【探索争鸣】胡德鑫:面向新工科的未来技术学院建设刍议:动因、机理与实践进路
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作者简介
胡德鑫,副教授,管理学博士,从事高等工程教育研究。
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引用本文
胡德鑫,纪璇.面向新工科的未来技术学院建设刍议:动因、机理与实践进路[J].高校教育管理,2022,16(03):91-103.
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摘要
未来技术学院是培养未来关键核心技术领军人才、探索和研发未来关键核心技术的重要新型组织形式。基于首批12所未来技术学院的分析,本研究深度解析面向新工科的未来技术学院建设的价值动因、基本机理以及实践进路。服务国家重大战略需求、培育国际竞争优势、落实高校体制机制改革是未来技术学院建设的价值动因;建设主体、建设客体和行动逻辑三个维度的协同共构是其建设的基本机理;在组织建构上搭建科教融合、多元协同的跨学科平台,在机制创新上打造全员全程、一体化贯通式育人体系,在课程教学上完善项目主导、模块交叉的个性化人才培养体系,在质量保障上推动形成动态反馈、持续改进的全面治理共同体是新工科建设背景下未来技术学院建设可遵循的实践进路。
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关键词
新工科;未来技术学院;人才培养;工程教育;组织建构;科教融合;治理共同体
一、问题的提出
当前全球处于百年未有之大变局,以机器人与人工智能、大数据、云计算及虚拟现实为代表的前沿科技正在颠覆传统产业和人力资源市场,工业界对高素质创新型工科技术人才的需求日趋旺盛。提升整体科技创新能力、掌握未来核心技术成为中国从工业大国迈向科技强国的关键。为加快工程教育改革,主动服务国家创新驱动发展、“中国制造2025”、“互联网+”等重大战略,响应政治、经济、文化等系列要素对高等教育转型提出的新诉求,我国于2017年正式启动新工科建设计划。新工科是科技革命、国家重大需求以及教育范式变革等诸多复杂因素交汇催生的工程教育新样态,新工科建设旨在加快工程教育改革创新,培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才,支撑产业转型升级。2018年颁发的《教育部工业和信息化部中国工程院关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》进一步指出要以新工科建设为重要抓手,系统推进教学组织模式、学科专业结构、人才培养机制等方面的综合改革。2020年,习近平总书记在科学家座谈会上的重要讲话提出科学研究应“坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康”;2021年9月,习近平总书记在中央人才工作会议上进一步强调我国要努力建设“具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍”。这些从顶层设计层面为新工科建设指明了方向。
立足工程教育时代前沿,学术界对新工科的建设理念、建设内容以及推进逻辑进行了系统研判。就建设理念而言,钟登华认为新工科的内涵需从理念新、要求新、途径新三个维度来解读;顾佩华将新工科解读为科学、工程以及实践的创新与进步和不同学科的交叉与融合所形成的新兴工程学科、领域或方向;林健则指出应突破传统学科思维定式,赋予新工科跨越现有学科界限以及产业边界的新内涵——新兴、新型与新生;等等。综合来看,这些学者对新工科的内涵解读在本质上具有一致性,即新工科建设是以全新的上层设计与推进思路赋能工程教育理论与实践研究的全新范式变革。就建设内容而言,现有研究大部分是基于高校个例实践的探讨,作者曾将其归纳为“继承+升级”、“交叉+复合”以及“融合+创新”三类思路,分别对标传统工科转型改造、现有学科渗透交叉以及新兴学科衍生发展,从学科发展视角为未来技术学院所代表的新工科教育组织的建构提供落脚点与突破点。