儀器儀表的領軍人物能否出現在中國？

老前輩探索新課題

    據教育部統計，至2005年底，我國設有儀器儀表專業的高等院校有180余所，每年本科畢業學生達15000人。王大珩院士納悶：在我國如此龐大的儀器儀表生力軍中，至今沒有出現在國內外具有影響力的“儀器儀表領軍人物”。而這一事業是否能夠真正崛起，關鍵還在于是否能培養出了一批人才。

    由此，王大珩院士想起了自己走過的路，并掐著手指算道，“我1948年回國，1949年參與籌建大連大學，擔任應用物理系主任，在當時物質條件極度匱乏情況下，我們通過自制儀器設備，解決了全年級600余人開設的普通物理課程困難， 也培養鍛煉師生的動手能力”。

    他認為，在教育方面，目前國內理論教材使用的多為國外的教材，很系統，但蒼白，使儀器儀表的教育缺乏系統訓練。學生缺少實踐上的求知過程，養成了避難就易的思想作風。買來儀器很省事，一按鈕數據就出來了，對原理理解不多，很難產生創新思維。

    他記起了當年自己在英國帝國理工大學深造的一些情景。學校會盡量支持學生的動手能力。除上課外，整個時間都在實驗室里，教授們重視學生的動手能力，工科學生的畢業都要經過實踐能力考試。

    他說，“中國科學院長春光機所1958年出研制出了‘八大件和一個湯’。即：電子顯微鏡、高溫金相顯微鏡、多倍投影儀、大型光譜儀、萬能工具顯微鏡、晶體譜儀、高精度經緯儀、光電測距儀等八種代表性的精密儀器及一系列新品種光學玻璃。雖然這些成績在現在來看，只是一般儀器，但在建國初期無疑是高檔儀器。之所以取得這樣的成績，是因為在此之前埋頭苦干了5年，是因為我們為此作了長時間的技術基礎鍛煉，培養了一批善于動手、善于思考的青年技術人員和技術工人”。

    據悉，王大珩院士培養的學生中，很多人后來被輸送到全國許多光學機構，并做出了貢獻。其中，有十幾位成為院士。中科院長春光機所由此也成為世界上著名的光學設備研發基地。 

    他說，“如果中國想在科學儀器上做出原始創新成果，想從中國制造走到中國創造的境界，則需要先推出儀器儀表的人才培養計劃，重視理論與實踐相結合，使之具有創新能力，并培養一部分領軍人才，讓年輕人從掌握基本原理升華到技術創新”。

    為此，他希望有人對目前中國研制儀器儀表的人才培養狀況進行調研。

專業學科消失在“專才”轉“通才”的軌道上

    根據王大珩院士要求，記者對一些高校進行了粗略了解。

    在清華大學任教多年并擔任過其精儀系主任的金國藩院士介紹，我國自1952年院系調整之后，儀器儀表的人才培養模式全面學習前蘇聯。儀器儀表系設置有精密儀器、光學儀器等專業。但“文化大革命”后，隨著改革開放，教育指導思想逐漸定位為面向世界、面向未來、面向現代化、面向市場經濟。我國高等教育由專才教育向通才教育轉變，許多高校陸續將專業歸并。1998年教育部頒布了新的本科專業目錄，把儀器儀表類11個專業：精密儀器、光學技術與光電儀器、檢測技術與儀器儀表、電子儀器及測量技術、幾何量計量測試、熱工計量測試、力學計量測量、光學計量測量、無線電計量測試、檢測技術與精密儀器、測控技術與儀器歸并為一個大專業——測控技術及儀器。

    在這一轉換過程中，各高等院校均希望加強基礎教育，擴大學生知識面，減少了專業課程，因此儀器儀表方面的專業課幾乎消失。

    金國藩院士認為，就目前學生特點而言，主要增強了外語能力、計算機模擬能力等訓練。與上世紀50年代學生比較，現在學生的確在外語和計算機方面較以前學生強很多，但學生的實踐能力、動手能力較弱。

    他介紹，過去清華精儀系專業的學生有很多這樣的課程：認識實習、生產實習和畢業實習。而現在的學生只有短短幾周的社會實踐，而且在實踐中多以參觀為主，直接接觸儀器的機會較少。過去的學生還有零件設計、儀器零件設計和儀器設計等課程，學生的畢業設計也多從工廠實際情況中來，而現在多結合教師的科研任務。在清華大學，教師多為高精尖的科研縱向任務，前沿課題較多。

