新工科的内涵与建设
我国拥有世界上最大规模的工程教育。工科在校生约占高等教育在校生总数的三分之一。深化工程教育改革、建设工程教育强国,对服务和支撑我国经济转型升级意义重大。2017年2月以来,教育部积极推进新工科建设,先后形成“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”。2017年12月,国务院办公厅《关于深化产教融合的若干意见》提出:“适应新一轮科技革命和产业变革及新经济发展,促进学科专业交叉融合,加快推进新工科建设”。随后,各高校纷纷提出自己的新工科建设规划与实施方案,全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验,助力高等教育强国建设。
一、新工科的内涵
新工科是相对于传统工科而言的,是新科技革命和产业变革背景下工程教育改革的重大战略选择,是今后我国工程教育发展的新思维、新方式。
首先,针对新工科内涵的探讨:一方面,基于工科动态发展视角,有学者提出新工科不仅要关注新技术下的新产业和新专业建设问题,更应该关注传统产业和老专业的升级转型问题;另一方面,基于人才需求视角,学者们提出新工科源于新产业、新社会形态萌发的新需求,更加强调不同领域、不同层次、不同能力的人才。新工科应当覆盖从新兴到传统工业全方面、从大型跨国集团到中小微企业的生产活动全领域的人才需求。
其次,针对新工科发展范式的探讨:学者们认为,当前工程教育依然深受科学范式与技术范式的影响,应当回到以实践、设计及综合为核心的轨道上来,体现工程教育的工程主体性。“融合”“创新”“共享”“集成”“智能”等成为新工科发展范式的关键词,新工科内涵要进一步强调“前沿技术引领性”“学科间交融性”“知识体系多样性”“人才培养创新性”等。
中国工程院院士、天津大学校长钟登华将“新工科”的内涵定义为:以立德树人为引领,以应对变化、塑造未来为建设理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化、创新型卓越工程人才。新工科的内涵决定了新工科具备了战略型、创新性、系统化、开放式的特征。
二、建设新工科的背景
当前,我国高等工程教育经过“质量工程”“卓越工程师教育培养计划”“2011计划”等重大改革举措,取得了巨大的成绩。而加入“华盛顿协议”,更标志着我国工程教育真正融入世界。然而,我国高等工程教育大而不强的问题仍然存在,特别是工程教育在卓越工程人才培养方面表现出一些不适应:
一是理念不适应。当前,工程教育领域存在的一些问题与工程教育理念滞后直接相关,主要表现在工程教育理念与当前的变化和未来的需求不适应。例如,以学生为中心、成果导向、质量持续改进的工程教育认证理念贯彻落实不到位,多学科交叉融合理念有待强化,绿色工程教育理念尚未牢固确立等。
二是人才结构不适应。世界级工程拔尖人才不足,大国工匠紧缺,基础、新兴、高端领域工程科技人才短缺,传统工程人才相对过剩,呈现出制造业人才结构过剩和短缺并存、企业“用工荒”与毕业生“就业难”并存的局面。
三是知识体系不适应。当今社会,新知识呈指数级数发展,边缘学科、交叉学科不断涌现,知识成果转化周期缩短。但从内容上看,工程教育课程知识陈旧,与实践和社会需求脱节;从结构上看,学科专业设置按照既有知识体系呈层级式结构,划分过细;从机制上看,学科专业调整设置灵活性不足,滞后于市场和产业发展需求。
四是培养模式不适应。以全球化、网络化为代表的一系列颠覆性技术的发展使得教育、学习、信息共享的方式发生了变化,由此带来了教学方法和模式、教学环境和条件以及教师的需求和结构等的不适应。与此同时,经济环境和社会雇主需求的变化要求工程教育从单纯追求学术表现回归到与实践的相关性,致力于回应、参与和解决不断涌现的人类社会问题。
因此,加快深化工程教育改革、建设新工科是立足我国战略发展需求、国际竞争趋势和立德树人时代要求提出的深刻命题,工程教育必须瞄准世界一流加快改革,以新工科的整体面貌迎接多重战略机遇与挑战交织并存的新形势、新任务,为国家经济转型和社会发展提供强有力的人才保障和智力支撑。
三、新工科建设举措
新工科的建设,一方面要设置和发展一批新兴工科专业,并加强建设、提升质量;另一方面要推动现有工科专业的改革创新,探索符合工程教育规律和时代特征的新培养模式。
(一)“新工科”建设行动方案
1.“三个阶段”
(1)第一个阶段:到2020年,探索新工科模式,支撑新技术、新产业、新经济的发展。
(2)第二个阶段:到2030年,形成中国特色的新工科发展优势,服务创新驱动发展能力显著增强。
(3)第三个阶段:到2050年,形成引领全球“新工科”的中国模式,为全面建成小康社会和实现中华民族伟大复兴的中国梦提供支撑。
