中国教育报专题报道:聆听“新工科”建设春雷

2017-04-19 点击数:      

  

  《中国教育报》(2017年04月17日05版)
  聆听“新工科”建设春雷
  未来十年,人类可能会迎来八大科技里程碑。迅猛更新迭代的科技革命和产业变革时代呼啸而至,培养和造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才时不我待。中国高等教育如何应对?2017年的人间四月天—— 
  春雷始鸣
  惊醒
  蛰伏了一个冬季的生灵
  “新工科”来了
  以天下的情怀
  天大的魄力
  携工程强国之梦
  走进万物复苏的春天
  因时而动、瞄准未来,“新工科”应当长成啥样
  2月18日,复旦大学发布“复旦共识”。来自综合性高校工程教育的专家学者共同参与了此共识的研讨。
  该共识从“十要”切入,全面阐述了“新工科”内涵特征、新工科建设与发展路径。一经发布,瞬间火爆各大媒体圈与朋友圈。
  在“复旦共识”中,能够清晰感知建设路径设计上具备的引领性及先进性的专业用心——
  “新工科”建设杜绝一刀切,按照分级分类的办学特征有侧重地推进:工科优势高校要对工程科技创新和产业创新发挥主体作用;综合性高校要对催生新技术和孕育新产业发挥引领作用;地方高校要对区域经济发展和产业转型升级发挥支撑作用。
  4月8日,天津大学,来自工科优势高校齐聚一堂,“天大计划”再次重磅出击,以“六问”直击塑造未来的新工科:问产业需求建专业;问技术发展改内容;问学生志趣变方法;问学校主体推改革;问内外资源创条件;问国际前沿立标准。并依据双一流建设“三步走”的路线图,描绘和制定“新工科”愿景与规划——
  到2020年,探索形成新工科建设模式,主动适应新技术、新产业、新经济发展;到2030年,形成中国特色、世界一流工程教育体系,有力支撑国家创新发展;到2050年,形成领跑全球工程教育的中国模式,建成工程教育强国……
  站在新的起点看来处。
  自教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”以来,中国高等工程教育改革已稳步探索7年,而伴随着2016年我国正式成为《华盛顿协议》成员国的铿锵步伐和“新工科”的开春之雷,我国由工程教育大国向工程教育强国的转变持续提速。
  “当今,高等教育面临五个变化:供求关系发生了质的变化;国家需求发生了很大变化;国际竞争环境发生了重大变化;教育对象发生了很大变化;资源条件发生了很大变化。”教育部部长陈宝生指出的高等教育面临的变化恰是“新工科”因时而动的依据。
  “国家推动和实施一系列重大创新驱动发展战略以来,经济步入新常态,产业急需改造升级,我国高等教育已经在世界舞台上参与竞争,我们的坐标已是国际坐标,我们要定的标准已是国际标准。”教育部高教司司长张大良谈及“新工科”建设如何应对高等教育变化时掷地有声。
  竞争,变革,建设,创新,推进,引领……
  因时而动,返本开新。“新工科”的愿景美好而宏大。
  远处展望、近处审视,“新工科”究竟新在哪儿
  紧缺!
  大数据复合型人才严重匮乏——麦肯锡咨询研究指出,到2018年,仅仅在美国,大数据人才短缺就达50%-60%。
  新一代信息技术产业人才告急——数据显示,未来三年,我国新一代信息技术产业人才缺口将达到750万人。
  高层次人才紧缺!
  我国装备制造业企业人力资源总量近1794万人,其中人才总量近736万人,具有大学本科和研究生学历人员分别只占人才总量的29%和2%。
  随着新技术、新产品、新业态和新模式蓬勃兴起,大数据、云计算、物联网应用、空天海洋等新兴产业高层次人才需求“高烧难退”。
  脱节!
  刚毕业的某工科院校的学生小薛在工作后不久抱怨:“大学4年,学校为我们组织的实习多是到校外工厂参观,能够实际动手的岗位特别少,实习时间也很难保证,工作伊始,感觉特别缺乏对新兴产业工作流程和文化的了解,上岗适应慢。”
  乱石当空,惊涛拍岸。“新工科”的征程看似一点儿也不平静。
  远处展望,近处审视。我们依然触摸到“新工科”于以往工程教育探索和实践中所迸发的可预见的勃勃生机。
  在教育部发布的相关报告中,有数据显示,我国工科本科生在校生数量于2014年就已达到721万人次,规模达世界第一;同年我国工科毕业生数占全国普通高校毕业生总数的38%,也位居世界首位。
  此外,我国工科教育人才培养,在层次上也较为完备,近年来工科学生在校本科生与博士生的培养均超过20%,硕士生超过16%,专科生也增长了8.5%。
  可以说,从整个发展趋势来看,我国工程教育已取得有一定影响力的成就。
  可是,巨大的工程人才缺口凸显工程教育改革已行至深水区。“新工科”如何做好历史担当?其究竟“新”在哪?
  “简单而言,‘三新’涵盖‘新工科’建设内涵:即新理念、新要求以及新途径。新理念即是以应对变化,塑造未来为建设理念;新要求即以多元化、创新型卓越工程人才为培养要求;新途径则是通过继承与创新、交叉与融合以及协调与共享进行新工科人才培养。”天津大学校长钟登华给出了“新”的定义。