就推进逻辑而言,朱正伟等在理论层面指出融合创新是新工科建设推进逻辑的主要特点,新工科建设应通过各种教育要素的创造性融合使工程教育体系功能实现从“量的叠加到质的飞跃”的转变。在实践层面,新工科建设通过制度设计等上位概念的重塑、产学研政等多元利益主体的协同、组织结构及运行机制的颠覆、评价标准与监督体系的创新等维度进行落实。在新工科建设过程中,创新组织体系以提升整体效能尤为重要,未来技术学院作为现有研究的理论拓展与实践创新,对赋能工科优势高校以及高水平综合型高校创设工科教育组织新模态、推动高等教育体系整体变革与人才培养结构持续优化意义重大。虽然聚焦未来技术学院的专门研究尚处于起步阶段,但现有研究作为未来技术学院的重要价值动因与策源基点,可为未来技术学院建设提供深厚的内涵意蕴。
2020年,《未来技术学院建设指南(试行)》(以下简称《指南》)正式颁布,《指南》要求改革传统学科专业体系主导的院系设置,以整合优质资源和营造良好创新氛围为抓手、以改进体制机制为保障建设一批未来技术学院,助力新工科建设的再深化、再拓展、再突破和再出发。未来技术学院的建设对于探索专业学科实质性复合交叉合作规律、探索未来科技创新领军人才前瞻性和战略性培养新模式以及推动高校加快体制机制创新具有重大意义。作为推进新工科建设持续深化的有效载体,在工程学科及综合实力较强的高校面向未来发展趋势建设未来技术学院已成为优化新工科教育组织模式的新路向、新模式和新机制。2021年,首批未来技术学院名单正式发布(见表1),入选的12所高校在理工科学科点和学位授权点、学术成果、科研经费、学术队伍等方面均具有明显的优势与特色。基于首批12所未来技术学院的案例,本研究从未来技术学院建设的价值动因出发,系统研判新工科建设背景下未来技术学院的建设机理与关键要素,并在未来技术学院建设可遵循的实践进路方面提供科学参考。
表1 首批未来技术学院建设高校的概况
二、面向新工科的未来技术学院建设价值动因
新工科的建设要求把握“新的工科专业、工科的新要求”两种深层次内涵,这就要求未来技术学院坚持立德树人的根本价值旨归,着力培养具有前瞻性且能引导未来发展的科技创新领军人才,进而为建设高等教育强国、服务经济高质量发展奠定基础。具体而言,未来技术学院建设的价值动因可解构为服务国家重大战略需求、培育国际竞争优势以及落实高校体制机制改革三个方面。
(一)服务国家重大战略需求,顺应社会经济产业发展新需要
当前,技术创新成为世界各国崛起的关键所在,如何聚焦国家重大需求不断加强面向未来技术的原始创新和自主研发,成为各国实现跨越式发展需要解决的“元问题”。未来技术学院的建设强调从以往学科院系主导下的各专业内部知识生产模式转向知识生产与国家产业未来发展相融合的模式,将未来技术与社会现实需求紧密结合,能有效破解我国高素质创新人才结构性短缺、战略必争领域技术原始创新力不足的难题。因此,我国应强化未来技术学院同国家战略任务的衔接,使国家重大需求成为未来技术学院建设的方向与基点,进而加强基础科学探索与前沿、关键技术攻关,推进科技与经济社会发展的加速渗透融合。未来技术学院要高质量地贯彻落实新发展理念,服务创新驱动发展、“中国制造2025”等国家重大战略,打造引领未来科技发展和培养复合型、创新型人才的教学科研高地。
基于首批未来技术学院的分析,未来技术学院的建设目标应当是一切从实际出发,继承而不守旧、借鉴而不照搬,面向未来经济社会发展的基础性、关键性领域以及关乎国家发展和人类科技进步的重大问题、重大项目,凝练独具优势、基于专业交叉的未来技术特色。如北京航空航天大学未来空天技术学院锚定国家重大战略需求和经济社会发展需要,践行“厚基础、重交叉、深浸养、强协同”的理念,旨在建设能够引领未来重大革命性、颠覆性科学研究的“国家队”学院,将为祖国航空航天事业培养拔尖创新人才、引领未来空天变革视为办学目标。又如天津大学未来技术学院秉承新时代“兴学强国”的使命和“矢志创新”的追求,面向人类未来挑战和国家重大战略需求,以该校求是学部工程教育改革试验田为基础打造集成性的未来技术研发与协同创新平台,以培养未来国家和世界的工程师、企业家、工程科学家和领军者为目标。再如华南理工大学未来技术学院重点建设人工智能、数据科学与大数据技术两个专业方向,以期服务国家创新驱动发展战略、粤港澳大湾区建设和“一带一路”倡议。