2.“三个任务”
(1)学与教:重构人才知识体系;重塑人才培养质量观;创新教学方式与技术。
(2)实践与创新创业:强化实践创新创业能力;完善创新创业人才培养模式;加强技术转移与成果转化。
(3)本土化与国际化:向世界发出中国声音;秉承“兴学强国”的责任和使命;推进工程教育国际化。
3.“三个突破”
(1)推动工程教育立法工作,有力促进协同育人
(2)扩大办学自主权,打造工程教育发展新动能
(3)改革教育评价体系,让工程教育回归工程
(二)新工科建设五个“新”发力
1.树立工程人才培养的“新理念”
工程教育改革必须贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,创新全面新型工程教育观。一是树立创新型工程教育理念。二是树立综合化工程教育理念。三是树立全周期工程教育理念。四是坚持并落实“学生中心、成果导向、持续改进”等工程教育专业认证理念,高质量建设工科专业。
2.构建新兴工科和传统工科相结合的“新结构”
一是要做好增量优化,主动布局新兴工科专业建设。二是要做好存量调整,加快传统学科专业的改造升级。三是要推动学科专业交叉融合,加强复合型工程技术人才培养。
3.探索工程人才培养的“新模式”
全面推广“卓越工程师教育培养计划”、示范性软件学院和微电子学院、国家教育体制改革试点学院的成功经验,探索实施工程教育人才培养的“新模式”。要借鉴国际主流工程教育标准,明确未来工程人才的能力体系。
4.打造具有国际竞争力的工程教育“新质量”
把适应经济社会发展需求、促进人的全面发展作为衡量人才培养质量的根本标准,全面提高学生的社会责任感、创新精神和实践能力,增强我国工程教育的国际竞争力。
5.建立中国特色工程教育的“新体系”
一是以“卓越工程师教育培养计划”为示范引领,二是以工程教育专业认证作为走向国际的桥梁,三是以工科专业类教学质量国家标准为基本要求。工科优势高校、综合性大学和地方高校都能发挥各自优势,促进各类学校分类发展,为我国创新发展培养一代又一代德才兼备的工程创新人才。
四、天津大学“新工科”建设的探索和实践
(一)深耕形成“1234+X”卓越工程师教育培养新模式
2010年6月以来,天大共有21个本科专业、6个研究生层次学科领域进入“卓越工程师教育培养计划”,参与学生13000余人;建立了“一个根本(立德树人)、两个聚焦(聚焦国家重大战略需求、聚焦世界科技前沿)、三个面向(面向工业界、面向世界、面向未来)、四大目标(家国情怀、全球视野、创新精神、实践能力)+X(实现路径)”的“1234+X”卓越工程师教育培养新模式。该模式自嵌范式转型的内生动力,有力推动了新工科建设。
(二)以新工科为抓手,迈入改革催新人才培养新阶段
天大以“新工科”架起“卓越工程师教育培养计划”从1.0到2.0的跨越之桥。坚持“问”中“行”;首倡新工科建设路线图,携手61所高校提出“天大行动”,围绕“天大行动六问”,实施全体系、全类型、全层次计划2.0“新工科”教育;推动“老”生“新”,精准把握“新的工科专业和工科的新要求”,改造升级传统工科专业,设置全国首个智能医学工程本科专业,主动布局人工智能等未来战略领域人才培养相关专业;实施“产”联“学”,与恩智浦、腾讯、华为等企业合作成立新工科实验班,企业全程参与人才培养方案修订、课程体系建设,形成校企深度协同育人的新模式、新机制;推进“跨”中“融”,打破专业壁垒,改变以单一学科办专业的模式,建设跨学科融合、多学院建设、多平台共享的新型专业建设模式,构建新工科教育人才培养共同体。
(三)以“天大方案”推动,形成工程教育创新发展新路径
天大构建新工科“学校—天津—全国—世界”四级实施体系,成立全球首个新工科教育教学研究、培训、交流基地——天津大学新工科教育中心,发起成立天津市新工科教育联盟、天津市新工科教育研究院、国际新工科教育联盟等机构,统筹推动新工科建设;发布实施新工科建设“天大方案—CCII”,发布实施以立德树人为根本、以学生发展为中心、以卓越目标为导向、以多学科交叉人才培养平台为依托、集合3类5种项目—模块化课程体系的天大“新工科”建设方案(Coherent Collaborative Interdisciplinary Innovation,CCII);深入推进新工科教育综合改革,全面推进、重点突破,构建自上而下和自下而上双向发力的工作格局,建设“未来智能机器与系统”“未来健康医疗”“未来智慧化工与绿色能源”等校院两级培养平台,推动形成以毕业生培养质量与教育模式可复制性为核心追求的“天大‘新工科’教育价值观”。
注:根据教育部门户网站、《高等工程教育研究》、《天津大学报》、紫金教与学微信公众号、计算机教育微信公众号等相关文章综述成此文