做新工科建设的探路人
——天津大学探索新工科人才培养新范式纪实
□ 本报记者 刘延俊/文
刘延俊 梁绍楠/图
天津大学首倡“新工科建设路线图”，提出新工科建设“天大行动”，划定新工科建设行动路线；构建“学校-区域-全国-世界”四级实施体系，率先设计并实施了跨界融合、集成共享、系统创新的“天大方案”，助力构建中国特色、世界水平的工程教育培养体系。
以“天大方案”为代表的新工科教育“中国方案”带动了人才培养综合改革，催生了新时代中国高等教育的新教改、新质量、新体系和新文化，形成了内涵上实质等效的全球新工科教育的中国模式。
新工科课程《设计与建造》现场
在天津大学机械学院实训中心创新工坊，学生按照团队分工，正聚精会神地进行电机、红外传感器及寻迹控制程序的调试，汽车底盘的画线、下料、钻孔以及对关键零部件进行3D打印制造……这是天津大学新工科人才培养平台“未来智能机器与系统”的第一门项目课——“设计与建造”开发“物流循迹小车”的课程现场。
首倡“新工科建设路线图”，提出新工科建设“天大行动”，划定新工科建设行动路线；构建“学校-区域-全国-世界”四级实施体系，率先设计并实施了跨界融合、集成共享、系统创新的“天大方案”……天津大学校长金东寒牵头实施的“新工科教育”，助力构建中国特色、世界水平的工程教育培养体系。2023年，这一项目获得了2022年国家级教学成果特等奖。
立德树人 铸牢“家国情怀”
“高校肩负着为党育人、为国育才的光荣使命，必须聚焦中国式现代化的特征和本质要求，培养适应时代发展的卓越人才。”天津大学党委书记杨贤金说。
天津大学自诞生之日起便肩负着“兴学强国”的使命，新工科建设的最终目的是培养大批爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的卓越工程师。因此，学校首要的任务是立德树人，培养有“家国情怀”的卓越工程师。学校在关注学生胜任未来工作关键能力的同时，更加注重培育他们在实现终身发展、推动社会进步方面的必备品格和价值观。
天津大学的课堂以工程伦理为抓手，用“新工科+课程思政”的模式引导学生坚定政治信仰，实现“有灵魂的工程教育”。教师以打破世界纪录的“海燕”水下滑翔机作为生动案例，给学生讲述技术自主创新的重要意义；把国家重大战略需求、世界科技发展前沿与课堂教育相结合，引导学生成长为引领未来的行业领军者和变革者；将科技史教育融入工学类专业课程，增强学生的社会担当。
“‘海燕’一路‘滑翔’，诠释着肯于创新、刻苦钻研的科研精神，是科研工作者众志成城，一心推动我国迈向科技强国、制造强国的体现，这种精神成为支持我们年轻一代继续在科研之路上奋勇前行的内在动力，将不断激励我们努力学习，投身到祖国最需要的事业中去。”2019级智能制造工程专业学生张旖说。
天大构建起以通识教育、专业教育相结合的课程体系和多学科交叉的育人平台，更加注重培养学生的系统思维、创新思维、批判思维、数字化思维等，在参与富有挑战性的项目式教学中，提升团队合作、跨学科交叉融合、自主终身学习、职业迁移等能力和工程领导力，为推进中国式现代化建设不断培养具有“家国情怀”的卓越人才。
交叉融合 培育创新人才
“我们不能再用过时的东西培养未来新人。”天津大学机械学院副院长、教授孙涛说。针对新形势下工科人才培养面临的巨大挑战，孙涛作为“设计与建造”项目课程牵头人，在主持制定实施天津大学机械大类创新人才培养的新工科方案时考虑得更多。“新工科的课堂改变了传统的教师在讲台上滔滔不绝地讲、学生在下面被动地听的方式，真正在课程中做到了‘做中学和学中做’。”
