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“我們已經(jīng)進入了智能制造的時代,從歷史來看,工業(yè)革命都是由工程科技引起的,工程科技是推進人類進步的發(fā)動機,是產(chǎn)業(yè)革命、經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的有力的杠桿。”電子科技大學(xué)校長曾勇在第三屆中國高等工程教育峰會上說。第三屆中國高等工程教育峰會10月19日在成都開幕,教育界、產(chǎn)業(yè)界代表共聚蓉城,以“新時代一流工程教育建設(shè):創(chuàng)新與行動”為主題,召開46場學(xué)術(shù)報告、11場對話交流活動,助推我國工程教育改革發(fā)展。

高等工程教育改造升級成為時代命題

“我國高等工程教育具有百年以上的歷史,改革開放以來得到超速發(fā)展,由我國高等工程教育培養(yǎng)的數(shù)以千萬計的中國工程人員正為我國現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)聰明才智,其中一部分也在為世界科技工程進步做出重要貢獻(xiàn)。當(dāng)然我們也看到,我國仍處于工業(yè)化進程中,工程能力與發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距。”中國工程院教育委員會一局教育處調(diào)研員范桂梅說,我國工程能力的提升與工程科技專業(yè)人才質(zhì)量息息相關(guān),高等工程教育是工程科技人員培養(yǎng)的主渠道,為工程科技的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ),深化工程教育改革,對支撐我國經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展意義重大。只有不斷提升自主的工程能力,源源不斷地培養(yǎng)優(yōu)秀的工程人才,才能建設(shè)強大的國家,實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興。

我國高等工程教育與國外的差距,也是不少專家呼吁大家重視的問題。

“我們的工程教育,包括國家的創(chuàng)新能力面臨了一些重大挑戰(zhàn)。在《2017—2018年全球競爭力報告》中,我們國家綜合的競爭力是排27位,雖然我們在市場規(guī)模和宏觀經(jīng)濟指標(biāo)上表現(xiàn)比較突出,但是總體上來說,我們還需要持續(xù)提高技術(shù)水平,來堅持創(chuàng)新發(fā)展。”曾勇說。

四川省教育廳副廳長姜亞軍認(rèn)為,教育部在加快建設(shè)高起點本科教育,全面提升人才培養(yǎng)能力的意見中明確提出,到2035年,形成中國特色、世界一流的高水平本科教育。我們要用不到20年的時間,達(dá)到引領(lǐng)世界高等教育的高度,對我們中國高等教育是一個巨大的挑戰(zhàn),所以從現(xiàn)在開始,我們不僅要思考中國需要什么人才,我們還要思考世界需要什么人才,以人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、生物技術(shù)為核心的全新的第四次工業(yè)革命已經(jīng)拉開序幕,諸多重大創(chuàng)新和變革正處于臨界期,在新工業(yè)革命的背景下,工程領(lǐng)域傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式需要調(diào)整,以適應(yīng)時代對人才的需求和要求。

“傳統(tǒng)工科專業(yè)如何升級改造,新興工科專業(yè)如何布局與建設(shè),課堂革命與教學(xué)創(chuàng)新將如何實現(xiàn),現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院與未來技術(shù)學(xué)院將怎樣進行工程教育改革等,成為時代的重要命題。” 范桂梅說。

曾勇指出,去年10月份中國工程教育質(zhì)量報告提出,我們的工程教育還需要進一步深化,頂層設(shè)計層面,產(chǎn)學(xué)研深度和廣度需要進一步提高,規(guī)模和結(jié)構(gòu)方面,也存在傳統(tǒng)工科專業(yè)結(jié)構(gòu)性過剩和適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)的人才培養(yǎng)有缺口的問題。質(zhì)量和內(nèi)涵方面,我們工程教育理念還需要進一步更新。

“當(dāng)前,隨著‘一帶一路’倡議和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,‘中國制造2025’、‘互聯(lián)網(wǎng)+’等國家重大戰(zhàn)略實施,以新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式為代表的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展,對工程科技人才提出了新的更高的要求,迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新。面對高等教育改革的新形勢、新要求、新任務(wù),高等工程教育需要以更高的站位來把握工程教育改革發(fā)展,尤其是新工科建設(shè)的大勢。”中國高等教育學(xué)會副會長、教育部高等教育司原司長張大良說。

