面向后疫情时代的新工科教育改革与创新

□ 教务处 新工科教育中心

“新工科”概念提出以来，得到高等教育实践界与理论界的迅速响应。《新工科建设行动路线》（“天大行动”）划定了新工科建设的基本路径。2019年4月，“六卓越一拔尖”计划2.0启动大会在天津大学召开，教育部以新工科为龙头，系统推出“四新”（新工科、新医科、新农科、新文科）建设，掀起了高等教育的“质量革命”。新工科建设“天大方案”由1.0向2.0的迭代创新，为新工科建设提供了示范性标杆。天津大学在工程教育改革创新的历次关键转折点上，都发挥了重要的头雁作用。

全国新工科教育创新中心落户天大

基于新工科教育的历史方位与国际坐标、新工科建设“天大方案”的迭代创新，面向后疫情时代，天津大学持续提出新工科教育再创新的思路与举措。

新工科教育的历史

方位与国际坐标

新工科教育的历史方位通过系统梳理工业革命与高等教育之间的关系，可以发现，二者之间虽然不是完全对应的关系，但大致体现了一种良性互动，每一次工业革命都推动高等教育发生了深刻变革，体现了经济社会发展与人才培养之间的强相关性。当前，新一轮科技革命和产业变□革加速演进，正在重塑高等教育。人类社会已进入第四次工业革命时期，第四次工业革命带来了深刻的转变，德国施瓦布在《第四次工业革命：转型的力量》书中描述了工业革命的大趋势、大机遇和大挑战。他指出，技术和数字化正在改变一切，第四次工业革命的速度之快、范围之广、程度之深前所未有。同时，第四次工业革命也带来了大机遇，物理、数字、生物世界跨界融合，人工智能、机器人等一系列新兴突破技术不断涌现。第四次工业革命也给我们的生产、生活带来了方方面面的大挑战，如新的商业模式出现，现有的商务模式被颠覆，生产、消费、运输和交付体系不断被重塑。

正是在这样的背景下，2016年，教育部在研讨工程教育改革时首次提出“新工科”的概念，经过广→泛深入研讨，目前理论界、实践界形成了对新工科概念和内涵比较一致的认知，认为新工科以“应对变化，塑造未来”为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才。

新工科教育的国际坐标 通过系统梳理国际工程教育改革发展的最新动态可以发现，国际工程教育改革发展与中国的新工科教育是同频共振的。面向21世纪的重大挑战，美国各高校推出教育改革计划，重新思考教育方法，提倡开放办学，超越对学科知识的学习，进行全人培养。比如MIT的NEET计划、斯坦福大学的Stanford 2025、欧林工学院实施项目式教学等典型做法都属于广义上的新工科范畴，在内涵上与新工科是实质等效的。麻省理工学院2017年启动“新工程教育转型”（New Engineering Education Transformation, NEET）计划，面向人类未来工程，实施新一轮教育改革，重构工程教育教学，从根本上对工程教育进行系统性反思和变革，重点在学生的学习方法及学习内容，致力于培养能够引领未来产业界和社会发展的领导型工程人才。从内涵意义上讲，欧林工学院是一所典型的实施新工科教育的高校，其按照工程教育、艺术人文社会教育与创业教育三位一体的培养理念，实施教育教学改革，即著名的“欧林三角”。构建模块化课程体系，实施项目式教学，是欧林工学院的一个显著特点。同时，在人才培养评价方面，欧林工学院构建了以竞争力为核心的人才培养评价机制。斯坦福大学推出Stanford 2025计划，实施“产 — 学（研） — 政”跨界融合发展的新途径，其“开环大学”计划凸显多元价值的融合、教育教学空间的融合。

新工科教育的中国探索 2017年被称为“新工科建设元年”，“复旦共识”“天大行动”“北京指南”共同构成了新工科建设“三部曲”。新工科建设一经推出，就得到了理论界、实践界的广泛认可，新工科建设在全国迅速展开。2017年4月，教育部在天津大学召开工科优势高校新工科建设研讨会，这次会议提出了“新工科建设路线图”，推出了新工科建设“天大行动”，划定了新工科建设发展的基本路径。

经过系统、广泛、深入的实施，新工科的引领作用日渐凸显。2019年4月，教育部联合中央13个部委和单位，在天津大学召开“六卓越一拔尖”计划2.0启动大会，以新◢工科为引领，系统推出“四新”，即新工科、新医科、新农科、新文科建设计划，做强一流本科、建设一流专业、培养一流人才，掀起了高等教育的“质量革命”。会议成立了“四新”建设工作组，统筹开展全国“四新”建设。2020年，教育部印发了关于新工科建设的系列文件，包括《未来技术学院建设指南（试行）》、《现代产业学院建设指南（试行）》、《特色化示范性软件学院建设指南（试行）》等，明确了新工科建设的若干关键点。随着新工科教育的不断深入和拓展，新工科教育本身的推进范式发生了变化，由1.0时期“轰轰烈烈”的理念倡导和顶层设计，转向2.0时期“扎扎实实”的推进落实和质量提升阶段。

