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"拥抱新工业革命的新工科教育”国际研讨会 暨天津大学首届国际新工科教育研讨会会议
发布时间:2018-05-11  阅读:656

                                                         原文转载于《高等工程教育研究》

2018年4月9日,由教育部高等教育司指导、天津大学主办的主题为“拥抱新工业革命的新工科教育”国际新工科教育研讨会在天津大学顺利召开。来自欧、美、亚、澳四大洲的60所知名工科大学和一批领先型企业的150余名代表参会,深入探讨了世界高等工程教育的改革与发展,共同研究面向新工业革命的卓越工程人才培养新理念、新模式。

 

出席本次会议的领导和嘉宾有天津大学校长、中国工程院院士钟登华,教育部高等教育司理工处处长吴爱华,天津市教委主任白海力,山西省教育厅高教处处长李金碧,《高等工程教育研究》常务副主编余东升,爱尔兰高威大学荣誉校长Jim Browne,韩国汉阳大学校长Young Moo Lee,美国密西根大学副校长胡仕新,法国尼斯综合理工学院教授Philippe Gourbesville,香港理工大学副校长陈国华,新加坡国立大学工学院院长Chua Kee Chaing,法国南特中央理工学院副校长Fouad Bennis,新加坡南洋理工大学工学院院长Louis Phee,爱尔兰都柏林大学建筑与工学院院长David FitzPatrick,悉尼大学工学院教授Archie Johnston,昆士兰大学信息技术与电气工程学院教授StephenWilson,印尼大学工学院副院长Dr. Ir. Muhamad. Asvial, M.Eng,汕头大学执行校长顾佩华,以及来自北京理工大学、华南理工大学、重庆大学、四川大学、华中科技大学、同济大学等国内高校的领导和嘉宾,恩智浦公司、腾讯公司等企业代表也参加了会议。

 

大会主题报告

 

一、新工科建设的背景与挑战

 

爱尔兰高威大学荣誉校长Jim Browne教授的报告主题是《第四次工业革命下的工程教育:课程、教育技术和学习模式》。他认为,面对第四次工业革命的机遇和挑战,面对新经济和雇主的新需求,教育领域正在发生第三次教育革命或者新技术教育革命,终身学习和终身教育更加重要。在这一背景下,对工程人才培养提出了新的要求,更加关注工程人才解决复杂问题的能力、竞争力、领导力、新技术开发能力及社会责任等素养。因此,必须创新工程教育课程内容和教学方法,利用新兴技术提供个性化和定制化的教育和学习的方式,具体来讲包括两个方面:一是从课程内容设置上,除了基础课、专业课和相关技能的培训课程,应更加关注态度和方法的培养,如创造力、不同角度欣赏力以及解决问题的能力;二是从教育技术和手段上,利用数字课程、混合式学习、沉浸式学习以及虚拟现实技术和移动设备等新的教育技术与设施,创新学习模式,支持随时随地的个性化学习。最后,他以库柏学习模式(Kolb’slearning style)为例再次强调,不同的人有不同的学习模式,我们必须设计不同的教学方法,以适应不同的学习模式和风格。

 

汉阳大学校长Young Moo Lee介绍了汉阳大学如何通过智慧教育去应对第四次工业革命。他指出,传统的教学空间布局、教学组织模式、教学方法与技术等已经无法适应工业4.0背景下创新型人才的培养。为此,汉阳大学采取了四种方式进行工程教育改革:一是通过改变教学空间和布局,打造开放的创新空间,加强学生和教师的互动交流;二是依托工程实验室、知识空间、智慧学习中心等打造创客空间,建立真实的实践环境,让学生能够进行创造和创作,提高学生实践能力;三是建立基于问题的学习模式,让学生真正参与到解决企业实际问题中去;四是加强校企合作,成立行业顾问委员会,推动行业、企业对教育教学的参与度,将行业企业的发展趋势和诉求反馈到课程设置和教育改革中。

 

