【说明】2023年7月8日，应邀参加在北航沙河唯实国际文化交流中心举办的《教育部飞行器设计与工程专业虚拟教研室暨全国航空航天类专业教材建设交流会》。得以了解关于虚拟教研室的理念和推进、飞行器设计与工程专业虚拟教研室以及全国航空航天类专业教材的建设情况，学到了不少新知识。航空教育工作者的努力工作和最新成果，令我受教，也受到鼓舞和启发。感谢会议组织者对我的发言做了录音。本文是在录音稿基础上适当删改后形成的。现粘贴于此，请分享指正。
各位老师，朋友们：
五天前，因受聘参加国家卓越工程师培养启动活动，得悉今天要召开的这个会议。鲍蕊书记和罗明强副院长（北京航空航天大学航空学院）盛情邀请我，参加今天这个会，并做个发言。谢谢他们的厚爱。
我是一名老北航，一九六四年考入北航。按入学年份算，到明年六十年了，这是一段漫长的时间。幸运的是，我从学航空，到干航空，直到今天，没有一天离开航空。于是，对航空生发出特殊的感情，也有了一点自己的感悟。
因为只有五天时间，对虚拟教研室和教材编写工作了解不多，期间还有些别的活动，只能匆忙地提出几点粗浅的思考与建议。务虚的多，务实的少，三点思考。三点建议。
思考一，空天融合和院系专业设置。
我们需要认识科技文明和航空航天事业的诞生与发展，建树一些必要的规律性认识。航空航天事业从哪里来？现在处在什么位置？预测一下会向何处去，以及选择什么路径。这些应该是航空航天工作者萦绕于心的重大问题。
首先我们认识一下文明。文明是什么呢？文明是使人类脱离野蛮状态，有利于认识和适应客观世界的一切行为，是符合人类进步追求，能被绝大多数人认可和接受的精神创造和物质创造的总和。按照历史进程，有原始文明、农业文明、工业文明。工业文明有时也被称为科技文明。
工业文明极大地改变了人类过去几千年的思想方式、工作方式和生活方式，造就了人类作为整体存在的新基础，形成了世界范围现代交流的一致性。
三次工业革命，从出现到现在，也不过三百多年的时间。工业革命是推动社会进步的杠杆，能源和动力则是撬动这一杠杆的支点。这是我的一个认识。
航空航天业的诞生与发展，可以视作工业革命的华彩乐章，至少是其中之一。航空航天使人类摆脱了二维空间活动的局限，成为在三维空间活动的智慧生物，并且飞得越来越高、越来越快、越来越长久。上世纪中，航空航天分而发展；而到世纪末，又不可逆转地走进融合发展的新阶段。
我们看一看航空航天和工业革命相随而生的历史轨迹。经历漫长的石器时代、青铜铁工具时代，1760年开启工业革命。对三次工业革命的认识，不尽一致。第一次是蒸汽时代，认识基本一致。第二次应该说是电气和燃机时代，是现代航空从活塞到喷气的辉煌岁月。第三次应该称为信息与核能时代，不仅有计算机与网络，更有包括核能、基因工程以及航空航天等集群发展。
我们的家园地球得益于一个得天独厚的大气层，从地面向上有两个高度。真正的大气层在天文学家、气象学家们看来，至少厚一千到一千两百千米，直到一万千米的高度，仍有空气分子。为了科学研究，主要是为了航空航天的需要，区分成了五层，是大家耳熟能详的对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。
后来，钱学森的老师冯卡门回答了在工程技术上航空航天分界的问题。应该没有分歧了。但是现在的书中写航空的高度仍然五花八门，说从地表到18千米，也有说到20千米，大多把航空的高度定义得很低。
冯卡门明确指出，航空航天的技术分界线为100千米。后来被世界航空航天界公认，就是著名的卡门线。这段话的最后两句很有意义，他说，100千米这个分界线以下，属于每个国家，以上是自由空间，即太空，也就是各个国家都可以涉足的高度域。
