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   新工科教育引领高等教育“质量革命”
 
作者:李家俊       审核:宋青       文章来源:高等工程教育研究        点击数:       发布时间:2020-05-21 17:33:24
 

李家俊,天津大学党委书记,全国新工科建设工作组组长

当今世界正处于百年未有之大变局,以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革浪潮奔腾而至、加速演进,正处于取得关键突破的历史关口,与中华民族伟大复兴进程形成历史性交汇,教育事业面临前所未有的机遇和挑战。高等教育在教育中具有基础性、全局性、先导性的战略地位,高等教育强国要率先建成。高等工程教育占高等教育1/3的体量,与产业发展密切相关,支撑甚至引领新经济的发展速度和方向。新工科教育是当今世界最大体量工程教育的根本性变革,是一种新型的高水平人才培养体系,具有溢出带动性很强的“头雁”效应,推动着高等教育整体结构和人才培养类型层次结构的优化,是新时代回答好“培养什么人,如何培养人,为谁培养人”这个根本问题的战略抓手。2017年被称为“新工科教育元年”,“复旦共识”“天大行动”“北京指南”构成新工科教育“三部曲”,奠定了新工科教育治理的基本格局。三年来,新工科教育得到高等教育战线的迅速响应和积极推进,形成了“天大方案”“F计划”“成电方案”等典型模式。当前,新工科教育应由“轰轰烈烈”的理念倡导和顶层设计走向“扎扎实实”的实践落实和质量提升新阶段。

一、新工科教育再出发的逻辑起点

纵观历次工业革命与教育变革,每一次工业革命都对人才的知识结构、能力素质等提出了新要求,促进了高等教育的深刻变革与跨越发展。从第三次工业革命至今,是中国高等教育快速发展的时期,特别是第四次工业革命中科学技术以指数型爆发式发展,各领域技术系统集成、交叉叠加式综合发展,给未来世界发展带来前所未有的机遇和挑战。从历史坐标和全球视角来看,在适应新工业革命时期的工程教育深刻变革与全面创新方面,中国和世界发达国家的高等工程教育基本处于同一阶段,这为我们以新工科教育为战略抓手加快推进教育强国建设,提供了难得的历史机遇。新工科教育是“与未来合作”的工程教育,是立足当前的主动作为、面向未来的主动谋划,是加快推进教育现代化、建设教育强国、办好人民满意的教育的战略支点。

(一)新工科教育的历史方位。

从历史方位看,新工科教育是教育强国建设的必由之路。中国正在全面推进创新经济发展,建设创新型国家和制造强国,迫切要求工程教育由被动的适应服务经济社会发展转变为主动的支撑引领经济社会发展。近年来,中国科技人力资源总量快速增长,据统计,从2005年的4252万人增长到2016年的9154万人的新高点,保持了世界第一科技人力资源大国地位,从增速来看,远高于美国、德国、法国等发达国家。高等工程教育从根本上支撑了科技人力资本数量和质量双重提升,是经济持续、健康、绿色增长的关键因素。第四次工业革命对人才的需求呈现出新的特点,如适应性、学习力(学习动力、学习毅力、学习能力、随时学习和终身学习习惯等)、更高的职业伦理标准以及解决高复杂度工程系统问题的能力等。传统工程人才的知识结构与培养模式等更新周期与快速发展的科技和新知识生产模式不协调的矛盾日益突出。作为新时代工程人才培养的典型范式,新工科教育成为建设教育强国的重要环节和应有之义。