(二)培育国际竞争优势,打造前沿科技新高地
当前国际竞争日趋激烈,新一轮科技革命与产业变革蓄势待发,这加速着学科之间的多样交叉与深度融合。“从科技发展规律的角度看,没有面向世界科技前沿的前瞻性基础研究、引领性原创成果的重大突破,就很难产生开创性、颠覆性成果”,因此创新驱动发展也成为若干国家谋求国际竞争优势的核心战略。在2021年中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会上,习近平总书记指出“基础研究更要应用牵引、突破瓶颈,从经济社会发展和国家安全面临的实际问题中凝练科学问题,弄通‘卡脖子’技术的基础理论和技术原理”“国家实验室、国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业都是国家战略科技力量的重要组成部分,要自觉履行高水平科技自立自强的使命担当”。未来技术学院的建设能够充分发挥工科优势高校以及高水平综合型大学基础研究实力雄厚、学科交叉融合的优势,通过理工结合、工工交叉、工文渗透、医工融合等方式,探索未来技术在战略性、关键性重大科技成果孕育过程中发挥作用的可能机制。因此,未来技术学院将秉持引领前沿技术发展趋势、增强国家核心竞争力的建设目标,精研学科优势特色并专注于一个或多个未来技术领域,构建可持续发展的学科专业体系。譬如华中科技大学未来技术学院聚焦未来革命性、颠覆性技术人才需求,依托机械工程、生物医学工程、光电信息科学与工程、自动化四个国家一流本科专业,围绕未来国际科技产业必争领域之一的“大工程大健康”方向,着力培养具有大工程观、引领未来科技变革的国际高水平人才。又如上海交通大学未来技术学院聚焦能源环境、健康医疗两大领域,依托该校密西根学院的现有基础和人才培养实践经验,整合学校相关理、工、医等优势力量,同时利用相关企业和社会的力量,力求打造一个学科交叉融合和高度国际化的未来技术学院。
(三)落实高校体制机制改革,助力领军人才培养新突破
我国作为工科教育大国,素有深厚的工科人才培养基础。但“从国际化标准来看,我国工程人才的培养仍然存在明显的短板。这突出表现为工程科学基础薄弱、工程技术与实际脱节、工程设计能力与审美能力匮乏、跨文化沟通能力与融合能力欠缺、工程哲学与工程伦理缺失”。高水平研究型大学作为未来技术领域科技创新与领军人才培养的桥头堡,应当与顶尖科研机构共同发挥“国家队”作用,优化领军人才培养体制机制,并实施相应的人才梯队建设、科研资源支持以及管理督导机制等配套政策。当前,绝大多数高校都是以院系办专业的,纵使能够涵盖众多学科领域,但在跨系所、跨学院、多学科交叉培养学生方面还未形成可供参考的成熟经验。而未来技术学院的建设能够有效赋能高校体制机制改革、完善以人才为中心的培养理念,助力培养和打造大批一流科技领军人才和创新团队。因此,未来技术学院应该发挥其在高校组织模式以及体制机制改革中的“头雁效应”,注重学科交叉融合、强调模式创新,以培养一批具有创新创业能力、跨界融合能力且能够引领未来技术发展的创新型科技领军人才为发展目标。以北京大学未来技术学院为例,其围绕“面向人民生命健康”的主旨,以未来生命健康及疾病防治技术为主要方向,依托国家重大工程、产学研创新项目的战略引导,充分挖掘并转化研究基地和高科技企业等外部优势资源,探索形成产学研一体的技术创新体系和新型工科人才培养模式,重塑“创新型、复合型、学科交叉型”的高素质领军人才培养目标。又如西安交通大学未来技术学院围绕储能科学与工程、“人工智能+X(混合增强智能)”、医工交叉(计算物理医学)三个主攻方向,遵循“未来科技牵引、学科交叉支撑、教研融合驱动、开放探究教学”的改革理念,以激发学生创新创造活力为着力点,坚持需求导向和问题导向,突破传统工程科学的人才培养框架,以改善工程教育育人环境,搭建符合未来技术发展趋势的人才培养平台,构建多样性、前沿性、模块化、多元驱动式、贯通制一体化的跨界融合人才培养新模式为目标,为推动“中国制造”到“中国创造”的转型升级、建设高等教育强国贡献力量。
