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   新工科教育引領高等教育“質量革命”
 
作者:李家俊       審核:宋青       文章來源:高等工程教育研究        點擊數:       發布時間:2020-05-21 17:33:24
 

李家俊,天津大學黨委書記,全國新工科建設工作組組長

當今世界正處于百年未有之大變局,以人工智能為代表的新一輪科技革命和產業變革浪潮奔騰而至、加速演進,正處于取得關鍵突破的歷史關口,與中華民族偉大復興進程形成歷史性交匯,教育事業面臨前所未有的機遇和挑戰。高等教育在教育中具有基礎性、全局性、先導性的戰略地位,高等教育強國要率先建成。高等工程教育占高等教育1/3的體量,與產業發展密切相關,支撐甚至引領新經濟的發展速度和方向。新工科教育是當今世界最大體量工程教育的根本性變革,是一種新型的高水平人才培養體系,具有溢出帶動性很強的“頭雁”效應,推動著高等教育整體結構和人才培養類型層次結構的優化,是新時代回答好“培養什么人,如何培養人,為誰培養人”這個根本問題的戰略抓手。2017年被稱為“新工科教育元年”,“復旦共識”“天大行動”“北京指南”構成新工科教育“三部曲”,奠定了新工科教育治理的基本格局。三年來,新工科教育得到高等教育戰線的迅速響應和積極推進,形成了“天大方案”“F計劃”“成電方案”等典型模式。當前,新工科教育應由“轟轟烈烈”的理念倡導和頂層設計走向“扎扎實實”的實踐落實和質量提升新階段。

一、新工科教育再出發的邏輯起點

縱觀歷次工業革命與教育變革,每一次工業革命都對人才的知識結構、能力素質等提出了新要求,促進了高等教育的深刻變革與跨越發展。從第三次工業革命至今,是中國高等教育快速發展的時期,特別是第四次工業革命中科學技術以指數型爆發式發展,各領域技術系統集成、交叉疊加式綜合發展,給未來世界發展帶來前所未有的機遇和挑戰。從歷史坐標和全球視角來看,在適應新工業革命時期的工程教育深刻變革與全面創新方面,中國和世界發達國家的高等工程教育基本處于同一階段,這為我們以新工科教育為戰略抓手加快推進教育強國建設,提供了難得的歷史機遇。新工科教育是“與未來合作”的工程教育,是立足當前的主動作為、面向未來的主動謀劃,是加快推進教育現代化、建設教育強國、辦好人民滿意的教育的戰略支點。

(一)新工科教育的歷史方位。

從歷史方位看,新工科教育是教育強國建設的必由之路。中國正在全面推進創新經濟發展,建設創新型國家和制造強國,迫切要求工程教育由被動的適應服務經濟社會發展轉變為主動的支撐引領經濟社會發展。近年來,中國科技人力資源總量快速增長,據統計,從2005年的4252萬人增長到2016年的9154萬人的新高點,保持了世界第一科技人力資源大國地位,從增速來看,遠高于美國、德國、法國等發達國家。高等工程教育從根本上支撐了科技人力資本數量和質量雙重提升,是經濟持續、健康、綠色增長的關鍵因素。第四次工業革命對人才的需求呈現出新的特點,如適應性、學習力(學習動力、學習毅力、學習能力、隨時學習和終身學習習慣等)、更高的職業倫理標準以及解決高復雜度工程系統問題的能力等。傳統工程人才的知識結構與培養模式等更新周期與快速發展的科技和新知識生產模式不協調的矛盾日益突出。作為新時代工程人才培養的典型范式,新工科教育成為建設教育強國的重要環節和應有之義。

