新工科如何布局？怎樣行動？

「我們已經進入了智能製造的時代,從歷史來看,工業革命都是由工程科技引起的,工程科技是推進人類進步的發動機,是產業革命、經濟發展和社會進步的有力的槓桿。」電子科技大學校長曾勇在第三屆中國高等工程教育峰會上說。第三屆中國高等工程教育峰會10月19日在成都開幕,教育界、產業界代表共聚蓉城,以「新時代一流工程教育建設:創新與行動」為主題,召開46場學術報告、11場對話交流活動,助推我國工程教育改革發展。

高等工程教育改造升級成為時代命題

「我國高等工程教育具有百年以上的歷史,改革開放以來得到超速發展,由我國高等工程教育培養的數以千萬計的中國工程人員正為我國現代化建設貢獻聰明才智,其中一部分也在為世界科技工程進步做出重要貢獻。當然我們也看到,我國仍處於工業化進程中,工程能力與發達國家相比還有一定差距。」中國工程院教育委員會一局教育處調研員范桂梅說,我國工程能力的提升與工程科技專業人才質量息息相關,高等工程教育是工程科技人員培養的主渠道,為工程科技的發展奠定了堅實基礎,深化工程教育改革,對支撐我國經濟社會高質量發展意義重大。只有不斷提升自主的工程能力,源源不斷地培養優秀的工程人才,才能建設強大的國家,實現中華民族偉大復興。

我國高等工程教育與國外的差距,也是不少專家呼籲大家重視的問題。

「我們的工程教育,包括國家的創新能力面臨了一些重大挑戰。在《2017—2018年全球競爭力報告》中,我們國家綜合的競爭力是排27位,雖然我們在市場規模和宏觀經濟指標上表現比較突出,但是總體上來說,我們還需要持續提高技術水平,來堅持創新發展。」曾勇說。

四川省教育廳副廳長姜亞軍認為,教育部在加快建設高起點本科教育,全面提升人才培養能力的意見中明確提出,到2035年,形成中國特色、世界一流的高水平本科教育。我們要用不到20年的時間,達到引領世界高等教育的高度,對我們中國高等教育是一個巨大的挑戰,所以從現在開始,我們不僅要思考中國需要什麼人才,我們還要思考世界需要什麼人才,以人工智慧、大數據、虛擬現實、生物技術為核心的全新的第四次工業革命已經拉開序幕,諸多重大創新和變革正處於臨界期,在新工業革命的背景下,工程領域傳統的人才培養模式需要調整,以適應時代對人才的需求和要求。

「傳統工科專業如何升級改造,新興工科專業如何布局與建設,課堂革命與教學創新將如何實現,現代產業學院與未來技術學院將怎樣進行工程教育改革等,成為時代的重要命題。」 范桂梅說。

曾勇指出,去年10月份中國工程教育質量報告提出,我們的工程教育還需要進一步深化,頂層設計層面,產學研深度和廣度需要進一步提高,規模和結構方面,也存在傳統工科專業結構性過剩和適應新產業和製造業的人才培養有缺口的問題。質量和內涵方面,我們工程教育理念還需要進一步更新。

「當前,隨著『一帶一路』倡議和創新驅動發展,『中國製造2025』、『互聯網+』等國家重大戰略實施,以新產業、新技術、新業態、新模式為代表的新經濟蓬勃發展,對工程科技人才提出了新的更高的要求,迫切需要加快工程教育改革創新。面對高等教育改革的新形勢、新要求、新任務,高等工程教育需要以更高的站位來把握工程教育改革發展,尤其是新工科建設的大勢。」中國高等教育學會副會長、教育部高等教育司原司長張大良說。

新工科的核心是工程創新人才培養

2012年首屆中國高等工程教育峰會上,首次公開提出新工科概念,現在已經得到業內認可。為主動應對新一輪科技革命與產業變革,支撐服務創新驅動發展、「中國製造2025」等一系列國家戰略,2017年2月以來,教育部積極推進新工科建設,先後形成了「復旦共識」、「天大行動」和「北京指南」,並發布了《關於開展新工科研究與實踐的通知》、《關於推進新工科研究與實踐項目的通知》,全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗,助力高等教育強國建設。

