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學(xué)工科的大學(xué)新生第一學(xué)期就要自己設(shè)計(jì)出一輛物流車，還要學(xué)習(xí)手繪，你能想到嗎？而這將成為天津大學(xué)首個(gè)新工科人才培養(yǎng)校級(jí)平臺(tái)——未來智能機(jī)器與系統(tǒng)平臺(tái)的學(xué)習(xí)日常。

在9月24日天津大學(xué)新課程說明發(fā)布會(huì)上，主持老師向新生介紹：“《設(shè)計(jì)與建造》這門課程，是本學(xué)期專為未來智能機(jī)器與系統(tǒng)平臺(tái)的同學(xué)開設(shè)的一門新課。這門課程的實(shí)踐項(xiàng)目是物流尋跡小車，由機(jī)械學(xué)院的14位老師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)為大家授課，此外還有建筑學(xué)院的一位老師，教大家手繪。”話音未落，就引起學(xué)生們興奮的驚呼。

今年4月，在前期實(shí)踐的基礎(chǔ)上天津大學(xué)正式發(fā)布新工科建設(shè)“天大方案”（CCII），設(shè)計(jì)了多學(xué)科聯(lián)合、多方參與的開放式人才培養(yǎng)平臺(tái)，如未來智能機(jī)器與系統(tǒng)平臺(tái)、未來健康醫(yī)療平臺(tái)、未來智慧化工與綠色能源平臺(tái)、未來建成環(huán)境與建筑等，依靠人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)工科專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

隨著本學(xué)期未來智能機(jī)器與系統(tǒng)平臺(tái)第一批112名新生開學(xué)，全國(guó)首個(gè)新工科建設(shè)方案落地，正式進(jìn)入實(shí)施階段。

新工科的小班授課 趙習(xí)鈞攝

千人選出百名新生，授課模式都是新的

天津大學(xué)未來智能機(jī)器與系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)施新生入校后二次選拔。2019級(jí)新生顏暢的原始志愿是電氣信息類，在接到錄取通知書后不久，她在新生微信群里得知新工科選拔的消息，“對(duì)人工智能、自動(dòng)化和精密儀器這些前沿學(xué)科很感興趣，所以第一時(shí)間就報(bào)名了”，最終顏暢如愿以償。

天津大學(xué)求是學(xué)部副主任于倩介紹說，新工科的考核標(biāo)準(zhǔn)除了成績(jī)外，最重要的就是學(xué)生們的志趣。新工科面向除文史、建筑外的各專業(yè)敞開大門，有1047名學(xué)生報(bào)名，通過考察英語、數(shù)學(xué)、設(shè)計(jì)、建造、志趣、綜合能力、未來規(guī)劃及應(yīng)變能力等，初選出187名學(xué)生參加面試。面試環(huán)節(jié)設(shè)置了“你發(fā)現(xiàn)學(xué)校有哪些人工智能的應(yīng)用？”“目前ATM機(jī)有什么需要改進(jìn)的方面？”等問題。最后選出了112名對(duì)人工智能感興趣，并且有能力應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)的學(xué)生，進(jìn)行定向培養(yǎng)。

由于課程設(shè)置和授課模式完全是顛覆式的創(chuàng)新，因此學(xué)校在每門課程開課前，都會(huì)面向?qū)W生召開一場(chǎng)“新課程說明發(fā)布會(huì)”。組織授課教師團(tuán)隊(duì)與學(xué)生們見面，為學(xué)生介紹課程設(shè)置、實(shí)現(xiàn)途徑、課程內(nèi)容、授課方式、未來學(xué)習(xí)重點(diǎn)等，以及發(fā)布課程需完成的項(xiàng)目。