(二) 新工科教育的使命任務。

從使命任務看,新工科教育是教育強國建設的戰略支撐。從2020年到21世紀中葉,是實現兩個一百年奮斗目標的決勝期。目前培養的學生將是兩個一百年奮斗目標實現的主力軍。教育本身是一種慢變量,具有滯后性,面向兩個一百年奮斗目標,高等教育必須把超前發展、主動創新作為自身的內在要求。因此,高等教育理念要新、內容要新、標準要新、方法要新,從某種意義上來講,高等教育是永無定式的教育,創新是高等教育的本質特征,質量是高等教育存在和發展的生命線。20186月新時代全國高校本科教育工作會議,特別是20194六卓越一拔尖”計劃2.0啟動大會以來,教育部一攬子推出新工科、新醫科、新農科、新文科即“四新”建設,全國已經掀起一場高等教育的“質量革命”。作為未來卓越工程創新人才培養的主要載體,新工科教育是快速響應社會變革與產業需求的新型教育形態,能夠高度契合新經濟、新技術和新業態的發展態勢,在推進教育強國建設,實現中國“兩個一百年”奮斗目標中發揮著重要的支撐作用。新工科教育應當引領高等教育的“質量革命”。

(三) 新工科教育的戰略地位。

從戰略地位看,新工科教育是教育強國建設的引領力量。一方面,中國高等工程教育占整個本科教育專業數的1/3、在校生數的1/3、畢業生數的1/3,畢業生占全世界總數的1/3以上,90%以上的高等院校開設了工程類專業。作為“三分天下有其一”的工程教育的新型形態,新工科教育在“四新”建設中的典型示范和支撐引領作用,為新醫科、新農科、新文科等提供改革新思想、新路徑、新方法、新技術。另一方面,在新工業革命和產業變革背景下,卓越工程創新人才培養成為戰略制高點。2017年以來,中國高等教育戰線開展了“轟轟烈烈”的新工科教育,聚焦國家重大戰略需求,面向工業界、面向世界、面向未來,全面革新工程教育理念和人才培養模式,人才培養效果已經凸顯,“頭雁”效應已經顯現。

新工科教育的初心和使命是,建設工程教育強國、支撐民族偉大復興。在具體原則的把握上,新工科教育堅持立德樹人,突出卓越導向,強化工程創新,注重創新創業教育。新工科教育必須牢牢抓住全面提高人才培養能力這個核心點,以“塑造未來”為核心理念,以立德樹人統領人才培養全過程,融合中國特色新文理教育、多學科交叉的工程教育與個性化的專業教育,培養從工程科學發現到技術發明全鏈條的工程科技創新人才,構建高度關聯、貫通融合、持續創新的新型工程人才培養體系。新工科教育再深化、再拓展、再突破、再出發更加強調營造全員、全過程、全方位育人的新格局,在新工科人才核心素養結構上,更加注重德智體美勞“五育并舉”的社會主義建設者和接班人的全面培養,支撐中華民族偉大復興。

二、新工科教育再出發的體系設計

近年來,全球主要國家面向新一輪科技革命和產業變革的加速演進,不斷創新工程教育。我們認為,從全球工程教育改革實踐來看,有些國家和地區雖未有“新工科”之名,但實際上全球范圍內的“新工科運動”已經興起。如麻省理工學院提出“新工程教育轉型”計劃;歐林工學院推行項目式教學;斯坦福大學推出“Stanford-2025”計劃;英國先后提出“工程技術人才倍增計劃”和Tomorrow’s Engineers計劃;日本筑波大學推行學群再編制度等。這些教育體系普遍具有以下共同特點:一是強調跨學科交叉與融合的重要作用;二是強調系統性、批判性和創造性思維培養;三是強調工程實踐,注重培養解決復雜工程系統實際問題的能力;四是強調激發學生興趣、促進深度學習。新工科教育是全球工程教育改革的最前沿和新方向,是推動中國工程教育由“跟跑”“并跑”到“領跑”的戰略行動,推進新工科教育再深化、再拓展、再突破、再出發,要做好頂層設計、系統謀劃和全面布局。

(一)始終堅持新工科教育正確方向。

黨的十八大以來,習近平總書記站在國家繁榮、民族振興、教育發展的戰略高度,多次就高校堅持社會主義辦學方向,落實立德樹人根本任務,扎根中國大地辦教育,努力培養堪當民族復興大任的時代新人,培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人做出重要論述,為教育改革創新指明了方向。以新工科教育推進教育強國建設,首先要堅持辦學正確政治方向。

