哈工大徐晓飞│我国高校新工科建设与教育模式创新实践的探索与思考

0 引 言

近年来，新一轮世界科技革命和产业变革，尤其是新一代信息技术革命，引发了新产业、新业态、新经济的变革，也引发了全球高等工程教育的变革。为了应对这种变化和对卓越创新人才的需求，我国不失时机地推动了新工科建设与工程教育改革行动。

2017 年，教育部提出了“新工科”发展战略^[1-2]，推动了新工科建设“复旦共识”“天大行动”“北京指南”三部曲。国务院发文明确提出，“适应新一轮科技革命和产业变革及新经济发展，促进学科专业交叉融合，加快推进新工科建设”^[3]。“新时代全国高校本科教育工作会”进一步推动了新工科建设，“卓越工程师教育培养计划2.0” 等计划政策相继出台，各高校纷纷响应并迅速行动起来，产学合作协同育人项目、现代产业学院、未来技术学院、跨学科的研究院与新工科专业等新形态不断推出，一场“新工科运动”在中国如火如荼地进行着，正在形成工程教育的“中国模式”^[4]。

与此同时， 全球知名大学都在不断探索着高等工程教育改革的新途径。美国麻省理工学院MIT 在实施着“新型工程教育转型计划NEET（ NEET: New Engineering EducationTransformation）”^[5]，以培养能够引领未来产业界和社会发展的工程领军人才；斯坦福大学在推行“斯坦福2025 计划”^[6]，提出了“开环大学（Open Loop University）”教育改革方案；佐治亚理工学院在贯彻“设计未来”2035 规划^[7]，旨在使其成为世界上最有影响力的技术学院，培养具有创新创业精神与社会服务精神的优秀人才；英国高校在努力促进创新与工程教育的融合，将设计、研究和行业经验整合，培养学生的创造力、创业精神及革新精神；德国与法国近年来在推行多轮“卓越大学计划”与“精英大学计划”，致力于促进大学科技研究和创新能力的提高。

1 我国高校新工科建设的探索与实践

近几年来，新工科建设引领了我国高等工程教育改革热潮，并成为一个网络“热词”。人们在不断地探讨着新工科的新内涵与新特征、人才培养新模式及新途径。教育部明确提出，新工科研究和实践围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量、新体系开展^[1]。要树立创新型、综合化、全周期工程教育“新理念”，构建新兴工科和传统工科相结合的学科专业“新结构”，探索实施工程教育人才培养的“新模式”，打造具有国际竞争力的工程教育“新质量”，建立完善中国特色工程教育的“新体系”^[2]。笔者在2017 年提出了新工科的6 个方面特点，即新工科的新理念、新特征、新知识、新模式、新机会、新人才[8]。

当前和未来技术与产业革命的变化，呼唤着大批跨学科、跨界融合的创新型卓越工程人才培养，呼唤着新工科的出台。ABET“工程准则2000（Engineering Criteria 2000）”就明确提出，“工程人才必须具备鉴别、阐述和解决工程问题的能力以及在工程实践中使用技术、技能和现代工具的能力”^[9]。我国《工程教育认证标准（2018 版）》也对毕业生提出了12 条明确要求^[10]，特别是要求毕业生具备能够运用科学与工程专业知识、项目管理方法、现代工具等解决复杂工程问题的能力。如何面向未来与面向产业培养新工科人才，是我国高校当前面临的一个重要战略性问题。

随着教育部第一批612 个新工科研究与实践项目的推进（第二批新工科项目也将启动），新工科建设在不断深化，我国一些工科优势高校、综合性高校、地方高校等在不断探索新工科建设与教育模式改革途径，先后推出各自的新工科建设方案。

天津大学是最早开始新工科研究与教育实践的高校之一，2017 年提出了“新工科建设路线图”，2019 年正式发布了“天大新工科建设方案（天大方案）”^[11]；设计了多学科跨界整合、多学院参与合作、校内外国内外开放办学的新工科平台，重构课程体系与项目体系，形成“产学—校企融合”“多学科交叉融合”“国内—国际培养融合”“教—研—学融合”整体链条，全面培养学生的品格、思维、能力和知识。为此，建设多个新工科人才培养引导性平台：未来智能机器与系统、未来健康医疗、未来智慧化工与绿色能源、未来建成环境与建筑等^[11]。

