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      推動新工科教育迭代升級 支撐服務新型工業化建設

      發布時間:2024-04-16 作者:金東寒 馬新賓 來源:中國教育新聞網-《中國高等教育》

      [摘  要]實現新型工業化是全面推進強國建設、民族復興偉業的關鍵任務。強化新工科教育,培養大批卓越工程師,建設高素質人才隊伍是推動新型工業化的基礎保證,也是高校的歷史使命和戰略任務。要加快推動新工科教育成果推廣和迭代升級,多措并舉,為培育發展新質生產力、推動高質量發展培養大批拔尖創新人才。

      [關鍵詞]新型工業化;新質生產力;新工科;迭代升級

      我國擁有世界規模最大的工程教育體系,為我國各行各業培養了大批工程技術人才,取得了令世人矚目的成就,并支撐我國于2010年成為世界第一制造大國。當前,世界百年未有之大變局加速演進,新一輪科技革命和產業變革深入發展,大國博弈日趨激烈,我國工業發展的外部環境發生深刻變化,面臨前所未有的挑戰。我國早已成為世界工程教育大國,但還不是強國。黨的十八大以來,我國實施兩輪“卓越工程師教育培養計劃”。面對新一輪科技革命和產業變革,教育部2017年以新工科為載體,啟動實施卓越工程師教育培養計劃2.0,著力提升工程人才培養質量,支撐服務產業轉型升級和經濟發展動能轉換。習近平總書記指出:“以中國式現代化全面推進強國建設、民族復興偉業,實現新型工業化是關鍵任務?!敝袊浆F代化的核心要義決定了我國的經濟現代化之路必須突破傳統工業化發展路徑,充分借助新一輪科技革命和產業變革催生的新質生產力,推進中國特色的新型工業化進程。高校要積極為推進新型工業化、塑造新質生產力貢獻智慧和力量,亟需推動新工科教育迭代升級,為以新型工業化推進中國式現代化提供基礎性、戰略性人才支撐。

      新工科教育的歷史性成效與時代使命

      新工科教育發展以來,取得了令人矚目的成就。同時,也面臨著新的時代使命。

      1.新工科教育的歷史性成效

      新工科理念取得廣泛共識。新工科教育堅持面向行業、面向世界、面向未來,推動大學辦學模式由學科導向轉向產業需求導向,由專業分割轉向跨界融合,由適應服務轉向支撐引領。為統籌服務全國新工科教育,教育部依托天津大學成立全國新工科教育創新中心,累計實施兩批、1457項新工科研究與實踐項目,新工科教育的新理念在高等教育界形成廣泛共識,得到產業界高度關注和積極響應。

      工科專業結構持續優化。通過引導增量、優化存量、消減余量、窗口指導等方式推動工科專業結構持續優化。2017年以來,新增工科本科專業71種,新設立人工智能、智能制造工程、虛擬現實技術、區塊鏈工程等新工科專業,戰略性新興產業相關專業占工科專業總數的比例超過25%,而且新增專業的“智能+”特色更加凸顯,專業結構與產業發展契合度持續提升。

      涌現一批工程教育創新組織載體。聚焦新工科關鍵領域,以組織模式創新牽引工程人才培養模式變革。在高水平研究型大學布局建設12個未來技術學院,重點面向整體實力強、學科綜合優勢明顯的高校,瞄準未來10—15年的顛覆性技術,培養未來技術領軍人才;在行業特色型高?;驊眯透咝?,布局建設50個現代產業學院,對接國家和區域產業發展需求,培養高素質應用型人才;在國家關鍵戰略領域方面,布局建設一批專業特色學院,培養各類高素質工程人才。

      產教融合創新平臺建設不斷深化。面向國家戰略領域,分兩批布局建設7個國家儲能技術產教融合創新平臺等。持續深入實施產學合作協同育人項目,以產業和技術發展的最新需求牽引高校工程人才培養模式改革。

      2.新工科教育在新發展階段的新使命

      以新工科教育助力形成新質生產力,加快推進新型工業化。習近平總書記強調,“發展新質生產力是推動高質量發展的內在要求和重要著力點”。發展新質生產力,要求提升拔尖創新人才自主培養能力,推動培養體系、機制和模式創新,培養一批具有國際視野、前沿能力、創新精神的高層次人才,為新質生產力提供源頭活水。緊緊圍繞新質生產力的發展需求,系統分析人才培養供求趨勢,推動高等教育供給側結構性改革,優化學科專業設置、創新人才培養模式,服務改造提升傳統產業、培育壯大新興產業、布局建設未來產業,持續推動新工科教育迭代升級,為發展新質生產力、推動新型工業化建設培養高素質復合型人才。

