【论文选刊】曾勇 黄艳 黄廷祝 覃庆国：面向未来的新工科教育与“成电方案”2.0的迭代创新

作者简介：曾勇，电子科技大学校长、教授、博士生导师；黄艳，电子科技大学高等教育研究与发展中心副主任；黄廷祝，电子科技大学教务处处长，高等教育研究与发展中心主任、教授、博士生导师；覃庆国，电子科技大学教务处副处长。

基金项目：教育部新工科研究与实践项目“构建跨校联动大规模适用新模式，协同推进新工科教育再出发”（E-DXKJC20200509）；“在全校所有工科专业落实建成‘始于新生、贯通四年、逐级挑战、基于项目的新工科课程体系’”（E-ZYJG20200236）

原文刊载于《高等工程教育研究》2021年第三期16-20页。

摘  要：我国新工科教育扎实有效的探索与实践，逐步呈现出一种崭新的高等教育形态，涌现了一批改革成果。面向后疫情时代新基建、新科技、新产业、新经济的发展机遇与挑战，“成电方案”2.0将兼收中国新工科教育最新成就和世界最前沿高等工程教育先进理念，聚力创新，迭代突破，构筑“融通互哺”人才培养共同体、成体系的“科研育人”新工程教育平台、全流程设计的链条式课程体系、“四制一化”人才成长生态，打造新工科创新领军人才培养全新场景，推动形成新工科教育的“中国方案”与引领范式。

关键词：后疫情时代 新工科教育 成电方案 迭代创新

科技革命、产业变革的加速演进，加之后疫情时代全球政治经济格局的深刻变化，为高等工程教育发展带来了新的挑战与机遇，快速和根本性变革工程教育将是支撑以技术创新为主要驱动力的新科技、新产业、新经济的重要举措。

一、新工科教育的新形势与实践成果

当前，新一轮科技革命和产业变革正在加速推进，全球科技创新进入多点突破、群体迸发的新阶段，信息技术、新能源、新材料、生物技术等高新技术向各领域的加速渗透、深度融合，正在开创以智能泛在、移动互联、高速高效为特征的智能化时代。^[1] 技术进步将加快变革的步伐并创造新机会，但也会加剧国家之间的分化。^[2] 再加之新冠肺炎疫情影响，全球经济今年将萎缩4.4%，其中，美国经济将萎缩4.3%，欧元区经济将萎缩8.3%，英国经济衰退9.8%^[3]，全球经济活动恢复到疫情前水平依然道阻且长。

面对新形势，政府以及社会公众对于科学研究在应对危机、研发疫苗以及相关关键技术应用抱有愈来愈迫切的需求。^[4] 科技创新将成为未来经济社会发展的核心驱动力，越来越多的国家将集中国家力量在优势领域核心关键技术，抢占先机，获取优势，培育经济增长新动能。我国经济发展具有明显的外向型特征，外部环境变化将对其产生重大影响。习近平总书记提出要“形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”。^[5] 

就目前而言，我国产业关键核心技术及工业基础短板仍然明显，自主、可控、安全的科技支撑能力仍然不足，尤其是前沿技术领域发展基础仍然薄弱，重要领域关键技术受制于人的局面急需扭转。^[6] 就此次疫情防控与救治来看，药物、疫苗、检测试剂、人工肺、分子生物学等重大基础、应用和高端医疗装备等关键核心技术攻关需求非常迫切。要实现畅通国民经济循环为主的新发展格局，迫切需要加快建设新型基础设施，推动产业高端化发展以及经济的转型升级。^[7]

面对这些迫切需求，关键核心技术的突破与人才培养滞后的矛盾将更加突出。传统基于某一领域知识体系建设专业、形成学院、组成大学的逻辑，将受到创新需求的强烈冲击。其根源在于，工程教育自身学科专业的发展、人才培养、体制机制创新等尚不能满足新基建、新产业、新技术突破性发展需要，人才培养供给侧和产业需求侧在结构、质量、水平上还不能完全适应。

对此，美国、英国、德国先后发布了《国家创新计划》《工程研究与美国未来：迎接全球化经济的挑战》《变革世界的工程——工程实践、研究和教育的未来之路》等重要报告。麻省理工学院、欧林工学院、斯坦福大学、代尔夫特理工大学、普渡大学、新加坡科技设计大学等工程教育的“佼佼者”从不同方面重构、重塑高等工程教育体系。

我国以新工科建设引领高等教育创新变革，探索建立新工科建设的新理念、新标准、新模式、新方法、新技术与新文化。2020年7月，教育部公布了首批新工科研究与实践项目结题验收结果，65所高校的96个新工科项目验收结果为“优秀”，全部项目的验收合格率超过96%，一种崭新的高等工程教育形态逐步呈现。在新工科的建设浪潮中，还涌现了新工科建设“天大方案”、华南理工“F计划”“成电方案”、哈工大新工科“π型”方案、新工科“重大经验”“广东方案”“北大规划”等一批改革成果。如，“天大方案2.0”致力于建设开放型多学科培养平台，通过拆除学院与专业之墙、拆除学校与社会之墙、拆除教学与科研之墙等方式，跨界整合资源，打造新工科未来学院，形成全新的大学教育组织模式。华南理工大学“F计划”以广州国际校区整体为“新工科人才培养试验区”，全面改革，培养学习力、思想力、行动力兼备的创造性领军人才。哈尔滨工业大学“π型”方案从培养目标、培养方案、教学模式、师资队伍、校企合作、国际交流、通专结合、学院书院等8个方面构建8个“π模型”，形成有机统一的新工科教育体系及其解决方案。重庆大学“重大经验”以全新的理念和模式，打造两江新区明月湖新工科教育科创平台，创建“政产学研资用”深度融合的科技创新生态。