现时的航空器能不能常态化地飞到那么高，同如何科学定义航空高度，不是一回事。这里边除了技术考量，还有政治军事利益的博弈。何况在上世纪六十年代，试验性载人火箭飞机已经飞到了108千米高，那些试飞员被称为驾着飞机的太空人。
在经历了几十年的发展后，在无人化和智能化的推动下，航空航天又呈现出加速融合的趋势。为了认清这一趋势，需要厘清多个重要技术概念。如近太空，也就是现在广为使用的“临近空间”一词，应该基本与中间层重合，这里不仅大气密度急剧下降，而且中间层下端出现了电离，一系列物理现象也伴随而生。
还应该关注轨道、地球轨道、亚轨道、亚轨道飞行、航天飞机、空天飞机等等。如地球轨道，其科学本意是绕太阳转的，现在被转义为卫星绕地球转。我们可以认可。但是亚轨道飞行说的很乱。亚轨道飞行只有轨迹，其判据应该是最大飞行高度超过100km，但达不到轨道速度，无法维持轨道飞行。飞了个“太阳能”无人机，就说是亚轨道飞行器，实现了亚轨道飞行，但实际还够不上。
还有卫星和卫星轨道，LEO、MEO和GEO等。迄今，所有的航天器中，只有卫星能够直接为研发者带来即期回报，其余的几乎都是非功利的。感谢航天人，围绕卫星做了许多工作，现在有那么多的卫星绕着地球转，为我们提供巨大福祉。
再有，就是航天飞机和空天飞机。你看，叫飞机，而不是别的什么。几乎属于专属名词的航天飞机，成为了过去式；扑面而来的空天飞机，仍是“飞机”。字面意义上的航天，历史意义上的航天，未来的航天，都需要融合现有的航空与航天两个领域的全部成果。我们看看X-37B。它既是航天器，又是航空器，被称为迷你的新一代空天飞机。迄今飞了六次，最后一次在近地轨道上飞了908天，它的任务能力、变轨能力和重复使用能力是最重要的。
基于上面这些认识，我想说，发展到现在，航空航天没法分，也没必要分。当世界科技界、教育界在大力融合发展时，我们却在人为地分开，放大其不同点，忽视其相同点。这有可能造成教育资源的浪费，也有可能使培养出的学生，不适应未来的工作。这是我的第一点思考。
思考二，科技融合与航空航天大类专业的育人目标。
科学和技术原本不是一回事，他们以各自不同的样式发挥着不同的作用。科学作为理论创见，解释已经存在的世界。技术作为手段和工具，改造和创造世界。法国狄德罗把技术定义为，为某一目的共同协作组成的各种规矩和规则体系。
在中国语境下，把科学和技术揉到一起了，产生一个新的中国词汇。国外并不这么用。“科技”一词，带来新气象，也带来新迷茫。有时反而搞不清楚各自的本源与作用了。
今天没有足够的时间讨论这一问题，但是有几句话要说。科学的无目的性，非功利性，由兴趣和好奇新驱动，这是被公认的。这就决定了科学需要积淀，科学的突破具有偶发性，纯科学的发展相对滞缓。科学在今天的中国，尤需切忌功利化。这是对科学的基本认识。
我们需要再来认识一下“工程”。工程是一群人有组织有目的的集体性劳动。工程的两大基石是科学与技术。科学在深部，技术在上部。工业革命以来，科学的基础在一个一个领域中奠基，促进了新技术集群的旺盛繁荣。技术能看得见，特别是共性的、基础性的、通用的技术接近地表，而整个地面之上的大厦全部是工程技术搭建的。
现代工程因其日益复杂化和大规模化，而成为变革社会的主战场。工程和科学结合，有了工程科学，这是钱学森倡导的，如系统工程。工程和技术结合，产生工程技术，工程技术是体系性存在与发展的。我在工业部门的工作，基本上就是构建工程技术体系，解决工程急需。这个体系非常庞大，我们已经分解研究过多轮。
不是为分解而分解，是为了不漏掉任何一项必须协同布局和安排的项目，以免出现短板效应。还有。就是服务于人才选拔、培养与使用。我也可以把自己的工作概括为：构建这个体系，配套开发和应用先进适用技术，有重点分阶段的突破关键技术，适时做好新技术的开发准备。
