新工科:“卓越計劃2.0”的催化劑——記天津大學工程教育改革與實踐
作者:記者 陳欣然  來源:中國教育報  編輯:臧傳永  點擊數:[]次  發佈日期:2019年04月17日

2019年的新學期,天津大學化工學院2018級研究生鄭靜軒的課表上多了幾門校公選課:“先進納米材料與表徵”“量子力學”“知識工程”;精儀學院“工程科學實驗班”又有19名大四學生赴麻省理工學院、卡內基梅隆大學、哥倫比亞大學等高校做本科畢業設計;新工科百度試驗班及聯合實驗室寫入雙方合作協議,和之前的恩智浦班、騰訊新工科實驗班等組成企業參與共探新工科實驗矩陣……這些正在天津大學校園裏發生的事情,正是學校新工科建設的一個個縮影。

在學校,新工科建設正緊鑼密鼓地推進,讓這所傳統工科優勢高校煥發出新的勃勃生機。

育人理念認識創新,組織模式形態創新,動能轉換機制創新,在“新工科”建設中,學校立足“卓越計劃”10年的實踐,構建並檢驗了“1234+X”卓越工程師教育培養模式,有力推動了“卓越計劃1.0—新工科—卓越計劃2.0”的跨越,為實現工程教育由大到強的轉變找到了一條可複製、可推廣的有效實現路徑。日前,學校的《邁向新工科的工程教育改革與實踐》榮獲2018年國家級教學成果一等獎。

“問”中“行”

我國傳統工科教育的不足在哪裏?

大而不強——工程教育由大到強的實現機制難題;結構矛盾——人才培養與社會需求的結構性矛盾;動能缺失——工程教育範式轉型內生動力不足。這些癥結使得高等教育培養的人才難以滿足我國經濟社會高質量發展對工程創新人才的需要。

“意義重大、勢在必行”是教改項目負責團隊對系統推進新工科人才培養改革的迫切與重要性的描述。這個由校領導、院士、學科負責人組成的教改團隊對新工科有一個共同的理念:新工科不是局部考量,而是在新科技革命、新產業革命、新經濟背景下工程教育改革的重大戰略選擇,是今後我國工程教育發展的新思維、新方式。

也正是基於這個共識,新工科建設的“復旦共識”發佈兩個月後,60餘所高校共商形成了新工科建設的“天大行動”,共同描述新工科的建設路徑。“問產業需求建專業、問技術發展改內容、問學生志趣變方法、問學校主體推改革、問內外資源創條件、問國際前沿立標準”成為天津大學攜手61所高校提出的《“新工科”建設行動路線》的核心內容,這“六問”是新工科建設路線圖,也成為探索工科發展的新範式。

可以説,“六問”的每一問都戳中傳統工科教育的“軟肋”。新工科六問,成為加入新工科行動計劃高校的共同準則,同時也成為學校新工科改革與實踐新範式“1234+X”中“X”的核心表達。

“1234+X”卓越工程師教育培養模式,即:一個根本(立德樹人)、兩個聚焦(聚焦國家重大戰略需求、聚焦世界科技前沿)、三個面向(面向工業界、面向世界、面向未來)、四大目標(家國情懷、全球視野、創新精神、實踐能力)+X(實現路徑)。

“天大行動”之後,包括天津大學在內的新工科教學改革與實踐在全國迅速成燎原之勢。

“老”生“新”

對於一所有着120餘年歷史且以工科見長的“老”校來説,怎麼建新工科,需要從觀念更新到實踐出新的全面創新。

學校首先明確了以“家國情懷”為引領的卓越工程人才培養目標,將新時期人才培養目標凝練為“不斷造就具有家國情懷、全球視野、創新精神和實踐能力的卓越人才”,制定了包括心身素質、品德素質、能力、知識等在內的四維度28要素的未來卓越人才培養標準,同時開闢“卓越計劃”系列試驗田,為新工科人才培養建模式、立標準,探索新工科的實現機制。