印度尼西亚大学工学院副院长Dr. Ir. Muhamad. Asvial, M.Eng发表了《印度尼西亚大学的工程教育:面向新兴产业和技术的人才培养》的报告。他以印度尼西亚大学工程学院为例介绍了印尼大学的工程教育,从印度尼西亚大学工程学院的愿景、使命、核心战略任务、教育项目、系科设置、教育认证、国际评估、科研方向、师资结构、科研经费、论文发表、科研中心、学生成就等方面对印度尼西亚大学工程学院进行了详细阐述。他指出,面向新兴产业和技术的人才培养主要面临四大挑战:一是要打破政府、企业、学校之间的壁垒;二是更加关注各种形式的创新;三是更加关注社会问题;四是为印度尼西亚和其他国家的所有公司、大学、研究机构提供简化的对接渠道。为此,工学院确立了工程教育改革的三个首要任务:一是打造卓越的科学与工程,二是增强企业领导力和创业能力,三是应对社会挑战,并从规则体系、评估标准、资金支持、国际参与、知识产权保护、世界一流教授计划、政府资助计划、学生交换计划等方面具体阐述了学院工程教育的建设进展。

 

悉尼大学的Archie Johnston教授介绍了澳大利亚的新工科教育。他指出,第四次工业革命不仅给全社会带来挑战,在课程设置、学生体验、教学管理等方面对工程教育提出了新的要求。他强调,不是要培养普通的学生,而是为第四次工业革命培养领导者,他们需要有专业的知识、深厚的技术、宽广的视野,掌握最新的数字技术,具有人文素养以及诸如批判性思维等软技能,这样才能够适应不断变化的未来。他认为,工程教育应关注体验式学习,促进学生国际交流,构建卓越的教育文化,加强科教融合,支持以颠覆性技术创新为核心的跨学科研究中心建设,吸引优秀科研人才,推动科研成果转化,加强以应用为导向的研究,聚焦社会需求……最后,他介绍了澳大利亚新工科建设的理念:一是不断深化和拓宽学生的创造性和协作知识;二是以多学科为中心整合强大的技术技能;三是课程设置柔性灵活;四是加强学生创造力和领导力的培养,并为他们提供职业敏捷性和流动性;五是加强高影响创新力的培养;六是加强跨学科能力的培养;七是为社区带来更多的工作力量。

 

二、新工科的理念与建设进展

 

天津大学校长、中国工程院院士钟登华作了题为《新工科教育与天大实践》的报告。他深入分析了新工科教育的形势与内涵,并指出,新工科是以应对变化、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。他围绕新工科建设路线、研究实践、校企合作、新工科专业布局等方面系统介绍了天津大学在新工科教育领域进行的探索和实践,并表示,天津大学作为新工科的重要发源地和积极倡导者,将继续致力于引领中国新工科建设,贡献“天大”智慧。

 

教育部高等教育司理工处处长吴爱华发表了《新工科:中国高等工程教育改革的探索与实践》的报告。他系统分析了当前中国高等工程教育的现状,指出中国高等工程教育规模已经成为世界最大规模,中国正在成为全球工程教育改革发展的参与者、贡献者、引领者。他指出,新一轮科技革命与产业变革推动了高等工程教育的深度变革,现代化经济体系建设对高等工程教育提出了新要求,新工科建设势在必行。他从五个方面阐述了新工科建设的进展情况,一是推动新工科研究与实践项目建设,要以新工科理念为先导凝聚更多共识,以需求为牵引开展多样化探索,以项目群为平台加强交流合作,以统筹内外资源为途径加大项目支持;二是实施卓越工程师教育计划2.0;三是面向未来布局新兴工科专业;四是深入开展产学研协同育人项目建设;五是通过现代产业学院和未来技术学院等途径探索更加多样化和个性化的工程教育培养模式,不断提高工程科技人员的创新创业和跨界整合能力,打造世界工程创新中心和人才高地。

 