在整个社会的劳动分工中，产品研发活动的主体或者说主题，不是科学研究，而是技术开发。应该有这样一个基本认识。至于像华为那样的，在自己的领域中，把研发活动向前延伸至基础研究，数学、物理学等，值得尊敬，但作为整体社会功能和劳动分工，这是个案。这里有一个大科学、小科学的问题。
为了更好地理解科学，我举两个例子。一个是普林斯顿高等研究院首任院长对待爱因斯坦的态度；当爱因斯坦索要年薪三千的时候，他慷慨的给与一万六；当人们看到这位落魄的、丧国的科学家成天喝着咖啡，质疑他干什么和院长给予待遇过高时，院长说：高斯的非欧几何学，是十九世纪最晦涩的、几乎没有什么用处的科学，但现在能够离开它吗？请你们相信爱因斯坦先生，未来也一定会证明他的价值。
还有一个例子。光是什么？微粒说，波动说，还有量子理论。三百年间，这三种理论，不断碰撞与进化。有一个长长的伟人名单，他们做了那么多研究与实验，最后，证实了光具有波粒的二象性。
科学有用，还是没有，需要把观察问题的事业放宽，需要把历史的坐标拉长。
回到我们航空领域。航空科学的创建。航空科学本质上就是两种科学，一种是关于空气和天体的科学，一种是关于力学和流体的科学。这是我对航空科学的认识。关于空气和天体的科学，凝聚为大气学和天文学。关于力学和流体的科学，是在数学、物理学和经典力学的有力支撑下，在一批伟人，至少包括牛顿、莱布尼茨、欧拉、纳维、斯托克斯、迈尔、焦尔等先驱做出奠基性贡献之后，发展出了空气动力学、飞行力学、结构力学与强度理论、火箭推进理论、热力学、工程热力学等，这是航空科学的基本组成。
回溯历史，有多少个里程碑呢？并不多，从公元前一直到1952年，我在这里列了十件。很遗憾，到了1952年之后，基本没有可以称之为航空科学新创建的成果。最后的科学先驱是惠特科姆，提出了超音速面积率面积率，他又是几乎成为现代运输类飞机标配的超临界机翼和翼梢小翼的提出者。他是大师，工程大师，也是最后的航空科学家。
当然，航空科学还会向前发展。但是又回到我刚才的逻辑，科学需要积淀，也具有偶发性。与航空科学先驱寥若晨星形成对比的是，技术的发展蓬蓬勃勃，工程技术大家星光灿烂。在我2009年主编的《新航空概论》中，列了几十个航空技术发展里程碑。比如做出最重要贡献的莱特兄弟，他们没什么学历，也没有什么科学创新，但是实现了载人的、有动力的，还有常常被大家忽视的“可控”的第一飞，在某种意义上，开启了不断丰富的航空技术体系大厦的大门。
今天在座的，以及不在座的航空航天界的几十万人干的事，主体是技术研发。这是我的一个认识。
刚才我谈到了航空航天、工程、科学、技术等等技术概念，对于这些概念、术语的使用要谨慎，在机构和教程、课程、教材等的命名中，更要严肃，尽量恰切、准确。
再回望一下吧。1783年载人热气球升空，1903年载人飞机成功，标志航空工程开启。到今年一个是240年，一个是120年。1959年人造卫星升空，1961年加加林太空飞行，标志航天工程开启。还有一个，就是1981年航天飞机的出现，标志空天融合的时代到来。
人类通过工程技术手段不断制造各种飞行工具，持续改进飞行能力，实现更高、更远、更快这三个“更”的目标，这是我们航空航天事业不断发展的永恒主体，也是我们航空航天教育者和科技工作者，在入业进门时，必应确立的终生追求。
新时代的发展和强国使命需要千千万万优秀的航空航天工程师。五天前，在那个“卓工”启动活动里，我动情地讲了1964年从河南老家走进北航大门时，看到的“欢迎你，未来的红色航空工程师”的条幅，到现在，记忆鲜活。很高兴，在经历了曲折后，工科院校培养工程师的育人理念在回归。
