獨、苦難常常相伴，需要巨大的勇氣和耐力，克服困難的堅強意志，這個漫長的階段屬于“興趣+信仰”驅動型學習模式，不僅有不知疲倦、廢寢忘食的工作狀態，還有百折不撓，矢志不渝的堅強意志，只有信仰才能具有無窮的力量。鑒于這種理解，我對培養拔尖科技人才的建議如下。第一，加強青少年的科普工作，在中小學增加科普活動，如專題報告和外出參觀。增設科技興趣班，主動發現孩子們的興趣愛好，倡導“興趣+好奇”驅動型學習模式。第二，興辦特色、專長高中和大學，入學條件由“全才”轉變為“專才”，保障有專業興趣的孩子能接受好的高中和大學教育，倡導“興趣+求知”驅動型學習模式。第三，讓“偏才、奇才、怪才”的偏科學生受到家長和學校的重視，創造條件早期進入國家實驗室，參與科學研究和科學實驗，并為他們配備學術發展導師，進入青年時期，倡導“興趣+信仰”驅動型學習模式。我堅信，中國的未來肯定會涌現出大批的科技頂尖人才。

編輯 許方舟 校對 朱婷婷