顾佩华在2020未来教育论坛现场演讲

2019年12月底，教育部深化新工科建设座谈会在天津大学召开，该会议提出“新工科建设再深化、再拓展、再突破、再出发”的命题，推动新工科建设不断往深里走、往实里去。会上，卓越联盟高校联袂发布了《新工科教育质量宣言》。

深化新工科建设座谈会

新工科建设“天大

方案”的实践与迭代

新工科建设“天大方案”的探索实践在教育部的大力推动下，当前高等教育战线新工科建设形成了百花齐放、百家争鸣的新格局，涌现出一批典型的新工科建设方案，比如“天大方案”、“成电方案”、华南理工大学“F计划”、哈尔滨工业大学“8∏方案”、北京大学“新工科建设规划”等。

2019年4月，天津大学在中美新工科教育研讨会上，发布实施以多学科交叉人才培养平台为依托，集合3类5种项目——模块化课程体系的“新工科建设方案”。方案的基本内涵是落实“三全育人”“五育并举”，融合新文理教育、多学科交叉与个性化专业培养的工程专业教育，培养从工程科学发现到技术发明全范围的工程科技创新人才。这一方案是落实“三全育人”“五育并举”的重要抓手和载体，体现了品格塑造、文理教育、专业教育和工程创新的融合，进一步完善了立德树人根本任务的落实机制。新工科建设“天大方案”坚持卓越导向，紧扣天津大学人才培养目标，培养具有天大品格、天大思维、天大能力、天大知识（“天大特质”）的卓越人才，培养能够胜任新时代社会主义建设的卓越工程师、企业家、工程科学家、未来工程和科技创新的领军者。“天大方案”的核心路径是构建以项目为链的模块化课程体系，以设计——建造（创客）、多学科团队和研发等5种项目为主体构造项目——课程元模块化课程体系，培养解决复杂工程问题的能力。“天大方案”的实施模式概括为“四融四合六新”，聚焦未来科技或产业，构建产学 — 校企融合，多学科交叉融合，国内 — 国际培养融合，教 — 研 — 学融合的开放式、国际化新工科人才培养平台。目前，学校构建了校级引导性平台——未来智能机器与系●统平台，平台是完全开放式的，在校内由多个学院的多个专业参与，实施新文理教育与工程专业教育相融合，同时为学生提供各级各类的实习实践条件，培养学生的创新创业能力。目前平台已经进入实质运行阶段。

新工科建设“天大方案”的持续迭代在未来智能机器与系统平台探索性经验的基础上，同时，积极回应、紧密结合后疫情时代的新需求，不断推动“天大方案”迭代创新，目前，“天大方案”已由1.0迭代到2.0。2020年6月，学校发布了新工科建设“天大方案”2.0，建设目标是培养具有天大特质的堪当民族复兴大任的卓越工程科技创新者、领军者和领〒导者，明确了新工科建设的阶段：到2025年，构建形成“中国特色、世界一流、天大品格”的新工科教育体系；到2030年，“中国特色、世界一流、天大品格”的新工科教育体系更加完善。“天大方案”2.0提出了4个方面12条关键任务：一是构建完备的新工科教育平台体系，包括建设开放式多学科培养平台，实施书院制和导师组制，建立科学的师资聘任机制，深化多元协同育人；二是持续优化新工科教育教学设计，包括一体化设计人才培养过程，构建以项目为主体的课程体系，开展3类5种项目式学习，实施本研贯通人才培养模式；三是建立健全新工科教育质量管理体系，加强顶层设计，建立科学完善的教育质量管理体系；四是持续优化新工科教育系统环境，加强新工科教育理论研究与创新，营造良好的新工科教育育人环境。总之，新工科建设“天大方案”2.0的重点突破，包括以下几方面：师资队伍建设的政策机制、新工科模块化课程体系建设以及项目式教学模式。

