新工科在高等教育中的應(yīng)用探析

宗晉明

摘 要：高等工程教育在我國高等教育中占有重要的地位。深化工程教育改革、建設(shè)工程教育強國，對服務(wù)和支撐我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級意義重大。2016年6月，我國工程教育專業(yè)認(rèn)證體系實現(xiàn)國際實質(zhì)等效，為深化工程教育改革提供了良好契機。當(dāng)前，國家推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，實施“一帶一路”“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：新工科；涵義；教育；新認(rèn)識

一、新工科理論

（一）新工科理論的提出

為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、"中國制造2025"等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了"復(fù)旦共識"、"天大行動"和"北京指南"，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》、《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強國建設(shè)。

（二）新工科涵義

“新工科”（Emerging Engineering Education：3E）是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向?！靶鹿た啤钡膬?nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，具有戰(zhàn)略型、創(chuàng)新性、系統(tǒng)化、開放式的特征。“新工科”建設(shè)將階段推進(jìn)，需要重點把握學(xué)與教、實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、本土化與國際化三個任務(wù)，關(guān)鍵在于實現(xiàn)立法保障、擴(kuò)大辦學(xué)自主權(quán)、改革教育評價體系三個突破。

二、我校對新工科建設(shè)積極研討

（一）工程教育的新理念

結(jié)合工程教育發(fā)展的歷史與現(xiàn)實、國內(nèi)外工程教育改革的經(jīng)驗和教訓(xùn)，分析研究新工科的內(nèi)涵、特征、規(guī)律和發(fā)展趨勢等，提出了高等教育工程教育改革創(chuàng)新的理念和思路。

（二）學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)

積極進(jìn)行市場調(diào)研，面對新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、面向未來、面向世界，開展新興工科專業(yè)的研究與探索，對傳統(tǒng)工科專業(yè)及其他專業(yè)進(jìn)行更新升級等。

（三）人才培養(yǎng)的新模式

在總結(jié)卓越工程師教育培養(yǎng)計劃、CDIO等工程教育人才培養(yǎng)模式改革經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開展深化產(chǎn)教融合、校企合作的體制機制和人才培養(yǎng)模式改革研究和討論。

（四）教育教學(xué)的新質(zhì)量

在完善中國特色、國際實質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證制度的基礎(chǔ)上，研究制訂新興工科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，開展多維度的教育教學(xué)質(zhì)量評價等。

（五）分類發(fā)展的新體系

分析研究高校分類發(fā)展、工程人才分類培養(yǎng)的體系結(jié)構(gòu)，提出推進(jìn)工程教育辦出特色和水平的宏觀政策、組織體系和運行機制等。

三、對新工科學(xué)習(xí)研討后的再認(rèn)識

“新工科”，“工科”是本質(zhì)，“新”是取向，要把握好這個“新”字，但又不能脫離“工科”，其內(nèi)涵可以從三個層面來理解：

（一）理念新：應(yīng)對變化，塑造未來

理念是行動的先導(dǎo)，是發(fā)展方向和發(fā)展思路的集中體現(xiàn)，“新工科”建設(shè)應(yīng)以理念的率先變革帶動工程教育的創(chuàng)新發(fā)展。

1. 新工科更加強調(diào)積極應(yīng)對變化

“新工科”應(yīng)該積極應(yīng)對變化，引領(lǐng)創(chuàng)新，探索不斷變化背景下的工程教育新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系，培養(yǎng)能夠適應(yīng)時代和未來變化的卓越工程人才。

2.新工科更加強調(diào)主動塑造世界

高等教育作為人才第一資源、科技第一生產(chǎn)力、創(chuàng)新第一驅(qū)動力的重要結(jié)合點，與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展十分緊密。工程教育更是直接地把科學(xué)、技術(shù)同產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)系在了一起，工程人才和工程科技成為改變世界的重要力量。因此“新工科”應(yīng)走出“適應(yīng)社會”的觀念局限，主動肩負(fù)起造福人類、塑造未來的使命責(zé)任，成為推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的革命性力量。

（二）要求新：培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才

“新工科”作為一種新型工程教育，其育人的本質(zhì)沒有變，但對人才的培養(yǎng)要求發(fā)生了變化。

1.人才結(jié)構(gòu)新

工程人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)要求多元化。一方面，當(dāng)前我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展不平衡，處在工業(yè)2.0和工業(yè)3.0并行的發(fā)展階段，必須走工業(yè)2.0補課、工業(yè)3.0普及和工業(yè)4.0示范的并聯(lián)式發(fā)展道路，因此工程人才需求復(fù)雜多樣，必須健全與全產(chǎn)業(yè)鏈對接的從研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售到管理、服務(wù)的多元化人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)；另一方面，從工程教育自身來講，應(yīng)根據(jù)對未來工程人才的素質(zhì)能力要求，重新確定專、本、碩、博各層次的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)模，進(jìn)而建立起以人口變化需求為導(dǎo)向、以產(chǎn)業(yè)調(diào)整為依據(jù)的工程教育轉(zhuǎn)型升級供給機制。