汕头大学执行校长顾佩华发表了《新工科教育的改革:实践、反思与未来展望》的报告。他从新工科教育改革的背景、汕头大学工程教育改革的实践与反思以及新工科教育的未来展望三个方面进行了阐述。他指出,面对新科技革命和新产业革命的挑战,为了支撑快速发展的新经济,培养新型工程创新人才,高等工程教育必须进行改革创新,新工科教育理念和改革就是在这样的背景下提出的。他从人才培养目标、博雅教育、OBE-CDIO一体化课程培养计划、专业综合培养目标等方面详细介绍了汕头大学应用CDIO实现结果导向工程教育改革(OBE-CDIO)的经验,他指出,汕头大学的新工科教育改革坚持以立德树人为根本任务,将以学生为中心的适应性培养与通识教育和专业教育相融合。他认为新工科教育改革主要包括两个方面:一是建设新工科专业或专业方向;二是改革现有工科专业;并且提出了以新理念、新模式、新方法、新质量、新内容为核心的新工科融合创新范式基本框架,这种新的范式包含三个相互关联的方面,即博雅教育、坚实的科学知识基础和基于开放式项目和问题的学习。他对新工科建设的组织实施提出了几点建议:一是学校的承诺和支持是新工科建设的保障;二是建立工业指导委员会;三是建立新工科教育指导委员会;四是制定实施计划;五是成立以教学骨干为核心的新工科建设工作组;六是教师发展、教学评估、质量保证组织。最后他强调新工科教育改革是全面系统性的改革,只能通过教育范式的转变实现,这种转变依托多学科和跨学科之间的广泛合作等相关工程教育改革形式帮助我们培养未来创新型工程师。

 

三、新工科的人才培养目标与路径

 

密歇根大学副校长胡仕新发表了《培养具有全球竞争力的工程人才》的报告。他认为,工程学是获取和应用科学、数学、经济、社会和实践知识的学科、艺术和专业,用于设计和建造能安全实现社会需求解决方案的结构、机器、设备、系统、材料、工艺和服务,工程师是工程专业从业者。工程教育融合了课程、体验和研究,美国的工程教育能够使他们的学术力量、研究议程和教育模式与社会需求保持一致,使工程学对人们的日常生活产生了直接和积极的影响。面对新工业革命和科技革命的挑战和机遇,密歇根大学工程教育的目标是以学生为中心,加强培养其识别和定义问题的能力、解决不确定性问题的能力、定性和定量分析能力、终身学习能力等等,并着重通过三个途径推动工程教育改革创新:一是优化课程设置,更加注重通识教育,注重迁移能力的培养;二是加强体验教学,更加注重跨学科教育设计、创新创业教育、注重国际化和本科生参与科研;三是进行全人教育,胡校长特别强调,教是teach,育是nurture,教育不是要把人创造成机器,培养成机器,我们更需要思考者、创新者,需要打造造就全人的育人环境。

 

新加坡国立大学工学院院长Chua Kee Chaing教授发表了《工程教育需要培养全面的工程师》的报告。他首先强调,新工科教育的目标是培养全球的工程领导者,使其具备全方位的能力为我们塑造美好的未来。21世纪的工程人员仅仅具有技术是远远不够的,更重要的是具备创新能力、创业能力、价值创造能力、设计能力、团队协作能力、交流沟通能力、复杂问题解决能力及批判性思维等。他认为,创新是可以通过“设计”来教授的,并借鉴尼尔森诺曼集团(NielsenNorman Group)提出的设计思想模型(design thinking)介绍了设计思想在新加坡国立大学创新型教育中的应用。他指出,在课程中设置创新与设计模块和企业合作模块,并通过基于项目的学习方式,将真实世界的体验融入到工程人才培养中,与企业发展和实践零距离接触,对于培养全方位的工程师是非常有效的。

 

