深化国际合作 加强中国科技教育

郭伟+刘来兵

摘 要：空间科学与技术是近年获得迅速发展的前沿交叉学科领域，空间科学与技术领域的人才培养和科学研究为我国空间科学与航天事业提供有力的支撑，空间科学与应用专业的发展对我国国防建设、国民经济建设和社会发展有着深刻的影响，具有战略发展意义。俞俊生，北京邮电大学与伦敦玛丽女王大学联合建设的“电磁场理论与应用”国际开放实验室执行主任，兼任国家国防科技工业局航天技术专家组专家、中英空间科学教育与研究合作中方实验室团体专家组秘书长、电子科技大学“立人班”导师组总导师、中国教育发展战略学会国际教育专业委员会学术委员会专家。为透视中国在空间科学国际合作和人才培养方面的发展状况及未来趋势，本刊对俞教授进行了专访。在采访中，俞教授指出，空间科学领域的国际合作需要“地位对等”和“优势互补”；平台合作、团队稳定和优势互补是国际合作成功的关键；中英两国在空间科学教育方面的合作十分必要，取得了累累硕果；未来科技领域顶尖人才需从娃娃抓起。

关键词：空间科学；优势互补；国际合作

一、空间科学领域的国际合作需要

“地位对等”和“优势互补”

《世界教育信息》：尊敬的俞教授，您好！很高兴您能够接受本刊的专访。作为北京邮电大学与伦敦玛丽女王大学联合创建的“电磁场理论与应用”国际开放实验室执行主任和中英空间科学教育与研究合作中方实验室团体专家组秘书长，您是怎样看待空间科学领域的中英合作的？

俞俊生：空间科技体现一个国家的整体科技实力、综合工程能力和系统管理水平，国际合作能够实现经济、技术等方面的优势互补，但这一领域的国际合作也往往比较敏感。高水平国际合作很大程度上取决于合作双方整体科技实力的“地位对等”和“优势互补”。英国在近代自然科学方面的发展举世瞩目，先驱者如牛顿、麦克斯韦尔等声名显赫，他们在力学和电磁学方面的贡献帮助人类全面演进至当今的科学时代。英国的科学技术始终走在世界的前沿，具备良好的科研传统和深厚的学术积累。新中国成立以来，广大科技工作者在中国共产党的领导下，艰苦奋斗、励精图治、努力追赶，在建国之初的十几年里，初步建立起了自己的科学研究和工业体系。以钱学森、邓稼先等为代表的一批老一代科学家放弃了当时西方国家优越的生活条件，投身到新中国的怀抱，并和众多的本土专家一道，面对西方国家的技术封锁和苏联科技援助的终止，在极其艰难的条件下，自力更生，艰苦奋斗，在不到20年的时间里，取得了“两弹一星”等一批从无到有的伟大成就，在世界上展示了新中国的力量，为新中国赢得了尊严。这一时期，中国涌现出了一大批科技领军人物，这其中有28位科学家代表荣获“两弹元勋”的殊荣，他们是广大科技工作者群体的杰出代表，他们的家国情怀和献身祖国科技事业的拼搏精神，构成了中国航天精神、两弹一星精神的核心价值基础。自20世纪80年代初，中国共产党带领中国人民走上中国特色社会主义道路，经过30多年的探索和实践，我国的综合国力有了较大的提升，为科技事业的发展打下了坚实的经济基础。经过新世纪十几年的发展，我国的经济不仅迈上了更高的发展台阶，科技水平更是有了大幅度的提高。国家统计局、科学技术部、财政部联合发布的《2015年全国科技经费投入统计公报》显示，2015年，我国研发经费投入总量达到1.4万亿，科技发展水平迈上新台阶，里程碑式的科技成果层出不穷。例如，2016年9月25日，直径500米、全球最大口径球面射电望远镜（FAST），被形象地称为“天眼”，在贵州的自然天坑中正式启用；2016年9月15日，“天宫二号”成功发射升空；2016年6月20日，中国国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威·太湖之光”在国际比赛中以超第二名近三倍的运算速度夺得第一；2016年6月22日至8月12日，中国科考船“探索一号”在马里亚纳海沟“挑战者深渊”开展了我国第一次综合性万米深渊科考活动；2016年1月底，中科院合肥物质科学研究院等离子体所承担的大科学工程“人造太阳”实验装置（EAST）成功实现了电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电；2016年8月16日，中国发射了世界首颗量子科学实验卫星；2015年12月17日，中國成功发射暗物质粒子探测卫星“悟空”，这标志着我国空间科学探测研究迈出重要一步；2012年底，北斗区域导航系统建设已完成，2020年前后将形成全球覆盖能力；2016年9月10日，郑（州）徐（州）高铁正式开通运营，中国高铁运营里程突破2万公里；2017年年初，中国宣布将在北京投资近50亿元建设超级同步辐射源装置“慧眼”。