2.質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)新

工程人才培養(yǎng)質(zhì)量要求面向未來。目前對未來工程師的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)尚未有一個統(tǒng)一的界定，但對未來工程師素質(zhì)的大量描述在一定程度上反映了未來工程人才質(zhì)量的核心要素。美國工程院發(fā)布的《2020的工程師：新世紀(jì)工程的愿景》報告中提出：優(yōu)秀的分析能力、實踐能力、創(chuàng)造力、溝通能力、商業(yè)和管理知識、領(lǐng)導(dǎo)力、道德水準(zhǔn)和專業(yè)素養(yǎng)、終身學(xué)習(xí)等是未來工程師應(yīng)該具備的素質(zhì)。2016年世紀(jì)經(jīng)濟(jì)論壇報《The Future of Jobs： Employment， Skills and Workforce Strategy for the Fourth Industrial Revolution》特別強調(diào)了包括社會技能、系統(tǒng)技能、解決復(fù)雜問題的技能、資源管理技能、技術(shù)技能在內(nèi)的交叉復(fù)合技能?；趪H標(biāo)準(zhǔn)和我國重大戰(zhàn)略需求和發(fā)展實際，我們認(rèn)為，未來的工程人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該強調(diào)以下核心素養(yǎng)：家國情懷、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、跨學(xué)科交叉融合、批判性思維、全球視野、自主終身學(xué)習(xí)、溝通與協(xié)商、工程領(lǐng)導(dǎo)力、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、數(shù)字素養(yǎng)。

（三）途徑新：繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享

從某種意義上說，“新工科”反映了未來工程教育的形態(tài)，是與時俱進(jìn)的創(chuàng)新型工程教育方案，需要新的建設(shè)途徑。立足天津大學(xué)、放眼中國和世界，我們能感受到“新工科”蓬勃興起的力量。

1.繼承與創(chuàng)新

“新工科”要根植于我們的歷史積淀和傳統(tǒng)優(yōu)勢。從中國工程教育誕生起，天津大學(xué)（北洋大學(xué)）就肩負(fù)著“興學(xué)強國”的使命，從興學(xué)救國、科學(xué)建國到科教興國，“實事求是” “窮學(xué)理，振科工，重實驗，薄雕蟲”“不從紙上逞空談，要實地把中華改造”等價值理念塑造了我們“家國情懷”的使命感，廣大校友立足自身崗位，把“家國情懷”轉(zhuǎn)化為服務(wù)國家發(fā)展的實際行動，有力支撐了國家重大戰(zhàn)略、重大工程和重大項目。

“新工科”要面向未來全面加快改革創(chuàng)新。“新工科”必須通過人才培養(yǎng)理念的升華、體制機制的改革以及培養(yǎng)模式的創(chuàng)新應(yīng)對現(xiàn)代社會的快速變化和未來不確定的變革挑戰(zhàn)。天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院作為“國家試點學(xué)院”，以“工程科學(xué)實驗班”為載體探索傳統(tǒng)工程教育轉(zhuǎn)型為“新工科”，通過多層面學(xué)生選拔、競爭性分流、本碩博統(tǒng)籌培養(yǎng)、自主選擇專業(yè)、個性化課程體系、小班化教學(xué)、雙導(dǎo)師制等“以學(xué)生為中心”的教育模式變革，致力于培養(yǎng)“具有深厚數(shù)理基礎(chǔ)和人文素養(yǎng)，善于從工程中發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題，并能運用科學(xué)原理解決工程難題，能夠解決人類面臨重大問題和國家重大戰(zhàn)略需求的儀器儀表領(lǐng)域未來工程領(lǐng)軍人才”。

2.交叉與融合

交叉與融合是工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的著力點?；诙鄬W(xué)科交叉、產(chǎn)學(xué)研融合，斯坦福大學(xué)的硅谷模式、劍橋大學(xué)的科技園區(qū)等對創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了很好的參考。天津大學(xué)積極探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，培育交叉融合的育人生態(tài)，建立了宣懷學(xué)院和搭伙眾創(chuàng)空間等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和實踐平臺，將高水平科研優(yōu)勢和產(chǎn)學(xué)研資源轉(zhuǎn)化為育人優(yōu)勢，打造從“創(chuàng)意-創(chuàng)新-創(chuàng)業(yè)”完整鏈條的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

交叉與融合是重大工程科技創(chuàng)新的突破點。學(xué)科交叉融合是工程科技創(chuàng)新的源泉，關(guān)鍵核心技術(shù)和重大工程創(chuàng)新科技成果的突破大多源于學(xué)科交叉。天津大學(xué)研制的“海燕”水下滑翔機，用于“天宮二號”的“在軌腦-機交互技術(shù)測試系統(tǒng)”，保障大壩長期安全運行 “智慧大壩”技術(shù)體系，以及麻省理工學(xué)院研制的“蜂群”無人機協(xié)同作戰(zhàn)等都是學(xué)科交叉的成果。

3.協(xié)調(diào)與共享

以協(xié)調(diào)推動“新工科”專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和人才培養(yǎng)質(zhì)量提升。教育部引導(dǎo)高校主動布局面向未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的新專業(yè)，2010年后新設(shè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)工科本科專業(yè)點1401個。同時，通過協(xié)調(diào)工程教育多利益主體關(guān)系，形成了高校主體、政府主導(dǎo)、行業(yè)指導(dǎo)、企業(yè)參與的協(xié)同育人模式，逐步突破制約工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量的政策壁壘、資源壁壘、區(qū)域壁壘等。

以共享推動“新工科”優(yōu)質(zhì)教育資源和教育成果共建共享。經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深入與創(chuàng)新要素的加快流動使得共建共享、合作互補成為高等工程教育發(fā)展的共同選擇。中國-東盟工科大學(xué)聯(lián)盟、中俄工科大學(xué)聯(lián)盟等都是高等工程教育主動適應(yīng)全球化的具體實踐。天津大學(xué)與佐治亞理工學(xué)院共同建設(shè)天津大學(xué)佐治亞理工深圳特色學(xué)院，以中外合作辦學(xué)的形式進(jìn)一步探索建設(shè)“新工科”。

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