1、概况
1.1 成果背景
深空探测作为国际战略竞争新高地，是国家综合实力与航天科技创新能力的重要体现。党的二十大报告明确提出加快建设航天强国，深空探测技术是建设航天强国不可或缺的重要支撑。卫星载荷、大型地面观测装置等关键技术装备，不仅是科学发现的重要工具，更是国家空间科技能力的核心标志。
国际经验表明，深空探测技术的发展须依托于一支具备科学与工程技术深度融合的多学科高水平人才队伍。深空探测技术涵盖控制科学与工程、电子与通信工程、天文学、地球物理学、材料科学等多个领域，其实施常需要跨学科的系统设计、工程研制、测试验证与数据分析。尤其在《国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）》中，交叉型高水平人才培养被明确列为推动空间科学、深空探测技术、空间应用协同发展的战略重点，国家在深空探测关键领域对高层次交叉复合人才具有重大需求。然而，现行高等教育在深空探测人才培养中存在培养模式偏重单一学科理论的问题，导致学生综合能力不足；课程教学与科研任务分离，导致学生缺乏在实际情况中解决复杂问题的机会，创新能力培养存在断层，难以适应深空探测的发展需求。
在此背景下，自2017年起，严发宝教授、陈耀教授联合山东大学低空科学与工程学院、空间科学与技术学院相关老师，依托自动化、电子、地球物理等多学科优势，针对当前理工科人才培养中存在的创新能力弱、学科交叉不足与科技攻关脱节等痛点，进行了“国家深空探测重大需求牵引—以赛促教纽带—科教融汇支撑”的创新人才培养模式的探索。
1.2 成果简介
项目组立足深空探测技术人才培养实际，坚持问题导向，于2017年提出基于“理工交叉（即科学与工程技术融合）、科教融合、课赛融合”理念的深空探测技术人才培养模式（已结题山东大学（威海）教学改革重大项目、山东大学课程思政培育项目及山东大学（威海）一流本科课程《物联网技术基础》、山东省教改面上项目、教育部产学协同育人项目、山东大学（威海）教学改革一般项目、山东大学（威海）教学改革重点项目等以及正在承担山东省教学改革重点项目、山东大学教学改革项目等），依托山东大学低空科学与工程学院、空间科学与技术学院等，以立德树人为根本，将思政教育、创新培养始终贯穿于深空探测技术人才培养的全过程，努力打破学科专业壁垒、培养能满足深空探测需求的创新型人才培养体系，形成了具有鲜明特色的多学科交叉培养理论-创新实践新链条，构建了“国家深空探测重大需求牵引—以赛促教纽带—科教融汇支撑”的交叉型深空探测技术人才培养模式，深空探测科技人才培养取得显著成效。交叉型深空探测技术人才培养模式如图1所示，为高校开展多学科的复合型人才培养提供了有力借鉴。
图1 创新型深空探测技术人才培养模式
1.1 主要解决的教学问题
1）学生创新能力与国家深空探测领域需求脱节的问题：传统教学中，学生多专注于课本知识和考试，对深空探测等复杂工程问题缺乏认知，创新思维僵化、实践能力薄弱，创新能力多停留在理论层面。
2）学科壁垒导致人才能力单一化：深空探测技术涉及多学科交叉。长期以来，理工学科按专业划分培养体系，工科学生缺乏科学机理和背景认知，理科学生对工程应用场景理解不足，培养出的学生难以适应跨领域任务需求。
3）创新实践碎片化：实践环节多分散于课程设计，与深空探测技术需求对接不紧密，能力培养薄弱。且多为模拟性课题，与深空探测需求关联度低，导致学生创新能力培养呈现断层化、表面化。
2、主要研究内容
本成果针对上述三个教学问题，围绕立德树人根本任务，着力构建交叉型深空探测技术人才培养模式，如图2所示。
图2 深空探测人才培养体系
2.1 “思政铸魂”+“创新拓能”贯穿人才培养全过程
高校学生作为国家人才储备力量，是推动国家发展、社会进步和文明传承的中坚力量，项目团队围绕立德树人根本任务，践行为党育人、为国育才的初心使命，将课程思政贯穿于深空探测技术人才培养全过程，构建了“课程思政+专业教育”双螺旋课程体系。在《传感器原理与技术》《数字电子技术基础》《单片机原理》《等离子体物理》等项目组老师的系列课程中融入了“深空探测领域重大仪器（如FAST等）中的创新智慧”、“科技报国情怀”、“科学家精神”、“技术自主创新”等教学内容，注重培养学生的辩证思维和创新能力，组织团队的本科生集体观看选定的《井冈山》、《延安颂》、《解放》、《红色摇篮》、《长征》等影片。从课程、技术创新等过程中融入思政、国家需求等元素，推动思政教育的培养，达到专业为本、思政铸魂的人才培养目标，激发学生的团队协作精神、创新精神、科技报国激情和使命担当。
2.2 “理工交叉”中的科学与工程技术融合
团队以低空科学与工程学院、空间科学与技术学院等跨学院的老师，地球物理学、控制科学与工程、电子与通信工程等不同理工专业的本科生为基础，团队打破专业学科壁垒，结合空间探测与技术发展需要，将重点放在“科学研究”与“技术研发”交叉互融上，形成相辅相成的“新理工”复合型深空探测技术人才培养模式。
2.3 科教融合，促进深空探测技术人才紧追国家需求
