推動新工科教育迭代升級 支撐服務(wù)新型工業(yè)化建設(shè)

[摘  要]實現(xiàn)新型工業(yè)化是全面推進強國建設(shè)、民族復(fù)興偉業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)。強化新工科教育，培養(yǎng)大批卓越工程師，建設(shè)高素質(zhì)人才隊伍是推動新型工業(yè)化的基礎(chǔ)保證，也是高校的歷史使命和戰(zhàn)略任務(wù)。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(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、推動高質(zhì)量發(fā)展培養(yǎng)大批拔尖創(chuàng)新人才。

[關(guān)鍵詞]新型工業(yè)化；新質(zhì)生產(chǎn)力；新工科；迭代升級

我國擁有世界規(guī)模最大的工程教育體系，為我國各行各業(yè)培養(yǎng)了大批工程技術(shù)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(dāng)前，世界百年未有之大變局加速演進，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，大國博弈日趨激烈，我國工業(yè)發(fā)展的外部環(huán)境發(fā)生深刻變化，面臨前所未有的挑戰(zhàn)。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(yǎng)計劃”。面對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)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(yǎng)計劃2.0，著力提升工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，支撐服務(wù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和經(jīng)濟發(fā)展動能轉(zhuǎn)換。習(xí)近平總書記指出：“以中國式現(xiàn)代化全面推進強國建設(shè)、民族復(fù)興偉業(yè)，實現(xiàn)新型工業(yè)化是關(guān)鍵任務(wù)?！敝袊浆F(xiàn)代化的核心要義決定了我國的經(jīng)濟現(xiàn)代化之路必須突破傳統(tǒng)工業(yè)化發(fā)展路徑，充分借助新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革催生的新質(zhì)生產(chǎn)力，推進中國特色的新型工業(yè)化進程。高校要積極為推進新型工業(yè)化、塑造新質(zhì)生產(chǎn)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(yè)化推進中國式現(xiàn)代化提供基礎(chǔ)性、戰(zhàn)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(fā)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(yè)、面向世界、面向未來，推動大學(xué)辦學(xué)模式由學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向，由專業(yè)分割轉(zhuǎn)向跨界融合，由適應(yīng)服務(wù)轉(zhuǎn)向支撐引領(lǐng)。為統(tǒng)籌服務(wù)全國新工科教育，教育部依托天津大學(xué)成立全國新工科教育創(chuàng)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(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注和積極響應(yīng)。

工科專業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。通過引導(dǎo)增量、優(yōu)化存量、消減余量、窗口指導(dǎo)等方式推動工科專業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。2017年以來，新增工科本科專業(yè)71種，新設(shè)立人工智能、智能制造工程、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、區(qū)塊鏈工程等新工科專業(yè)，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)占工科專業(yè)總數(shù)的比例超過25%，而且新增專業(yè)的“智能+”特色更加凸顯，專業(yè)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展契合度持續(xù)提升。

涌現(xiàn)一批工程教育創(chuàng)新組織載體。聚焦新工科關(guān)鍵領(lǐng)域，以組織模式創(chuàng)新牽引工程人才培養(yǎng)模式變革。在高水平研究型大學(xué)布局建設(shè)12個未來技術(shù)學(xué)院，重點面向整體實力強、學(xué)科綜合優(yōu)勢明顯的高校，瞄準未來10—15年的顛覆性技術(shù)，培養(yǎng)未來技術(shù)領(lǐng)軍人才；在行業(yè)特色型高?；驊?yīng)用型高校，布局建設(shè)50個現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，對接國家和區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才；在國家關(guān)鍵戰(zhàn)略領(lǐng)域方面，布局建設(shè)一批專業(yè)特色學(xué)院，培養(yǎng)各類高素質(zhì)工程人才。

產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺建設(shè)不斷深化。面向國家戰(zhàn)略領(lǐng)域，分兩批布局建設(shè)7個國家儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺等。持續(xù)深入實施產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目，以產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展的最新需求牽引高校工程人才培養(yǎng)模式改革。