      以新工科教育助力教育數字化轉型,重塑高等教育新形態。近年來,國際工程教育正在發生快速變革:《斯坦福大學2025計劃》致力于推動大學辦學模式的全面變革;我國新工科教育面向世界高等工程教育發展作出了教育應答、時代應答、主動應答。人工智能、大數據、虛擬現實等新興技術正在重構高等教育形態,數字化轉型已成為世界高等教育發展的必然趨勢,而教育改革中跑得最快、需求最多、動靜最大的,就包括工程教育。以新工科教育為“智能基座”,全面推進工程教育數字化和智能化轉型,創新工程教育發展模式,構建卓越工程師教育培養新格局,培養更多能滿足數字化、智能化時代需要的卓越工程師。

      以新工科教育助力教育強國建設,服務構建新發展格局。黨的二十大擘畫了以中國式現代化全面推進中華民族偉大復興的宏偉藍圖,明確提出“加快構建新發展格局”的戰略任務。習近平總書記指出:“構建新發展格局最本質的特征是實現高水平的自立自強”。歷史經驗表明,科技實力決定著世界政治經濟力量對比的變化,也決定著各國各民族的前途命運。新工科強調以立德樹人為引領,以應對變化、塑造未來為建設理念,推動創新鏈、產業鏈、資金鏈、人才鏈深度融合,培養未來多元化、創新型卓越工程人才,是教育、科技、人才三位一體統籌推進的重要抓手,為我國在重要科技領域成為全球領跑者,在前沿交叉領域成為開拓者提供堅實的人才支撐。

      新型工業化背景下工程教育面臨的問題和挑戰

      從新型工業化發展需求和當前工程技術人才供給看,制造業正在加速向高端化、智能化、綠色化轉型邁進,我國工程技術人才隊伍存在供需錯位、結構失衡等問題。

      1.人才結構與國家產業發展需求的契合度不高

      我國高等工程教育已培養數以千萬計的工程科技人才,有力支撐了我國工業體系的完善,推進了我國經濟的快速發展。但工程人才培養結構與新時期產業發展需求在一定程度上存在不相適應的情況。

      工科學生比例下降,學科結構性問題凸顯。數據顯示,我國工科本科畢業生占比由1998年的44.9%下降到2019年的32.8%,研究生畢業生占比由1998年的44%下降到2019年的34%,主要歐美國家理工科畢業生占比超過40%,日本達到56%。增加高質量理工科人才供給是支撐我國新型工業化建設亟待解決的重要問題。

      緊缺人才缺口較大,自主培養體系需完善。據統計,目前我國高技能人才4791萬人,約為就業人群的6%,而在日本占比為40%,德國更是高達50%。當前我國制造業重點領域人才短缺問題嚴重,《制造業人才發展規劃指南》預測,我國制造業十大重點領域人才需求缺口為2985.7萬人。關鍵核心技術領域工程類人才短缺成為制約我國制造業轉型升級的主要瓶頸。

      工程人才培養同質化,難以滿足業界需求。隨著新一輪科技革命和產業變革加速推進,工業界對人才的需求呈現多樣化的趨勢;而在傳統的學科導向下,不同地區、不同類型、不同層次的大學,在辦學理念、辦學定位、人才培養、專業設置、課程內容等諸多方面呈現趨同化的趨勢。工程教育缺少個性和特色,難以有效滿足當今社會多樣化的人才需求。

      2.知識結構與實際工作需要的匹配度不高

      在新技術的驅動下,新產業、新業態如雨后春筍般涌現,產業技術變化超前于知識更新速度已成為新常態。傳統工科專業的知識結構已不能滿足學生畢業后的工作需要,教學計劃、教學內容與產業的實際需求相脫節,難以滿足產業界實用性與多樣化的需求。

      工程教育對職業態度培養缺失。目前高等教育中還存在重教書、輕育人的現象,更加重視授業,常常忽視傳道。對于一名出色的工程師,誠實守信、愛國敬業、認真負責、追求卓越、自信自立、熱愛學習、堅忍不拔、樂于合作,這些優秀品質都是必需的。工科院校大都沒有設計專門的載體、課程、方法、場景、活動來培養學生的這些品質,學生需要知道,這些品質可能遠比那些知識對他們未來的職業發展更加重要,甚至決定他們到底能夠走多遠。

      工程教育所傳授知識內容陳舊。部分課程設置沒能與時俱進,教學內容更新緩慢、教學方法缺少創新、實驗設施相對陳舊,與先進企業的產品開發能力、設備設施水平、技術手段以及科學的流程、方法相差甚遠,落后于產業界的技術能力及水平。人才培養與企業的工程創新實踐相脫節的現象比較突出。

      工程教育對學生能力訓練不足。許多高校受制于學科專業“條塊分割”的體制性困境,尚未形成跨學科、多學科交叉融合的工程人才培養模式,導致學生的視野不夠寬闊、解決復雜工程問題的能力不足。部分高校未系統設計載體和活動,重點培養和訓練學生的終身學習能力、批判性思維和創造性思維能力、數據分析能力、團隊協作能力、知識整合與應用能力等工程師都應掌握的能力。