法国南特中央理工学院副校长FouadBennis 结合南特中央理工学院的新工科教育改革着重探讨了专业和课程设置问题。Fouad Bennis从工程师的定义提出未来工程师必须具备两种技能:硬技能和软技能。因此,南特中央理工学院在课程设置过程中特别关注硬技能和软技能的培养,其中硬技能主要包括高层次的科学技术能力,处理复杂的技术问题的能力,不断调整适应新领域的能力,新技术开发能力,管理时间、预算和团队的能力,应对不确定和快速变化的外界环境的能力以及突发状况的能力等。软技能主要包括了解和预测人类的需求,国际化视野,批判性思维和创新性思维,全面的人格和宽广的文化知识背景,沟通和团队协作能力,了解企业的工作和工程师的专业活动。他从课程设置、专业布局、实习实践等方面对南特中央理工大学工程教育项目进行了阐述,特别指出该项目最大的特色就是打破了学科专业的壁垒,学生可以选择两个工程专业领域学习,使学生有能力从一个领域转到另一个领域,适应未来的需求和发展。

 

新加坡南洋理工大学工学院院长Louis Phee教授介绍了南洋理工大学的工程教育改革进展。他首先指出,新加坡南洋理工的教育理念是强调学生主动学习,不仅注重课堂教学,更加注重课程外的教学共创,以培养全方位的工程人才。他认为未来的人才(包括南洋理工大学的本科毕业生)应具备“5C”素养:即交流(Communication)、性格(Character能力(Competence)、社会公德心(Civic-mindedness)和创造力(Creativity),尤其是创造力非常重要。他详细介绍了南洋理工大学通过电子教学和电子学习、翻转课堂、小组学习、居住学习、国际化等途径加强新工科人才培养的经验。特别强调了面对工业4.0的挑战,应更加注重学生的实践创新能力培养,具体来讲:一是加强对学生数字素养的培养,教授学生有关大数据、物联网、机器学习等相关知识。学校设计了计算机思维与数据科学和人工智能两个课程模块,不仅要求工科学生,而且要求所有学生学习,同时新建了数据科学和人工智能本科学位项目;二是加强对工程人才的通识教育,通识课程占比达到24%;三是加强政产学研合作,通过建立校企合作研究基金、校企合作研究实验室,加强学校和行业企业、学生教师与工程人员的互动;四是推进体验式学习,通过参与研究项目的形式让学生把体验式的学习融入课程。最后,他强调,面对未来,应更加注重学科交叉。

 

爱尔兰都柏林大学的David FitzPatrick教授发表了《面向21世纪的工程教育——来自欧洲的经验》的报告。报告结合欧洲工程教育(博洛尼亚进程)的改革实践重点从体验式学习和促进学生多样性两个方面介绍了都柏林大学的工程教育。他指出,面对21世纪的挑战,应该培养全面的工程人才,不仅具有扎实的知识和卓越的技术,还应具备沟通能力、跨文化能力、团队协作能力、批判性思维、创造力和应对复杂挑战等能力,具有较好的职业道德和社会素养。他从学制、专业、课程、实习实践等方面详细介绍了都柏林大学工程教育项目的结构和要求,强调通过工程教育提高学生的流动性尤其是对女学生的吸引力,促进学生多样性。

 

四、新工科的专业建设与教学改革

 

法国尼斯综合理工学院Philippe Gourbesville教授以尼斯综合理工学院与天津大学合作共建的国际工程师学院为例介绍了工程教育改革的探索和经验。他认为,随着工程技术的飞速发展,未来的工程师应该具备科学技术能力、实际问题解决能力、领导力和团队协作能力、职业道德和社会责任以及面向未来的创新思考能力。天津大学与尼斯综合理工学院通过合作创建国际工程师学院进行工程教育试点改革,是对培养未来创新工程人才、重塑工程教育的有效探索。国际工程师学院按照法国工程师教育的模式和标准,依托天津大学的工科优势,设置了电子信息专业、建筑专业、计算机科学专业三个专业领域,充分利用国际教育资源,加强产学研协同育人,通过三阶段实习、项目导向的教学组织模式、促进学生国际交流、建立企业俱乐部等方式创新人才培养模式。学院通过法国工程师职衔委员会(CTI)认证,是CTI在中国授予的首个工程师文凭最高等级六年期的认证。