新工科教育要以立德樹人統領人才培養全過程,著重學生的品格塑造,著力培養學生社會主義核心價值觀和家國情懷,推動“課程思政”與“思政課程”有機融合,將思想政治教育融入中國特色的新文理教育、多學科交叉的工程教育和個性化的專業教育全過程。實際上,新工科教育是“三全育人”“五育并舉”的重要抓手,要以新工科教育為龍頭,加強育人體系頂層設計,系統推進“三全育人”“五育并舉”人才培養綜合改革。

(二)系統搭建新工科教育平臺體系。

1.建設開放式多學科跨學科人才培養平臺

跨學科人才培養是世界工程教育改革面臨的普遍難題,正如歐林工學院校長Richard Miller所言,21世紀我們正面臨著全球性的重大挑戰,必須改變思考教育的方法,教育必須超越對學科知識的學習。為此,歐林工學院在建立之初就摒棄了學科和院系的概念。再如,新加坡科技設計大學以跨學科方式設計了建筑與可持續設計(ASD)、工程產品開發(EPD)、工程系統與設計(ESD)、信息系統技術與設計(ISTD)四大學術支柱,這與傳統的院系設置思路完全不同。對于中國工程教育特別是工科優勢高校的傳統工程教育,以學科為背景的院系設置已經形成了以單學科為發展脈絡的相對固化的教學環境,如何突破這一固有設置而又不影響教學秩序,是新工科教育需要解決的一個關鍵問題。面向未來科技和產業發展,建設跨學院、多學科、開放辦學的新工科教育培養平臺,是在傳統院系設置上對學術組織基本單元建構思路的重大創新。

2.深化多元主體協同育人。首先,系統整合教育教學要素資源。高校各級各類科研實驗室、工程中心全面開放,支持學生項目、創新創業、學科競賽,培養本科生的研究興趣和科研能力。主動引入企業深度參與人才培養全過程,包括校企共同制訂人才培養目標、設置課程體系和真實世界的工程項目、融入教學過程等。建設創客空間,保障學生自主設計與創造實踐,引導學生研究式和創造性學習。建設校內外科技孵化器和加速器,促使學生創新創業成果高效轉化,助推區域經濟社會發展。

其次,實施中國特色的書院導師組制培養模式。充分發揮黨組織的領導作用、一流學者的學術引領作用、團組織的先鋒作用和優秀學生的示范作用,統籌通識教育。實施導師組制培養模式,建立由學術導師、企業導師、創業導師、輔導員、高年級同學或導生組成的導師組,及時為學生提供學術指導、學業督導、創業輔導、心理梳導,全方位提升育人效果。

再次,推動實現“四個融合”。推進實施產學深度融合、多學科交叉融合、國內—國際培養融合、教—研—學主動融合。實現學校各級各類重點實驗室、工程中心、創客空間和創新創業孵化器/加速器間的跨學科密切合作。對人才培養理念、模式、課程體系、教與學的方法、教與學的內容、質量標準等進行全面、持續創新。

(三)持續優化新工科教育教學設計。

1.一體化系統性設計人才培養過程。

新工科教育是面向新工業革命的工程教育全面創新,是一種工程教育的新范式,要整體設計培養目標、培養標準、培養方案和培養模式,形成以培養目標為統領、畢業要求為依據、培養標準為基準,突出品格—知識—能力—技能全面融合培養,課程目標、課程大綱、內外教學、課程評價密切關聯,教學制度、教學資源、教學平臺貫通協同的全新人才培養體系。新工科教育既要主動服務國家戰略和區域發展,又要緊扣學校人才培養目標,面向未來科技、產業和社會發展,強調培養方案和課程體系的“通”與“融”,按照培養目標、畢業要求、培養特色建立培養標準,對課程體系、培養機制進行一體化設計,保證達到培養要求。