近年来，天津大学坚持“与未来合作”，重构了工程人才的课程体系和培养机制，持续强化学科交叉融合；以“新的工科专业”和“工科的新要求”为着力点，通过交叉科研平台、交叉研究领域、交叉导师团队、交叉生源和交叉知识“五维并举”，构建学校、学院、专业三级新工科人才培养平台，推动工程教育组织模式创新变革。学校在推动多学院合作，搭建跨学院、多学科、开放办学的新工科人才培养平台的同时，持续优化教育教学设计，将项目式教学贯穿新工科教育始终。整个课程体系以项目与课程为单位，以“三类五种项目”为主链形成一个紧密关联的整体，更加强调“学以致用”，强调学生的创造和创业，强调毕业生支撑新兴产业，创造产业新领域。
“智慧社会治理语义搜索引擎（行业知识图谱与大数据智能）”项目组中，包含了来自智算学部、化工学院、建筑学院等11个学院（部）的导师和学生，是新工科毕业设计研究与实践项目中跨学科、跨学院范围最广的项目。在项目中，学生成为主导。担任“学生经理”的经管学部管理科学与工程专业学生李佳琪告诉记者：“我主要负责协调指导教师、工程师、助教与毕业生，开展组内日常培训、案例教学、小组讨论、实践练习、每周汇报、交流展示等教学活动，非常锻炼自身能力。”跟李佳琪一样，每个学生在项目中都各司其职，“要我学”成功转变为“我要学”。
新工科更加关注学科交叉和跨学科人才培养，更加强调产教融合和校企合作，更加注重学生的创新创业能力培养。因此天大将企业引入课堂，与行业头部企事业单位合作，让企业有机会参与到教学过程中，培养适应多方面需求的综合型、创新型高素质人才。
“X-lab创新创业实战课”在天大科技园（南开）开课
在天津大学的“X-lab创新创业实战课”上，学生成为课堂的中心，有丰富经历和实战经验的创业企业家是主讲。这些特殊的教师让学生们有更多机会走出校园，让他们在真实的商业场景中体验创业的实际过程，为学生创新创业提供沃土。
“感谢学校对我们青年学子创业的赋力与支持。”2023年5月，由天津大学学生李双阳创立的天津心脉联衢生物科技有限公司作为首批28个学生创业项目之一入驻天开高教科创园。李双阳和他的学弟学妹们组成了一支不同学科背景交叉融合、优势互补的团队，用小小血管连接生命坦途，让科研成果成功落地。
与时俱进 探索新工科时代答案
“新工科建设对于培养卓越工程师，形成具有中国特色、世界水平的工程教育体系具有重大意义。”金东寒说，“新工科建设作为服务工程教育强国和制造强国战略的务实之举，在积极服务国家战略人才储备、瞄准世界科技前沿和聚焦新工业革命核心领域取得创新突破、破解‘卡脖子’难题等方面将提供强有力支撑。”
新工科建设是我国主动适应和引领新经济发展，为应对21世纪工程教育挑战提供中国智慧、作出中国贡献的重要举措。随着天津大学新工科项目的逐步推进，一系列特色鲜明的教育政策和培养方案已经形成，以“天大方案”为代表的新工科教育“中国方案”带动了人才培养综合改革，催生了新时代中国高等教育的新教改、新质量、新体系和新文化，形成了内涵上实质等效的全球新工科教育的中国模式。新工科人才培养平台，在天津大学已经覆盖了理工类学院的76.5%，已成为新工科建设的“样板间”。
“天大方案”定义了面向未来的工程科技人才综合能力特征，“天大方案”在全球工程教育变革成功经验的基础上再创新，面向国家未来经济发展需要、未来科技发展、企业需求、国际竞争与机遇，建设可复制和可参考借鉴的新工科教育模式和体系，获得世界工程教育界高度评价。
我校学生动手进行机器人装车
从浩瀚星空中的气象卫星，到高原大坝上隆隆驶过的无人碾压机；从万米深海自在遨游的“海燕”水下滑翔机，到千里诊疗的“妙手”机器人；从不断探测基因奥秘的合成生物学，到能源领域改变生活的“微电网”“燃料发电机”……