 

香港理工大学副校长陈国华着重介绍了香港理工大学化学工程专业的教育改革。他根据化学工程和化学工程教育的演进历程,结合化学工程所面临的重大机遇,指出未来的工程师应具备的核心素养包括:社会责任感、沟通能力、专业文化、领导力、全球视野、终身学习能力等。他提出,建立基于问题导向的学科交叉教育项目,推动课堂教学与其他教学方法并用,强化科研训练,加强创新创业教育,对培养新工科人才非常重要。

 

昆士兰大学信息技术与电气工程学院Stephen Wilson教授以生物医学工程专业为例介绍了昆士兰大学工程教育改革情况。他指出,昆士兰大学的工程教育具有如下特点:一是具有澳大利亚工程教育专业认证;二是对天资优秀的学生第一年给予更大的自主空间;三是广博与专深的课程设置;四是强大的行业联系和实践经验; 五是充足的就业机会;六是具有较好的排名;七是较好的流动性和选择性。他介绍了生物医学工程专业的教学计划,行业认证,特别是创新创业教育,强调通过加强与行业企业的合作,让学生深入到医院或公司进行学习,提升其运用工程知识和技术解决实际问题的能力。

 

圆桌会议

 

圆桌会议上,国内部分高校代表结合学校工程教育改革实践介绍了新工科建设的思路和经验。

 

四川大学副校长许唯临介绍了四川大学结合新工科建设大力推进人才培养改革的实践与经验。他从课程体系、教学方式、评价机制、创新创业教育、校企合作、国际交流等方面详细阐述了四川大学的相关举措,他特别强调,推动多学科交叉融合,加强产教融合、科教融合,加强政产学研协同育人,将是四川大学未来新工科建设的重点。

 

西安电子科技大学副校长石光明从课程内容、教学方式、创新创业教育三个方面对学校新工科教育改革的进展情况进行了介绍。他指出,作为教育系统第一个建立人工智能学院的学校,依托学校传统学科优势,推动电子信息类专业与非电子信息类专业的交叉融合,是学校未来深化新工科教育改革的重要方向。

 

重庆大学副校长廖瑞金指出,重庆大学的新工科教育改革具有两个特点:一是跨界培养,依托一流学科群建设,通过跨学科知识体系建设、跨学科本科毕业设计、跨学科学生联合培养等方式创新学生培养模式;二是协同育人,加强校企合作,产教融合,提升学生的实践创新能力。未来,学校将把创新创业教育融入新工科教育,进一步深化工程教育改革。

 

东莞理工学院党委书记成洪波介绍了学校新工科建设的特色之路,他指出重点做好四个方面的整合:一是做好政府、产业和高校的整合;二是做好国际和区域资源的整合;三是做好学科和专业建设的逻辑整合;四是做好人才培育体系的整合。

 

华中科技大学党委副书记马建辉强调要建立以学生为中心的新工科教育模式,并从人才培养理念、课程设置、教学方法、评价机制、教学环境等方面阐述了华中科技大学新工科建设的理念与行动。

 

华南理工大学副校长朱敏重点从专业建设层面介绍了华南理工大学的新工科建设进展。具体包括三个方面:一是分类建设新工科专业,二是传统工科专业的升级改造,三是推动专业的交叉融合。

 

北京理工大学副校长王晓锋介绍了学校新工科建设的思路,一是医工融合,二是文理融合,三是军民融合,四是国际化,并着重从人才培养模式和课程体系改革方面介绍了学校新工科教育改革的相关进展。

 

本次会议正时值“天大行动”发布一周年,新工科已从理念走向行动、从国内走向世界,在更大范围内达成了共识,标志着中国高等工程教育正在由“跟跑”“并跑”走向“领跑”,具有重要的里程碑意义。会上,与会代表共同签署了《关于成立新工科教育国际联盟的倡议》,将集聚全球智慧,共同迎接新工业革命的机遇与挑战。

 

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