三、面向新工科的未来技术学院建设基本机理
就字面含义而言,“未来技术学院”的名称蕴含着三个核心要素。“未来”体现“面向未来、前瞻布局”的总体思路,要求加强对未来科技发展趋势的研判,瞄准未来10~15年的前沿性、革命性、颠覆性科技创新,突破现有技术桎梏,不断探索潜在战略核心领域的触发点。“技术”体现未来技术研究攻关需要面向未来经济社会发展的基础性、关键性领域,凝练独具优势,基于专业交叉,兼具突破性、应用性、探索性的未来技术特色。“学院”体现其应当兼顾未来技术研究攻关与领军人才培养的功能,突破传统教学组织形式和时空限制,响应新工科所倡导的理念、范式、标准、路径、技术、评价等方面的全链条、深层次变革,营造有利于产生各类颠覆性、突破性成果的创新氛围和育人环境。
通过对未来技术学院建设的基本机理进行剖析发现,其背后的逻辑内涵可被解析为建设主体、建设客体和行动逻辑三个维度影响因素的协同共构。建设主体代表着负责未来技术学院建设的教育实体机构及相关主体,建设客体则是建设主体主观意愿和实际行动所作用的客观事实对象,即未来技术学院。主体和客体以彼此之间的行动逻辑为中介,对未来技术学院建设所涉及的现实性与潜在性因素进行理性判断,挖掘各种建设要素所具有的教育价值。这种价值作为建设主体对于建设客体的反思性抑或是评价性概括,可进而赋予未来技术学院建设所涉及的各建设主体之间、建设主体与建设客体之间高度互涉的利益共振,助力实现未来技术学院赋能新工科建设深入推进的“元目标”(见图1)。
图1 未来技术学院建设的基本机理
(一)建设主体
《指南》提出在专业学科综合、整体实力强的部分高校建设一批未来技术学院,这类高校成为未来技术学院的核心建设主体。以首批12所未来技术学院的建设高校为例,其以工科优势高校为主,其理工类一级学科国家重点学科数量均占到其所有一级学科国家重点学科数量的75%及以上;其中东北大学、哈尔滨工业大学、东南大学、中国科学技术大学、华中科技大学以及华南理工大学的这个比例高达100%。而作为综合类高校代表的北京大学也拥有较为成熟的理工科博士培养与学科建设经验。无一例外,这12所高校均为科研实力雄厚、学科综合优势明显的“双一流”建设高校。此外,政府、企业、科研机构以及社会组织等多元主体间的协同,在未来技术学院建设的过程中亦不容忽视。
一方面,由于不同高校的资源禀赋与优势领域存在差异,在开展未来技术学院建设时各高校的角色与功能定位也略有不同。对于清华大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、中国科学技术大学等理工科见长的工科优势高校而言,其侧重于集结部分优势工程学科建设新工科专业,并依据国家战略导向以及产业结构变革需求,通过打造多学科交叉的课程体系、形成多样化的教学组织形式,打破传统学科界限,在确定个性化研究发展方向的基础上建设面向未来产业发展与技术进步的学院,发挥未来技术学院在推动新工科教育组织改革中的引领示范作用。而对于以北京大学为代表的综合类高校而言,其则更加偏向于运用学科综合的优势,结合文理基础学科的特点,使部分非传统工程学科与自身工程学科形成交叉,助力未来技术学院建设步入世界一流。
另一方面,政府、企业、科研机构、社会组织等多元利益主体与高校之间形成了多方协同相倚的创新体系,其旨在形成共建共管的组织架构,提供未来技术学院建设所需的人力、物力与制度保障,进而实现教育链、创新链、产业链的深度融合。首先,政府的政策支持与资源配置是未来技术学院有序建设的基本保障。其一,政府能够根据国家经济社会发展需求加强顶层设计和统筹协调,规划未来技术学院建设布局,对未来技术学院的建设和评估开展全程组织、指导与监督。其二,国家重大科研项目、重大战略项目等创新项目的基金支持与资源补给可以推动未来技术学院开展前沿交叉学科研究,国家级开放科研平台、国家重大科技基础设施的建设则为教师和学生参与前沿科学研究提供条件。