经过60多年的追赶，我国科技事业的整体水平与西方发达国家的差距已逐步缩小，其中，航天、核能、高铁等多个领域已成功跻身世界先进行列，形成了广泛开展高水平国际合作所需“对等性”的重要基础。2013年12月2日，中国国家航天局与英国航天局在京签署了《中国国家航天局和英国航天局关于探索与和平利用外层空间合作的谅解备忘录》，双方进一步扩大在空间科学、空间应用、教育培训等多个领域探讨合作的可能性。2015年9月，中国国务院副总理刘延东率中方代表团访英，全面深化中英第三次人文交流机制；2015年9月19日，刘延东副总理出席在卢瑟福阿普尔顿实验室举行的“中英科技创新座谈会”，作为论坛议题之一的“中英空间科学教育合作”得到刘延东副总理和与会英方代表的积极评价。回顾中英空间科技领域的合作历程，可以很清楚地发现，随着中英空间领域合作的“地位对等”性不断巩固，双方科技优势的“互补性”亦日益凸显，英方的空间科学、探测载荷技术等与中方的卫星平台、运载火箭技术等互补性强，促成了中英合作不断跃升。

二、平台合作、团队稳定和优势互补是

国际教育合作成功的关键

《世界教育信息》：在空间科学领域，请您继续深入介绍一下中英双方在高等院校层面的合作。

俞俊生：在国际上有影响力的中英空间领域的校际合作始于2000年由清华大学宇航技术研究中心和英国萨瑞大学空间中心共同研制的微型卫星“清华一号”顺利升空。2007年11月8日，在中英两国航天局的支持下，由北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院时任院长房建成教授与英国卢瑟福阿普尔顿实验室时任主任哈德威尔教授负责组建的“中英空间科学与技术联合实验室”，开创了中英空间领域高端平台合作的先例，具有里程碑式的意义。该联合实验室作为组织协调两国的航天研究机构、大学和工业部门的合作平台，推进中英空间领域的高端合作，双方共同组织年度合作交流会的工作机制十分有效，迄今已经成功组织了11届年度交流会，取得了丰硕的合作成果。

我以我所在的实验室为例，向大家介绍中英合作的一些经验和体会。2003年11月8日，在北京邮电大学时任校长林金桐教授和伦敦大学玛丽女王学院时任院长史密斯教授的支持下，成立了“北邮-伦敦大学玛丽女王学院电磁场理论与应用国际开放实验室”，伦敦大学玛丽女王学院的陈晓东教授任实验室主任，本人担任执行主任。自实验室成立以来，通过每周五下午1个小时连线交流双方的学术进展、协助指导研究生、联合申请科研项目资助、师生学术互访等，我们在研究生培养、科研攻关、项目管理等方面取得了令双方满意的合作成果。以我们承担的“十一五”“十二五”民用航天项目为例。“十一五”时期，我们引进了英方的紧缩场天线测量技术，在对方团队的帮助下消化、吸收，已培养了三届研究生，基本掌握了系统设计方法。在此基础上，“十二五”时期，我们瞄准更高性能的系统（比英方的系统性能指标更高），搭建原理验证样机。我们负责系统设计，英方提供关键部件加工，并指导我们系统装调。由于性能指标属于世界前沿，具有较大的技术挑战和风险，我们充分发挥合作团队的协同创新能力和实际经验，克服了许多技术难题，于2016年初顺利完成样机装调、测试并达到各项技术要求，为下一步的工程样机研制服务卫星载荷整机测试打下了坚实的技术基础。

2014年5月28-30日，在由“中英空间科学与技术联合实验室”主办、上海航天技术研究院承办的第九届中英研讨会上，我荣幸地与英国国家航天学院阿努奥吉先生一起共同担任“教育与培训”分会主席，中英双方的代表讨论了中英空间教育各自的特色和优势，希望将来能有机会开展这方面的合作。2015年9月5-10日，我第2次参加了由“中英空间科学与技术联合实验室”主办、英国卢瑟福阿普尔顿实验室承办的第十届中英研讨会，并继续与阿努奥吉先生共同担任“教育与培训”分会主席，会议期间，我与阿努奥吉先生在上海会议的基础上，共同拟定了未来十年“中英空间科学教育合作”愿景，希望通过未来十年的努力，在空间科学、空间技术、空间工程三个领域利用双方的教育和研究资源，培养两国的未来空间人才，合作涉及到双方的中小学、大学以及工业部门。大会决定把这份合作计划推荐给于2015年9月19日在卢瑟福阿普尔顿实验室举办的“中英科技创新研讨会”。在得到官方确认后，该项合作计划被正式列为研讨会议题。9月19日下午，阿努奥吉先生和我被邀请出席“中英科技创新研讨会”，阿努奥吉先生向与会代表汇报了我们的建议，得到了刘延东副总理和英国高层领导的积极评价和赞同。经过近3个月的筹备，2016年1月16日，“中英空间科学教育与研究合作中方实验室团体”在北京成立，国家航天局、英国驻华大使馆和来自高校、科学院和工业部门的20家实验室代表出席了成立大会，标志着中英空间科学教育计划正式启动。