  在当下“新工科”的探索与实践中,最需要吸收和融入什么?
  钟登华指出,需要更加注重融入创新创业元素,打造完整创新链条的全过程人才培养模式:“创意-创新-创业”。从上游激发学生创意,从中游创新实践计划,从下游服务学生创业。
  “天津大学为此成立了宣怀学院,致力于通过创新的教学模式、跨学科教育和创业生态的构建,培养具有技术创新能力和创新意识、富有企业家精神及勇于投身实践的卓越人才。”钟登华说。
  “在创新创业年代,怎会需要八股文式样的陈旧教学模式?”天津大学宣怀学院副院长邹强担任《创业策划》的教学工作,致力于探索打破边界的人才培养模式。
  “作为企业领导不知从何处认知企业的历史经验,怎能制定出好战略与战术呢?”在邹强的课上,运用的企业诊断案例皆来自其教学团队操盘过的公司。渐渐地,有企业家慕名而来。邹强会把企业家参与的课堂信息及时互动到校内教学平台,吸引更多大学老师到课堂进行校企联动。
  如此的跨边界探索,企业家、大学老师、大学生深度融合的体验式教学生态体系就搭建成了。
  围绕“三新”,新工科建设还应体现什么?
  “新工科建设应体现战略性、创新性、系统化和开放式等特征,从‘学与教’‘实践与创新创业’‘本土化与国家化’三项关键任务入手,实现以通过制定《工程教育法》,推动协同育人;通过扩大办学自主权,使工程人才培养与国家发展战略需求相适应;通过改革评价体系,让工程教育回归工程的三项重点突破,培养多元化、创新型卓越工程人才。”钟登华进一步指出。
  消除壁垒、学科交叉,“新工科”怎样活起来
  新工科人才培养,到底要让学生获得什么?是更多的知识,还是做知识的脚手架,是学习还是如何学习?
  “对于‘新工科’建设要‘授人以欲’。清华大学副校长杨斌的见解富有新意。
  “创新是探索未知世界或解决实际问题,而未知世界或实际问题是不分学科的,创新的突破点往往是交叉学科。因此,‘新工科’建设尤为要注重学科交叉。我们希望学生不拘囿于传统学科边界,由实际问题来驱动学习和研究。”杨斌说。
  清华-伯克利深圳学院就采用探索国际化、跨学科、密切产业合作的新型办学模式,自主创办了“环境科学与新能源技术”“数据科学与信息技术”“精准医学与公共健康”三大跨学科研究中心,初期涵盖了13个传统一级学科。
  消除学科壁垒,由研究中心和实验室组织教学科研活动;放宽招生口径,吸纳各学科最优秀生源;通过简化“三段式结构”保证博士生培养质量。可以说,交叉学科的设立也在一定程度上赋予了清华-伯克利深圳学院极大的办学灵活性。
  “但这并不意味着在‘新工科’的发展过程中,就应该应激性地多设一些新的交叉专业,甚至专业更细分和碎片化。‘新工科’的学科交叉,也并非只是工科,人文、设计、医学等都是‘新工科’的积极参与者。”杨斌指出。
  作为具有引领性的工科优势高校,大学如何设置适应“新工科”的新专业,无疑需要更多的校本智慧和更具国际视野的管理手段。
  “高校要更多地从深化教育综合改革的角度理解‘新工科’,其并非既有工科之外新增加的部分,更重要的是如何优化现存的工科,否则,优势工科以往的优势也会成为创新人才培养的负担。”杨斌的担忧也是诸多工科优势高校管理者急需的应对。
  有专家指出,未来社会对人才需求的变化,也引起多元化的挑战,其不再仅仅是依靠知识驱动,而是需要一种“可持续竞争力”为依托。
  在“新工科”建设视野中,何为可持续竞争力?
  “学生具有对于未来全球事务与国家发展的责任心和使命意识,能认知到社会信息化过程中的变化、科学和工程技术在社会信息化变化中的推动作用以及对全球化的影响。”哈尔滨工业大学徐晓斌副校长解读道。
  这样的解读也恰是“新工科”建设的使命和出处。为此,必然要进行涵盖深、覆盖广的全方位教改及探索构建全新的人才培养体系。
  徐晓飞指出:要创造培育方式新特征。人才培养方式上,应体现国际化、智能化、交叉化等特征;要探索工程教育项目代入法学习、卓越工程师培养计划探究式与小班研讨式等学习方式,促进工科人才的国际化培养与跨国交换学习。要明确新人才培养类型。如“新工科”人才是培养科技人才与研发人才,还是培养新兴产业人才、卓越工程师人才、交叉复合型人才,或是培养成具有国际竞争人才及可持续竞争人才等。
  在两次“新工科”建设研讨会上,新范式的理念被诸多与会专家和学者认同。
  “新范式是立足当前、面向未来、面向世界的新理念和新兴学科与传统学科之间的关系,特别是多学科以及人才培养新模式的构建。”在工程教育领域已倾心探索十数年的汕头大学校长顾佩华是“新工科”新范式的有力倡导者。
  在“复旦共识”中则明确定义“新工科”新范式为:新理念、新结构、新模式、新质量和新体系。
  春雷响,万物长。
  就在“天大计划”路线图紧锣密鼓地准备发布前日,在教育部高教司理工处组织下,来自工科优势高校、综合性高校、地方高校的专家代表不顾连日的车马劳顿及高强度的会议研讨,依然在海棠花怒放的天津大学,共议“‘新工科’研究与实践项目课题申报指南”事宜,准备尽快通过课题发布方式全面启动“新工科”建设……
  