2.新工科教育在新發(fā)展階段的新使命

以新工科教育助力形成新質(zhì)生產(chǎn)力，加快推進新型工業(yè)化。習(xí)近平總書記強調(diào)，“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求和重要著力點”。發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，要求提升拔尖創(chuàng)新人才自主培養(yǎng)能力，推動培養(yǎng)體系、機制和模式創(chuàng)新，培養(yǎng)一批具有國際視野、前沿能力、創(chuàng)新精神的高層次人才，為新質(zhì)生產(chǎn)力提供源頭活水。緊緊圍繞新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展需求，系統(tǒng)分析人才培養(yǎng)供求趨勢，推動高等教育供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，優(yōu)化學(xué)科專業(yè)設(shè)置、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，服務(wù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、培育壯大新興產(chǎn)業(yè)、布局建設(shè)未來產(chǎn)業(yè)，持續(xù)推動新工科教育迭代升級，為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、推動新型工業(yè)化建設(shè)培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才。

以新工科教育助力教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，重塑高等教育新形態(tài)。近年來，國際工程教育正在發(fā)生快速變革：《斯坦福大學(xué)2025計劃》致力于推動大學(xué)辦學(xué)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(fā)展作出了教育應(yīng)答、時代應(yīng)答、主動應(yīng)答。人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實等新興技術(shù)正在重構(gòu)高等教育形態(tài)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為世界高等教育發(fā)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(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型，創(chuàng)新工程教育發(fā)展模式，構(gòu)建卓越工程師教育培養(yǎng)新格局，培養(yǎng)更多能滿足數(shù)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(shè)，服務(wù)構(gòu)建新發(fā)展格局。黨的二十大擘畫了以中國式現(xiàn)代化全面推進中華民族偉大復(fù)興的宏偉藍圖，明確提出“加快構(gòu)建新發(fā)展格局”的戰(zhàn)略任務(wù)。習(xí)近平總書記指出：“構(gòu)建新發(fā)展格局最本質(zhì)的特征是實現(xiàn)高水平的自立自強”。歷史經(jīng)驗表明，科技實力決定著世界政治經(jīng)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(diào)以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，推動創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈、人才鏈深度融合，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，是教育、科技、人才三位一體統(tǒng)籌推進的重要抓手，為我國在重要科技領(lǐng)域成為全球領(lǐng)跑者，在前沿交叉領(lǐng)域成為開拓者提供堅實的人才支撐。

新型工業(yè)化背景下工程教育面臨的問題和挑戰(zhàn)

從新型工業(yè)化發(fā)展需求和當(dāng)前工程技術(shù)人才供給看，制造業(yè)正在加速向高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型邁進，我國工程技術(shù)人才隊伍存在供需錯位、結(jié)構(gòu)失衡等問題。

1.人才結(jié)構(gòu)與國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的契合度不高

我國高等工程教育已培養(yǎng)數(shù)以千萬計的工程科技人才，有力支撐了我國工業(yè)體系的完善，推進了我國經(jīng)濟的快速發(fā)展。但工程人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與新時期產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求在一定程度上存在不相適應(yīng)的情況。

工科學(xué)生比例下降，學(xué)科結(jié)構(gòu)性問題凸顯。數(shù)據(jù)顯示，我國工科本科畢業(yè)生占比由1998年的44.9%下降到2019年的32.8%，研究生畢業(yè)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(yè)生占比超過40%，日本達到56%。增加高質(zhì)量理工科人才供給是支撐我國新型工業(yè)化建設(shè)亟待解決的重要問題。

緊缺人才缺口較大，自主培養(yǎng)體系需完善。據(jù)統(tǒng)計，目前我國高技能人才4791萬人，約為就業(yè)人群的6%，而在日本占比為40%，德國更是高達50%。當(dāng)前我國制造業(yè)重點領(lǐng)域人才短缺問題嚴重，《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》預(yù)測，我國制造業(yè)十大重點領(lǐng)域人才需求缺口為2985.7萬人。關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域工程類人才短缺成為制約我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主要瓶頸。

工程人才培養(yǎng)同質(zhì)化，難以滿足業(yè)界需求。隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速推進，工業(yè)界對人才的需求呈現(xiàn)多樣化的趨勢；而在傳統(tǒng)的學(xué)科導(dǎo)向下，不同地區(qū)、不同類型、不同層次的大學(xué)，在辦學(xué)理念、辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)、專業(yè)設(shè)置、課程內(nèi)容等諸多方面呈現(xiàn)趨同化的趨勢。工程教育缺少個性和特色，難以有效滿足當(dāng)今社會多樣化的人才需求。