新工科的核心是工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)

2012年首屆中國高等工程教育峰會上,首次公開提出新工科概念,現(xiàn)在已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可。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)。

“新工科很熱,都要搞新工科,但是到底新在什么地方,我們新工科的道路到底該怎么走。我們現(xiàn)在要建設(shè)一流的工程學(xué)科,大家的積極性很高,領(lǐng)導(dǎo)積極性很高,老師積極性很高,院長、系主任的積極性也非常高,但是到底如何建設(shè)呢?”中國工程院院士、浙江大學(xué)教授譚建榮在演講開始,就拋出了這個問題。

“新工科最大的核心問題就是工程創(chuàng)新人才的培養(yǎng),我們要從制造大國走向制造強國,最近中興事件給我們潑了冷水,讓我們頭腦清醒。我們離發(fā)達(dá)國家、制造強國這個目標(biāo)還需要走很長的道路,還需要經(jīng)過長期的艱苦奮斗。換句話說,我們一流的企業(yè)還很少。企業(yè)創(chuàng)新能力不強,歸根到底還是我們高校的問題,我們高校沒有把創(chuàng)新能力作為人才培養(yǎng)的重要因素,所以這個板子應(yīng)該打在高校身上。”譚建榮說。

譚建榮認(rèn)為,工程科學(xué)離不開工程問題本身,工程教育是圍繞工程問題講的,我們要從工程問題里面凝練出技術(shù)問題,要從技術(shù)問題層面凝練出方法問題,要從方法認(rèn)知上看問題,更主要的是我們要提出科學(xué)問題。愛因斯坦曾經(jīng)講過,提出問題要比解決問題重要,中國高等教育規(guī)模有了很大發(fā)展,已經(jīng)從精英教育轉(zhuǎn)向大眾教育,而我們創(chuàng)新人才并沒有涌現(xiàn)出很多,其中一個原因,我們的教學(xué)都是灌輸知識。沒有創(chuàng)新前提,我們提不出獨特的科學(xué)問題。

“隨著信息技術(shù)、生物技術(shù)的快速發(fā)展,產(chǎn)生了許多新興學(xué)科、交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科以及相關(guān)的核心技術(shù),這些科學(xué)技術(shù)對于工業(yè)界產(chǎn)生了巨大的貢獻(xiàn),許多工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)或正在發(fā)生革命性變化,特別是人工智能的興起正在悄然改變社會,如何培養(yǎng)適應(yīng)這些變化、進而引領(lǐng)新的變化的工程科技人才,成為我國高等工程教育需要面臨的問題。”范桂梅說。

新中國成立以來,特別是改革開放以來,我國工程教育始終以服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展為目標(biāo),取得了巨大成就,培養(yǎng)了數(shù)以千萬計的工程科技人才,有力地支撐了國家工業(yè)體系的建設(shè)與發(fā)展,推動我國成為世界制造大國、世界制造強國方向邁進。高等工程教育的地位作用舉足輕重,無論是專業(yè)數(shù)量、在校生數(shù)量,還是學(xué)科覆蓋面,都在各個學(xué)科類別當(dāng)中處于第一位。2016年的統(tǒng)計數(shù)字表明,我國已經(jīng)擁有世界上最大規(guī)模的工程教育,工科本科在校生有538萬名,畢業(yè)生有123萬人,專業(yè)布點有17037個,工科在校生占到了高等教育在校生總數(shù)的三分之一,我國擁有4200多萬人規(guī)模的工程科技人才隊伍,這是開創(chuàng)未來最寶貴的人才資源,對于世界高等教育來講,我國的工程教育也舉足輕重。近年來,我們每年工科本科畢業(yè)生大約占到世界總數(shù)的1/3以上。

“本科階段的工程教育是本科教育的重要組成部分,在我國本科專業(yè)布局當(dāng)中,工科大類專業(yè)占到了1/3,三分天下有其一,具有舉足輕重的地位和作用。以本為本的教育理念,要求我們圍繞工程教育改革的新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系,不斷改進工程教育人才培養(yǎng)的機制、模式和方式方法,持續(xù)提高工程教育人才培養(yǎng)水平和質(zhì)量。”張大良說。

