推動新工科教育迭代升級 支撐服務新型工業(yè)化建設

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

[關鍵詞]新型工業(yè)化；新質生產(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(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)質量，支撐服務產(chǎn)業(yè)轉型升級和經(jīng)濟發(fā)展動能轉換。習近平總書記指出：“以中國式現(xiàn)代化全面推進強國建設、民族復興偉業(yè)，實現(xiàn)新型工業(yè)化是關鍵任務?！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，推動大學辦學模式由學科導向轉向產(chǎn)業(yè)需求導向，由專業(yè)分割轉向跨界融合，由適應服務轉向支撐引領。為統(tǒng)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(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)界高度關注和積極響應。

工科專業(yè)結構持續(xù)優(yōu)化。通過引導增量、優(yōu)化存量、消減余量、窗口指導等方式推動工科專業(yè)結構持續(xù)優(yōu)化。2017年以來，新增工科本科專業(yè)71種，新設立人工智能、智能制造工程、虛擬現(xiàn)實技術、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)結構與產(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。聚焦新工科關鍵領域，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(yōu)勢明顯的高校，瞄準未來10—15年的顛覆性技術，培養(yǎng)未來技術領軍人才；在行業(yè)特色型高?；驊眯透咝?，布局建設50個現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院，對接國家和區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，培養(yǎng)高素質應用型人才；在國家關鍵戰(zhàn)略領域方面，布局建設一批專業(yè)特色學院，培養(yǎng)各類高素質工程人才。

產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺建設不斷深化。面向國家戰(zhàn)略領域，分兩批布局建設7個國家儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺等。持續(xù)深入實施產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目，以產(chǎn)業(yè)和技術發(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生產(chǎn)力，加快推進新型工業(yè)化。習近平總書記強調，“發(fā)展新質生產(chǎn)力是推動高質量發(fā)展的內在要求和重要著力點”。發(fā)展新質生產(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，為新質生產(chǎn)力提供源頭活水。緊緊圍繞新質生產(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結構性改革，優(yōu)化學科專業(yè)設置、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，服務改造提升傳統(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)展新質生產(chǎn)力、推動新型工業(yè)化建設培養(yǎng)高素質復合型人才。

以新工科教育助力教育數(shù)字化轉型，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(fā)展作出了教育應答、時代應答、主動應答。人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實等新興技術正在重構高等教育形態(tài)，數(shù)字化轉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)字化和智能化轉型，創(chuàng)新工程教育發(fā)展模式，構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，服務構建新發(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興的宏偉藍圖，明確提出“加快構建新發(fā)展格局”的戰(zhàn)略任務。習近平總書記指出：“構建新發(fā)展格局最本質的特征是實現(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(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(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)展需求和當前工程技術人才供給看，制造業(yè)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(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)結構與新時期產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求在一定程度上存在不相適應的情況。

工科學生比例下降，學科結構性問題凸顯。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%。增加高質量理工科人才供給是支撐我國新型工業(yè)化建設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%。當前我國制造業(yè)重點領域人才短缺問題嚴重，《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》預測，我國制造業(yè)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(yè)轉型升級的主要瓶頸。

工程人才培養(yǎng)同質化，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)的學科導向下，不同地區(qū)、不同類型、不同層次的大學，在辦學理念、辦學定位、人才培養(yǎng)、專業(yè)設置、課程內容等諸多方面呈現(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(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)如雨后春筍般涌現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)技術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)的知識結構已不能滿足學生畢業(yè)后的工作需要，教學計劃、教學內容與產(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、追求卓越、自信自立、熱愛學習、堅忍不拔、樂于合作，這些優(yōu)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(yǎng)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(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(chuàng)新、實驗設施相對陳舊，與先進企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)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(chǎn)業(yè)界的技術能力及水平。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。

工程教育對學生能力訓練不足。許多高校受制于學科專業(yè)“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(yǎng)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(tǒng)設計載體和活動，重點培養(yǎng)和訓練學生的終身學習能力、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、知識整合與應用能力等工程師都應掌握的能力。

3.對工程人才培養(yǎng)質量標準尚未達成共識

當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(shù)字技術能力培養(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)質量的新要求。當前我國對工科專業(yè)學生畢業(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)字化教學設施不足，在一定程度上影響了學生的數(shù)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(xié)議》2021年修訂版特別強調學生應自覺踐行可持續(xù)發(fā)展理念，需要考慮到技術、環(huán)境、社會、文化、經(jīng)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(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

黨的二十大對建設教育強國，全面提高人才自主培養(yǎng)質量，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)化建設提供強有力的人才支撐。

1.優(yōu)化學科專業(yè)結構，加強緊缺工程人才培養(yǎng)

要把握新質生產(chǎn)力的發(fā)展方向，優(yōu)化學科專業(yè)設置，增設與新技術、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)相關的學科專業(yè)，培養(yǎng)適應戰(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轉型。推動建立人才資源供需及人才結構動態(tài)變化的預測分析系統(tǒng)，引導高校及時根據(jù)產(chǎn)業(yè)真實需求調整學科專業(yè)結構，做好“增量”“存量”“個性化”學科專業(yè)建設，穩(wěn)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(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)能力素質結構框架，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“雙導師”教學團隊，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)強化學生工程實踐，提升解決復雜問題的能力

以產(chǎn)業(yè)需求為導向，持續(xù)優(yōu)化交叉融合的課程體系。打破學科專業(yè)壁壘，推動專業(yè)課程數(shù)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(chuàng)新性、挑戰(zhàn)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(yè)類教學質量國家標準》中進一步明確對工程專業(yè)實習的要求。做好工程人才核心能力培養(yǎng)的頂層設計，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，共建實訓基地平臺，服務戰(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)大批善于解決復雜工程問題的卓越工程人才。

4.主動擁抱教育數(shù)字化轉型，推動教學要素迭代創(chuàng)新

系統(tǒng)化構建數(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)字化應用人才和數(shù)字化管理人才需求，將數(shù)字化能力設置為工科專業(yè)學生的畢業(yè)要求，貫穿工科人才培養(yǎng)的全過程。積極推動數(shù)字技術在人才培養(yǎng)各環(huán)節(jié)的全面應用，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。構建開放泛在、虛實結合、人機交互、智聯(lián)共享的智能學習環(huán)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(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)方案的設計和實施，把加快形成新質生產(chǎn)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(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，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，在關鍵領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，高校應響應新型工業(yè)化發(fā)展的要求，進一步優(yōu)化學科專業(yè)設置，加強學科交叉和專業(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》