(二) 新工科教育的使命任务。

从使命任务看,新工科教育是教育强国建设的战略支撑。从2020年到21世纪中叶,是实现两个一百年奋斗目标的决胜期。目前培养的学生将是两个一百年奋斗目标实现的主力军。教育本身是一种慢变量,具有滞后性,面向两个一百年奋斗目标,高等教育必须把超前发展、主动创新作为自身的内在要求。因此,高等教育理念要新、内容要新、标准要新、方法要新,从某种意义上来讲,高等教育是永无定式的教育,创新是高等教育的本质特征,质量是高等教育存在和发展的生命线。20186月新时代全国高校本科教育工作会议,特别是20194六卓越一拔尖”计划2.0启动大会以来,教育部一揽子推出新工科、新医科、新农科、新文科即“四新”建设,全国已经掀起一场高等教育的“质量革命”。作为未来卓越工程创新人才培养的主要载体,新工科教育是快速响应社会变革与产业需求的新型教育形态,能够高度契合新经济、新技术和新业态的发展态势,在推进教育强国建设,实现中国“两个一百年”奋斗目标中发挥着重要的支撑作用。新工科教育应当引领高等教育的“质量革命”。

(三) 新工科教育的战略地位。

从战略地位看,新工科教育是教育强国建设的引领力量。一方面,中国高等工程教育占整个本科教育专业数的1/3、在校生数的1/3、毕业生数的1/3,毕业生占全世界总数的1/3以上,90%以上的高等院校开设了工程类专业。作为“三分天下有其一”的工程教育的新型形态,新工科教育在“四新”建设中的典型示范和支撑引领作用,为新医科、新农科、新文科等提供改革新思想、新路径、新方法、新技术。另一方面,在新工业革命和产业变革背景下,卓越工程创新人才培养成为战略制高点。2017年以来,中国高等教育战线开展了“轰轰烈烈”的新工科教育,聚焦国家重大战略需求,面向工业界、面向世界、面向未来,全面革新工程教育理念和人才培养模式,人才培养效果已经凸显,“头雁”效应已经显现。

新工科教育的初心和使命是,建设工程教育强国、支撑民族伟大复兴。在具体原则的把握上,新工科教育坚持立德树人,突出卓越导向,强化工程创新,注重创新创业教育。新工科教育必须牢牢抓住全面提高人才培养能力这个核心点,以“塑造未来”为核心理念,以立德树人统领人才培养全过程,融合中国特色新文理教育、多学科交叉的工程教育与个性化的专业教育,培养从工程科学发现到技术发明全链条的工程科技创新人才,构建高度关联、贯通融合、持续创新的新型工程人才培养体系。新工科教育再深化、再拓展、再突破、再出发更加强调营造全员、全过程、全方位育人的新格局,在新工科人才核心素养结构上,更加注重德智体美劳“五育并举”的社会主义建设者和接班人的全面培养,支撑中华民族伟大复兴。

二、新工科教育再出发的体系设计

近年来,全球主要国家面向新一轮科技革命和产业变革的加速演进,不断创新工程教育。我们认为,从全球工程教育改革实践来看,有些国家和地区虽未有“新工科”之名,但实际上全球范围内的“新工科运动”已经兴起。如麻省理工学院提出“新工程教育转型”计划;欧林工学院推行项目式教学;斯坦福大学推出“Stanford-2025”计划;英国先后提出“工程技术人才倍增计划”和Tomorrow’s Engineers计划;日本筑波大学推行学群再编制度等。这些教育体系普遍具有以下共同特点:一是强调跨学科交叉与融合的重要作用;二是强调系统性、批判性和创造性思维培养;三是强调工程实践,注重培养解决复杂工程系统实际问题的能力;四是强调激发学生兴趣、促进深度学习。新工科教育是全球工程教育改革的最前沿和新方向,是推动中国工程教育由“跟跑”“并跑”到“领跑”的战略行动,推进新工科教育再深化、再拓展、再突破、再出发,要做好顶层设计、系统谋划和全面布局。

(一)始终坚持新工科教育正确方向。

党的十八大以来,习近平总书记站在国家繁荣、民族振兴、教育发展的战略高度,多次就高校坚持社会主义办学方向,落实立德树人根本任务,扎根中国大地办教育,努力培养堪当民族复兴大任的时代新人,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人做出重要论述,为教育改革创新指明了方向。以新工科教育推进教育强国建设,首先要坚持办学正确政治方向。

