培養支撐強國制造的卓越工程師
——天津大學關于新工科建設的探索與思考

① 2019年全國新工科教育創新中心落戶天大② 2019年教育部召開深化新工科建設座談會暨卓越大學聯盟新工科教育研討會③ 2021年教育部召開加強新時代卓越工程師教育培養調研座談會④ 2023年4月第二批全國新工科研究與實踐項目展示匯報暨深化新工科建設工作研討會舉行⑤ 2023年3月全國新工科教育創新中心聯絡組正式成立⑥ 新工科畢設案例———“海陸空”智能無人系統安全巡查平臺答辯會


　　黨的二十大報告指出，要“加快建設國家戰略人才力量，努力培養造就更多大師、戰略科學家、一流科技領軍人才和創新團隊、青年科技人才、卓越工程師、大國工匠、高技能人才”，“卓越工程師”被置于國家戰略人才力量的重要位置。黨的十八大以來，在以習近平同志為核心的黨中央堅強領導下，我國高等工程教育界立足中華民族偉大復興戰略全局和世界百年未有之大變局，心懷“國之大者”，持續深化工程教育改革與創新，先后實施了兩輪卓越工程師教育培養計劃，并以新工科建設驅動高等工程教育改革與發展，正在形成中國特色、世界水平的工程教育培養體系，努力培養愛黨報國、敬業奉獻、具有突出技術創新能力、善于解決復雜工程問題的卓越工程師，為應對新一輪科技革命和產業變革提供堅實的人才支撐。
　　新工科發展的嬗變及成效
　　2016年下半年，教育部在中國高等工程教育峰會研討工程教育改革時，醞釀提出了“新工科”的概念。新工科的“新”，是創新之新，其內涵為“新的工科專業、工科的新要求和深度交叉融合再出新”。2017年被稱為“新工科建設元年”，“復旦共識”“天大行動”“北京指南”奏響了工程教育改革創新的主旋律。2018年，教育部與工信部、中國工程院聯合印發了 《關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》（教高〔2018〕3號），將新工科建設作為“卓越工程師教育培養計劃”2.0的核心內容和主要抓手，加快建設發展新工科，探索形成中國特色、世界水平的工程教育體系，促進我國從工程教育大國走向工程教育強國。2019年4月，教育部在天津大學召開“六卓越一拔尖”計劃2.0啟動大會，系統推出了新工科、新醫科、新農科、新文科，即“四新”建設方案，掀起了高等教育的質量革命。2021年4月19日，習近平總書記在考察清華大學時強調要推進新工科、新醫科、新農科、新文科建設，加快培養緊缺人才。在2021年9月27日的中央人才工作會議上，習近平總書記專門強調，要培養大批卓越工程師。習近平總書記的系列重要論述，體現了對高等工程教育一如既往的重視，為深化我國高等工程教育改革提供了根本遵循。
　　新工科建設形成工程教育改革“百花齊放”新格局
　　工科建設成為各高校推動人才培養綜合改革的重要抓手，強調以組織模式創新整合教育教學資源，注重工程教育改革的系統性、整體性。教育部明確了新工科建設的重點領域，布局建設12所未來技術學院、50所現代產業學院、33所特色化示范性軟件學院、11個一流網絡安全學院、28個示范性微電子學院等一批專業特色學院。同時，各高校在實踐探索中涌現出一大批新工科建設優秀典型案例，取得了各具特色的育人成效。新工科建設呈現百花齊放、你追我趕的新態勢、新格局。
　　新工科建設成果引領工程教育高質量發展
　　新工科建設強調在實踐中開展研究，在研究中解決實踐問題。為統籌服務全國新工科建設，教育部先后成立了全國新工科教育工作組、全國新工科教育創新中心、工科優勢高校卓越大學聯盟、地方高校新工科研究與實踐工作組等機構。很多高校專門設立了新工科建設辦公室、新工科建設領導工作組、新工科教育研究所（中心）等機構，致力于形成新工科建設理論研究與實踐探索的良性互動。2019年12月，教育部“深化新工科建設座談會”在天津大學召開，提出了新工科建設“再深化、再拓展、再突破、再出發”的時代命題，推動新工科建設往深里走、往實里去。
　　新工科推動工程教育教學質量系統提升
　　各高校圍繞“新的工科專業，工科專業的新要求，交叉融合再出新”的總體思路，將新工科理念落實到教師、學生、專業、課程、教材、教學設施等具體教學要素建設中，統籌推進新的工科專業建設發展和傳統工科專業改造升級；遴選了建設3057個國家級一流工科專業建設點（占比38%），建設了1709門國家級一流工科課程（占比33%），130種工科優秀教材獲評國家教材獎（占比33%），開發新形態教學資源3000余條，首批推進400個左右虛擬教研室建設試點；2017年以來，新增人工智能、智能制造工程、虛擬現實技術、區塊鏈工程等工科本科專業71種；現有260種工科類本科專業中，戰略性新興產業相關專業占比超過25%（截至2022年5月）。