其次,就行业企业而言,通过“引企入教”,其可以营造基于产业发展和创新需求的实践教学和实训实习环境,促进课程内容与技术发展衔接、教学过程与生产过程对接、人才培养与未来技术发展需求融合。例如天津大学与腾讯公司签署新工科领域全国首个校企合作备忘录,而后又与华为、恩智浦、百度等企业进行全方位合作,开启新工科产教深度融合之路。再次,科研机构的引入能够为强化科教融合提供强有力的支撑。将国家重点实验室、工程中心、研究院等科研平台向学院学生开放,将科研机构的最新成果与研究进展融入课堂教学之中,有助于更好地指导学生科研实践,培养学生复杂工程思维以及动手能力。如中国科学技术大学未来技术学院通过与中国科学院量子信息与量子科技创新研究院、中国科学技术大学苏州高等研究院等研究机构的合作,有效促进科学研发与人才培养间的积极互动,实现前沿科技创新成果的共享,提升其未来技术学院建设的创新性与竞争力。最后,社会组织可以及时捕捉行业企业动态需求,进行人才供给与需求预测、工程教育智库建设与战略咨询、专业科学布局与调整设计以及终身学习体系建设,为未来技术学院的建设献计献策。
(二)建设客体
未来技术学院的建设应当突破传统工程技术范畴,超越原本工科专业院系建设思路,顺应新工科发展规律,对传统学系进行组合与重构,盘活存量、创新增量,拓展其外延与边界。从组织属性看,以首批12所未来技术学院为例,其建设类型可归为三类——一是以“门类交叉+内容整合”为特点,二是聚焦“经验继承+技术优化”,三是着眼“战略攻关+协同创新”。三类未来技术学院既具有各自特性,又具有部分共性。随着技术变革与经济发展,诸多因素发生了实质性改变,但就未来技术学院整体建设的生态体系而言,只要顶层政策设计所要求的共性与学院自身制度资源特性间的张力保持在合理的阈值范围内,未来技术学院建设的稳步推进便可能实现,而这背后是诸多利益主体折中妥协的短时性最优化结果。需要注意的是,这三类未来技术学院之间没有清晰的界限,彼此交互相通、渗透融合,其未来技术生产方式也具有动态性与交叉性。因而,在对传统学系的组合与重构中,高校应根据自身特点和外界环境变化进行实时调整和类型创新。
一是以“门类交叉+内容整合”为主要特点,聚焦跨学科门类交叉整合领域的未来技术学院,其涉及不同学院、不同工程系所、院系内部不同专业的交叉复合,是当前最为普遍的一类未来技术学院。譬如东北大学未来技术学院聚焦工业智能领域,通过控制科学与工程、计算机科学与技术、软件工程、机器人科学与工程等一流学科和一流专业的交叉融合,培养引领未来工业智能技术发展方向的科技创新领军人才。北京大学未来技术学院以未来生命健康技术为主要方向,围绕生物医学工程和分子医学两大前沿交叉学科开展学科建设。华中科技大学未来技术学院凝练先进智能制造、生物医学成像、光电子芯片与系统、人工智能四个未来交叉学科技术方向,打破传统专业学科壁垒,发展未来社会急需的智能制造、智能感知、智能健康等未来技术,促进基础、应用学科复合。
二是以“经验继承+技术优化”为特点,依托自身强势学科专攻前沿技术领域的未来技术学院,高校主要通过对化工、机械、能源等传统工程学院进行改造升级重构院系建设内涵、革新专业培养内容,进而催生面向未来尖端技术的新学院。例如中国科学技术大学聚焦量子科技领域,依托中国科学院量子信息与量子科技创新研究院、合肥微尺度物质科学国家研究中心等一流前沿与基础研究院的科研优势建设未来技术学院。天津大学未来技术学院在未来智能机器与系统、智慧城市等领域开展前沿性研究,打造能够引领未来科技发展和培养技术创新领军人才的教学科研高地。
三是以“战略攻关+协同创新”为特点,在特定战略必争领域进行重点建设的未来技术学院。北京航空航天大学未来空天技术学院则是此类未来技术学院的代表,其计划以未来新概念飞行器、未来空间开发利用、支撑空天战略任务技术为主要方向,培养一批以未来科学家和空天系统专家为代表的拔尖创新人才,引领未来空天变革。西安交通大学则通过前沿探究机类加工、工程驱动电类实验、医工交叉创新融合三个实践平台,聚焦储能技术等战略关键领域,以一个“变”字统领协同与创新。“变”即变思路、变组织、变模式:变思路要求从以教师为中心向以学生为中心转变,从以学科建设为中心向以人才培养为中心转变,从支撑服务向先导引领转变;变组织指对现有组织体系、资源要素、管理模式等进行综合改革;变模式则强调构建多学科交叉机制,探索多样化人才培养模式,探索本硕博贯通培养和多学段合理分流相结合的育人机制,以下好国际战略竞争的先手棋。