新工科教育要以立德树人统领人才培养全过程,着重学生的品格塑造,着力培养学生社会主义核心价值观和家国情怀,推动“课程思政”与“思政课程”有机融合,将思想政治教育融入中国特色的新文理教育、多学科交叉的工程教育和个性化的专业教育全过程。实际上,新工科教育是“三全育人”“五育并举”的重要抓手,要以新工科教育为龙头,加强育人体系顶层设计,系统推进“三全育人”“五育并举”人才培养综合改革。

(二)系统搭建新工科教育平台体系。

1.建设开放式多学科跨学科人才培养平台

跨学科人才培养是世界工程教育改革面临的普遍难题,正如欧林工学院校长Richard Miller所言,21世纪我们正面临着全球性的重大挑战,必须改变思考教育的方法,教育必须超越对学科知识的学习。为此,欧林工学院在建立之初就摒弃了学科和院系的概念。再如,新加坡科技设计大学以跨学科方式设计了建筑与可持续设计(ASD)、工程产品开发(EPD)、工程系统与设计(ESD)、信息系统技术与设计(ISTD)四大学术支柱,这与传统的院系设置思路完全不同。对于中国工程教育特别是工科优势高校的传统工程教育,以学科为背景的院系设置已经形成了以单学科为发展脉络的相对固化的教学环境,如何突破这一固有设置而又不影响教学秩序,是新工科教育需要解决的一个关键问题。面向未来科技和产业发展,建设跨学院、多学科、开放办学的新工科教育培养平台,是在传统院系设置上对学术组织基本单元建构思路的重大创新。

2.深化多元主体协同育人。首先,系统整合教育教学要素资源。高校各级各类科研实验室、工程中心全面开放,支持学生项目、创新创业、学科竞赛,培养本科生的研究兴趣和科研能力。主动引入企业深度参与人才培养全过程,包括校企共同制订人才培养目标、设置课程体系和真实世界的工程项目、融入教学过程等。建设创客空间,保障学生自主设计与创造实践,引导学生研究式和创造性学习。建设校内外科技孵化器和加速器,促使学生创新创业成果高效转化,助推区域经济社会发展。

其次,实施中国特色的书院导师组制培养模式。充分发挥党组织的领导作用、一流学者的学术引领作用、团组织的先锋作用和优秀学生的示范作用,统筹通识教育。实施导师组制培养模式,建立由学术导师、企业导师、创业导师、辅导员、高年级同学或导生组成的导师组,及时为学生提供学术指导、学业督导、创业辅导、心理梳导,全方位提升育人效果。

再次,推动实现“四个融合”。推进实施产学深度融合、多学科交叉融合、国内—国际培养融合、教—研—学主动融合。实现竞彩足球比分各级各类重点实验室、工程中心、创客空间和创新创业孵化器/加速器间的跨学科密切合作。对人才培养理念、模式、课程体系、教与学的方法、教与学的内容、质量标准等进行全面、持续创新。

(三)持续优化新工科教育教学设计。

1.一体化系统性设计人才培养过程。

新工科教育是面向新工业革命的工程教育全面创新,是一种工程教育的新范式,要整体设计培养目标、培养标准、培养方案和培养模式,形成以培养目标为统领、毕业要求为依据、培养标准为基准,突出品格—知识—能力—技能全面融合培养,课程目标、课程大纲、内外教学、课程评价密切关联,教学制度、教学资源、教学平台贯通协同的全新人才培养体系。新工科教育既要主动服务国家战略和区域发展,又要紧扣竞彩足球比分人才培养目标,面向未来科技、产业和社会发展,强调培养方案和课程体系的“通”与“融”,按照培养目标、毕业要求、培养特色建立培养标准,对课程体系、培养机制进行一体化设计,保证达到培养要求。

2.以项目为链条的课程体系。

构建以学生发展为中心、以项目为主体,围绕项目组织模块化课程体系。以设计—建造(创客)和研发等三类五种项目为主体,构建以课程项目、课程组项目、本科生研究计划项目、多学科团队项目和毕业设计建造与研发项目为主干,以自然科学基础课程群、工科大类工程科学课程群、平台多学科交叉核心课程群和先进工程科学技术选修课程群为模块的理工教育体系,以及人文素养和终身能力培养的素质教育体系,使课程与项目融合衔接。

