为未来培养卓越工程师

1、为未来培养卓越工程师邓晓婷几个世纪以来，产业的变革一直深刻地影响着高等教育发展, 作为推动人类文明进步的重要力量，工程教育一直备受瞩目。 时值新工科建设深化之际，天津大学副校长巩金龙为我们梳 理了新工科提出的逻辑背景。他带我们回溯了高等教育与工 业发展之间紧密而复杂的嵌合状态，以及现代大学在社会发 展中越来越重要的人才储备与科技创新职能。新一轮工业革 命星火已燃，在百年未有之大变局背景下，工程教育如何走 出更强的变量？新工科建设的“天大方案或许能给我们 带来更多启发。元问题：厘清新工科的底层逻辑从中世纪博洛尼亚大学的古典维形，到工业革命后以英国、 德国为特色的现代大学范式，再到美国以市场机制为

2、代表的 高等教育体系，高等教育的演变是社会发展的一个缩影。巩 金龙指出，“工业革命与高等教育之间虽然不是完全对应的 关系，但基本体现了一种良性互动和正相关性。当前，新一 轮科技革命和产业变革加速演进，正在重塑我们所从事的高 等教育。工业4.0被普遍认为是以氢能、太阳能等清洁能源以及人工 智能、虚拟现实等为突破口的新一代技术革命。相比前三次 工业革命，工业4.0的发展并没有像蒸汽时代、电力时代、 信息时代那样明显。“中国错过了前几次工业革命，在如今 的时代浪潮下，一定要超前识变、积极应变、主动求变，” 巩金龙谈道，“这是我们突破中等收入国家陷阱一个重要的 现实逻辑。”国家提出立足新发展阶段、贯彻

3、新发展理念、 构建新发展格局，推进高质量发展，正是要求高校从人才培 养、科技创新等方面发挥更重要的作用。“大学有自己独特的定位、使命和愿景。立德树人是其根本 任务，而为未来培养人才是其核心。”巩金龙进一步指出， 在整个教育链、人才链、创新链、产业链的循环发展过程中， 高校应突出作为。中国大学的科研职能实际上要比发达国家 的任务更重、要求更高，需求也更加迫切。巩金龙表示，如 果从TechnologyReadinessLevels （技术就绪水平：根据科 研项目的研发规律，把发现基本原理到实现产业化应用的研 发过程划分为9个标准化等级）的角度来看，通常欧美大学 是0-3,企业研究院是4-6,企业生

4、产端是7-9,而中国的大 学则涵盖了 0-6。这就决定了中国的大学更要将教育链与其 他几链融合。巩金龙提到，在大学的主要职能中，人才培养是核心，高质 量的科研是支撑人才培养的重要因素;服务社会、服务国家、 改造世界是培养人才的主要目的；国际合作是让师生认识世 界、参与全球治理的有力抓手，文化是大学人才培养、科学 研究、社会服务、国际交流的丰厚土壤，所以文化传承处于 根基地位，也是大学的追求。他谈道，“把大学职能的逻辑 关系进行梳理之后，我们会发现中国大学中学科和专业的复 杂关系，早年我们的专业设置效仿苏联钉子式的细口径, 改革开放以来，又学习借鉴了部分发达国家的宽口径，形成 了经典的T字形。新

5、工科建设一定要思考学科专业一体化 建设以及学科深度交叉融合的问题。”随着新兴产业的崛起，专业设置也应跟上需求，新专业衍生 出的知识体系，同时也会反哺未来产业的发展。巩金龙表示, “譬如计算机领域的教材更新速度通常较快，其编写者不仅 有大学教授，还有顶尖企业的资深工程师和科学家。而像化 工、机械、材料、建工等传统工科领域，知识体系相对迭代 得慢。如果把AI技术融入所有的制造业里面，那么可能也 会面临其知识体系更新得非常快的问题，我们又怎么去应 对？ ”“相比之下，发达国家的产教融合做得比较深入，比如它有 旋转门模式，企业资深科学家、工程师可以来大学当教授。 但即便如此，他们也面临着新的产业与人才

6、培养需求对接不 畅的问题，而我们国家这方面也面临产教深度融合、工程化 师资缺乏等挑战。巩金龙介绍，面向21世纪的重大挑战， 许多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。比如麻省理 工学院的“NEET计划（新工程教育转型）、斯坦福大学的uStanford2025、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嚼，在内涵上与新工科是一致和同 源的。巩金龙认为，“新工科就是要通过人才培养的新模式，激发 学生积极学习的热情，有针对性地解决响应产业变革速度慢、 专业结构调整速度慢、知识体系更新速度慢，以及学生视野 窄，宽学科、跨学科解决复杂

7、工程问题能力低等一系列问 题。” 2022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、企业界形成了 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。强变量：新工科人才培养模式持续创新巩金龙进一步指出，“培养方案是人才培养重要的要素，从 知识图谱、课程体系、教学方法等角度出发，更要加强通专 融合、理论与实践的贯通。回过头来看市场上的（智能化） 电子产品等，很多原型机是在项目式教学过程中产生的。这 就要求我们重构知识图谱，打造实践和理论更加

8、融合的项目 式课程。基于新工科教育的历史方位与国际坐标，2022年 4月，天津大学提出了新工科建设“天大方案”。“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，培养 解决复杂工程问题的能力。“天大方案聚焦未来科技与产业，构建产学一校企融合, 多学科交叉融合，国内一国际培养融合，教一研一学融合的 开放式、国际化新工科人才培养平台。目前，学校已构建了 开放式的未来智能机器与系统平台，由多个学院的多个专业 共同参与，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， 平台已经进入迭代升级阶段。平台内有非常健全的流入和再选拔机制，项目式教学贯穿学

9、 生整个学业生涯，设计有不同种类的项目：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；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；学生毕业后可选择继续深造、创新创业。巩金龙表示，在项目式教学中，要尽量拆除学校和社会之间 的墙，进行产学的深度融合。“像恩智浦、腾讯等企业，他 们派高级工程师深度参与我们的实践教学和课程研制，提供 样机作为实践教学的基本原材料。另外，还要加强教学和科 研之间的互证，学生学完知识后，他们很容易通过一个验证, 通过协作做出来一个新的产品，在不断地螺旋式上升中得到 更多乐趣和成就感。在新工科人才培养过程中，我们还要进 一步发挥各类国家重点实验室、工程中心、创客空间的功 能。”当下，新冠肺炎疫情对人才和劳动力需求产生了深刻影响, 某调查组织面向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