工程师是普罗但又神圣的称谓。尤应培养和建树工程思维。我列了“十性”，包括伦理性、合理性。可达性、创造性、求解性、实用性、相融性、集成性、经济性、时间性。对每一性，我有一个简略描述，并对应航空航天领域的正反案例。工程思维是需要训练的，需要艰苦的学习和长期的实践，在教材建设中应该体现出这样一个认知。这就是我的第二点思考。
思考三，产教融合和深刻认知空天强国使命。
让我从一件可叹的事例说起。几天前，我在和某机构的新员工进行入职培训交流时，问他们，1999年五月发生过一件什么样的大事。满堂几十人竟无一人作答。这些名校的高学历毕业生不知道、或者忘却了我国南联盟大使馆惨遭美国B2轰炸机摧毁，牺牲了三位同胞的往事。
我就给他们讲，1999年的5月发生了什么，与航空有什么直接的关联。进而引出，从那时到现在24年的艰苦奋斗，一个加强国防建设的跨世纪工程是多么深刻地改变了我国在世界政治版图的力量对比，尤其是航空得到重视，获得井喷式成就。我有幸参加了这个过程，我们在所有军机品种上都没有空白了，代差基本消除，但有年代差，还需要继续苦干。
我们的民机终于实现了突破。我们的ARJ-21，在三年疫情期间，没有停下前进的脚步，现在累计交付了105架，国内航司103架，出口印尼2架，累计载客730万人次。
C919也取得历史性突破。交付的首架已经开始商业运营。最近又出了一点事儿，成都航空公司的那架飞机，未能正常执飞回沪航程，临时调度了一架空客320执飞。新机投入运营后出点问题并不奇怪。三周前，我有机会与总设计师吴光辉院士面对面，他说我们的方针就是适当压着一点、稳一点儿，稳步前进，在运行中把问题暴露，一个一个解决，确保安全，而后逐步提升产能，实现商业成功。
这是回望24年。而前瞻26年，是什么意思呢？从现在到建国百年，还有26年。24年加26年，正好半个世纪。这半个世纪，对于国家强盛、民族复兴，是最为关键的历史时期。我有幸参与了前24年，还要努力争取在后面26年中力所能及地做一点工作。
而我们现在面对的学生们，他们要经历从二十几岁到五十岁出头这段最宝贵的人生年华。个人职业生涯与强国伟业的时间段重合，他们是最重要的一代人。我们有责任帮助他们建树航空航天报国志向，习得航空航天强国能力。我们需要这种责任感，要把这种情感渗透到每一本教材、每一节课、每一次辅导中。
产教融合的意义在于，老师们需要知晓一线的火热实践，深度了解航空航天事业对教书育人的基本需求；企业资源也要动员起来，关心和投入教育事业，与学校共同承担起为完成强国使命培养接班人的重任。
这里，我还想给大家介绍一点产业的概念，以便更好地理解我们的事业。中文的工业和产业源自同一个英文词industry，但中文概念很不一样。产业是一个经济学概念，是一群人动用各种要素，包括资本，有组织的劳动，去完成一个宏大目标，所形成的生产力和生产关系的总和。在全部工业门类中，航空航天是最活跃、产业效应最高的产业之一。
经历百年发展，走过产业初创、宏大发展和整合垄断三个阶段后，全球航空航天产业达到一个很高的水平。这里有一份蒂尔集团和空气动力咨询两家公司在2018年7月联合发布的一份报告。内容是2017年世界航空航天制造业规模和国家排序。美国占比49%，高居首位。悄然之中，中国冲到了第三位。这个报告对中国有个评价，大体公允。
报告里的数据还再次表明，就产业效应而言，航空大于航天。航空航天的产值之比为9比1。航天的意义在于“诗与远方”，认识宇宙，认识人类。除卫星以外的航天活动，无法谋求短时间内得到回报。而且，外太空的所有资源不属于中国，甚至不属于人类。
我这样说，没有任何的褒贬含义，这是个事实。航空跟人类的关系更直接、更密切，拥有工业规模，对基础工业的带动作用强大，每个人都离不开。