经过十多年的国际合作实践，我有几点体会。第一，平台合作保障长效机制。人才培养和科学研究要避免短期行为，只有长期稳定的合作，才能给双方带来更多的收益。第二，团队稳定保障合作稳定。科学研究中，设备仪器固然重要，更重要的是人的因素，团队稳定更能实现协同创新。第三，优势互补保障合作效能。优势互补是合作的原动力，可以优化双方资源，以便挑战更高的科技目标。

三、开展创新活动，

支持空间科学领域青少年人才培养

《世界教育信息》：我们知道，科学教育要从娃娃抓起。在这个问题上，请谈谈您的看法。

俞俊生：通过中英空间教育合作，充分借鉴英国中小学空间科技教育已有的成功经验，整合中英双方的空间科技教育资源，我们希望开辟一条空间科技人才选培的新路。众所周知，中国的航天事业取得了举世瞩目的成就，中国航天事业的杰出科学家代表钱学森先生没有沉浸在过去的成绩上，而是更具忧患意识，提出了著名的“钱学森”之問，以警示后人。钱老之问的核心思想是需要培养造就一大批世界一流的科技大师，中国的航天科技事业乃至整个国家的科技事业才能有更大的发展，才能始终走在世界的前列。这应该是钱老心中的“中国梦”。人生百年，生命有限，培养科技大师应该从娃娃抓起。我国的九年制义务教育保障了所有青少年能够接受基础教育，现阶段我国中小学教育涵盖的知识内容已十分丰富，但科技教育往往受到实验设备、师资等因素的制约，虽然高科技产品已经进入家庭，如自动洗衣机、智能终端设备、宽带网络接入、汽车等，但普通大众和广大青少年对它们的科学原理和技术实现知之甚少。从青少年成长的规律来看，这一时期的青少年有强烈的好奇心和求知欲，感性认知能力强，学校和家长应该多带孩子们到学校之外的工厂、科技博物馆、国家实验室等参观学习，接触高科技、了解高科技、爱好高科技，努力学习，长大后成为高科技的创造者。这样的科技教育，才符合时代的要求和国家的需要。遗憾的是，还有不少学校纠结于学校的升学率和排名而忽视学生创新能力培养，大多数家长纠结于孩子的考试排名而忽视孩子的幸福感教育和兴趣培养。从科技人才选拔培养的角度，必须破除现存某些落后于时代的思想桎梏。数理化生学科的偏才、奇才、怪才，未来有可能成为科技大师的苗子，一经发现，学校要把他们当成“金种子”，量身定制他们的学业发展规划，而不能因为偏科影响升学考试，就得不到老师和家长的重视与呵护。

中英空间科学教育合作项目的创设，借鉴英国科技人才培养经验，在实践中积累经验并有效推广示范。我们的计划包括组织国内高校和科研单位的空间科学资源向中小学开放，展示我国最新的空间科技成果，激发青少年的自豪感和爱国热情。组织英国空间科学数理化大师班来华开展教学观摩。发展一批初高中合作学校（高中示范校、初中基地校），推荐数理化生拔尖学生（偏才、奇才、怪才），参加“中英空间科学教育与研究”暑期学校，聆听专题讲座和实验室参观，邀请其中有兴趣的学生参加实验室的科研项目。组织专家导师组，辅助他们本科阶段、硕士研究生阶段、博士研究生阶段的学业发展以及职业规划。组织部分学生代表，参加英国皇家学会举办的科学活动周，推荐有条件的学生赴英进入一流的空间科学实验室攻读学位。

