2020年迎(ying)新(xin)季,全國第(di)一(yi)個(ge)新(xin)工科人才(cai)培養平臺(tai)——天津大(da)學求實(shi)學部(bu)在(zai)新(xin)生(sheng)報到(dao)處豎起了(le)一(yi)個(ge)宇航員(yuan)模型,向有志報考新(xin)工科實(shi)驗班的(de)青(qing)年學子發布了(le)這學期的(de)任務:同(tong)學,你已經成功著陸在(zai)火星表面,請設計并完成一(yi)項科學任務。
“創新(xin)”和“融合(he)”,是新(xin)工科(ke)實驗班的(de)關鍵(jian)詞。
在創新中重構課程體系
“新(xin)工(gong)(gong)科是(shi)‘與未(wei)來(lai)(lai)合作’的(de)工(gong)(gong)程(cheng)教育(yu),不能再按老路子進行(xing)工(gong)(gong)程(cheng)教育(yu)。”在天津大學(xue)黨委書記(ji)李家俊看來(lai)(lai),新(xin)工(gong)(gong)科建設是(shi)我國面(mian)向未(wei)來(lai)(lai),布(bu)局(ju)工(gong)(gong)程(cheng)科技人才培養(yang)(yang)的(de)一次主(zhu)動的(de)、大規(gui)模(mo)的(de)教學(xue)改革(ge)(ge)。“各種邊緣學(xue)科、交(jiao)叉學(xue)科已(yi)經有(you)了2000多個(ge)門類,生物基因(yin)、人工(gong)(gong)智能、航空航天……一個(ge)個(ge)新(xin)領域,都需要具(ju)有(you)跨學(xue)科、有(you)交(jiao)叉知識背景的(de)復合型(xing)(xing)工(gong)(gong)程(cheng)科技人才來(lai)(lai)開疆拓土。我們目前的(de)改革(ge)(ge)重點(dian),就(jiu)是(shi)要創(chuang)新(xin)教學(xue)模(mo)式,培養(yang)(yang)能解決(jue)未(wei)來(lai)(lai)問題的(de)復合型(xing)(xing)人才。”
2017年,教育部啟動了“新工(gong)(gong)科(ke)”建(jian)(jian)(jian)設。作為新工(gong)(gong)科(ke)建(jian)(jian)(jian)設的(de)(de)擎旗者(zhe),天(tian)津大學——這所(suo)有著125年辦學歷史的(de)(de)中國第一所(suo)現代大學,正在為我國的(de)(de)新工(gong)(gong)科(ke)建(jian)(jian)(jian)設做出(chu)引領性的(de)(de)探索。
2019年,天(tian)津(jin)大學(xue)(xue)(xue)(xue)推出(chu)未來智能(neng)機器與系(xi)統平臺(tai),這是(shi)(shi)我國第(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)新工科(ke)人(ren)才(cai)培養的(de)教學(xue)(xue)(xue)(xue)平臺(tai)。2019級(ji)學(xue)(xue)(xue)(xue)生張旖是(shi)(shi)第(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)批(pi)“嘗鮮者”。他依然(ran)記得一(yi)(yi)(yi)(yi)年前開學(xue)(xue)(xue)(xue)第(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)課(ke)(ke)帶給同學(xue)(xue)(xue)(xue)們的(de)震撼:“我們的(de)第(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)門課(ke)(ke)是(shi)(shi)“設計與建造”。為了(le)說明這到(dao)底是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)堂(tang)什么樣的(de)課(ke)(ke),17名來自不(bu)同專(zhuan)業的(de)老師,悉數(shu)出(chu)現在開課(ke)(ke)說明會上。”課(ke)(ke)后(hou),張旖和她的(de)同學(xue)(xue)(xue)(xue)們不(bu)僅領到(dao)了(le)一(yi)(yi)(yi)(yi)份長長的(de)中英文書(shu)單,還要完成一(yi)(yi)(yi)(yi)項任(ren)務——制作(zuo)。學(xue)(xue)(xue)(xue)生6人(ren)為一(yi)(yi)(yi)(yi)組,邊學(xue)(xue)(xue)(xue)習理(li)論、邊動手操作(zuo),用一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)學(xue)(xue)(xue)(xue)期的(de)時間,相互(hu)協作(zuo)制作(zuo)出(chu)能(neng)識別語音并行(xing)走,還能(neng)按要求投放包裹的(de)智能(neng)物流(liu)小(xiao)車。“智能(neng)派送車”達到(dao)考核指標,同學(xue)(xue)(xue)(xue)們才(cai)能(neng)拿到(dao)課(ke)(ke)程成績。