2.以項目為鏈條的課程體系。

構建以學生發展為中心、以項目為主體,圍繞項目組織模塊化課程體系。以設計—建造(創客)和研發等三類五種項目為主體,構建以課程項目、課程組項目、本科生研究計劃項目、多學科團隊項目和畢業設計建造與研發項目為主干,以自然科學基礎課程群、工科大類工程科學課程群、平臺多學科交叉核心課程群和先進工程科學技術選修課程群為模塊的理工教育體系,以及人文素養和終身能力培養的素質教育體系,使課程與項目融合銜接。

3.學生自主學習、團隊學習和探索式學習。

鼓勵學生采取自主學習、團隊學習和探索式學習等多種方式,使學生將課程核心知識與實際應用相結合,將課程模塊間關聯的核心知識點與綜合解決復合工程問題相結合,將科學研究與技術研發和產品開發相結合,全方位培養學生設計工程、工程建造、創新創造、團隊合作和項目管理、領導與執行能力。項目的復雜和先進程度代表學生能夠勝任未來工作的能力。

4.本研貫通人才培養模式。

培養面向高水平的專門人才,實施“本碩連讀”或“本博直讀”的貫通培養模式。設計本研一體化人才培養方案,建立貫通本科至研究生的課程體系,構建內容跨越本科生至研究生的高階課程,實施本研階段學分互認,貫通導師制培養,為學習能力強、研究能力突出的學生開通發展快車道。

(四)構建全方位新工科教育評價反饋系統。

1.全鏈條教學評價反饋機制。

質量是高等教育的生命線,是體現新工科教育改革成效的核心表征,應以畢業生培養質量(就業質量、升學水平、創業成績等)來評判新工科教育的改革成效。要針對新工科人才培養目標、畢業要求、課程體系、教學內容和項目式學習,建立全周期、全過程、全角度的評價反饋機制,形成完善的質量保障體系并持續改進,鼓勵每一位教師發揮特長,服務全方位育人系統,將所有課程打造為“金課”。

2.全要素學生學習評價機制。

建立360°學生學習立體檔案、成長過程記錄和全程反饋系統,以數據和事實描述學生特點、特長和能力,為畢業生提供全面的學習檔案和能力清單,使每個學生清楚了解自己能夠勝任和擅長的工作,為學生就業與發展提供科學依據。實現對學生因材施教的個性化培養和對教師因才任教的精準化評聘機制。

3.健全社會評價與反饋機制。

引入第三方能力評測,建立畢業生校友職業發展跟蹤評價機制、用人單位跟蹤反饋機制。跟蹤畢業05年、510年校友的職業發展狀況和用人單位評價,將校友職業可持續發展水平作為衡量學校人才培養能力的重要指標,結合國際實質等效的專業認證和國際評估,全方位評價學校人才培養工作水平,持續改進人才培養體系和模式。

三、新工科教育再出發的治理路徑

新工科教育在本質上屬于教育教學改革的范疇,在實踐中必須尊重教育教學的客觀規律,充分考慮學科知識和專業要求的內在特點與外部關系。

(一)實施差異化梯度式新工科教育推進模式。

1.構并實踐新工科教育范式。

工程教育范式的形成和定型具有相對滯后性,一般是在形成和穩定一段時間后才能更好地總結。工程教育范式轉型的實質是工程教育的根本性、系統性變革,改革的內容和內涵比改革的名字和時間更重要。新工科教育實際上是工程教育的范式變革與迭代,是在高等工程教育環境、條件、需求特別是時代發生變化的大背景下,積極主動地去探索工程教育的新路子、新模式、新形式。在工程教育的內容上實現更新換代,在機制上實現再造。

2.分發揮新工科教育可適應性與可拓展性優勢。

新工科教育是完整的工程人才培養體系,是多學科和跨學科的協同過程,其各部分應具有柔性連接。新工科教育既適用于研究型大學,也適用于應用型大學;既可整體實施,也可局部實施。高??山Y合校情制訂特色的新工科教育方案,差異化、梯度式推進新工科教育,如天津大學發布實施了“新工科建設天大方案” Coherent-Collabo-Interdisciplinary-Innovative plan, CCII),按照全面推進、重點突破的原則,建立了未來智能機器與系統校級引導性平臺(未來技術學院),相繼開辟了新工科騰訊試驗班、新工科求是英才班等新工科教育試驗田。