(三)行动逻辑
从各利益相关主体对未来技术学院的作用机制来看,未来技术学院根植于新工科建设推进背景下工程教育范式变革所主导的组织转换与重构。随着新工科改革的推进,传统学科彼此独立的封闭式知识生产模式被逐渐打破,以学科间交叉互涉为特点的学术生产秩序推动未来技术学院的生成。当前,新工科教育范式所倡导的“开放、创新、智能、共享、融合”理念的内涵与外延不断丰富,形成了未来技术学院建设的基本逻辑——新理念、新目标、新组织、新模式、新体系。这就要求以高校为代表的建设主体从新工科教育理念塑造、高素质创新人才培养、课程教学模式改革、院系专业组织调整等多重维度入手,突破传统教学组织形式和时空限制,对现有培养体系、资源要素、管理模式进行革新,落实高质量未来技术学院的建设。在建设规划初期,高校应酌情收集并考虑政府和产业界等利益相关者在未来技术学院组织结构与形式、教学方法与内容、评价标准与要求等方面的建议。在建设过程中,高校则应致力于汇聚科研院所、企业、投资机构等多方优势资源,充分发挥在关键共性问题解决、前沿理论创新、颠覆性技术实践等方面的牵引作用,瞄准未来技术发展的关键领域,探索基于项目的动态教学组织形态建设,搭建多学科交叉融合、开放式协同创新的实体平台。建设步入成熟阶段后,未来技术学院可以利用人才培养、技术创新的溢出效应,赋能未来技术发展、产业变革与创新创业教育的深度融合;作为建设主体的高校则应健全未来技术学院建设的质量保障体系,全面落实学生中心、产出导向、持续改进的理念,将质量意识与标准、质量反馈与评价等贯穿始终。
四、推进未来技术学院高质量建设的实践进路
未来技术学院是我国高等工程教育探索颠覆式高精尖人才培养模式、研发未来关键核心技术的重要载体,未来技术学院建设是推进新工科建设的应有之举。在技术革新与经济社会发展、国家整体进步的联动效应成几何级数增强的背景下,本研究从组织建构、机制创新、课程教学、质量保障方面进一步提出推进未来技术学院高质量建设的实践进路,以保障未来技术学院的持续健康发展。其中,组织建构是未来技术学院建设的重要载体,侧重于打破固有的学科、行业和部门壁垒,打造多学科、多主体共同参与的集成平台与学科集群;机制创新在未来技术学院运行中发挥引领保障作用,能够在阐明学院组织治理内涵、规律与特征的同时落实与促进未来技术学院核心利益群体的功能定位与作用发挥;课程教学作为人才培养的关键着力点与核心环节,关乎高素质工科人才培养目标的实现与未来技术学院建设主旨的落实;质量保障对于未来技术学院的稳定、可持续发展与创新升级则有不可取代的作用。这四个方面相互协同,在不断的实践中寻求“帕累托最优”。
(一)组织建构:搭建科教融合、多元协同的跨学科平台
孕育未来技术和培养未来人才需要建立与之相适应的组织制度体系。就组织建构而言,未来技术学院借助学科专业的交叉协同,不断丰富和拓宽自身的内涵概念与职能外延。在此过程中,未来技术学院建设高校需要进行高效合理的规划,培育跨学科的技术增长点,实现复杂理论与现实问题的创造性突破,释放未来技术显著的溢出效应。因此,高校需要搭建科教融合、多元协同的跨学科平台。其中,多元协同要求学科建设破除传统学院基层学术单元之间的藩篱,通过搭建信息流通、开放互联的跨学科集成创新平台,增强不同学科的交流与融合;科教融合则旨在将最新的科研成果渗透到日常教学实践中,推动科研教学资源在平台内的开放共享,以此反哺基础教学。