华南理工大学在2019 年提出了新工科建设方案，即“新工科F 计划”^[12]，通过构建“通识+ 专业+ 双创”深度融合的课程体系，推进“5I”多维培养，着力培养工具理性与价值理性兼备、复合知识与核心能力（思想力、学习力、行动力）兼备、家国情怀与全球视野兼备的“三创型”工科领军人才；并以其广州国际校区作为新工科人才培养试验区。

与此同时，浙江大学、上海交通大学、复旦大学、中国科技大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、电子科技大学、上海工程技术大学、汕头大学等一批高校也都结合自身的办学定位与实际情况推出了自己的新工科建设方案。在各高校的新工科建设方案中，立德树人、面向产业、面向未来技术、学科交叉、通专结合、强调能力、跨界融合、产学合作、创新创业教育、创新教学模式等成为高校新工科教育的共性特点；当然，各校也都有各自特色与不同的做法。新工科行动也得到了产业界的积极响应，一批支持新工科的产学合作协同育人项目纷纷推出；“信息技术新工科产学研联盟”等新工科联盟组织应运而生，并发展迅速，十分活跃，在国内外产生了较大影响。

2 哈工大新工科建设“Π型”方案及探索

哈尔滨工业大学作为一所享誉国内外的一流理工科高校，一直积极推进工程教育改革与产学合作协同育人，并不断加强传统工科专业改造。2017 年，哈工大以威海校区为新工科试验区开始了新工科建设行动，开设了6 个跨学科融合的新工科专业：机器人工程、智能车辆工程、服务科学与工程、网络空间安全、海洋信息工程、新能源科学与工程。以转专业方式接收了6 个班大二学生，在全国率先开展新工科人才培养的系统实践。2018 年，哈工大有7 个项目获批教育部首批新工科研究与实践项目。哈工大提出了新工科新理念与新模式，改革已有的工程教育体系，迅速制定并不断修订跨学科的专业培养方案，实施了面向产业技术发展和学生能力提升的跨学科课程体系建设、通识与专业相结合的多元化人才培养方案修订、课堂教学与项目学习相结合的创新创业教育、产学合作协同育人计划、国际化联合人才培养项目、新工科教学条件与生态环境建设等人才培养与教学改革行动，完成了第一轮新工科学生的培养。6 个新专业均获教育部批准设立，首批学生在2020 年6 月毕业，成为我国高校新工科专业的首届毕业生。哈工大在威海校区和校本部又先后创建了人工智能、数据科学与大数据技术、大数据管理与应用、计算金融、智能材料与结构工程、智能装备与系统、智能感知工程、智慧建筑与建造等新工科专业，全面形成了新工科专业布局，从而成建制、全体系地实施新工科专业建设与人才培养实践。

哈工大在新工科研究与实践过程中，通过对教学改革做法及经验的提炼，提出了“新工科‘Π 型’方案”^[13]，并从培养目标、培养方案、教学模式、师资队伍、校企合作、国际交流、通专结合、学院书院8 个方面进行归纳总结，进而构建出“新工科‘8Π 模型’方案”，如图1 所示。

此“Π 型”方案源于高校人才培养类型的共识。高校实施工程教育，要培养3 类人才：一是精通某一专业知识与技术的“I 型”专业人才；二是在此基础上加之具备广博知识与多种能力且综合素质好的“T 型”精英人才；三是再加之具有某相关行业或领域知识与经验的“Π 型”复合型领军人才。培养这样的“Π 型”精英人才正是新工科建设要解决的问题。图1 所示的“8Π 模型”方案就是很好的新工科解决方案。“Π 型”方案体现了新工科教育改革多元化交叉融合协同教学的“1 + 1 > 2”理念，要实现“1 个专业+ 多专业”“1 个学校+ 多个企业/ 合作伙伴”合作协同培育综合创新人才。上述的新工科专业就是按照“新工科‘8Π 模型’方案”进行实践的。