3.学生自主学习、团队学习和探索式学习。

鼓励学生采取自主学习、团队学习和探索式学习等多种方式,使学生将课程核心知识与实际应用相结合,将课程模块间关联的核心知识点与综合解决复合工程问题相结合,将科学研究与技术研发和产品开发相结合,全方位培养学生设计工程、工程建造、创新创造、团队合作和项目管理、领导与执行能力。项目的复杂和先进程度代表学生能够胜任未来工作的能力。

4.本研贯通人才培养模式。

培养面向高水平的专门人才,实施“本硕连读”或“本博直读”的贯通培养模式。设计本研一体化人才培养方案,建立贯通本科至研究生的课程体系,构建内容跨越本科生至研究生的高阶课程,实施本研阶段学分互认,贯通导师制培养,为学习能力强、研究能力突出的学生开通发展快车道。

(四)构建全方位新工科教育评价反馈系统。

1.全链条教学评价反馈机制。

质量是高等教育的生命线,是体现新工科教育改革成效的核心表征,应以毕业生培养质量(就业质量、升学水平、创业成绩等)来评判新工科教育的改革成效。要针对新工科人才培养目标、毕业要求、课程体系、教学内容和项目式学习,建立全周期、全过程、全角度的评价反馈机制,形成完善的质量保障体系并持续改进,鼓励每一位教师发挥特长,服务全方位育人系统,将所有课程打造为“金课”。

2.全要素学生学习评价机制。

建立360°学生学习立体档案、成长过程记录和全程反馈系统,以数据和事实描述学生特点、特长和能力,为毕业生提供全面的学习档案和能力清单,使每个学生清楚了解自己能够胜任和擅长的工作,为学生就业与发展提供科学依据。实现对学生因材施教的个性化培养和对教师因才任教的精准化评聘机制。

3.健全社会评价与反馈机制。

引入第三方能力评测,建立毕业生校友职业发展跟踪评价机制、用人单位跟踪反馈机制。跟踪毕业05年、510年校友的职业发展状况和用人单位评价,将校友职业可持续发展水平作为衡量竞彩足球比分人才培养能力的重要指标,结合国际实质等效的专业认证和国际评估,全方位评价竞彩足球比分人才培养工作水平,持续改进人才培养体系和模式。

三、新工科教育再出发的治理路径

新工科教育在本质上属于教育教学改革的范畴,在实践中必须尊重教育教学的客观规律,充分考虑学科知识和专业要求的内在特点与外部关系。

(一)实施差异化梯度式新工科教育推进模式。

1.构并实践新工科教育范式。

工程教育范式的形成和定型具有相对滞后性,一般是在形成和稳定一段时间后才能更好地总结。工程教育范式转型的实质是工程教育的根本性、系统性变革,改革的内容和内涵比改革的名字和时间更重要。新工科教育实际上是工程教育的范式变革与迭代,是在高等工程教育环境、条件、需求特别是时代发生变化的大背景下,积极主动地去探索工程教育的新路子、新模式、新形式。在工程教育的内容上实现更新换代,在机制上实现再造。

2.分发挥新工科教育可适应性与可拓展性优势。

新工科教育是完整的工程人才培养体系,是多学科和跨学科的协同过程,其各部分应具有柔性连接。新工科教育既适用于研究型大学,也适用于应用型大学;既可整体实施,也可局部实施。高校可结合校情制订特色的新工科教育方案,差异化、梯度式推进新工科教育,如天津大学发布实施了“新工科建设天大方案” Coherent-Collabo-Interdisciplinary-Innovative plan, CCII),按照全面推进、重点突破的原则,建立了未来智能机器与系统校级引导性平台(未来技术学院),相继开辟了新工科腾讯试验班、新工科求是英才班等新工科教育试验田。