「新工科很熱,都要搞新工科,但是到底新在什麼地方,我們新工科的道路到底該怎麼走。我們現在要建設一流的工程學科,大家的積極性很高,領導積極性很高,老師積極性很高,院長、系主任的積極性也非常高,但是到底如何建設呢?」中國工程院院士、浙江大學教授譚建榮在演講開始,就拋出了這個問題。

「新工科最大的核心問題就是工程創新人才的培養,我們要從製造大國走向製造強國,最近中興事件給我們潑了冷水,讓我們頭腦清醒。我們離發達國家、製造強國這個目標還需要走很長的道路,還需要經過長期的艱苦奮鬥。換句話說,我們一流的企業還很少。企業創新能力不強,歸根到底還是我們高校的問題,我們高校沒有把創新能力作為人才培養的重要因素,所以這個板子應該打在高校身上。」譚建榮說。

譚建榮認為,工程科學離不開工程問題本身,工程教育是圍繞工程問題講的,我們要從工程問題裡面凝練出技術問題,要從技術問題層面凝練出方法問題,要從方法認知上看問題,更主要的是我們要提出科學問題。愛因斯坦曾經講過,提出問題要比解決問題重要,中國高等教育規模有了很大發展,已經從精英教育轉向大眾教育,而我們創新人才並沒有湧現出很多,其中一個原因,我們的教學都是灌輸知識。沒有創新前提,我們提不出獨特的科學問題。

「隨著信息技術、生物技術的快速發展,產生了許多新興學科、交叉學科和邊緣學科以及相關的核心技術,這些科學技術對於工業界產生了巨大的貢獻,許多工業領域已經或正在發生革命性變化,特別是人工智慧的興起正在悄然改變社會,如何培養適應這些變化、進而引領新的變化的工程科技人才,成為我國高等工程教育需要面臨的問題。」范桂梅說。

新中國成立以來,特別是改革開放以來,我國工程教育始終以服務經濟社會發展為目標,取得了巨大成就,培養了數以千萬計的工程科技人才,有力地支撐了國家工業體系的建設與發展,推動我國成為世界製造大國、世界製造強國方向邁進。高等工程教育的地位作用舉足輕重,無論是專業數量、在校生數量,還是學科覆蓋面,都在各個學科類別當中處於第一位。2016年的統計數字表明,我國已經擁有世界上最大規模的工程教育,工科本科在校生有538萬名,畢業生有123萬人,專業布點有17037個,工科在校生佔到了高等教育在校生總數的三分之一,我國擁有4200多萬人規模的工程科技人才隊伍,這是開創未來最寶貴的人才資源,對於世界高等教育來講,我國的工程教育也舉足輕重。近年來,我們每年工科本科畢業生大約佔到世界總數的1/3以上。

「本科階段的工程教育是本科教育的重要組成部分,在我國本科專業布局當中,工科大類專業佔到了1/3,三分天下有其一,具有舉足輕重的地位和作用。以本為本的教育理念,要求我們圍繞工程教育改革的新結構、新模式、新質量、新體系,不斷改進工程教育人才培養的機制、模式和方式方法,持續提高工程教育人才培養水平和質量。」張大良說。

國際上,不少新工程教育的變革,也是以推進創新人才培養為核心。2017年麻省理工學院(MIT)推出了新工程教育的變革,這個變革是適應未來的產業、未來新的機器系統、面對未來的工程,採用跨學科的方式來激發學生的參與精神,以學生為中心變革教育模式和教育方式,同時改革重點在於培養學生的思維方式養成。斯坦福大學在2013年推出了斯坦福2020計劃,從知識傳授第一、能力第二,變成了能力第一、知識第二,目的也是為了培養具有大膽探索創新精神的未來的領導者,培養具有使命感和時代擔當的人才。

高博(Goldberg)是三歡聯合公司(ThreeJoy Associates)總裁、伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(UIUC)名譽教授;與歐林工學院(Olin College)共同創立了歐林-UIUC合作夥伴關係,連續三年被歐林工學院授予傑出學術合作夥伴。在他看來,學習工科,不單是為了學習技術,不單是為了純粹的教育,學習工科最關鍵的是信任、勇氣、自主性學習,通過信任、勇氣,來釋放學生的自主性。工科學科有著五大支柱、六大思維,這五大支柱包括歡樂、信任、勇氣、開放、互聯互通,六大思維包括,分析式思維、設計思維、交往思維和語言思維、肢體思維和謹慎思維。