2.知識結(jié)構(gòu)與實際工作需要的匹配度不高

在新技術(shù)的驅(qū)動下，新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)如雨后春筍般涌現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)技術(shù)變化超前于知識更新速度已成為新常態(tài)。傳統(tǒng)工科專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)已不能滿足學(xué)生畢業(yè)后的工作需要，教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)的實際需求相脫節(jié)，難以滿足產(chǎn)業(yè)界實用性與多樣化的需求。

工程教育對職業(yè)態(tài)度培養(yǎng)缺失。目前高等教育中還存在重教書、輕育人的現(xiàn)象，更加重視授業(yè)，常常忽視傳道。對于一名出色的工程師，誠實守信、愛國敬業(yè)、認真負責(zé)、追求卓越、自信自立、熱愛學(xué)習(xí)、堅忍不拔、樂于合作，這些優(yōu)秀品質(zhì)都是必需的。工科院校大都沒有設(shè)計專門的載體、課程、方法、場景、活動來培養(yǎng)學(xué)生的這些品質(zhì)，學(xué)生需要知道，這些品質(zhì)可能遠比那些知識對他們未來的職業(yè)發(fā)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(nèi)容陳舊。部分課程設(shè)置沒能與時俱進，教學(xué)內(nèi)容更新緩慢、教學(xué)方法缺少創(chuàng)新、實驗設(shè)施相對陳舊，與先進企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力、設(shè)備設(shè)施水平、技術(shù)手段以及科學(xué)的流程、方法相差甚遠，落后于產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)能力及水平。人才培養(yǎng)與企業(yè)的工程創(chuàng)新實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象比較突出。

工程教育對學(xué)生能力訓(xùn)練不足。許多高校受制于學(xué)科專業(yè)“條塊分割”的體制性困境，尚未形成跨學(xué)科、多學(xué)科交叉融合的工程人才培養(yǎng)模式，導(dǎo)致學(xué)生的視野不夠?qū)掗?、解決復(fù)雜工程問題的能力不足。部分高校未系統(tǒng)設(shè)計載體和活動，重點培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力、批判性思維和創(chuàng)造性思維能力、數(shù)據(jù)分析能力、團隊協(xié)作能力、知識整合與應(yīng)用能力等工程師都應(yīng)掌握的能力。

3.對工程人才培養(yǎng)質(zhì)量標準尚未達成共識

當(dāng)前尚缺乏工程教育界、產(chǎn)業(yè)界普遍認可的卓越工程人才培養(yǎng)質(zhì)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(xué)生的數(shù)字技術(shù)能力培養(yǎng)不足。卓越工程人才培養(yǎng)要立足智能化變革趨勢，面向原創(chuàng)性、顛覆性科技創(chuàng)新，明確對人才培養(yǎng)質(zhì)量的新要求。當(dāng)前我國對工科專業(yè)學(xué)生畢業(yè)要求中尚沒有對“數(shù)字化、信息化的能力”的專項描述。缺少明確的要求以及數(shù)字化教學(xué)設(shè)施不足，在一定程度上影響了學(xué)生的數(shù)字化、信息化能力提升。

對學(xué)生的工程倫理教育效果不佳?！度A盛頓協(xié)議》2021年修訂版特別強調(diào)學(xué)生應(yīng)自覺踐行可持續(xù)發(fā)展理念，需要考慮到技術(shù)、環(huán)境、社會、文化、經(jīng)濟、金融和全球責(zé)任。當(dāng)前，各工科院校對學(xué)生的工程倫理教育大多僅限于由倫理學(xué)老師講授一門課，而專業(yè)教師和來自各行各業(yè)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(shè)教育強國，全面提高人才自主培養(yǎng)質(zhì)量，著力造就拔尖創(chuàng)新人才作出戰(zhàn)略部署。面向新型工業(yè)化，新工科教育必須持續(xù)迭代升級，開辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢，為加快推進新型工業(yè)化建設(shè)提供強有力的人才支撐。

1.優(yōu)化學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)，加強緊缺工程人才培養(yǎng)