(二)理順新工科教育的系統關系。

1.處理多學科交叉融合與專業培養的關系。

從分類學上來講,學科分類是隨著科學研究的不斷發展而產生的趨異現象,但從人的全面發展的角度來講,學科的過渡分化不利于科學問題的解決。目前,在追求科學深度發展的同時,世界范圍內的學科交叉融合呈現出強勁勢頭,如日本筑波大學積極推動超越現有領域的跨學科包容與協作。新工科教育強調以多學科、跨學科培養改變單一學科支撐的專業培養,通過建設多學科培養平臺,改造和創新傳統的單一學科支撐的工科專業培養模式。

2.處理教師評價與教師發展的關系。

教育大計,教師為本。新工科教育成功與否的關鍵在教師。要從評價機制入手,推動從個人教學向團隊教學模式轉變,從一位教師負責一門和多門課程向一個教師團隊負責一組課程轉變,鼓勵教師團隊合作,為學生提供專家水平的師資力量配置。要處理好教學與科研的關系,形成科研反哺人才培養、人才培養支撐高水平科研的科教協同新局面。教師將最新的科研成果融入教學體系,學生完成原創項目促進科研成果轉化,使教學與科研在人才培養目標、科研成果導向方面達成一致。

3.處理知識更新與管理嬗變的關系。

新工科教育涉及教育管理的嬗變,包括管理理念、模式、方法各個層面的變革,要以教育生產關系的優化催生新的教育生產力。所以,必須正確理解新工科教育中“新”的意義。面對一個科技快速變化的時代,今天的“新”可能成為未來的,對于的理解,應該以動態思維持續創新。在新工科教育管理實踐中,必須基于持續改進的理念,使其體系設計與時俱進,推動新工科教育形成“層層遞進、環環相扣、迭代創新”的生動局面。

(三)構建新工科教育共同體。

1.科學的新工科教育現代治理結構。

新工科教育是一項龐雜的系統工程,涉及到人才培養的各個要素、階段和環節。要達成新工科教育目標,必須通過全面開放的組織形態,努力構建新工科教育共同體,推進新工科教育治理體系和治理能力現代化。從實踐來看,新工科教育在推進過程中,存在政策邏輯、產業邏輯、教育邏輯、社會邏輯等不同理路,政府、高校、教師、學生、社會力量、產業界及若干利益相關者等共同構成新工科教育治理的主體體系。

2.新工科教育多元治理主體間的良性互動關系。

多元主體之間的互動關系對新工科教育治理效能的發揮影響甚巨。要而言之,在新工科教育治理共同體中,學生是中心、政府是主導、高校是基本主體、教師是關鍵。此外,產業界是重要的協同治理主體,在新工科教育培養目標、培養過程、培養成效的達成上發揮不可替代的重要作用。新工科教育治理多元主體間的良性互動關系建立在共同的初心和使命即建設工程教育強國、支撐民族偉大復興的基礎上。

四、結語

新工科教育是在百年未有之大變局中擁抱未來的主動謀劃。隨著新工科教育實踐的深入,新工科教育的推進范式已經由“轟轟烈烈”的理念倡導和頂層設計轉向“扎扎實實”的實踐落實和質量提升。隨著新工科教育往深里走、往實里去,新工科教育再深化、再拓展、再突破、再出發需要更加科學、精準、系統的體系設計、路徑選擇與治理機制。新工科教育“頭雁”效應的凸顯,帶動了以“六卓越一拔尖”計劃2.0內容、以“四新”(新工科、新醫科、新農科、新文科)建設為基本載體的高等教育“質量革命”走向深入,撬動并引領高等教育整體的改革創新。協同歷史與當代、國際與國內,構筑新工科教育共同體,以新工科教育加快推進教育強國建設,支撐國家在全球治理體系和國際秩序變革中快速崛起,早日實現中華民族偉大復興的中國夢。

 

文章來源:《高等工程教育研究》202047日,詳情請點擊http://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1026.G4.20200407.0941.014.html

 
責任編輯:孫新華        

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