　　新工科推動形成國際工程教育的中國理論
　　基于扎實的新工科教育實踐，天津大學啟動實施“新工科理論研究團隊與人才培養平臺合作共育計劃”（Theory and Practice Cooperation Program, TPCP），加強新工科教育理論研究與實踐推動之間的良性互動；編纂出版了《新工科教育》（2018-2021卷）《首批國家級新工科研究與實踐優秀項目案例集》《面向未來的工程教育改革新范式——新工科理論研究與實踐探索的“天大經驗”》；加強國際工程教育改革創新前沿交流，會同國際工程聯盟（IEA）、世界工程組 織 聯 合 會（WFEO）、亞太工程組織聯合會（FEIAP）等會議支持單位，與中國工程教育專業認證協會、新加坡工程師協會（IES）聯合主辦“2021年工程教育 國 際 研 討會”，主動融入工程教育世界第一方陣，打造新工科教育國際交流品牌。
　　新工科建設的天大實踐
　　天津大學是新工科建設路線圖的首倡者，攜手61所高校提出了“天大行動”，明晰了新工科的概念、新工科建設的路線和指南，開拓了工程教育改革的新路徑。2019年4月，天津大學發布實施以多學科交叉人才培養平臺為依托、集合三類五種項目-模塊化課程體系的新工科建設“天大方案”（CCII）。該方案聚焦國家戰略需求、聚焦世界科技發展前沿，面向工業界、面向世界、面向未來，全面創新工程教育理念和人才培養模式，全面創建開放型多學科交叉人才培養平臺，全面改革工程人才培養教學設計，全面優化學生評價機制和教學質量保障體系，培養具有天大特質的堪當民族復興大任的卓越工程科技創新者、領軍者和領導者。天津大學牽頭，多校聯合的成果“新工科教育”獲2022年高等教育（本科）國家級教學成果獎特等獎。
　　深入實施項目式教學 激發學生內生動力
　　天津大學“智能制造工程”專業2019級學生張旖至今還記得，大一第一學期學校打造的一門新工科課程——“設計與建造”令同學們腦洞大開。第一節課，老師拿著一輛“物流循跡小車”走進教室，告訴大家，這輛小車就是他們本學期要完成的“任務”，它必須能沿著任意設定路線快速行走，還能按要求投放包裹。整個學期，圍繞著建造這輛小車所涉及的專業內容，先后有15位來自不同學院的教師前來授課。而這輛神奇的小車也激發了學生們的學習熱情?！拔覀冏园l組成若干項目團隊，一起討論問題，不斷嘗試，最終收獲了成功的喜悅。”張旖回憶道。
　　工程教育改革只有進入到課堂層面，才算是真正進入了深水區。如果課堂不變，教育就不會變，學生也就很難得到提升。為此，天津大學推動多學院合作搭建起未來智能機器與系統、智慧流程工業與產品工程等10多個不同層次的人才培養平臺，并以項目為鏈條重新設計了課程，把課程內部各模塊、知識點有機串聯起來，全力打造以“項目制”為特征的新課堂。
　　以“設計與建造”課為例，為上好這門課，學校會集了來自不同學院的10多位教師，將以往10幾門課程的知識點進行重構與整合，教師講授、學生實踐、師生研討各占課時的三分之一。這樣的授課模式，在新工科建設之前是完全不可能的。對學生們來說，這種嶄新的學習模式也是一種巨大的挑戰。他們在從各專業老師那里汲取知識的同時，還要努力自學各種知識、收集數據和調研，遇到困難去請教老師。有些問題甚至老師也解決不了，就需要和老師一起去請教行業或企業的專家。在這一過程中，他們的實踐能力、創新能力都得到了快速提升。天津大學立項培育了70余門項目式課程，組織開展了兩屆新工科項目式課程設計大賽，營造了濃郁的改革創新氛圍。
　　深化多元協同育人 為學生創新提供沃土
　　當你走進機械等傳統工科的實驗室，就能看到大量不同原理、不同應用場景的智能機器人；走在校園里，也經常能看到正在試驗場進行測試的無人駕駛車；在智能電網實驗室，基于數字的孿生技術可實時模擬電網的運行狀態，為電網安全運行保駕護航……天津大學實施的“人工智能+傳統工科”的“天智計劃”，不僅全面推進了校級層面的學科交叉融合，也為學生創新營造了良好的氛圍。