天津大学新工科建设方案发布会

新工科建设“天大方案”的实施进展根据“天大方案”2.0，学校正在构建完备的新工科人才培养平台体系，实施差异化、梯度式的推进模式，构建校、院、专业三级新工科人才培养平台，推动形成校内“百花齐放、推陈出新”的新局面，构建自上而下和自下而上双向发力的新格局，调动多方面积极性，即差异化、梯度式的推进模式包括校、院、专业三级新工科人才培养平台，校级平台是跨学院、跨学科的人才培养平台，院级平台可以不跨学院，但要跨学科或跨专业，专业人才培养平台按照新工科理念，重塑专业的各类育人要素，不断推动传统工科专业改造升级，这也是量大面广意义上的新工科建设。“天大方案”2.0的一个重点是全面推进以项目为链的课程体系建设，强调一体化整体设计人才培养全过程，全方位凝聚各类优质教育教学资源，构建以项目为链条的模块化课程体系，项目以跨学科为特色，摆脱学科束缚。该课程体系包括理工教育课程体系、人文素养和终身能力培养的素质教育体系，通过3类5种项目为链条，将不同的课程群连接起来，最终形成科学的模块化课程体系，给予学生更多的选择、更大的发展空间。“天大方案”2.0的一项重ξ要任务是实施项目式教学。项目式教学贯穿学生整个学业生涯的不同种类：大一主要是课程内项目，通过培养学生的认知、兴趣和素质，解决向自主学习转变的关键问题。大二、大三主要是课程群项目和多学科团队项目，引导学生以严谨的工程态度，提升分析和决策能力、设计和建造能力，初步形成解决复杂工程问题的能力、工程创造和创新能力；这类项目主要培养学生的工程基础，使学生掌握单元技ζ　术，提升其创新能力。大四到毕业这段时间主要安排科研和毕业项目，培养学生解决复杂工程问题的能力、工程创造和创新能力；主要解决学生的综合能力培养问题，注重提升学生独立从事智能制造系统和管理等工作能力；学生毕业后可选择继续深造、创新创业，也可选择就业。

《设计与建造》学生作品竞赛

后疫情时代新工科

教育的深化创新

新冠肺炎疫情对高等工程教育产生了深刻影响。新冠肺炎疫情本身在健康、环境等领域产生了直接影响，国际科技和教育以及产业合作环境产生了深刻变化，国内科技和产业发展变化对工程人才提出了新需求。特别是新冠肺炎疫情对人才和劳动力需求产生了深刻影响。根据麦可锡国际研究院（McKinsey Global Institute）面向800名企业高管对后疫情时代劳动力改变情况的调查结果显示，产业界已经开始加速发展数字化和自动化，85%的企业已经加速数字化建设，67%的企业加速自动化和人工智能发展。同时，由于新冠肺炎疫情影响，企业聘用员工的结构也发生了深刻变化，健康与安全领域增长最多，其次是自动化和人工智能领域。

全球范围内的科技革命和产业变革，对工程创新人才提出新的需求，特别是跨学科思维、跨界整合能力、全球胜任力等成为人才培养的核心素养。疫情催生一批数字经济、生命健康、新材料等战略性新兴产业，更加促使人才需求向跨领域、多学科、数字化、智能化方向发展。后疫情时代，新工科教育应从以下四方面寻求进一步突破和创新。

推动多学科深度交叉融合再出新新工科建设以“新的工科专业”和“工科的新要求”为基本着力点，构建多学科交叉融合的知识体系，带动教学组织模式的变革创新。从专业建设、课程建设、机制建设等方面，提出不同的举措，推动多学科“深度交叉融合再出新”。

构建通专融合的模块化课程体系课程体系是实现人才培养目标的关键要素，通过构建跨学科的模块化课程体系，强化学生工程思维和创造思维培养。具体包括模块化课程设计、项目式教学，实现“通识+专业+双创”的深度融合，培养学生创新创造、团队合作和项目管理的综№合能力。

以项目式教学带动教学模式创新通过实施项目式教学模式，发挥好“课程教学+项目学习”结合的优势，培养学生的问题求解能力与问题管控能力。项目式教学贯穿新工科教育教学始终，大一设置新生课程内项目，大二、大三实施课程设计与创新创业项目，大四实施毕业与实习项目等，通过课堂教学与项目学习融合，培养学生的实践能力和综合能力。

以产教深度融合带动供给侧改革 新工科产生发展的一个重要缘起是应对新一轮科技革命和产业变革的变化，主动支撑服务新经济、新产业、新业态的发展。新工科建设离不开产业界的深度参与，构建“产学研用”融合的创新创业教育体系，建立“学校+企业”的协同育人机制，培养学生解决真实的复杂工程问题的能力。通过校企合作和产教融合，将产业界引入人才培养方案制定、课程体系构建、课程授课、实习实践等各个环节，实现校企深度合作、产教深度融合，打通人才培养供给侧与人才培养需求侧的最后一公里。

（本版刊登于2021年1月1日《天津大学报》第3版责任编辑 李丹学生编辑 张婧）