“大国重器”国家大型地震工程模拟研究设施落地天大，国家首批未来技术学院建设单位之一的天津大学未来技术学院成立，开全国先河聘请民营企业家担任学校创业学院院长……
“天大方案”广泛实践探索取得的一系列成果证明，在新工科发展的道路上，天津大学正在成为能够引领未来科技发展和培养技术创新领军人才的教学科研新高地。
建设教育强国，龙头是高等教育。站在教育、科技、人才的交汇点上，天津大学以更高质量的人才培养回应党和国家的要求，助力中国高等工程教育绘就时代答卷。
新工科领军班
让“未来科学家”“破土发芽”
□ 本报记者 焦德芳/文图
2020级（2023届）新工科领军班毕业合影
“如果你有志成为咱们国家化工行业的领军科技人才，领军班欢迎你！”天津大学化工学院的迎新会上，副院长韩优正在向大一新生宣讲今年“领军班”的报名通知。现场瞬间一阵躁动，坐在台下的姚涵予和身边的同学们早就在心里“摩拳擦掌”。讲台上，PPT投影正中央的一行大字格外醒目——
担当民族复兴大任，做“未来科学家”！
开垦一块“精英试验田”
新工科领军班，是天津大学化工学院的一块“试验田”，师生常常把其称作“王牌中的王牌，精英中的精英”。
化工学院本就是天津大学一张“王牌”。这里走出了侯德榜、丁绪淮、余国琮、王静康等蜚声中外的学术巨擘；天津大学化工学科是首批国家一级重点学科和“双一流”建设学科，在全国一级学科评估中持续保持第一，连续6次获国家级教学成果一等奖。2018年，为培养应对未来化工、材料、生物相关行业挑战的工程科技领军人才，化工学院成立了首届新工科领军班。韩优表示：“这是我们深化人才培养综合改革的一次大胆尝试。”
“要么高考成绩在全院名列前茅，要么入学考试名次一马当先，领军班在我们学院每届500余名新生中只招收不到50人。”而今，已经成功入选第五届新工科领军班的姚涵予对严苛的选拔过程依然如数家珍。“就算成功入选，也需要加权平均分保持在85分以上，不然就可能被动态调整出领军班。”
严格的选拔只是领军班同学们的“万里长征第一步”。模块化的全新课程、本研贯通的培养方式和精品课程“隐藏菜单”才是领军班教学改革的题中之义。
“领军班为我们打开了一个新世界。”2019级领军班班长杨昊介绍道，“我们学院8个本科专业的课程在这里实现了优化打通，形成了3个优中选优的模块。”3个模块分别是绿色化工与能源、生物制药、新材料，涵盖了化工学院几大学科方向。每个领军班学生根据老师的建议和自身兴趣，选择一个模块作为整个本科期间学习科研的方向。
“领军班吸引我们还有一个重要原因，就是这种本研贯通的培养方案大大缩短了学时。”杨昊说，化工学院专门制定了《化工学院本研贯通课程学分认定办法》，明确了近20门专业课为“本研贯通课程”。按照《办法》规定，领军班学生在本科阶段完成的这些课程一经考核合格，就可以在攻读学院研究生时兑换为研究生阶段的学分。“以往在我们学院，学生读完本科和硕士课程需要7年时间，而领军班学生通常只需要5-6年时间就能完成。”
2021级新工科领军班全体合影
领军班还有精品课程的“隐藏菜单”，每年的夏季小学期，学院都会邀请国际知名专家来为领军班“开小灶”，几年下来，这些珍贵的“大师课”极大拓展了同学们的眼界和视野。
让科研的种子“破土发芽”
强大的导师阵容是领军班立德树人的一大特色。众所周知，辅导员、班主任是本科生的“标配”，而领军班的学生则享有额外的师友导师和企业导师。从2022年起，天津大学实施“师友导师计划”，在专业教师中选聘师德师风高尚、教学科研能力和专业指导能力较强的教师担任本科生师友导师。领军班正是这一政策的受益者。“我们学院给领军班配置的师友导师都是国家级人才，希望为学生提供高水平的思想引领和科研引导。”韩优说。