基于上述两个特点,未来技术学院需要将多元学科的知识信息融入组织运行的各个环节,打破固有学科及部门壁垒,建构多学科、多主体共同参与的集成平台。而跨学科平台创造的知识比一般传统系所创造的知识更具有整体性,这就要求未来技术学院整合并开发各类科研实验资源,将其融入未来技术探索以及科研平台建设。在具体实践中,一方面,作为建设主体的高校要做好顶层设计,面向国家重大需求,探索基于项目的科研教学有效组织形态,在制度上回应未来技术学院建设的内涵、规律与目标,明晰核心利益群体的功能定位与基本角色,并推动学院基础前沿科学研究和前沿交叉学科研究。另一方面,未来技术学院自身应当依托校内外国家级开放科研平台或前沿交叉学科创新平台,搭建适应未来技术发展需求的教学与科研平台,为师生参与科研、开展交叉学科和前沿科学研究提供条件。以天津大学未来智能机器与系统平台为例,该平台融合机械学院、精仪学院、自动化学院、智能学部等多部门的优势资源,在求是学部进行实体建设,涵盖电工电子、建筑工程、化工环境材料、机械工程四个工科大类,引入由产学/校企融合、多学科交叉融合、科教融合、国内和国外协同合作组成的“四融”,以及由国家和教育部重点实验室、各级各类工程中心、天津大学宣怀学院等创新创业孵化器及开放实验室组成的“四合”,将以新培养理念与模式、课程体系及内容、教学方法和质量标准为核心的新工科理念贯穿平台设计始终。以此为参考,其他未来技术学院也应基于自身学科资源禀赋与未来发展方向,形成与之相适应的组织模式,搭建科教融合、多元协同的跨学科平台。
(二)机制创新:打造全员全程、一体化贯通式育人体系
未来技术学院必须在尊重高精尖知识生产内在规律的同时,兼顾服务国家战略以及产业升级、培养未来技术领域领军人才的应用属性。因此,未来技术学院应当打造全员参与、全程观照、融合贯通、持续创新的未来工程技术人才培养体系,培养具有解决当代复杂工程问题能力的复合型创新人才。
首先,未来技术学院应当以学生为中心,将知识传授与学生价值引领统一起来,以培养具有创新精神、未来技术敏感度、可持续发展能力的高素质未来关键核心技术人才为基本目标,打造个性化、一体化的育人体系。具体来看,未来技术学院要完善导师制和学分制,通过联合导师团的形式将学业导师、企业导师以及职业发展导师等不同角色导师集结起来;根据学生的个性化特点,探索本硕博贯通式人才培养模式。一体化贯通式培养模式主要涵盖纵向的学历层次贯通以及横向的学科专业贯通两个方面:纵向贯通强调学历层面的“本科直博”或“本硕连读”,打破本硕博之间的学习界限,使本科生可依据自身知识体系建构的需求选择更为高深的研究生课程,开展关于复杂科学问题的研究;横向的学科专业贯通强调打破院系藩篱和学科专业壁垒,鼓励学生根据研究兴趣或者实际研究需要进行跨学科的课程选择与专业学习。
其次,未来技术学院的育人体系建构要以成果为导向,根据培养目标与毕业要求优化学生选拔以及动态管理体系,科学规划学生成长路径,形成以未来关键核心技术为驱动、高校与科研院所联合培养的全员育人新模式。具体而言,未来技术学院应将公平作为未来人才选育的逻辑起点,将综合考核作为未来人才选拔录取的评价依据,采取动态化的考核分流机制对学生进行定期或不定期考核以及科学分流;着力推动原创性未来技术成果的转移转化与实际应用,吸引区域经济产业利益部门等多方赋能学院建设,提升学院规划与专业调整的动态性与前瞻性,形成全员共同发力的未来技术学院建设新格局。此外,未来技术学院还应积极挖掘国内外各种优质教育资源,通过学术会议、交流项目、科技竞赛等加强与在相关未来技术领域具有科学研究和人才培养优势的国内外高校院所的协同创新,秉承优势互补、互利共赢的原则,与其共享未来技术领域的研究成果和教育教学资源。
(三)课程教学:完善项目主导、模块交叉的个性化人才培养体系
课程体系是“为实现教育目标经选择而纳入教育活动过程的知识、技能、行为规范、价值观念等文化总体的一般体现形式”,旨在解决“用什么培养人”“怎样培养人”的问题。新工科建设背景下的复杂内涵特征要求与之相适应的课程体系难度更大、挑战度更高。因此,未来技术学院应考虑构建面向未来技术的创新课程教学体系,并配置多元背景师资,形成多学科交叉的学术共同体。首先,就课程体系而言,项目式课程设计要求聚焦某一具体领域的特定对象,重点关注并解决关键技术升级创新、重要项目设计以及复杂系统开发等问题。2016年,美国麻省理工学院开展新工程教育改革(New Engineering Education Transformation,NEET),创新性地提出用以项目为中心的串编式课程来组织跨学科的学习内容。