「新工業革命已經根本性地改變了傳統的產業和勞動力市場,需要全新的人才,這也是新工科提出來的背景,我覺得新工科教育改革和範式轉變是工程教育的全面改革,也是面向未來、面向產業的改革。」天津大學新工科教育中心主任,教育部「CDIO工程教育模式研究與實踐課題組」組長,加拿大工程院院士,國際生產工程科學院(CIRP)設計科學與技術委員會主席顧佩華認為,新工科教育可以從理念、模式、方法、內容、質量等方面創新。

「大學教學的本質,是發現知識。我們需要一流的科研、一流的教學、一流的輻射。一流科研就是發現知識,一流教學就是傳授知識,而一流輻射就是共享知識。」譚建榮說,「馬克思曾說,在科學的道路上沒有平坦的大路可走,只有在崎嶇小路的攀登上不畏勞苦的人,才有希望到達光輝的頂點。我們只有長期艱苦奮鬥,努力探索,才能把創新人才教育工作搞好,才能把我們新工科的事做好。」

新工科要服務國家戰略需要

2016年我國成為華盛頓協議第18個成員,截至2017年年底,教育部高等教學評估中心和中國工程教育專業認證協會總共認證了全國198所高校的846個工程專業,通過專業認證振興專業質量,進入了全球工程教育的第一方陣。

「高等工程教育在我國高等教育體系中佔有重要的地位,深化工程教育改革,建設工程教育強國,對服務支撐我國經濟轉型升級,高科技企業和戰略性新興產業發展,都具有重大的力量。」張大良說。

2018年10月,教育部等六部門出台《關於實施基礎學科拔尖學生培養計劃2.0的意見》,決定實施「六卓越一拔尖」計劃2.0。其中之一就是教育部、工業和信息化部、中國工程院《關於加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》。該意見明確提出,實施卓越工程師教育培養計劃2.0的總體思路是:面向工業界、面向世界、面向未來,主動應對新一輪科技革命和產業變革挑戰,服務製造強國等國家戰略,緊密對接經濟帶、城市群、產業鏈布局,以加入國際工程教育《華盛頓協議》組織為契機,以新工科建設為重要抓手,持續深化工程教育改革,加快培養適應和引領新一輪科技革命和產業變革的卓越工程科技人才,打造世界工程創新中心和人才高地,提升國家硬實力和國際競爭力。

該文件將工程教育提高到應對新一輪科技革命和產業變革挑戰,服務製造強國等國家戰略的高度。

「一所大學的貢獻決定學校在社會的聲譽。麻省理工學院的校友創辦了3萬多個企業,這些企業創造的價值,相當於2014年全世界第十大經濟體,所以它的貢獻,才可能在工程教育方面最高。」顧佩華說,以色列理工學院23%的畢業生,一生當中創辦過1個企業。以色列出口公司51%以上都是這所學校的學生創辦的。以色列理工學院的排名在全世界的排名不是特別高,但是他們畢業的學生絕對是一流的。

如何做好新工科建設，為國家戰略服務?

張大良建議,第一,要以更高的站位把握高等工程教育改革發展大勢。努力培養大批具有為國效力、甘於奉獻的家國情懷,精益求精、一絲不苟的工匠精神,實事求是追求真理的科學探索,誠信守法的優秀工程人才。第二,要以更強的能量服務國家戰略和經濟社會發展需要。第三,要以更準的定位推進新工科建設和人才培養。「我們要大力推進新工科建設,以更高的站位,更快的視野,更準的定位,全力辦好高等工程教育,培養大批創新型,複合型、應用型工科人才,為建設創新型國家,實現中華民族偉大復興的中國夢,作出新的更大的貢獻。」張大良說。

現在,許多高校已經成為開始進行新工科的建設的多樣化探索。努力形成領跑全球工科教育的中國模式、中國經驗,助力高等教育強國建設、全面提升工程科技人才培養質量,以更強的服務能力支撐國家戰略和經濟社會發展需要。

西南交通大學副校長馮曉雲說,怎麼把新工科的內涵建設好,一直是西南交通大學比較關心的問題。學校從重構工程專業的課程體系入手。新工科建設必須知道工程實踐的本質是什麼。工程實踐的本質,應該包含設計、性能預測,包括構建以及測試功能反覆迭代的過程。整個工程專業的課程體系中,一定要把工程實踐的迭代過程包含進來,而且應該從一年級就開始。