《世界教育信息》：刚才您已经提到了一些举措，请您谈谈中英空间科学教育与研究合作计划启动后，在空间科学领域青少年人才培养方面的举办的活动及其具体的创新举措。

俞俊生：中英空间科学教育与研究合作计划已于2016年正式启动。第一，我们举办了两期“英国空间科学数理化大师班教学观摩活动周”。2016年3月15-19日，首次“英国空间科学数理化大师班教学观摩活动周”在北京和上海举办，来自北京、上海、天津、江苏、四川、广东、海南的近百名师生参加了北京、上海两地的平行式教学观摩，英国的4位学术大师及其助手们分别为大家讲授了空间物理、空间生物、空间化学3门课程。新颖的内容、精彩的教学让师生们大开眼界。一般来说，许多同学对物理、化学、生物学科感到有难度，英方老师的做法是先吸引同学们的注意力，利用日常生活中常见的物品，如注射器、玻璃球、干冰、酱油、牛肉块等，带着同学们用这些教辅设备做实验，一边做实验、一边问问题，实验结束后，老师启发同学们归纳总结发现的现象并讲授科学原理，以及相关科学家的故事，一节课不知不觉就结束了，同学们有意犹未尽的感觉。有同学感慨，这样的方式上课，一定会喜欢上“高大上”的数理化。中方老师们更是盛赞英方的教学方法，能够吸引学生注意力，通过教辅设备演示和学生们实际操作，结合生活常识，建立感性认识；启发学生思考深奥的科学知识，再由老师提炼出书本上给出的科学规律；讲科学家的故事，科学家各自都有鲜明的人物个性，弘扬科学精神。第二期教学观摩活动周也于11月14-18日在北京和上海成功举办。

第二，2016年7月18-29日在北京举办了首届“中英空间科学教育与研究活动周（暑期学校）”，来自全国的50名爱好空间科学的初高中学生和教师代表参加了暑期学校的培训。培训包括12场中英航天专家的精彩讲座、参观5个国家级空间科学实验室等，讲座的主题面广、内容丰富，结合图片与视频，扩大学生知识面、增长航天知识；实验室参观中，实验室的专家们向同学们介绍科研项目和实现的科学目标，展示了许多先进的实验仪器。英国专家介绍了空间基础知识，通过视频观看了英国在轨航天员提姆匹克在空间站做的碰撞演示实验。在第一期暑期学校结业式上，学员代表纷纷表示这是他们参加的航天科学方面最高端的活动，亲历了走进我国航天顶级实验室时的激动心情，忘不了实验室老师们的热情接待，增长了对航天人的亲切感和敬仰之情。短短的两周時间，学生们听到的、看到的还需要慢慢消化、吸收，但老师们的殷切希望已铭记在心头。2016年首届暑期学校的教学工作得到了国家航天局国际合作处、中国空间技术研究院钱学森实验室、中国科学院国家空间科学中心、北京大学遥感与地理信息系统研究所、北京航空航天大学中英空间科学与技术联合实验室、北京邮电大学-伦敦玛丽女王学院国际开放实验室、英国国家航天学院的大力支持。

四、高度重视科技领域顶尖人才培养

《世界教育信息》：您对科技领域顶尖人才的培养有哪些建议？

俞俊生：科技人才是国家社会经济发展的重要群体，世界各国都非常重视科技人才的培养，现在欧美发达国家纷纷推动科学、技术、工程和数学（STEM）课程进入中小学，高度重视中小学阶段科学、技术、工程和数学教育。这两年，STEM课程也在尝试进入中国市场，北京、上海等城市的一些中学与国际教育机构合作，尝试引入STEM课程。在创新科技教育的国际潮流中，我国的数学教育越来越受到欧美发达国家的关注。当今世界各国在通过普及学校教育和职业培训，培养造就大批量实用型、通用型科技人才的同时，也在努力探索拔尖人才的培养方法。“科学大师”是怎样炼成的？追寻大师的足迹，可以看出一些端倪——第一阶段，学生少年时期遇到好的启蒙老师（家长或学校老师），产生对自然科学浓厚的兴趣，得到家长和老师的保护和支持，这一阶段应该属于“兴趣+好奇”驱动型学习模式，达到不知疲倦、废寝忘食的状态。第二阶段，学生青年时期接受优质的高等教育，遇到志同道合的同学和老师，这一阶段属于“兴趣+求知”驱动型学习模式，同样达到不知疲倦、废寝忘食的状态。第三阶段是漫长的，面对各种科学难题的挑战，努力攀登一个又一个科学珠穆朗玛峰，失败、孤独、苦难常常相伴，需要巨大的勇气和耐力，克服困难的坚强意志，这个漫长的阶段属于“兴趣+信仰”驱动型学习模式，不仅有不知疲倦、废寝忘食的工作状态，还有百折不挠，矢志不渝的坚强意志，只有信仰才能具有无穷的力量。鉴于这种理解，我对培养拔尖科技人才的建议如下。第一，加强青少年的科普工作，在中小学增加科普活动，如专题报告和外出参观。增设科技兴趣班，主动发现孩子们的兴趣爱好，倡导“兴趣+好奇”驱动型学习模式。第二，兴办特色、专长高中和大学，入学条件由“全才”转变为“专才”，保障有专业兴趣的孩子能接受好的高中和大学教育，倡导“兴趣+求知”驱动型学习模式。第三，让“偏才、奇才、怪才”的偏科学生受到家长和学校的重视，创造条件早期进入国家实验室，参与科学研究和科学实验，并为他们配备学术发展导师，进入青年时期，倡导“兴趣+信仰”驱动型学习模式。我坚信，中国的未来肯定会涌现出大批的科技顶尖人才。

编辑 许方舟 校对 朱婷婷