我们来看看美国的航空。二战后，美国快速成为唯一的超级大国，他是两次大战的最大受益者，国防工业中受益最大的是航空。从二十世纪六十年代以来，航空制造业成为了美国保持制造业国际竞争力、维持大国地位的支柱产业。航空产品取代了汽车、船舶、钢铁、家电，成为对外出口的主要产品，是美国维持经常项目贸易平衡的主要工具。
最近的一份报告是2023年三月，经由美国总统政策办公室准予发布的。题目叫《国家航空科技优先事项》。我在我的微信公众号上两次行文介绍。第一篇是“美国如此重视航空。我们可以应对”。第二篇是就这份报告的疑义做些解释，兼谈GDP概念与实操。
有兴趣时大家可以看一看。这个报告披露，2019年美国航空经济活动总量1.9万亿美元；经济产出中的增加值，即GDP，占全国的4.9%；提供就业岗位超过一千万；出口额1480亿美元，是美国第二大制造出口业。第一大是石油制成品出口。
美国是我国航空航天事业的唯一对标国，我们应该发愤图强，像前面20几年那样干。这就是我的第三点思考。通过产教融合，加强航空强国的使命感，反映在教书育人上，要满足这一根本需求。
最后，我向大家汇报三点建议。
建议一，在推动教材建设的时候，也要推动院系专业调整，落实总体规划。
基于我刚才讲的空天融合、科技融合的认知，航空航天类育人目标，应该统一到培养优秀工程技术人才上来。这是教材建设的基础和遵循。可否探讨航空和宇航两院统合以及大类本科全程部分专业的教学模式。面向空天强国的战略需求，开展需求调查和研讨，制定教材建设工作的总体规划和实施路线图图。
建议二，实行产教融合模式，开展教材共建，提高对于产教融合模式的战略价值和长期坚守的认识。
学校老师主动走出象牙塔，走进科研生产一线，建立相对稳定的联系单位，与企业的专家结对子、交朋友，实行形式多样的共建活动。要强化通识和基础教育。突出安排有关工程和新技术的教材编写，倡导和鼓励系列讲座制，为形成教材打下必要基础。要积极吸纳工业部门的专家参与教材建设、研究和编制工作。
在这里，我给大家汇报一下我做的一点工作，就是2020年北航出版社出版发行的《空天工程通识》。这件事情的原始推动者是杨超教授。2017年，在新工科教育中，他推荐我，并说服我开设工程通识课程。时任冯如书院的两位负责老师高静、梁伟涛具体组织，先是搞起系列讲座，受到欢迎。在此基础上，北航航空学院万志强教授和我联合主编，出了一本这样的书，并发展成一门16学时的选修课。每一节我们两人都到场，联合授课，也算是一种新尝试。这应该是产教融合的结晶，是北航新工科教育出的第一本书。不管多么稚嫩，具有开创意义。我希望把它丰富修改完善，把我刚才谈到的工程思维的内容和工程案例补进修订版，让它变成一本有用的好书。有了“航空航天概论”，再有一本“空天工程通识”，结成姊妹篇。这是我的一个企盼。
建议三，加强虚拟教研室和协同平台建设，支撑和推动教材建设工作。
有三句话。第一句，落实虚拟教研室的建设计划，倡导校际联合，将共用优质教材的产出作为虚拟教研室建设的着力点、突破口。
第二句，加强科教融合和专业融合，还可以扩展到产教融合。五天前我看了北航航空学院的“新一代全数字化飞行器科教协同创新中心”，听了罗明强教授的介绍，我很看好。我觉得路子很对。还可以增加产教协同。使设在学校的此类中心，成为跨专业、跨学科、系列化教材编制的主要驱动平台。
第三句，寻求航空航天、兵器、电科等集团高层的支持。开放实验室，对接协同研发环境。这是让培养出来的学生快速进入职业角色的关键一步。要使设在工业部门的实验室成为教材建设需求的重要策源地。“驱动平台”和“策源地”的重要作用，首先都在于凝聚需求，进而有重点、有步骤地把航空航天大类、尤其是飞行器设计工程专业的教材体系建设好。
这些建议都很粗浅，供作参考。欢迎大家批评，指导。
谢谢各位老师。
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