以学生为中心教改不息 传使命与梦想助力成长——记北航立德树人优秀奖获得者刘虎

点击数:    |    加入时间:2021-11-18

以学生为中心教改不息 传使命与梦想助力成长

——记北航立德树人优秀奖获得者刘虎

在航空科学与工程学院,有一门学生戏称为“让无数航空学院学子闻风丧胆”,又让学生感慨“一个咬牙坚持的学期和一架沥尽心血的飞机,很多年后,我可能还会记忆犹新”的核心专业课——“飞机总体设计”。这门国家级一流课程的课程团队以十余名青年教师为主力,其负责人就是“80 后”的飞机系主任刘虎老师。

教改探索不息 打造一流课程

2006 年,博士后出站留校的刘虎加入了他的博士导师武哲教授新组建的“飞机总体设计”课程团队。由于他一直在研究总体设计支持技术,并且开发出了国内少有的计算机辅助飞机概念方案设计系统,所以武哲教授鼓励他大胆探索和尝试,具体组织课程的改革和精品课建设。他自己也没有想到,这一受命之后,竟然是十五年不止步的持续教改探索。

“飞机总体设计”2006 年获北航精品课建设立项,2007 年获北京市精品课,2008年获国家级精品课,2019 年获首批国家级线下一流课程。实现跨越最为核心的“秘诀”,是将传统的完全课堂讲授的模式,变为了以学生为中心的总体方案设计项目牵引模式,而且是“竞争性团队设计项目”。

新模式让学生们“挑战巨大、投入超多”,而对课程团队来说,每一届约 30 个小组(每组约 10 人)带来的课外指导、课内评审工作量也极大。对于为什么会“自找苦吃”,他说:“在航空业中,由各个飞机公司进行方案的竞标是常态,我们的课程正处在未来的飞机设计师们专业学习和设计生涯的起点,应该让大家通过这样的‘学以致用’做更好的准备。”

为了给学生们的设计创造提供更好的支持,刘虎和课程组不停探索和实践:2009 年起的“大师进校园”中邀请顾诵芬院士、李天院士等名家授课和指导,2011 年发起“北航-美国普渡大学飞机设计联合课程计划”,2014 年起发起“航空航天设计联合课程计划”(已有近十所高校的设计课程加入), 2016 年起联合 7 所高校和航空工业、中国商飞的 2 个设计院所编写《飞机总体设计》教材,2019 年获得了第三个校级教学成果一等奖、2020 年“云教材”出版……2018 年,刘虎老师负责的“隐身飞机探究与设计”还获得了航空航天类首批、北航首个国家级虚拟仿真实验教学一流课程。

2018-2019 年,刘虎在教育部高等学校航空航天类专业教学指导委员会支持下,发起并组织了“联合杯”全国大学生先进飞行器总体设计竞赛,有 19 所高校的 51 支队伍报名,近十个工业界设计院所参与支持。顾诵芬院士在贺信中写到,这样的竞赛“无疑对提高学生总结学习成果和促进学生创新能力都是有益的。”担任评委的西飞民机公司的魏严锋总师评价,“竞赛对于工业部门发现人才是种很好的途径。”

2020 年,在刘虎的努力下,实现了将“飞行器设计仿真赛项”纳入教育部高教司主办的全国大学生工程训练综合能力竞赛,并且得到了应急管理部、交通运输部、中国航空研究院等单位的指导和支持。这一赛项有 24 个省市自治区 109 所高校的 415 所团队报名参赛,这也意味着融入国家重大需求的北航设计课程模式正在逐步辐射全国高校,让更多的青年学子能够“因为一个飞机梦聚在一起”。

在他主编的《飞机总体设计》教材的前言中,有一份很长的致谢名单。他将课程建设的成果都归功于学校学院提供的平台、前辈专家的帮助、课程组的共同努力、以及学生们的参与和支持。但是,作为各项改革的主要策划者和组织者,而且还一直在学科建设、科研项目和学术研究方面承担着大量的任务,他对教学的投入和付出是可想而知的。

有一位学生在总结报告中写到,“我想知道刘虎老师是怎么做到一直保持这样的热情上课和指导的?”对此,他说最重要的源动力就是看到每一届的学生完成了在选课前都觉得不可能完成的飞机设计方案,“我很荣幸能为同学们的优秀设计代言!”。在他主编的教材中,不仅在附录收录了优秀团队的设计报告范例,还将全书共 20 章的每章标题图,都选用了学生设计方案;播放由学生们自己制作的设计历程微纪录片,更是他每次教学和招生讲座的必备环节。

传使命传信念 激发空天梦想

新主楼 D515 是航空学院飞机系的会议室,里面有一处精心布置的照片墙,其中的18 张照片,是 1952 年以来,飞机系师生做出贡献的北航自主设计研制的代表性飞行器:北京 1 号、无侦-5、“蜜蜂”系列、“长鹰”、临近空间飞行器等等。这个记录历程的创意,就是来自担任系主任的刘虎。

“既然传承了建校之初‘飞机系’这一光荣名称,就有责任传承空天报国的使命。”2017 年,他组织系里的师生,与北航传媒共同拍摄和制作了飞机系的第一部宣传片《创造飞行》献礼校庆,自己还参与了制片、策划、编剧、旁白脚本等大量幕后工作。这个片子在“航小萱”等的推送下,浏览量超过了 2 万,取得了很好的反响。