國際上,不少新工程教育的變革,也是以推進創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心。2017年麻省理工學(xué)院(MIT)推出了新工程教育的變革,這個變革是適應(yīng)未來的產(chǎn)業(yè)、未來新的機器系統(tǒng)、面對未來的工程,采用跨學(xué)科的方式來激發(fā)學(xué)生的參與精神,以學(xué)生為中心變革教育模式和教育方式,同時改革重點在于培養(yǎng)學(xué)生的思維方式養(yǎng)成。斯坦福大學(xué)在2013年推出了斯坦福2020計劃,從知識傳授第一、能力第二,變成了能力第一、知識第二,目的也是為了培養(yǎng)具有大膽探索創(chuàng)新精神的未來的領(lǐng)導(dǎo)者,培養(yǎng)具有使命感和時代擔(dān)當(dāng)?shù)娜瞬拧?/p>

高博(Goldberg)是三歡聯(lián)合公司(ThreeJoy Associates)總裁、伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校(UIUC)名譽教授;與歐林工學(xué)院(Olin College)共同創(chuàng)立了歐林-UIUC合作伙伴關(guān)系,連續(xù)三年被歐林工學(xué)院授予杰出學(xué)術(shù)合作伙伴。在他看來,學(xué)習(xí)工科,不單是為了學(xué)習(xí)技術(shù),不單是為了純粹的教育,學(xué)習(xí)工科最關(guān)鍵的是信任、勇氣、自主性學(xué)習(xí),通過信任、勇氣,來釋放學(xué)生的自主性。工科學(xué)科有著五大支柱、六大思維,這五大支柱包括歡樂、信任、勇氣、開放、互聯(lián)互通,六大思維包括,分析式思維、設(shè)計思維、交往思維和語言思維、肢體思維和謹(jǐn)慎思維。

“新工業(yè)革命已經(jīng)根本性地改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)和勞動力市場,需要全新的人才,這也是新工科提出來的背景,我覺得新工科教育改革和范式轉(zhuǎn)變是工程教育的全面改革,也是面向未來、面向產(chǎn)業(yè)的改革。”天津大學(xué)新工科教育中心主任,教育部“CDIO工程教育模式研究與實踐課題組”組長,加拿大工程院院士,國際生產(chǎn)工程科學(xué)院(CIRP)設(shè)計科學(xué)與技術(shù)委員會主席顧佩華認(rèn)為,新工科教育可以從理念、模式、方法、內(nèi)容、質(zhì)量等方面創(chuàng)新。

“大學(xué)教學(xué)的本質(zhì),是發(fā)現(xiàn)知識。我們需要一流的科研、一流的教學(xué)、一流的輻射。一流科研就是發(fā)現(xiàn)知識,一流教學(xué)就是傳授知識,而一流輻射就是共享知識。”譚建榮說,“馬克思曾說,在科學(xué)的道路上沒有平坦的大路可走,只有在崎嶇小路的攀登上不畏勞苦的人,才有希望到達(dá)光輝的頂點。我們只有長期艱苦奮斗,努力探索,才能把創(chuàng)新人才教育工作搞好,才能把我們新工科的事做好。”

新工科要服務(wù)國家戰(zhàn)略需要

2016年我國成為華盛頓協(xié)議第18個成員,截至2017年年底,教育部高等教學(xué)評估中心和中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會總共認(rèn)證了全國198所高校的846個工程專業(yè),通過專業(yè)認(rèn)證振興專業(yè)質(zhì)量,進入了全球工程教育的第一方陣。

“高等工程教育在我國高等教育體系中占有重要的地位,深化工程教育改革,建設(shè)工程教育強國,對服務(wù)支撐我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級,高科技企業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,都具有重大的力量。”張大良說。

2018年10月,教育部等六部門出臺《關(guān)于實施基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)計劃2.0的意見》,決定實施“六卓越一拔尖”計劃2.0。其中之一就是教育部、工業(yè)和信息化部、中國工程院《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》。該意見明確提出,實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的總體思路是:面向工業(yè)界、面向世界、面向未來,主動應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革挑戰(zhàn),服務(wù)制造強國等國家戰(zhàn)略,緊密對接經(jīng)濟帶、城市群、產(chǎn)業(yè)鏈布局,以加入國際工程教育《華盛頓協(xié)議》組織為契機,以新工科建設(shè)為重要抓手,持續(xù)深化工程教育改革,加快培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的卓越工程科技人才,打造世界工程創(chuàng)新中心和人才高地,提升國家硬實力和國際競爭力。