在天津大學,“工程科學實驗班”探索傳統工程教育轉型,藥學專業“本碩博”一體化全英文人才培養探索國際化人才培養模式,國際工程師學院中法合作探索國際工程人才培養,宣懷學院探索創新創業教育……這些試驗田,不斷探索着學校新工科建設的辦學經驗。

同時,一些傳統學科開始轉型,一些新的學科和專業建立起來,優勢學科不斷與國際對標接軌。秉承繼承與創新、交叉與融合、協同與共享的新工科理念,學校實施專業建設“雙十”工程,重點建設10個新興工科專業,改造升級10個傳統工科專業,帶動全校專業重構、內容重塑、水平提升,實現從學科導向轉向以產業需求為導向,從專業分割轉向跨界交叉融合,從適應服務轉向支撐引領。

讓傳統學科“老樹開新花”,新學科日新又新,構建起“因時而新”的新工科專業結構。近兩年來,天津大學構建了“強工、厚理、振文、興醫”的學科發展路徑。全國第一個智能醫學工程本科專業、人工智能學院、分子聚集態科學研究院、“分子+”研究院……一批圍繞新工科的學院、研究院和新專業建立起來。與此同時,傳統工科專業正在經歷一場更新改造,如以大數據、物聯網、人工智能技術“升級”水利水電工程專業,以“工程科學實驗班”為載體,打通機械、光學、信息、計算機等學科專業,實現學校專業結構的戰略性調整。

學科調整的同時,一場本碩博貫通、通專融合的日常教學改革也在悄然進行。從2018年起,學校全面實施“一流本科教育2030行動計劃”:打破本、碩、博“身份”限制,實行貫通式培養;打破“專業”限制,按大類招生……同時,實施“天津大學課程質量提升計劃”,分批重點建設了30門公共基礎課、50門學科基礎課、100門專業核心課和100門慕課。鄭靜軒課表上多出的公選課,正是學校推進“新工科”建設,新建的首批21門面向人工智能發展和新工科建設的課程。

“1.0”邁向“2.0”

在學校每年的“大事記”中,“新工科”都是最耀眼的高光事件。舉辦全國工科優勢高校新工科建設研討會、國際新工科教育研討會、全國首個新工科建設專題培訓班……校內外不斷凝聚共識、傳播理念、推廣經驗。在全校形成了“返本開新”的新工科教育理念,打造了“因時而新”的新工科專業結構,構建了“融合創新”的工程教育新模式,邁入了“改革催新”的人才培養新階段。

學校對新工科卓越工程人才的探索始於2010年6月,教育部“卓越工程師教育培養計劃啓動會”在天津大學舉辦,拉開了“卓越計劃”大幕。實施8年,學校21個本科專業、6個研究生層次學科領域加入試點,參與學生13000餘人。2013年12月以第七次教學工作會為標誌,“1234+X”卓越工程師教育培養模式基本形成。2017年,新工科建設啓動以來,“1234+X”卓越工程師教育培養模式持續探索形成了推動工程教育範式轉型的X路徑,並將其凝練為“天大行動六問”,直接推動了新工科建設,為“卓越計劃”2.0提供了實踐支撐和樣板參考。2017年底,天津大學第八次教學工作會召開,標誌着學校先行先試“卓越計劃”2.0。

新工科架起從工程人才培養“卓越計劃”1.0到“卓越計劃”2.0的跨越之橋,在該教改項目主要負責人、天津大學副校長王樹新看來,“新工科”人才培養是系統工程,不僅需要高校推進自身的人才培養改革,更需要全社會的共同關注和支持,形成協同育人效應,培養更多一流卓越人才。

展望未來,新工科建設恰如學校綜合改革的“催化劑”,正推進着大學組織模式、學科專業結構、人才培養機制、教師評價激勵等方面的綜合改革。