2019 年,学校的“课程思政”示范课从 3 门试点扩展至 13 门。在新增的 10 门中,刘虎负责的就有 2 门,即 “飞机总体设计”(面向大三,定位“团结拼搏”)和“经典飞机设计实例解析”(面向大二,定位“铭记征程”)。加上“空天力量运用与任务仿真”(面向大一/大二,定位“感受责任”),他规划和建设的“飞行器设计课程思政三部曲”已经将“航空就是力量”、“航空拯救生命”等信念融入了教书育人。

为了讲好“经典飞机设计实例解析”,他与课程团队阅读了以航空工业院士丛书为主的四十多本文献资料,梳理了从歼教 1 以来的十多种国产军民机型号的设计研制案例。“在阅读这些文献的时候,我们老师自己就先被感动了,我们相信这种真实的力量同样能感染学生。”有的学生在课堂上观看纪录片时落泪;“歼轰 7 研制过程中经历三起三落,但研制人员即使条件艰苦,也要把飞机搞出来”、“歼 10 首飞成功,科研技术人员都热泪盈眶、使人感动”等等,他和团队一直努力将把思想价值引领贯穿于教育全过程,真正做到如盐在肴,化于无形、融于细微。

2020 年,刘虎带领航空学院的翼缕碧空暑期实践队和赤子航心学生记者团,采访了课程中介绍的陈一坚院士、李明院士、“科研试飞英雄”王昂等航空界前辈和大师,还拜访了顾诵芬院士,瞻仰了徐舜寿先生铜像。同学们编写的系列微信推送,阅读量近3 万,实现了从课堂到实践,从接受教育到主动传播的思政育人效果。实践队还荣获了“青年服务国家”首都大中专学生暑期社会实践优秀团队称号。

为了鼓励中学生追寻梦想,报考北航,刘虎在牡丹江、北京、郑州、延安的多所重点高中作过报告,分享自己的求学与探索之路,还获得了学校的“2019 年教授进中学突出贡献奖”。2019 年 4 月,他随学院到延安中学做宣讲,在结束了原定的给高二同学的报告的当天晚上,偶然得知另一个校区的高一同学也很想听,于是主动提出在第二天上午去机场前,一早给高一同学加讲一场,这让延安中学的师生都很感动。报告中他注意到高二的高锐同学对航空航天表现出浓厚兴趣,返京后他专门买了一本《航空航天概论》,请主编贾玉红老师签了名,托学院给高锐同学寄去作为鼓励。他说:“也许我们做的一点小事儿,就能助燃年轻人心中追寻空天梦想的火花了!”

亦良师亦益友 助力学生成长

在课内课外的尽心投入、将各种纪录片/科幻动漫素材融入教学、鼓励和帮助大家进行各种尝试等,使刘虎跟学生们建立了亦师亦友的融洽关系:被一些学生亲切地称为“虎哥”、有的微信发言被学生做成了表情包、在学生制作的微纪录片中“客串”、在课程结束时被拉着合影、多次受邀在毕业 MV 中献上祝福等等。

成长中不只有乘风破浪,还会有暗礁险滩。他提出“竞争性团队设计项目”,其实也蕴含着对同学们“逆商”的锻炼。每学期按照系统需求评审(SRR)、系统定义评审(SDR)和初步方案评审(CoDR)确定晋级,还有最后的总决赛,每一关都是对学生们的考验,而且必然会有小组因为失利而遗憾和失望。这种时候,他总会耐心开导大家,给大家打气鼓励,而学生们的分享也说明了老师们没有白费苦心:“笑过也哭过,有过压力大到三天哭四次,也有过如释重负后的焕然一新”、“SRR 的倒数第三、SDR 的第一、CoDR 的第一、总决赛冠军!We made it !”。

“团队”,是他在教学中强调最多的词之一,也是学生们在开展设计项目时感受最深的一个词。“感谢总设让我遇见你们”、“难忘的总设,最大的收获就是,一个人的力量是有限的,团队的增益是无穷的”、“友谊、知识、经历、汗水,全是好事儿”,学生们在朋友圈分享的正是与团队一起成长的感悟和收获。

在指导的研究生中,刘虎也有很好的口碑,不仅在做科研写论文方面的严密思路和严格要求让学生们佩服,在学生们的海外联合培养、找实习找工作、身心健康等方面的悉心关注更让他们感动。

2016 年 7 月 25 日,他的硕士研究生熊培森在随北航“凌峰社”攀登青海的阿尼玛卿雪山时因高原反应严重昏迷,他在得知消息后的第一时间,就想方设法联系了近十家通航企业和国家应急办的专家,沟通能否安排直升机去救援。尽管由于种种原因,直升机均无法前往,他的努力仍让学生父母很感激。熊培森经学校上下全力营救,得以奇迹般脱险和康复,在当年就申请了硕博连读并在刘虎的指导下开展航空应急救援决策支持技术的研究。熊培森在他博士论文“致谢”中感慨的写到:刘老师“在我生死存亡之际,努力地帮助我寻找救援力量。亦师亦友,我想这是描述师生关系最美妙的词了”。

报国情怀、专业知识、创新精神、全局思维、团队协作、国际视野是刘虎总结的飞行器设计人才需要具备的“六位一体”综合素质与能力,对于为此开展的课程建设和育人探索之路,他说:“没有尽头,只有前进。”

编辑:贾爱平


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