应对工学未来重大挑战

  张东晓

  工程学或是工学定义为,通过研究与实践,应用数学、自然科学等基础学科知识,积极有效地利用自然材料和力量造福人类的一门学科。因此,20世纪的工学取得了诸如电气化、航天、计算机等重大成就。“新工科”建设迫在眉睫,工学应不止于解决当前人类所需,更要着眼于应对未来的重大挑战。

  有美国工程师提出工学领域未来将面临14个重大挑战,如经济地利用太阳能、发展聚变能源、大脑反向工程等,辐射诸多行业和领域。不难看出,相较于20世纪的工学注重新技术发明,21世纪的工学则更关注的是人和地球。
  

    新工科如何更好地服务人类和地球?美国工程院发起了一项“重大挑战学者计划”。该计划通过为重大挑战问题提供解决方案或项目实践,培养学生研究能力或创造力;鼓励学生通过亲身体验来理解多学科交叉;鼓励学生通过参加可行的商业模式去创业;通过丰富学生的全球化经验使其能理解多元文化,并通过服务学习,使学生获取更多的社会意识。我国的新工科建设也应思考,要以怎样的方式培养学生切实的工程基础知识、可行的经济和商业知识以及认知到合乎时代的文化和社会政治背景,最终培养一大批重大挑战学者。

  

“新工科”的浙大“千生计划”

  陆国栋

  “新工科”建设的内涵在于提高学生的适应变化能力和工程创新能力。

 
  新形势下的“新工科”发展需明确产业需求,以需求引领产业变革方向,关注“新工科”的动态特征。
  而动态特征从何而来?这就需要引入市场化力量,重视企业力量,寻找积极性高的企业参与新工科建设。因此,各高校进行新工科建设,要拓宽大学生校外实践渠道,与社会、行业以及企事业单位共同建设实习、实践教学基地。
  高质量的校外实习基地是实践教学环节正常实施的重要保障,是培养工科优秀人才实践能力、科研素养、创新意识与创新能力的重要平台。因此,对于新工科建设中的校企实习基地的合作企业选择上,要以大中型制造业、科技型企业为主,岗位类别要多样化。
  