“這(zhe)門課完全不同(tong)于傳(chuan)統的(de)教學模式(shi),教師(shi)講授(shou)、學生(sheng)(sheng)實踐、師(shi)生(sheng)(sheng)研討(tao)各占課時的(de)三分(fen)之(zhi)一。原來(lai)都(dou)是先(xian)講理論,再教應用。現在是理論學習和實踐操(cao)作(zuo)同(tong)步,老(lao)(lao)(lao)師(shi)對(dui)一些關鍵問(wen)(wen)題(ti)做出(chu)適(shi)當引(yin)導(dao)(dao),學生(sheng)(sheng)自學各種知識(shi),討(tao)論解決方(fang)案,并帶著問(wen)(wen)題(ti)請老(lao)(lao)(lao)師(shi)指導(dao)(dao)。”這(zhe)門課程(cheng)(cheng)的(de)牽頭(tou)人、天津大(da)學機(ji)械學院(yuan)副院(yuan)長孫濤教授(shou)告訴記者,這(zhe)樣的(de)授(shou)課方(fang)式(shi)打(da)破了過去老(lao)(lao)(lao)師(shi)們一份備(bei)課方(fang)案講多年的(de)狀況,讓老(lao)(lao)(lao)師(shi)們重新梳理知識(shi)點(dian),圍(wei)繞不同(tong)的(de)項目需求重新設計課程(cheng)(cheng)、備(bei)課,同(tong)時不斷(duan)更新自己的(de)知識(shi)儲備(bei),隨時應對(dui)學生(sheng)(sheng)們提(ti)出(chu)的(de)各種問(wen)(wen)題(ti)。
“別小(xiao)看這(zhe)個(ge)(ge)智能(neng)派(pai)送車項(xiang)(xiang)目(mu),這(zhe)是院士和(he)教授們(men)(men)多次討論(lun)確(que)定并(bing)精心(xin)設計的——選(xuan)擇(ze)的項(xiang)(xiang)目(mu)既要(yao)符(fu)合社會(hui)經濟發(fa)展的需(xu)求,又要(yao)能(neng)把多學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)科知識集成在(zai)一起,還要(yao)在(zai)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)能(neng)力范圍內,具有可操作性。”李(li)家(jia)俊不(bu)(bu)定期地去聽課(ke)(ke)。他高興地看到,這(zhe)門課(ke)(ke)成功激發(fa)了學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)們(men)(men)自(zi)主(zhu)(zhu)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)的能(neng)力,“下課(ke)(ke)時學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)們(men)(men)紛紛圍著老師不(bu)(bu)斷提(ti)問(wen),說明(ming)(ming)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)的主(zhu)(zhu)動性大(da)大(da)增(zeng)強。理論(lun)與實踐同(tong)(tong)步,更是大(da)幅(fu)提(ti)升學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)們(men)(men)發(fa)現問(wen)題(ti)、解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)的能(neng)力。比(bi)如力學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)、數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)這(zhe)些基礎課(ke)(ke),過去同(tong)(tong)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)們(men)(men)覺得既枯燥(zao)又難學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue),只(zhi)要(yao)考試能(neng)及(ji)格(ge)(ge)就滿意了。如今,由于在(zai)做項(xiang)(xiang)目(mu)過程(cheng)遇到的一個(ge)(ge)個(ge)(ge)實際(ji)問(wen)題(ti),都(dou)需(xu)要(yao)扎實的數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)力學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)知識,所以學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)們(men)(men)真(zhen)正明(ming)(ming)白(bai)了基礎要(yao)打(da)牢的重要(yao)性,學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)就格(ge)(ge)外認(ren)真(zhen)!”
“這(zhe)一門課相當于從前4至5門課的(de)教學(xue)(xue)(xue)量,原以為只有30%的(de)學(xue)(xue)(xue)生(sheng)能(neng)通(tong)過(guo)。事實上,90%的(de)學(xue)(xue)(xue)生(sheng)都完成得非常好(hao)。”天津大學(xue)(xue)(xue)機械學(xue)(xue)(xue)院的(de)青年教師康榮杰完整地參與了“設(she)計與建造(zao)”的(de)課程(cheng)設(she)計和(he)實施全(quan)過(guo)程(cheng),學(xue)(xue)(xue)生(sheng)們(men)的(de)表現讓他吃驚(jing),“這(zhe)說明這(zhe)門課將學(xue)(xue)(xue)生(sheng)的(de)學(xue)(xue)(xue)習潛力(li)充分挖掘出來了!”