      3.對工程人才培養質量標準尚未達成共識

      當前尚缺乏工程教育界、產業界普遍認可的卓越工程人才培養質量標準,這對卓越工程人才“因何卓越”“如何卓越”造成了困擾,成為亟需解決的問題。

      對學生的數字技術能力培養不足。卓越工程人才培養要立足智能化變革趨勢,面向原創性、顛覆性科技創新,明確對人才培養質量的新要求。當前我國對工科專業學生畢業要求中尚沒有對“數字化、信息化的能力”的專項描述。缺少明確的要求以及數字化教學設施不足,在一定程度上影響了學生的數字化、信息化能力提升。

      對學生的工程倫理教育效果不佳?!度A盛頓協議》2021年修訂版特別強調學生應自覺踐行可持續發展理念,需要考慮到技術、環境、社會、文化、經濟、金融和全球責任。當前,各工科院校對學生的工程倫理教育大多僅限于由倫理學老師講授一門課,而專業教師和來自各行各業的工程師較少參與,造成工程倫理教育效果不佳,亟待改進。

      新工科教育迭代升級的路徑與舉措

      黨的二十大對建設教育強國,全面提高人才自主培養質量,著力造就拔尖創新人才作出戰略部署。面向新型工業化,新工科教育必須持續迭代升級,開辟發展新領域新賽道,不斷塑造發展新動能新優勢,為加快推進新型工業化建設提供強有力的人才支撐。

      1.優化學科專業結構,加強緊缺工程人才培養

      要把握新質生產力的發展方向,優化學科專業設置,增設與新技術、新產業、新業態相關的學科專業,培養適應戰略性新興產業與未來產業發展的緊缺人才。支持新建高校重點布局理工科學科專業,推動理工科專業占比超過50%的院校向理工科大學轉型。推動建立人才資源供需及人才結構動態變化的預測分析系統,引導高校及時根據產業真實需求調整學科專業結構,做好“增量”“存量”“個性化”學科專業建設,穩步推進高等工程教育供給側結構性改革。

      2.落實教師“旋轉門”機制,提升教師工程實踐能力

      建立工程教育教師標準,提升學校教師的工程實踐能力。對標國際工程專業教師能力要求和工程師行業標準,制定我國工科教師的專業能力素質結構框架,研制工科教師人工智能素養規范和標準,明確工科教師智能素養的基本維度和能力要求。鼓勵校企共建“雙導師”教學團隊,暢通產教人才交流通道,完善工程專業教師定期到企業實踐的政策。

      3.持續強化學生工程實踐,提升解決復雜問題的能力

      以產業需求為導向,持續優化交叉融合的課程體系。打破學科專業壁壘,推動專業課程數智化轉型,開展以工程項目為中心的課程體系重構,打造具有高階性、創新性、挑戰度的工程實踐課程群。完善工程人才質量標準,在《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》中進一步明確對工程專業實習的要求。做好工程人才核心能力培養的頂層設計,建立協同育人機制,推進校企協同育人。積極探索訂單式培養模式,共建實訓基地平臺,服務戰略性新興產業和未來產業的骨干企業,培養大批善于解決復雜工程問題的卓越工程人才。

      4.主動擁抱教育數字化轉型,推動教學要素迭代創新

      系統化構建數字化人才培養體系。針對經濟社會發展對數字化專業人才、數字化應用人才和數字化管理人才需求,將數字化能力設置為工科專業學生的畢業要求,貫穿工科人才培養的全過程。積極推動數字技術在人才培養各環節的全面應用,加快推進教育新基建。打破傳統課堂固定時空格局的限制,打造全生命周期的開放式工程教育模式。構建開放泛在、虛實結合、人機交互、智聯共享的智能學習環境,推動工程教育教學活動向場景化、沉浸式和交互式轉型升級。

      5.健全工程教育治理結構,構建多元融合培養體系

      深化產教融合和校企協同,促進教育鏈、人才鏈和產業鏈、創新鏈有機銜接,推動行業產業參與高校人才培養方案的設計和實施,把加快形成新質生產力對高水平人才的需求,及時傳導至人力資源供給單元,實現實體經濟、科技創新與人力資源的協同發展。推動以產教融合為核心的工程教育治理共同體建設,實現人才培養供給與行業產業需求的高度耦合。深化科學研究與人才培養協作機制,整合科研資源、教育資源、行業資源、社會資源和國際資源等,在關鍵領域推動工程直博試點,培養一批站在國際前沿的拔尖創新人才。

      千秋基業,人才為本,高校應響應新型工業化發展的要求,進一步優化學科專業設置,加強學科交叉和專業融合,推動新工科教育迭代升級,培養大批具有跨界創新思維的卓越工程人才,為我國高質量發展提供強力支撐與持久動力。

      【作者:金東寒,中國工程院院士、天津大學校長、全國新工科建設工作組組長;馬新賓,天津大學副校長】

      原載2024年第5期《中國高等教育》

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