該文件將工程教育提高到應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革挑戰(zhàn),服務(wù)制造強國等國家戰(zhàn)略的高度。

“一所大學(xué)的貢獻(xiàn)決定學(xué)校在社會的聲譽。麻省理工學(xué)院的校友創(chuàng)辦了3萬多個企業(yè),這些企業(yè)創(chuàng)造的價值,相當(dāng)于2014年全世界第十大經(jīng)濟體,所以它的貢獻(xiàn),才可能在工程教育方面最高。”顧佩華說,以色列理工學(xué)院23%的畢業(yè)生,一生當(dāng)中創(chuàng)辦過1個企業(yè)。以色列出口公司51%以上都是這所學(xué)校的學(xué)生創(chuàng)辦的。以色列理工學(xué)院的排名在全世界的排名不是特別高,但是他們畢業(yè)的學(xué)生絕對是一流的。

如何做好新工科建設(shè)，為國家戰(zhàn)略服務(wù)?

張大良建議,第一,要以更高的站位把握高等工程教育改革發(fā)展大勢。努力培養(yǎng)大批具有為國效力、甘于奉獻(xiàn)的家國情懷,精益求精、一絲不茍的工匠精神,實事求是追求真理的科學(xué)探索,誠信守法的優(yōu)秀工程人才。第二,要以更強的能量服務(wù)國家戰(zhàn)略和經(jīng)濟社會發(fā)展需要。第三,要以更準(zhǔn)的定位推進新工科建設(shè)和人才培養(yǎng)。“我們要大力推進新工科建設(shè),以更高的站位,更快的視野,更準(zhǔn)的定位,全力辦好高等工程教育,培養(yǎng)大批創(chuàng)新型,復(fù)合型、應(yīng)用型工科人才,為建設(shè)創(chuàng)新型國家,實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢,作出新的更大的貢獻(xiàn)。”張大良說。

現(xiàn)在,許多高校已經(jīng)成為開始進行新工科的建設(shè)的多樣化探索。努力形成領(lǐng)跑全球工科教育的中國模式、中國經(jīng)驗,助力高等教育強國建設(shè)、全面提升工程科技人才培養(yǎng)質(zhì)量,以更強的服務(wù)能力支撐國家戰(zhàn)略和經(jīng)濟社會發(fā)展需要。

西南交通大學(xué)副校長馮曉云說,怎么把新工科的內(nèi)涵建設(shè)好,一直是西南交通大學(xué)比較關(guān)心的問題。學(xué)校從重構(gòu)工程專業(yè)的課程體系入手。新工科建設(shè)必須知道工程實踐的本質(zhì)是什么。工程實踐的本質(zhì),應(yīng)該包含設(shè)計、性能預(yù)測,包括構(gòu)建以及測試功能反復(fù)迭代的過程。整個工程專業(yè)的課程體系中,一定要把工程實踐的迭代過程包含進來,而且應(yīng)該從一年級就開始。

浙江大學(xué)本科生院教務(wù)處處長胡吉明介紹,學(xué)校在新工科建設(shè)方面,一是建新專業(yè),二是往老的專業(yè)或者現(xiàn)有專業(yè)里面填新的內(nèi)容,三是采用新的方法來支撐新專業(yè)建設(shè)或者已有專業(yè)的設(shè)計改造,比如結(jié)合線下線下混合式教學(xué)改革等。

在具體實施層面,馮曉云介紹,第一,是基礎(chǔ)教學(xué),包括數(shù)理教學(xué)應(yīng)該怎么改革。對工科學(xué)生來說,工科學(xué)生主要是要明白如何應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)來解釋分析改進和評價技術(shù),在基礎(chǔ)教學(xué)里,將真實的情景與課程學(xué)習(xí)要聯(lián)合起來。第二,新工科非常重要的是把設(shè)計思維融入工程教育。我們要讓學(xué)生知道我們?yōu)槭裁匆龉こ?。工程成功的?biāo)準(zhǔn)是什么?我們認(rèn)為應(yīng)該是看它是不是直接或者間接給社會或者人們的生活帶來了幸福和美好。工程師應(yīng)該更多地關(guān)注到人,關(guān)注到工程活動對人類的影響。設(shè)計思維為我們提供了一套以人為本的解決問題的方法論,學(xué)生能夠更好地突破固有的思維模式,能夠?qū)W會關(guān)注用戶的需求。第三,在專業(yè)學(xué)習(xí)階段開展跨學(xué)科的課程教學(xué)。第四,工程教育的通識教育也非常重要,我們現(xiàn)在的工程和經(jīng)濟、社會、政治、文化、環(huán)境、倫理等方方面面都有密切關(guān)系。應(yīng)該有很好的、高質(zhì)量的通識課對學(xué)生進行引導(dǎo)。