最大難題是改革評價機制
新(xin)工科(ke)實驗班以求是(shi)學(xue)(xue)(xue)部為平臺進行實體建設(she)。求是(shi)學(xue)(xue)(xue)部不招新(xin)生,只選拔(ba)新(xin)生。以剛入學(xue)(xue)(xue)的2020級新(xin)生為例,報名該(gai)部與入選的比(bi)例是(shi)10[~符號~]1。這個(ge)學(xue)(xue)(xue)部沒有(you)專門(men)的老(lao)師,卻擁有(you)全校支持的教學(xue)(xue)(xue)資源。2020級新(xin)生第(di)一門(men)“專業”課《智能電子(zi)創客設(she)計(ji)與實踐》,就是(shi)由5個(ge)學(xue)(xue)(xue)院的7位老(lao)師共同講授。
“我(wo)們從15個(ge)專業的課程(cheng)內容中梳(shu)理出(chu)202個(ge)知識模塊,通過整合重組,全新(xin)構(gou)建(jian)了14門新(xin)課、12個(ge)項目課。這一課程(cheng)體系也并非一成(cheng)不變,而是要(yao)根據(ju)培(pei)養目標(biao)、教學(xue)效果和產業需求與時俱進(jin)。”談到新(xin)工科(ke),求是學(xue)部主任(ren)(ren)、天津大學(xue)新(xin)工科(ke)建(jian)設辦公室主任(ren)(ren)原續波滔滔不絕(jue)。在他看來,新(xin)工科(ke)建(jian)設面臨的最大難題不是探(tan)索建(jian)立一整套(tao)科(ke)學(xue)、復雜(za)的課程(cheng)體系,而是評價機(ji)制的重塑。
“新建(jian)(jian)設的(de)課程(cheng)是高度集成和模塊化的(de),一門課往(wang)往(wang)需要好(hao)幾(ji)(ji)位老(lao)師講(jiang)(jiang)。具體(ti)到每位老(lao)師,多則十幾(ji)(ji)個(ge)學時(shi),少則只(zhi)有一個(ge)學時(shi)。比如《設計與建(jian)(jian)造》這門課,手繪由建(jian)(jian)筑學院的(de)老(lao)師主講(jiang)(jiang)。雖(sui)然只(zhi)有2個(ge)學時(shi),備課量可不少——要把(ba)原(yuan)來(lai)整整一學期的(de)課程(cheng)融會(hui)貫通,把(ba)重點、難點精當地講(jiang)(jiang)出來(lai)。厚書(shu)薄讀是最難的(de)!因此,對教師教學以及學生在課程(cheng)中貢(gong)獻的(de)評價,都需要我們(men)建(jian)(jian)立一套全新的(de)評價體(ti)系。”
在最新(xin)發布的(de)新(xin)工科(ke)“天大方案”2.0版中,專門設計了(le)全(quan)周期(qi)、全(quan)方位(wei)、全(quan)角度(du)學(xue)(xue)生評(ping)價,更(geng)加(jia)強調學(xue)(xue)生的(de)責任(ren)擔當,更(geng)加(jia)強調學(xue)(xue)生思維和能力,更(geng)加(jia)強調工程科(ke)技(ji)創新(xin)。對(dui)于(yu)教(jiao)師的(de)評(ping)價,則需(xu)要在學(xue)(xue)校綜合(he)改革(ge)層(ceng)面進行頂層(ceng)設計。
“評價(jia)機制很重要,關乎整個創新(xin)生態的建立。好的評價(jia)機制能激發創新(xin)活力,吸(xi)引越(yue)來越(yue)多的教師參與其中。”李家俊認為(wei)重塑評價(jia)體系是(shi)新(xin)工科(ke)建設(she)的關鍵一環(huan)。
面向世界的工程教育改革