(二)理顺新工科教育的系统关系。

1.处理多学科交叉融合与专业培养的关系。

从分类学上来讲,学科分类是随着科学研究的不断发展而产生的趋异现象,但从人的全面发展的角度来讲,学科的过渡分化不利于科学问题的解决。目前,在追求科学深度发展的同时,世界范围内的学科交叉融合呈现出强劲势头,如日本筑波大学积极推动超越现有领域的跨学科包容与协作。新工科教育强调以多学科、跨学科培养改变单一学科支撑的专业培养,通过建设多学科培养平台,改造和创新传统的单一学科支撑的工科专业培养模式。

2.处理教师评价与教师发展的关系。

教育大计,教师为本。新工科教育成功与否的关键在教师。要从评价机制入手,推动从个人教学向团队教学模式转变,从一位教师负责一门和多门课程向一个教师团队负责一组课程转变,鼓励教师团队合作,为学生提供专家水平的师资力量配置。要处理好教学与科研的关系,形成科研反哺人才培养、人才培养支撑高水平科研的科教协同新局面。教师将最新的科研成果融入教学体系,学生完成原创项目促进科研成果转化,使教学与科研在人才培养目标、科研成果导向方面达成一致。

3.处理知识更新与管理嬗变的关系。

新工科教育涉及教育管理的嬗变,包括管理理念、模式、方法各个层面的变革,要以教育生产关系的优化催生新的教育生产力。所以,必须正确理解新工科教育中“新”的意义。面对一个科技快速变化的时代,今天的“新”可能成为未来的,对于的理解,应该以动态思维持续创新。在新工科教育管理实践中,必须基于持续改进的理念,使其体系设计与时俱进,推动新工科教育形成“层层递进、环环相扣、迭代创新”的生动局面。

(三)构建新工科教育共同体。

1.科学的新工科教育现代治理结构。

新工科教育是一项庞杂的系统工程,涉及到人才培养的各个要素、阶段和环节。要达成新工科教育目标,必须通过全面开放的组织形态,努力构建新工科教育共同体,推进新工科教育治理体系和治理能力现代化。从实践来看,新工科教育在推进过程中,存在政策逻辑、产业逻辑、教育逻辑、社会逻辑等不同理路,政府、高校、教师、学生、社会力量、产业界及若干利益相关者等共同构成新工科教育治理的主体体系。

2.新工科教育多元治理主体间的良性互动关系。

多元主体之间的互动关系对新工科教育治理效能的发挥影响甚巨。要而言之,在新工科教育治理共同体中,学生是中心、政府是主导、高校是基本主体、教师是关键。此外,产业界是重要的协同治理主体,在新工科教育培养目标、培养过程、培养成效的达成上发挥不可替代的重要作用。新工科教育治理多元主体间的良性互动关系建立在共同的初心和使命即建设工程教育强国、支撑民族伟大复兴的基础上。

四、结语

新工科教育是在百年未有之大变局中拥抱未来的主动谋划。随着新工科教育实践的深入,新工科教育的推进范式已经由“轰轰烈烈”的理念倡导和顶层设计转向“扎扎实实”的实践落实和质量提升。随着新工科教育往深里走、往实里去,新工科教育再深化、再拓展、再突破、再出发需要更加科学、精准、系统的体系设计、路径选择与治理机制。新工科教育“头雁”效应的凸显,带动了以“六卓越一拔尖”计划2.0内容、以“四新”(新工科、新医科、新农科、新文科)建设为基本载体的高等教育“质量革命”走向深入,撬动并引领高等教育整体的改革创新。协同历史与当代、国际与国内,构筑新工科教育共同体,以新工科教育加快推进教育强国建设,支撑国家在全球治理体系和国际秩序变革中快速崛起,早日实现中华民族伟大复兴的中国梦。

 

文章来源:《高等工程教育研究》202047日,详情请点击http://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1026.G4.20200407.0941.014.html

 
责任编辑:孙新华        

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