據(jù)了解，“未來智能機(jī)器與系統(tǒng)”平臺(tái)匯集天津大學(xué)機(jī)械學(xué)院、精儀學(xué)院、自動(dòng)化學(xué)院、微電子學(xué)院、智能與計(jì)算學(xué)部、數(shù)學(xué)學(xué)院、宣懷學(xué)院等優(yōu)勢(shì)資源，和恩智浦、華為、塔塔信息技術(shù)等國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)，以天津大學(xué)求是學(xué)部為平臺(tái)進(jìn)行實(shí)體建設(shè)。平臺(tái)建設(shè)由天津大學(xué)新工科教育中心主任、加拿大工程院院士、教育部長(zhǎng)江學(xué)者、原加拿大卡爾加里大學(xué)機(jī)械與制造工程系主任、自然科學(xué)與工程研究基金委講席教授顧佩華親自掛帥組建。

讓教學(xué)跟上企業(yè)發(fā)展，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

不少大學(xué)都面臨教學(xué)跟不上企業(yè)和產(chǎn)業(yè)的難題，“新工科”建設(shè)正是著眼于解決這一問題。天津大學(xué)教務(wù)處副處長(zhǎng)原續(xù)波表示，以機(jī)械、自動(dòng)化領(lǐng)域?yàn)槔髽I(yè)大量引入新技術(shù)之后，高校教學(xué)內(nèi)容沒有及時(shí)進(jìn)行更新，加之教學(xué)投入普遍不足，就出現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后于企業(yè)的狀況。

盡管非常缺人，企業(yè)更明顯感受到大學(xué)培養(yǎng)出來的學(xué)生需要進(jìn)行深度再培訓(xùn)。恩智浦半導(dǎo)體公司系統(tǒng)工程部經(jīng)理邵鵬說：“我們公司是做人工智能芯片和物聯(lián)網(wǎng)芯片的，軟件應(yīng)用開發(fā)等領(lǐng)域人才缺口非常大。這個(gè)行業(yè)更新非常快，可以說是日新月異。與我們公司對(duì)口的專業(yè)主要是電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和精儀專業(yè)，但是本科畢業(yè)生完全不能直接上手做項(xiàng)目。”

原續(xù)波分析，“新工科”建設(shè)有兩個(gè)關(guān)鍵詞：面向未來、面向產(chǎn)業(yè)界。每一個(gè)新專業(yè)的規(guī)劃，以及對(duì)傳統(tǒng)專業(yè)的改造，需要調(diào)研未來10-20年產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，課程體系、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)隨之改變，不僅要跟得上企業(yè)發(fā)展，甚至要引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

“天大方案”理念設(shè)計(jì)的是學(xué)科交叉、開放式人才培養(yǎng)平臺(tái)，特別要對(duì)產(chǎn)業(yè)對(duì)企業(yè)開放，讓企業(yè)參與人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定、課程體系和授課內(nèi)容、基礎(chǔ)理論和企業(yè)應(yīng)用交叉授課，也需要企業(yè)提供實(shí)踐資源和開放項(xiàng)目。據(jù)介紹，新工科體系下的學(xué)生們一年級(jí)就可以去企業(yè)實(shí)習(xí)，企業(yè)向他們開放工廠和實(shí)驗(yàn)室，每年寒暑假都可以去企業(yè)實(shí)習(xí)，跟隨企業(yè)參觀高水平的創(chuàng)新大賽。

邵鵬說：“大學(xué)教授理論水平很高，但是他們不清楚企業(yè)需要的重點(diǎn)，怎么把理論用起來。比如高數(shù)的學(xué)習(xí)，本科生要學(xué)線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)等，以前學(xué)生只知道解題，不知道應(yīng)用到人工智能的算法，需要哪些高數(shù)知識(shí)。而我們工程師參與課程，就是要給他們講，一些實(shí)際應(yīng)用對(duì)應(yīng)到高數(shù)里是哪一章哪一節(jié)。這種結(jié)合讓他們學(xué)完就能用，原本的死知識(shí)也就變活了。”

新工科將帶來深刻改變和挑戰(zhàn)