我国未来技术学院也应设计以项目为链的模块化课程体系(见图2),以课程基础项目、课程群组拓展项目、跨学科团队训练项目、课题研究项目和毕业设计创新项目为主干,根据项目不同阶段对人才培养的要求特点将课程模块有机融入,通过项目引导实现课程模块有效衔接,逐步增强学生运用所学知识解决复杂工程问题的能力,进而强化学生未来智能系统设计、工程建造、团队合作和项目管理等方面的工程职业素养。项目实施的过程则应当以学生为中心,鼓励学生根据其发展志向和研究课题个性化地选择课程,以此激发学生的学习热情和学术志趣。
图2 以项目为链的模块化课程体系设计
其次,若要使教学质量的提升得到有力保障,未来技术学院在建设过程中应确保多背景、善教学、强科研、能创新的高素质师资供给。教师应在遵循兴趣激励、问题导向和创新驱动原则的前提下,将探究式学习、体验式学习、跨学科研讨、项目导向的课程实验以及案例教学等多种教学模式融入教学过程,以落实厚基础、宽视野、重通识、强交叉的未来领军人才培养目标。教师在授课过程中要注意强化人工智能等现代信息技术与教育教学的深度融合,构建以增强现实(Augmented Reality,AR)技术为依托的跨学科未来技术实践场所,推动区块链、量子计算、大数据等新工具、新方法在教学中的深度应用,帮助学生打通多门类知识跨界融合的通道。未来技术学院还应当通过建立并完善考查标准、选拔渠道、聘任形式、政策保障以及职称评定五个维度的综合制度,选拔并建设一支熟悉未来技术研发流程和设备运作方式、具有先进工程技术教育理念以及良好教学组织和管理能力、能独立从事未来技术领域科学研究并在多学科交叉融合背景下开展团队联合攻关的高水平教师队伍。
(四)质量保障:推进形成动态反馈、持续改进的全面治理共同体
未来技术学院的建设既受到教育部、地方政府、行业企业以及高校等利益相关者的监督,还受到知识生产内在规律以及社会经济动态需求的掣肘。因此,多方主体需要深度协同,打破管理体制藩篱、技术与资源壁垒,形成高校主体、政府主导、行业协助、企业参与的支撑架构;基于合法性、合理性以及合规性的要求构建全面治理共同体,明晰应当“谋什么、建什么、改什么”,在竞合之中寻求动态平衡。质量评价是未来技术学院建设的指挥棒,合理的建设成效评价可为未来技术学院的合理建设与持续改进明确目标和方向。因此,高校在具体实践中应当优化管理机制,将关涉质量标准设置、评价方法设定等的全方位深层次变革作为保障未来技术学院可持续发展的重要抓手,并将动态反馈、持续改进的理念根植其中。
一是质量标准体系的建构。作为建设主体的高校应当根据自身各学科领域实际情况,对标诸如《华盛顿协议》(Washington Accord,WA)、欧洲工程教育认证体系(EURopean-Accredited Engineer,EUR-ACE)等国际主流人才培养标准体系,在此基础上对未来技术学院专业建设标准、人才培养能力标准以及学科评估标准等维度的发展性指标进行优化调整,建构中国特色、国际一流的未来技术学院人才培养标准体系。二是质量评价方法的选择。高校应将具体的教学实践与未来技术学院尖端科技研发的实际结合起来,通过机器学习、生物识别、人机交互、大数据科学等现代信息与管理技术保障对未来技术学院组织机制的高效监测与数据搜集,构建内部形成性评价与外部诊断性评价相结合的综合性质量保障体系。三是质量反馈与持续改进。高校应与企业、政府、科研机构、社会组织共同建立全周期、全过程、全角度的信息收集与反馈机制,以多维度的数据和事实呈现未来技术学院的科研产出效益以及学生特长、能力、成果产出与整体进步等情况,并定期征集校友和用人单位对未来技术学院人才培养的意见建议,为毕业生以及就业单位提供全面的个人成长档案以及能力清单,使每个学生拥有更清晰的自我认知,明晰能力专长与兴趣点,进而为个人发展定位提供合理参考。未来技术学院还应当根据反馈的结果及时改进组织运作机制以及人才培养过程,不断完善人才培养模式、技术研发平台、课程教学体系以及质量保障体系等,确保质量评价的理念方法与时俱进,从而培养真正意义上的面向新工科以及未来前沿科技的一流工程技术人才。