浙江大學本科生院教務處處長鬍吉明介紹,學校在新工科建設方面,一是建新專業,二是往老的專業或者現有專業裡面填新的內容,三是採用新的方法來支撐新專業建設或者已有專業的設計改造,比如結合線下線下混合式教學改革等。

在具體實施層面,馮曉雲介紹,第一,是基礎教學,包括數理教學應該怎麼改革。對工科學生來說,工科學生主要是要明白如何應用基礎科學來解釋分析改進和評價技術,在基礎教學裡,將真實的情景與課程學習要聯合起來。第二,新工科非常重要的是把設計思維融入工程教育。我們要讓學生知道我們為什麼要做工程。工程成功的標準是什麼?我們認為應該是看它是不是直接或者間接給社會或者人們的生活帶來了幸福和美好。工程師應該更多地關注到人,關注到工程活動對人類的影響。設計思維為我們提供了一套以人為本的解決問題的方法論,學生能夠更好地突破固有的思維模式,能夠學會關注用戶的需求。第三,在專業學習階段開展跨學科的課程教學。第四,工程教育的通識教育也非常重要,我們現在的工程和經濟、社會、政治、文化、環境、倫理等方方面面都有密切關係。應該有很好的、高質量的通識課對學生進行引導。

增強通識教育也成為不少學校工科教育的共識。重慶大學副校長廖瑞金認為,工程教育應該從專業教育向通識教育轉變。第一,通識教育在立德樹人方面價值是很高的。第二,從文化自信來講,通識教育的價值也很大。第三,通過通識教育的學習,能夠拓展知識結構,增加學生認知角度,拓展視野。知識面寬了,對聯想思維能力,今後提升跨學科思維能力就有幫助。第四,能夠提升創新思維能力,有助於發現一些方法論的問題,跳出知識看知識。

電子科技大學教務處處長黃廷祝介紹,電子科技大學的通識課裡面有一門課——「人類文明」，覆蓋所有一年級學生,所有班不超過35人,一半學時用於研討。還有新生必修研討課納入通識課。包括專業寫作與口頭表達等課程。

上海交通大學副教務長、教育處處長吳靜怡提出,工程教育方面,我國學生與世界一流大學學生相比,在實踐上有所欠缺。上海交通大學加強實踐教學,希望從大一開始培養學生的實踐能力,上海交大在工程教育裡面,特別是工科教育裡面有一個非常有名的課程,叫工程學導論,這個課程項目是學生們從實際過程中發現的。同時,學校還加強實踐基地,從2014年開始建設學生創新中心,是國家雙創示範基地,最主要的目的是為了讓學生有更多的實踐機會,學生創新中心有四個主要部分:學生的學習方法、所有學生交叉合作、校企合作、學生的實踐圖書館。

地方院校如何做好新工科建設，也是不少學校關注的問題。福建工程學院校長童昕介紹,在考慮新工科的時候,地方本科院校首先要考慮生存問題,在考慮生存的同時,新工科建設首先要牢牢抓住自己的辦學定位,要有定力,不能在自己的辦學定位上有所動搖,福建工程學院的辦學定位就是應用型、區域性,其實就是服務地方的經濟建設和行業和企業的需求,就是做這種服務的定位。在新工科建設當中,也要把握一個尺度,緊緊圍繞著地方的產業轉型升級和新產業新業態、新技術新模式的發展的需要,緊緊圍繞這些需要來建新工科。福建工程學院的實踐總結起來大概就是求新、求優、求特。

譚建榮建議,新工科建設需要關注六個方面:需要寬鬆的環境;要以人為本,以教師為主;新工科建設需要十年磨一劍;強調學生的動手能力;動手能力的培養主要是創新設計;反對把工程教育理科化。

「工程教育已經進入了快速和根本性的變革時期,最好的工程教育不限於世界一流的研究型大學和小而精的學校,新的競爭者將為未來優秀工程教育建立新的標準。我深信這句話。所以中國的新工科教育,如果大家共同努力,一定會給世界的工程教育建立新的標準。」顧佩華說。(中國教育新聞網記者 張春銘)

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！