2022级领军班企业班导师聘任暨见面会
年轻的化工学院教授张鹏是国家海外引进青年人才，他第一时间提交了担任领军班“师友导师”的申请书。“这既是一份荣幸，也是沉甸甸的责任。”张鹏这样诠释这份新角色。“其实，这也是一场学生选择老师的‘双向奔赴’！”最终，有3名领军班学生选择了张鹏作为自己的“师友导师”。从此，每周就算再忙，张鹏也会有计划地和这些孩子聚在一起，有时是一起喝杯咖啡、一起吃顿午饭，或者干脆把学生领进实验室，讲一讲最近自己牵头的研究项目，“也让他们提前熟悉一下搞科研的工作状态。”
“现在的学生一进大学校门，往往就开动了上课、考试、拼加权、争保研、没保上就考研的‘惯性流水线’，总得有人提醒他们抬头看路。”张鹏内心深处有种“水滴石穿”的执念：“这几个学生都是科研的好苗子，我把自己看成他们本科四年的‘引路人’，希望通过点点滴滴的光阴交错，引导他们走上科研这条路，选择天大化工这个好平台，成为真正的‘领军科学家’！”
化工学院不仅为领军班学生提供了思想和科研引路人，还鼓励这些学生在科学的殿堂“推门就进”。领军班学生李胤宣在学习中对化工学院的“王牌项目”合成生物学产生了浓厚兴趣，忍不住直接给项目负责人、中国科学院院士、天津大学化工学院教授元英进发了一封电子邮件，“元院士很快就回了我的邮件，热情邀请我来实验室坐一坐、看一看。”这让李胤宣受宠若惊。后来，元英进院士团队的青年学者们利用一个下午的时间为他上了一堂合成生物学入门课，“就那一下午，我坚定了自己投身科研的决心，心里那颗小小的兴趣种子正式破土、发芽。”
“领军文化”正在形成
培养模式的改变，也直接影响了领军班的班风和学风。
2022级领军2班参加“热爱我求学的城市”社会实践
谈到自己的大学生活，2019级领军班孔令杰和王欣印象最深的并不是“在自习室里学习讨论”，而是携手参加志愿活动、参加社会实践的美好记忆。暑假期间，他们参加了“化木为盾，筑绿成荫”实践队，前往宁夏固原实地调研生态保护情况，结合专业所学为西北生态环境保护贡献一份力量。课堂之外，两人还携手参加了第16届全国大学生化工设计竞赛并取得了佳绩。
“应试教育成长起来的学生，往往偏向选择更容易得高分的竞争方式，有的学生觉得本科阶段学到真本事比拿到保研资格更重要。” 韩优谈到。对于这个问题，新工科领军班的“解题思路”是，取消过去按照百分比给予保研指标的方式，改为“绝对分”模式，避免内卷。学生所学课程最终平均分达到某个值，基本上即可获得保研资格。“连续几届领军班的学风都非常好。我们鼓励学生之间一起参加竞赛、一起完成项目，鼓励大家养成团队合作的习惯。”韩优说。
化工学院要求领军班的培养全过程都贯彻“以学生为中心”的思想，针对不同学生特点和发展需求，设置不同的实践环节，包括企业实践、工程设计、科学研究、出国交流等。同时，学院还加大“个性化”培养，强化实践训练，实行“三学期制”。学生在短学期根据自己的特点和需求参加各种研究性学习、科研竞赛、科研专题研究和报告，赴境外名校进行短期交流学习，奔赴社会进行社会调查、生产学习等。
“这个夏天，第一届领军班学生步入社会才1年，现在来评价领军班的人才培养成效，也许为时尚早。但是从毕业后留在科研岗位上深造，乃至报名支教、参军报国的人数比例上看，我们交出了一份立德树人的合格答卷。”领军班辅导员、化工学院团委书记赵书航不无骄傲地说。
（学生编辑 刘艺苗）