增強通識教育也成為不少學(xué)校工科教育的共識。重慶大學(xué)副校長廖瑞金認(rèn)為,工程教育應(yīng)該從專業(yè)教育向通識教育轉(zhuǎn)變。第一,通識教育在立德樹人方面價值是很高的。第二,從文化自信來講,通識教育的價值也很大。第三,通過通識教育的學(xué)習(xí),能夠拓展知識結(jié)構(gòu),增加學(xué)生認(rèn)知角度,拓展視野。知識面寬了,對聯(lián)想思維能力,今后提升跨學(xué)科思維能力就有幫助。第四,能夠提升創(chuàng)新思維能力,有助于發(fā)現(xiàn)一些方法論的問題,跳出知識看知識。

電子科技大學(xué)教務(wù)處處長黃廷祝介紹,電子科技大學(xué)的通識課里面有一門課——“人類文明”，覆蓋所有一年級學(xué)生,所有班不超過35人,一半學(xué)時用于研討。還有新生必修研討課納入通識課。包括專業(yè)寫作與口頭表達(dá)等課程。

上海交通大學(xué)副教務(wù)長、教育處處長吳靜怡提出,工程教育方面,我國學(xué)生與世界一流大學(xué)學(xué)生相比,在實踐上有所欠缺。上海交通大學(xué)加強實踐教學(xué),希望從大一開始培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,上海交大在工程教育里面,特別是工科教育里面有一個非常有名的課程,叫工程學(xué)導(dǎo)論,這個課程項目是學(xué)生們從實際過程中發(fā)現(xiàn)的。同時,學(xué)校還加強實踐基地,從2014年開始建設(shè)學(xué)生創(chuàng)新中心,是國家雙創(chuàng)示范基地,最主要的目的是為了讓學(xué)生有更多的實踐機會,學(xué)生創(chuàng)新中心有四個主要部分:學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、所有學(xué)生交叉合作、校企合作、學(xué)生的實踐圖書館。

地方院校如何做好新工科建設(shè)，也是不少學(xué)校關(guān)注的問題。福建工程學(xué)院校長童昕介紹,在考慮新工科的時候,地方本科院校首先要考慮生存問題,在考慮生存的同時,新工科建設(shè)首先要牢牢抓住自己的辦學(xué)定位,要有定力,不能在自己的辦學(xué)定位上有所動搖,福建工程學(xué)院的辦學(xué)定位就是應(yīng)用型、區(qū)域性,其實就是服務(wù)地方的經(jīng)濟建設(shè)和行業(yè)和企業(yè)的需求,就是做這種服務(wù)的定位。在新工科建設(shè)當(dāng)中,也要把握一個尺度,緊緊圍繞著地方的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)、新技術(shù)新模式的發(fā)展的需要,緊緊圍繞這些需要來建新工科。福建工程學(xué)院的實踐總結(jié)起來大概就是求新、求優(yōu)、求特。

譚建榮建議,新工科建設(shè)需要關(guān)注六個方面:需要寬松的環(huán)境;要以人為本,以教師為主;新工科建設(shè)需要十年磨一劍;強調(diào)學(xué)生的動手能力;動手能力的培養(yǎng)主要是創(chuàng)新設(shè)計;反對把工程教育理科化。

“工程教育已經(jīng)進入了快速和根本性的變革時期,最好的工程教育不限于世界一流的研究型大學(xué)和小而精的學(xué)校,新的競爭者將為未來優(yōu)秀工程教育建立新的標(biāo)準(zhǔn)。我深信這句話。所以中國的新工科教育,如果大家共同努力,一定會給世界的工程教育建立新的標(biāo)準(zhǔn)。”顧佩華說。