要把握新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展方向，優(yōu)化學(xué)科專業(yè)設(shè)置，增設(shè)與新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)相關(guān)的學(xué)科專業(yè)，培養(yǎng)適應(yīng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)與未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的緊缺人才。支持新建高校重點布局理工科學(xué)科專業(yè)，推動理工科專業(yè)占比超過50%的院校向理工科大學(xué)轉(zhuǎn)型。推動建立人才資源供需及人才結(jié)構(gòu)動態(tài)變化的預(yù)測分析系統(tǒng)，引導(dǎo)高校及時根據(jù)產(chǎn)業(yè)真實需求調(diào)整學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)，做好“增量”“存量”“個性化”學(xué)科專業(yè)建設(shè)，穩(wěn)步推進高等工程教育供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

2.落實教師“旋轉(zhuǎn)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(xué)校教師的工程實踐能力。對標國際工程專業(yè)教師能力要求和工程師行業(yè)標準，制定我國工科教師的專業(yè)能力素質(zhì)結(jié)構(gòu)框架，研制工科教師人工智能素養(yǎng)規(guī)范和標準，明確工科教師智能素養(yǎng)的基本維度和能力要求。鼓勵校企共建“雙導(dǎo)師”教學(xué)團隊，暢通產(chǎn)教人才交流通道，完善工程專業(yè)教師定期到企業(yè)實踐的政策。

3.持續(xù)強化學(xué)生工程實踐，提升解決復(fù)雜問題的能力

以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，持續(xù)優(yōu)化交叉融合的課程體系。打破學(xué)科專業(yè)壁壘，推動專業(yè)課程數(shù)智化轉(zhuǎn)型，開展以工程項目為中心的課程體系重構(gòu)，打造具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的工程實踐課程群。完善工程人才質(zhì)量標準，在《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標準》中進一步明確對工程專業(yè)實習(xí)的要求。做好工程人才核心能力培養(yǎng)的頂層設(shè)計，建立協(xié)同育人機制，推進校企協(xié)同育人。積極探索訂單式培養(yǎng)模式，共建實訓(xùn)基地平臺，服務(wù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)的骨干企業(yè)，培養(yǎng)大批善于解決復(fù)雜工程問題的卓越工程人才。

4.主動擁抱教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動教學(xué)要素迭代創(chuàng)新

系統(tǒng)化構(gòu)建數(shù)字化人才培養(yǎng)體系。針對經(jīng)濟社會發(fā)展對數(shù)字化專業(yè)人才、數(shù)字化應(yīng)用人才和數(shù)字化管理人才需求，將數(shù)字化能力設(shè)置為工科專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求，貫穿工科人才培養(yǎng)的全過程。積極推動數(shù)字技術(shù)在人才培養(yǎng)各環(huán)節(jié)的全面應(yīng)用，加快推進教育新基建。打破傳統(tǒng)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(gòu)建開放泛在、虛實結(jié)合、人機交互、智聯(lián)共享的智能學(xué)習(xí)環(huán)境，推動工程教育教學(xué)活動向場景化、沉浸式和交互式轉(zhuǎn)型升級。

5.健全工程教育治理結(jié)構(gòu)，構(gòu)建多元融合培養(yǎng)體系

深化產(chǎn)教融合和校企協(xié)同，促進教育鏈、人才鏈和產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈有機銜接，推動行業(yè)產(chǎn)業(yè)參與高校人才培養(yǎng)方案的設(shè)計和實施，把加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力對高水平人才的需求，及時傳導(dǎo)至人力資源供給單元，實現(xiàn)實體經(jīng)濟、科技創(chuàng)新與人力資源的協(xié)同發(fā)展。推動以產(chǎn)教融合為核心的工程教育治理共同體建設(shè)，實現(xiàn)人才培養(yǎng)供給與行業(yè)產(chǎn)業(yè)需求的高度耦合。深化科學(xué)研究與人才培養(yǎng)協(xié)作機制，整合科研資源、教育資源、行業(yè)資源、社會資源和國際資源等，在關(guān)鍵領(lǐng)域推動工程直博試點，培養(yǎng)一批站在國際前沿的拔尖創(chuàng)新人才。

千秋基業(yè)，人才為本，高校應(yīng)響應(yīng)新型工業(yè)化發(fā)展的要求，進一步優(yōu)化學(xué)科專業(yè)設(shè)置，加強學(xué)科交叉和專業(yè)融合，推動新工科教育迭代升級，培養(yǎng)大批具有跨界創(chuàng)新思維的卓越工程人才，為我國高質(zhì)量發(fā)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(xué)校長、全國新工科建設(shè)工作組組長；馬新賓，天津大學(xué)副校長】

原載2024年第5期《中國高等教育》