（1）“Π 型”培养目标。新工科建设要坚持立德树人，面向未来新技术与新产业发展，培养高水平高质量创新型工程技术人才、复合型工程领军人才，为国育才，为党育人，为此，要建立目标驱动的教育体系，同时还要考虑多元化人才培养目标，因材施教，而不是采用单一统一培养目标。

（2）“Π 型”培养方案。人才培养方案及课程体系是新工科教育体系的核心，该新工科培养方案强调的“要诀”为求目标达成度，抓工科厚基础，推多学科交叉，吸纳未来技术，加强工程实践，引入敏捷教学，重视创新能力，提高精英素质。

（3）“Π 型”教学模式。教学模式创新是新工科改革成功的关键。新工科教学模式强调理论与实践相融，课堂与项目结合，问题求解为驱动，学做交叉与并行，多校教学相协同，敏捷教学全过程，多轮迭代强提升，能力素质齐共生。

（4）“Π 型”师资队伍。建立高水平、多元化教师队伍是成功实施新工科人才培养的必要条件。新工科师资建设应强调多学科、多元化教师，高校企业导师融合，跨校专兼教师结合，教书育人导师整合，聘天下贤师相聚合，师生教学相长谐和。

（5）“Π 型”校企合作。产学合作协同育人与创新创业教育是新工科的主要特征。支持新工科的校企合作强调校企合作协同育人，学习实习互补结合，实战经验多种训练，知识能力交替提升，共建共享基地平台，创新创业创造机会。

（6）“Π 型”国际交流。开放式国际化教育是培养国际竞争力人才的重要途径与方式。新工科国际化人才培养强调国际合作教育，集国内外资源，请进走出交流，联合办学育人，增长国际阅历，添国际竞争力。

（7）“Π 型”通专结合。素质教育与通识教育是教书育人和培养全面发展人才的重要方面，所要强调的是教书育人先立德，理科文科新工科，通识专业全教育，开阔视野深与博，知识能力加综合，精英素质善人格。

（8）“Π 型”学院书院。为了进一步丰富育人环境，哈工大威海校区在校内建立了6 个现代书院，以“学院+ 书院”体制实现了“八融合”，即“书院与学院相融合、通识与专业相融合、共性与个性相融合、导师与学生相融合、跨学科与跨年级相融合、领袖与群体相融合、文化与活动相融合、学习与养成相融合”。书院建设强调学院书院相结合、学习成长八融合、社团实践活动多、泛在通识造谐和、创造机会练精英、丰富生活出楷模。

“新工科‘8Π 模型’方案”系列“要诀”是哈工大实施新工科建设与创新人才培养的“成功密码”。当然，该方案的成功实施还要依靠组织保障、质量保障、条件支持保障、机制政策保障等^[13] 。

3 关于我国高校深化新工科建设的思考

在各高校新工科建设的大胆探索与实践过程中，我国的新工科人才培养体系在不断完善，新工科专业结构在不断优化调整，创新创业教育在不断推动，新工科人才培养模式也在不断创新。新工科的建设实践与再深化，也会引发我们的深层思考。对于高校而言，若要办好新工科，需要有从“初心愿景（vision ）”到“使命责任（missions）”再到“落实行动（actions）”的明确思路与整体方案，才能建设好以人才培养目标为导向的工程教育体系，培养出面向产业、面向世界和面向未来的卓越创新工程技术人才。

（1）我国新工科建设的布局与多样化建设及评价。由于我国工程教育发展的多样化与不平衡，在进行新工科建设布局时也应注意结构的适应性与多样性。每个高校都应该根据自己的办学定位，有针对性地制订各自新工科建设的定位与目标，可以采用不同的新工科建设形态，如新专业建设、传统专业升级改造、主修专业+ 辅修专业、未来技术学院、产业技术学院、产学合作协同育人项目、跨学科虚拟教学中心等。对于不同高校多样化的新工科建设，也应该采用多元化教育质量评价标准，以人才培养目标达成度、学生与用人单位满意度为主要衡量标准。