    他說，“學習儀器專業不僅需要光、機、電、算各個方面的知識，還要有設計和加工制造的知識，甚至具有組織管理能力。因此，今后的教學改革任重道遠”。

    雖然我國高等院校有光學儀器和精密儀器的重點大學很多，但有的只有光學工程卻無精密儀器，有的只有儀器儀表沒有光學，呈現出“缺胳膊少腿”現象 。

    另有學者告訴記者，一段時間以來，受我國科研評估制度影響，我國高校學生畢業論文多追求在國外雜志發表，卻與中國的生產情況嚴重脫節。與此同時，學生在市場經濟環境下，追求高報酬。畢業或取得學位后，紛紛到外國企業任職或出國深造。由此出現了一種情形：一流學生走出國門，二流學生在國內做外國公司代理。

    但最近幾年情況似乎有所好轉。清華大學精密儀器與機械學系長江學者尤政介紹，該系學生本科畢業70-80%繼續考研究生，研究生畢業后絕大部分出國，最近幾年，國內經濟發展迅速，清華該專業約有40%研究生畢業后去了國有大中型企業。

業余訓練動手能力成為新招

    近些年，在培養學生的動手能力方面，一些學校以增加課外活動抓緊訓練。據悉，清華大學精密儀器與機械學系，每年4月末最后的一周都會舉辦“挑戰杯”機器人大賽。在制作機器人過程中，學生動手能力得到提高。

    在中國科技大學，學生們也認為，“既動手又動腦，才能學得更好”。

    不久前，中國科技大學組織了該校第五屆機器人比賽。其精密機械與精密儀器系的同學創作了校園輕喜劇《愛在芳華》，劇中主角是兩只造型別致的七星瓢蟲。同學們介紹，這種機器人有6只腳，行走自如而且非常穩定，善于攀爬。

    一本科學生說，“機器人的每一個零部件都是我們自己加工制作的。這樣可以學到許多書本上學不到的知識。”

    另一位同學也深有同感地說：“3個月做下來，電鉆、臺鉆、鋸子、改錐、扳手、絲攻……所有的工具我們都會用了。在實踐中，他們還發現不少實際問題與理論不一致的地方。如理論上講傳感器探頭在識別的時候只發一次信號，而我們做的傳感器卻發出兩次信號。盡管在制作過程中，我們把兩次信號作為一次信號來處理解決了問題，但是原理上的問題還沒有解決。”

    還有一位同學說，“開始做機器人時心里沒譜，缺少很多相關知識。但進入訓練后，缺什么就補什么，邊學習邊摸索。在解決實際問題中自主學習，在與同學的交流中相互學習。一場機器人比賽之后，就能基本掌握單片機編程的原理。”

    中國科技大學指導學生制作機器人的陳繼榮教授認為，二年級大學生在暑假參與機器人制作的效果非常好，這樣可以把三年級將要學習的《微機原理》和《數字信號處理》等課程，在制作機器人的過程中預先涉及，并可以將理論與實際結合，把問題弄得很明白。

    一位班主任告訴記者，中國科技大學工程學院學生，通過假期的機器人制作訓練，多數學生變瘦了，變黑了，但課堂上，他們的雙眼卻更加明亮了。

    中國科技大學工程科學院副院長孔凡讓教授介紹，為了改變應試教育的教學模式，實現從“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變，提高學生學習的主動性、積極性及在學習過程中的動手能力，該學院創立了大學生實踐與創新基地，陸續開設了反向工程、創意組合、電路原理與實踐、工業控制、數字加工、創新與實踐方法學等課程，機器人比賽只是其中一部分。在此基礎上，機械工程學院已得到學校支持，將建立一個“動手超市”：給學生提供一個動手空間，為他們提供必要的材料和工具以及技術上的必要的指導，使學生有一個完成自己感興趣的項目平臺。

    這個平臺主要圍繞“機器人”主題，聘請全校各相關院系教師為主講，設立全校性、綜合性的交叉學科大課，講授機器人制作的關鍵基礎知識以及設計等知識。主要包括：三維虛擬設計和裝配、機械結構原理設計、傳感器原理和選用、電路原理和制作、單片機編程與接口、工業機器人、機器人智能控制和編程、機器人制作綜合訓練等子課程，采用講座和實訓交叉的教學方式展開。學生們在完成正常的學習的同時，利用業余時間和暑假，在教師的指導下，進行專題學習、查閱資料、選題、提出設計方案、論證和制作，即可順利接受一整套完整的動手能力訓練。目前，“動手超市”已獲得校方批準，并給予了經費支持。

    中國科技大學只是我國百余所大學之一，人們不難看到，我國儀器儀表人才培養方式正在得到改進，一定能為我國儀器儀表發展培養出新一代優秀人才和將帥人才。

                                                                     轉自：科學網