近(jin)年(nian)來(lai),世界(jie)一流大(da)學(xue)(xue)紛紛對工程(cheng)(cheng)教(jiao)(jiao)育進行系統反思(si),實施新(xin)(xin)一輪教(jiao)(jiao)育改革。麻省理工學(xue)(xue)院于(yu)2017年(nian)啟動了(le)“新(xin)(xin)工程(cheng)(cheng)教(jiao)(jiao)育轉(zhuan)型(xing)”——面向未(wei)來(lai)的(de)新(xin)(xin)機器和新(xin)(xin)工程(cheng)(cheng)體(ti)系,培(pei)養能夠(gou)引領(ling)(ling)未(wei)來(lai)產業(ye)發展(zhan)的(de)領(ling)(ling)導型(xing)工科(ke)(ke)人(ren)才;歐(ou)林(lin)工學(xue)(xue)院依托開(kai)放(fang)型(xing)項目開(kai)展(zhan)“跨學(xue)(xue)科(ke)(ke)”教(jiao)(jiao)學(xue)(xue),強(qiang)化“情境性(xing)”學(xue)(xue)習和實踐訓練,培(pei)養未(wei)來(lai)工程(cheng)(cheng)界(jie)的(de)領(ling)(ling)軍人(ren)物;斯坦福大(da)學(xue)(xue)發布(bu)《2025計(ji)劃》,提出“開(kai)環大(da)學(xue)(xue)”的(de)理念,創新(xin)(xin)性(xing)地解除了(le)入學(xue)(xue)年(nian)齡、學(xue)(xue)習年(nian)限的(de)限制,提出“自定節奏”的(de)教(jiao)(jiao)育、“軸翻轉(zhuan)”教(jiao)(jiao)學(xue)(xue)模式、有使命地學(xue)(xue)習等創新(xin)(xin)舉措(cuo);新(xin)(xin)加坡(po)科(ke)(ke)技大(da)學(xue)(xue)圍繞航空(kong)、城(cheng)市(shi)和健康(kang)三大(da)領(ling)(ling)域,以人(ren)工智能和大(da)數據為核心設計(ji)了(le)全新(xin)(xin)的(de)課程(cheng)(cheng)體(ti)系……
天(tian)津大學不僅是(shi)全國新(xin)工(gong)科(ke)(ke)建(jian)設工(gong)作組組長單位,同時還是(shi)“新(xin)工(gong)科(ke)(ke)教育國際聯盟”首(shou)任輪值(zhi)主席單位。因此在“新(xin)工(gong)科(ke)(ke)”的教育教學創(chuang)新(xin)上,自然不甘人后。
“你是誰?你將去向何方(fang)?你將如何改變世界?”在開學第一(yi)課(ke)的課(ke)堂(tang)上(shang),原續(xu)波用一(yi)連串的問號,啟發(fa)2020級(ji)(ji)新生(sheng)把(ba)視野從(cong)(cong)身邊(bian)拓(tuo)展(zhan)到全球(qiu)乃至(zhi)宇宙(zhou);把(ba)思維(wei)維(wei)度從(cong)(cong)二維(wei)拓(tuo)展(zhan)到多維(wei);把(ba)思維(wei)層級(ji)(ji)從(cong)(cong)模仿(fang)上(shang)升(sheng)至(zhi)創新,把(ba)發(fa)展(zhan)前瞻(zhan)從(cong)(cong)當下拓(tuo)展(zhan)到未來(lai)20年(nian)(nian)、30年(nian)(nian),甚至(zhi)100年(nian)(nian)。
“要把自己的發展(zhan)與國(guo)家的發展(zhan)和(he)人(ren)類的進步緊密結合起來。”2020級新工科(ke)(ke)實驗班(ban)新生的第一堂項目課上,參與“天問一號”火星(xing)探測(ce)著陸科(ke)(ke)研(yan)的蔣明鏡教授在(zai)虛擬仿真實驗室,為(wei)新生構(gou)建(jian)了火星(xing)地貌,激勵同(tong)學(xue)們刻苦(ku)學(xue)習,積(ji)極投身(shen)國(guo)家的科(ke)(ke)學(xue)發展(zhan)計劃(hua)中(zhong),成(cheng)才報國(guo)。
“我們要繼續堅(jian)持(chi)面向世界科技前沿(yan)、面向經濟主戰場、面向國家(jia)(jia)重大需求,著力(li)破解‘新工科’建設的(de)各種難題,努力(li)培養引領世界發展的(de)卓越工程師、企業家(jia)(jia)、工程科學家(jia)(jia)。”李家(jia)(jia)俊說。
作者(zhe):劉(liu)茜 陳建強 本報通訊(xun)員 趙暉《光明日報》( 2020年10月01日 06版)
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