（2）新工科的多元化人才培养目标。建设新工科的人才培养目标是要培养可持续竞争力人才，适应未来新技术、新业态与新产业的变化与竞争。新工科人才培养还要体现分类培养、因材施教原则，应有多元化培养目标，不同类型高校的人才培养目标应有所不同，对不同类型学生的培养也应有所不同，也给学生更多的学习与培养的选择。

（3）新工科教育的主要内涵、特征与要素。虽然各高校实施新工科建设可以各具特色，但是还应遵循工程教育的基本规律和共性特征，如面向新技术与新产业的人才培养目标、多学科交叉融合、灵活的课程体系、通识与专业结合、理论与实践结合、课堂与项目融合、产学合作协同育人、开放教育生态等都是新工科建设不可或缺的内涵要素。

（4）高校开展新工科建设的保障体系及开放生态。若要成功实施新工科教育改革，还需要学校层面的配套保障体系，包括组织保障、质量保障、条件保障、机制保障、生态环境等。政府支持、产学研协同育人、国际化联合培养等是高校建设新工科所必需的开放教育生态环境。

（5）新工科建设要为学生创造机会。在新工科教育过程中，高校要努力为学生成长成才创造各种机会，包括选专业/ 选课机会、学习名师/ 名课机会、创新创业实践机会、到名企实习机会、跨校交流与国际交流机会、到国内外名校深造的机会、高质量就业与高起点职业发展机会等。

（6）面向未来可持续竞争力的高等工程教育新形态。新工科是面向产业和面向未来技术的，要培养具有可持续竞争力的人才。可持续竞争力指面对未来社会变化和竞争的适应能力、基于使命和技术的创新能力、推动社会发展与科技进步的行动能力。高校应不断探索未来工程教育的新形态，如敏捷教学体系、跨校联盟协同教育体系、产学研联合协同教育体系、服务型终身教育体系等^[14]。

4 结 语

我国实施新工科建设已有3 年多，全国上下已从研讨新工科新理念与新内涵到付诸行动，有关高校已经有了一定的新工科建设与人才培养实践经验。教育部在2019 年12 月及时召开了“深化新工科建设座谈会”，提出要梳理脉络、把握背景、谋划未来的新要求，推动新工科建设再深化、再拓展、再突破、再出发。在新工科建设的再深化与持续发展方面，仍需要各高校在理念、思想、理论、模式、标准、结构、体系、方法、技术、课程、教材、评价等方面继续探索，形成在世界上具有影响力与引领作用的高等工程教育“中国方案”。

参考文献

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[2] 吴爱华, 侯永峰, 杨秋波, 等. 加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J]. 高等工程教育研究, 2017(1): 1-9.

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[4] 吴岩. 新工科: 高等工程教育的未来——对高等教育未来的战略思考[J]. 高等工程教育研究, 2018(6): 1-3.

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[11] 刘茜, 陈建强. 天津大学率先发布新工科建设方案[N]. 光明日报, 2019-04-26(8).

[12] 高松. 实施“新工科F计划”, 培养工科领军人才[J]. 高等工程教育研究, 2019(4): 19-25.

[13] 徐晓飞, 沈毅, 钟诗胜, 等. 新工科模式与创新人才培养探索与实践: 哈尔滨工业大学“新工科‘п型’方案”[J]. 高等工程教育研究, 2020(2): 18-24.

[14] 徐晓飞, 李廉, 战德臣, 等. 新工科的新视角: 面向可持续竞争力的敏捷教学体系[J]. 中国大学教学, 2018(10): 44-49.

第一作者简介：徐晓飞，男，哈尔滨工业大学副校长兼威海校区校长，教授，教育部高等学校软件工程专业教学指导委员会副主任，教育部高校教学信息化与教学方法创新指导委员会副主任，教育部新工科建设工作组成员，研究方向为软件服务工程、服务计算、企业智能计算、软件工程等， [e-mail]。

引文格式：徐晓飞，沈毅，钟诗胜. 我国高校新工科建设与教育模式创新实践的探索与思考[J].计算机教育，2021（2）：99-103.

（微信编辑：史志伟）

（完）

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