去年4月8日，教育部在天津大學(xué)發(fā)布《“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線》。這個(gè)被稱為“天大行動(dòng)”的方案提出了三個(gè)階段性目標(biāo)：從現(xiàn)在到2020年，探索形成新工科建設(shè)模式，主動(dòng)適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展；到2030年，要形成中國(guó)特色、世界一流工程教育體系，有力支撐國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展；到2050年，形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國(guó)模式，建成工程教育強(qiáng)國(guó)，成為世界工程創(chuàng)新中心和人才高地，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)和方向，明年，天津大學(xué)新工科其他四個(gè)平臺(tái)也將落地，同時(shí)每個(gè)工科類學(xué)院都要建設(shè)院級(jí)平臺(tái)。全新的課程設(shè)置、互動(dòng)討論式的教學(xué)模式，項(xiàng)目實(shí)踐，都給教師提出了不小的挑戰(zhàn)。

機(jī)械學(xué)院副院長(zhǎng)孫濤教授是未來智能機(jī)器與系統(tǒng)新課程的設(shè)計(jì)者之一。他介紹說，新工科平臺(tái)上的每一門課程都是重新設(shè)計(jì)架構(gòu)的，把陳舊的知識(shí)剔除，加入一些新的知識(shí)，把不同研究背景的老師加入進(jìn)來，從知識(shí)層面、趨勢(shì)發(fā)展、需求層面把各種知識(shí)模塊集成起來，不是單一課程，而是課程模塊和課程模塊組，其出口最終都是產(chǎn)品。比如未來智能機(jī)器與系統(tǒng)平臺(tái)的《設(shè)計(jì)與建造》這門課程由15名來自設(shè)計(jì)、制造、機(jī)電、繪圖等專業(yè)的老師共同承擔(dān)完成，涉及到四個(gè)一級(jí)學(xué)科。最終項(xiàng)目出口是尋跡物流小車。目前按照這種模式，已經(jīng)梳理出四門課程《工科數(shù)學(xué)分析》《思維與創(chuàng)新》《設(shè)計(jì)與建造》《智能電子創(chuàng)客設(shè)計(jì)與實(shí)踐》四門新課。

新工科平臺(tái)的授課方式把老師授課和學(xué)生參與實(shí)踐討論的課程比例調(diào)整為1:5，小班教學(xué)，每個(gè)班再分若干個(gè)小組，配備一兩名老師，參與學(xué)生的討論和實(shí)踐。據(jù)了解，新工科平臺(tái)的學(xué)生們將在學(xué)校新建的智能教室上課，這種教室除了更多地使用多媒體教學(xué)外，最大的轉(zhuǎn)變是不再是一個(gè)老師面對(duì)一排排的學(xué)生，而是學(xué)生們分組圍坐在小圓桌前，老師走下講臺(tái)和大家一起互動(dòng)討論，拉近了師生之間的“距離感”。這樣的上課方式受到了學(xué)生們的普遍歡迎。2019級(jí)新生顏暢說：“相比那種灌輸式的老師授課模式，我更喜歡這種項(xiàng)目實(shí)踐和討論式的學(xué)習(xí)，能使我們的思維更加活躍。”

教材也將隨著新的技術(shù)引進(jìn)，擺脫傳統(tǒng)書本教材，更多采用電子教材，或者慕課形式的線上線下相結(jié)合的教學(xué)，使教材更新更快，以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需要。

顧佩華寄語首批新工科大學(xué)生時(shí)表示，新工科平臺(tái)不僅要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的能力，更希望學(xué)生們能有一種情懷，在國(guó)家轉(zhuǎn)型的新時(shí)期，有社會(huì)使命感，成為未來國(guó)家科技創(chuàng)新的主力軍和領(lǐng)軍人物。未來已來。面對(duì)席卷而來的未來浪潮，只有以變革的姿態(tài)迎接未來，決勝未來。