　　天津大學新校區面積大，安保和衛生工作十分耗費精力。2021年，學校開展了首個新工科畢業設計項目“‘海陸空’智能無人系統安全巡查平臺”。它以建設智慧校園為出發點，計劃構建一個由5輛無人駕駛全地形車、5條無人駕駛快艇、10架無人機組成的“海陸空”協同無人探測與追蹤平臺，開展全天候安全巡查與環境維護。這個項目的一個顯著特點就是通過組建跨學院、跨專業的多學科交叉團隊，相互學習和啟發，共同完成一個工程系統。2022年實施時，該項目包含了27個課題，涉及7個學院、15名指導教師、27名本科生。在這一過程中，來自不同專業的學生取長補短，共同完成了一個激動人心的工程系統，最終他們還獲得了專屬的特別稱號——“優秀控制工程師”“優秀項目經理”“優秀算法工程師”……學生的學習熱情也被激發出來，小組的每一次答辯會都成了分享會。2023年，學校面向各新工科人才培養平臺征集到61個跨學科新工科畢業設計項目群，覆蓋理工類學院的65%，推動了學科深度交叉融合。
　　推動產學研用深度融合 培養卓越工程人才
　　天津大學有一門“網紅”選修課《創業實戰訓練》，是面向全校學生開設的創新創業通識教育課程。不同于傳統的課桌式授課，這門課最大的特點就是以學生為中心，教師是助教，擁有豐富創業經歷和實戰經驗的創業企業家是主講。在這里，主講企業家不僅會來學校講課，還會帶領學生走出校園，前往不同行業、不同領域的企業所在地，討論商業計劃、經營理念，讓學生在商業場景中體驗創業的真實過程。該課程會通過路演的方式結課，還會邀請企業負責人和投資人到場，如果學生有好的創業項目，就可以直接得到天使投資。
　　與企業緊密結合聯合培養人才，在工程碩士培養中表現更加突出。天大將工程實踐融入課程學習和論文工作，成立了由企業專家、系主任和資深教授組成的教育教學指導委員會，定制培養方案和實踐計劃，推進課程體系改革，學生的論文課題都是企業急需的攻關項目。
　　新工科建設的思索與展望
　　習近平總書記指出，我國擁有世界上規模最大的高等教育體系，有各項事業發展的廣闊舞臺，完全能夠源源不斷培養造就大批優秀人才，完全能夠培養出大師。立足于新時代、面對新要求，新工科建設將持續深入，探索形成中國特色、世界水平的工程創新人才培養體系，培養支撐強國制造的卓越工程師。
　　準確把握卓越工程師的培養目標
　　我們將聚焦卓越工程師的核心素養和未來工程科技的發展趨勢，超前研判未來工程人才需求，將“價值塑造、能力培養、知識傳授”三位一體育人理念貫穿于人才培養全過程，以通專融合的課程體系和多學科交叉融合，培養學生的“家國情懷”“全球視野”和多種思維，提升學習力、協作力、領導力、可遷移能力等；同時，還要建好核心課程、核心教材、核心教師團隊、核心實踐項目，促進卓越工程師與工程碩博士培養改革專項的有機銜接，探索形成卓越本科、高水平碩士、優秀博士的全鏈條高等工程教育體系。　　不斷深化產教融合協同育人機制
　　深化產教融合是解決人才供需結構性矛盾的有效途徑。我們將加強產教融合頂層設計，匯聚政策合力，通過制度性、體系性的改革，讓企業真正參與到人才培養過程中來，實現工程科技人才培養與工業生產實踐的有效連接；構建“產學研用”融合的新工科教育教學體系，探索建立“學校+企業”的協同育人機制，將行業頭部企業和具有創新活力的企業引入人才培養方案制定、課程體系構建、課程授課、實習實踐等全過程，提升學生解決復雜工程問題的能力；以組織模式創新推動人才培養變革，推進未來技術學院、現代產業學院、特色化示范性軟件學院、儲能學院等建設，加快培養技術創新領軍人才、復合型應用型人才、特色化行業工程人才。
　　健全新工科教育質量標準與評價機制
　　質量標準與評價體系是新工科建設持續改進的重要手段。從國家層面來講，我們要以提升人才培養質量為核心，借鑒國際工程教育質量標準，結合不同學科專業特點和服務行業企業的實際需求，構建中國特色、世界水平的新工科質量標準體系；同時，制定卓越工程師能力評價標準，提升我國高等工程教育的國際影響力和話語權，以先進標準引領工程人才培養質量提升。各高校要不斷推進教師分類評價機制改革，探索建立基于貢獻、能力與業績的教師評價體系，強化教師在新工科建設和人才培養過程中的主體責任，充分激發教師的育人熱情和創新活力。
　　建設和完善工程教育多元主體協同治理共同體
　　新工科建設是一項系統工程，需要構建政府、高校、行業、企業、社會力量等多元主體共同參與的治理體系，推動各利益相關主體形成良好的互動機制和制度規范，持續推進新工科建設的范式變革與迭代創新。高校作為其中的一個主體，還是要根據辦學目標定位和社會需求，突出自身優勢，走特色化新工科建設之路，提升高等工程教育人才培養的整體實力；同時，要積極推動內部管理體制改革，實現校-院-學科-專業之間的上下聯動，及學院、學科、專業與人才市場、行業產業之間的目標協同、過程協同、管理協同。