以国家航天强国战略需求为牵引，构建“科研反哺教学、教学驱动创新、创新服务战略”的科教融通教学理念。团队通过将所承担的国家重大科技基础设施—子午工程II期（空间环境地基监测网）、北斗重大专项等国家重大工程转化为教学场景，开发《自动化检测技术与太阳射电》《导航与天体力学前沿》《自动化导论—信息技术与深空探测》等前沿课程，实施“真问题进课堂、真项目促实践”的教学模式，形成“深空探测战略需求导向-项目牵引-实战育人”培养链条。形成校所（中国科学院国家空间科学中心等）共建科教融合人才培养基地，学生直接参与卫星载荷研制、野外观测站建设等攻关任务，近几年联合突破毫米波射电探测、超构天线等关键技术。近百名学生进入航空航天领域工作，为航天领域提供人才支撑。
2.4 课赛融合，有效促进“创新拓能”
为进一步提高学生的创新能力，团队构建“课程为基、赛事为梯、能力跃升”的课赛融通机制，以智能车竞赛、全国大学生电子设计竞赛等国家级学科竞赛为牵引，实施本科生“课程模块—竞赛项目—创新能力”的路径。在本科生的《数字电子技术基础》《单片机原理》《空间传感器技术》等核心课程中引入“大学生电子设计竞赛”、“智能车竞赛”、“中国国际‘互联网+’”、“国际空间载荷大学”等赛事所需的技能知识，开发“立方星载荷”“智能车”等十余个赛课融合案例，形成“学中赛、赛中学”的良好循环。通过引导本科生进入科研实验室，搭建“需求发布-方案迭代-原型验证”的竞赛支撑平台。近年来，指导学生在多种高水平国家级学科竞赛中表现优异，在全国大学生智能车竞赛等竞赛中获得14项全国第1名，共获得各类比赛国家一等奖50项。
3、成果创新点
本成果紧扣国家深空探测等战略领域对复合型创新人才的迫切需求，打破传统理工科人才培养的固有模式，创新推出需求-赛事-科教三维联动的交叉创新育人模式。其创新性主要体现在以下三个方面：
图3 主要成果创新点
3.1 教育理念创新
构建“国家需求-以赛促教-科教融汇”三位一体育人逻辑。将国家战略需求深度融入人才培养全过程，打通“课堂知识传授”与“现实技术攻关”的壁垒。依托山东大学参与的“国家重大科技基础设施—子午工程II期”、“北斗工程”等国家重大战略工程，创新“科研任务课程化、教学场景工程化”的路径。通过问题转化机制，如针对重大科学工程，在课程中设计简单原型系统，加深学生对从科学问题到技术设施搭建、再到全链路科研的认知，完成从实验或观测系统设计到数据处理与分析的创新过程，形成“真问题进课堂、真项目促实践”的能力培养链条，让创新能力培养从课堂、实验室走向实战攻关一线。
3.2 培养系创新
设计“问题转化-资源重构-实践贯通”跨学科育人体系。针对国家战略需求问题，创建国家需求导向型资源库，梳理出相关的重大工程案例、竞赛获奖项目库，覆盖从基础理论到前沿技术攻关的全链条教学内容，实现科研资源向教学资源精准转化。为了打破学科界限，建立起多学科融合的课程群（包含课程：自动化检测技术与太阳射电、传感器原理与技术、电磁场与电磁波、等离子体物理等），依托多个校企协同平台组建多导师制教学团队，推动知识传授从单一学科纵深向多学科协同转变。为加强实践体系层级贯通，创新打造了三级实践体系：基础层（工程实验）夯实基础→提高层（学科竞赛）提升能力→创新层（科研项目）强化创新，形成全周期能力培养链。
3.3 实施路径创新
打造“校企共育、研用一体”的协同育人生态。通过共建实训基地、共设竞赛课题、共聘导师团队，实现企业技术需求与人才培养目标的动态匹配。建立科研反哺教学渠道，鼓励本科生积极参与各个团队科研项目（如国家重大科研仪器研制项目-星载太阳耀斑毫米波辐射探测谱仪学生子课题）。在科研教学过程中，学生参与的技术成果应用于国家重大工程，实现研中有教、研以致用。
新闻报道
1）获得中关村人才创客大赛AI赛道全球第一名，收到央视频、北京电视台报道
报道链接：https://mp.weixin.qq.com/s/cBkEkkGPJP7m2fsZa6FQ8A
2）学生作为山东省大学生课外学术科技作品被山东电视台新闻联播报道
报道链接：这场比赛收官！120所高校谁捧杯？→
3）学生项目被Vivo官方报道
报道链接：特别放送！首届AIGC创新赛获奖团队实战经验分享
4）学生项目被百度官方报道
报道链接：原来，你是这样的AI
5）学生项目被OPPO官方报道
报道链接：干货分享丨2023“中国高校计算机大赛-智能交互创新赛”优秀作品展示
6）学生项目被搜狐报道
报道链接：第七届移动应用创新赛落幕 青年+创新将释放无穷力量_音乐_进行_Store
7）学生项目被显微故事报道
报道链接：微信公众平台
8）机电与信息工程学院培养人才成果被山东电视报道
报道链接：山东卫视《齐鲁先锋》栏目报道校区新工科建设成果-山东大学（威海）新闻网 （但是视频链接都已经失效了）
9）山小商青年微信公众号报道参与第十四届建设银行“挑战杯”山东省大学生创业计划竞赛在山东商业职业技术学院开幕式：
报道链接：挑战ing | 第十四届山东“挑战杯”竞赛开幕！