    基于此,浙大联合工程教育委员会提出“千生计划”,首批实习计划就在优选企业,安排1000名以上大学生进行实习,真正做到把岗位的性质和企业对学生能力的需求与专业课程相结合,使学校能建设一批适应社会需求的专业,实现真正意义上的校企“双赢”。

  师生微议

  教师

  面对新工科建设,工科复合型人才培养中教师应该关切什么问题?
  乐永康 复旦大学国家级物理实验教学示范中心主任
  工科复合型人才培养中,教师需要注意:不能过度强调综合、创新而忽略基础训练,人才的发展潜力来源于扎实的基础训练、宽阔的视野和广泛的兴趣;局限在书本和教室里的学生潜力有限,要让学生经常接触到社会和生产实践,让学生有“见”有“识”;工科人才不能“浮”,懂很多大道理,却没有能力解决实际问题,创新创业的过程中,比理论更有价值的是“Know-how”。
  陈力奋 复旦大学航空航天系副教授
  作为教师,应密切关注当今世界科技革命和产业变革,顺应时代发展的潮流,让自身的专业知识和技能在与时俱进中保持生命力;在培养学生过程中,不仅要重基础重应用,更要强调交叉融合,培养既有广度又有深度的T字型甚至π字型人才,注重工程思维的训练和实践能力的提高;综合性高校更应注重在人文素养和交融碰撞中催生出新领域,用足够的敏锐度引领未来技术,强化复合型工科人才国家战略以及全人类的使命感。
  马新宾 长江学者,天津大学化工学院院长、教授
  化学工业作为传统工业,在国民经济中具有重要地位。面临着新能源、新材料、环境、安全等诸多挑战,化工领域也产生了新的交叉学科和新的技术。在传统工科专业的学生培养中必须注入新的内涵,为传统专业注入新的活力。改革课程结构,关注学科交叉知识体系;改革培养模式和评价机制,与行业和新技术紧密结合;改革教育理念,注意全过程培养;改变传统化工的公众“面貌”,加强学生人文素养、社会责任意识的培养。培养适应于新经济和新工业革命的具有家国情怀、全球视野的复合型化工创新人才。
  曾周末 天津大学精仪学院院长
  “新工科”包含着两个方面的含义:一是回归专业建设本质,明确培养目标,强化培养过程,重视效果评价,坚持持续改进。而以往我们更多地强调知识体系的完整性,注重教育过程中的教,离专业建设的本质渐行渐远。二是关注产业当前和未来的人才需求,适应现代社会经济、技术的飞速发展。检验人才培养质量的根本标准是社会认可,专业必须正视挑战,改革培养模式、优化教学载体、调整自己的工作,构建以学生职业发展和个人成长为牵引的育人环境。
  学生
  作为学生,如何进行“新工科”素养的训练和学习?
  徐辉 复旦大学2014级大数据学院
  随着多学科交叉越来越普遍,“新工科”成为一种新的发展趋势。作为多学科交叉应用的学科,课堂内所学的知识毕竟是有限的,多学科交叉应用的背景要求我们学生自己去涉猎更多的各门学科知识。比如在计算机学科上,我会较为广泛地去阅读相关的论文,并自己动手实践相关内容。而对于统计、数学等偏于应用的学科,我会更加注重基础知识的学习,并通过做题来加深对理论的理解。更进一步,将理论与应用相互结合也是我们需要在不断尝试中逐渐实现的。我想只有这样,我们才算真正把握了新工科的精髓。
  廖文杰 天津大学2013级化学工程与工艺本科生,美国化工学会天津大学学生分会会长
  化工学院鼓励并特别支持本科生参与各级各类的学科竞赛,这是一个很好的学生培养机制,是“新工科”建设中强调的学以致用和跨学科交叉的具体体现。我在本科期间组织了国内首支队伍赴美参加2016美国化学工程师学会Chem-E-Car竞赛,我们不再局限于课堂上被动的学习,而是为了解决问题主动学习、应用理论知识,甚至自己建立一套理论进行分析,培养了我们自主发现问题并解决问题的能力,让我们在面对新技术发展带来新挑战时多了一份自信。同时,竞赛现场与全球化工强校师生的交流拓宽了视野,激烈的竞赛促使我们更主动更深入地学习。
  中国教育报:http://paper.jyb.cn/zgjyb/html/2017-04/17/content_476500.htm?div=-1
  (编辑刘晓艳 马曌堃)