二、新工科教育“成电方案”2.0的新探索

电子科技大学紧抓立德树人根本任务和教育教学主阵地，系统构建并全面实施了“唤起好奇、激发潜能”为核心的新工科教育“成电方案”（“New E³”）。该方案从新生项目课开始，四年贯通综合施策，唤起学生好奇心与研究精神，催化学习与创造内驱力，激发创新创造潜能，助推学生可持续的、充分的、创造性发展。

（一）“成电方案”1.0的实践回顾。

“成电方案”1.0牢固确立“价值塑造、启迪思想、唤起好奇、激发潜能、探究知识、个性发展”六位一体人才培养新理念。基于新理念，构建了以“好奇心与学习力”“全球视野与领导力”为核心、“知识结构”建构与“创新思维”训练并重、“软实力”与“硬实力”融合的创新引领性人才核心素养。靶向核心素养，学校在夯实科学、技术、工程、数学（STEM）的核心知识基础上，充分融入“Art+Business”，建构跨学科的STEM+A+B知识结构与素养，激发学生的想象力和创造力，培养商业意识和商业价值的发掘能力。同时，在创意—创新—创造驱动下，突出跨学科方法、创造性挑战性设计与全贯通项目式课程学习，强化好奇驱动与自我激励，强化品德修养、家国情怀、国际视野、社会责任、团队协作和工程领导力培养。

“成电方案”1.0的改革创新落实到本科人才培养方案，形成唤起好奇、激发潜能的人才培养体系是推进建设改革的关键。学校以学生的成长和学习效果为中心，以“严控周学时、压缩总学分，每学期/学年增设挑战性课程、全过程研究性教学、全贯通项目式课程、加强通识教育、全面推进课程思政、加强跨学科教育”为原则，用时一年半，全面重构了本科人才培养方案，此后，每年持续将新工科教育最新改革成果固化在培养方案中落地生根。

课程是实现人才培养目标、落实培养方案的核心要素。课程设置应以专业培养目标为依据，以课程体系“反哺”专业培养目标。^[8] 学校基于培养理念与创新引领性人才的核心素养，聚焦课堂，系统建设了始于新生、贯通四年的新生项目式课程、挑战性学习课程、基于项目的跨学科课程、逐级挑战的项目式课程群、教学方法与考核方式改革示范课、探究式小班课、核心通识课、学科前沿课等1000余门挑战性、研究型、项目式“金课”，实现学院专业全覆盖，形成“通专结合、软实力与硬实力提升全贯通”的通识教育新体系，“研究型的教+研究性的学+挑战性的学+创新性的做”融合贯通的挑战性、研究型、项目式课程新体系。

人才培养类型结构是新工科“成电方案”改革的关键问题之一。学校面向新时代西部大开发的时代背景，面向国家重大战略需求，面向国民经济、行业与地方经济主战场，针对学生不同志趣，实施了大类培养基础上的多学科交叉融合精英人才培养新模式。

2018年学校全面实施“大类招生、大类培养”综合改革，将原来的招生专业（类）进行整合，以“成电英才计划”拔尖创新人才实验班、工科试验班、社会科学实验班、专业大类等方式进行招生和培养。同时，为学生提供2次转出无门槛的转大类转专业机会，赋予学生更多的自主选择权利。

在大类培养基础上，面向高水平学术发展，聚焦夯实数理基础、学术兴趣和创新潜能激发，学校实施了2个“成电英才计划”和18个院级拔尖计划，全面夯实基础、全程优师指导、全员小班教学、全覆盖国际交流、全体优先推免，以大师育未来大师，培养引领未来科技和学术前沿，具有国际持久竞争力的学术领军人才。如，英才实验学院的“电子信息类”“数理基础科学类”拔尖创新人才培养实验班，通过贯通四年的系统性科研训练与“未来一流科学家”培育计划、“学术新星”海外科研实习计划、“撷英”国际会议支持计划等为学生的学术成长搭建一流平台。学院自2007年招生以来，已培养近 900 名本科生，其中90％以上进入国际国内知名学校和科研院所攻读硕/博士学位。电子科学与工程学院“林为干班”培养计划，以“本硕贯通培养+双重导师指导+积分制考核”为路径，通过“六个百分百”计划（百分百科研计划、百分百论文计划、百分百实践计划、百分百出国计划、百分百健康计划、百分百领导力计划），传承院士精神，奠基学术梦想，助力学生成长为基础宽厚、视野开阔、思维独到、德才兼备的未来学术大师。

面向多学科交叉融合，实施“新工科+新商科”“新工科+新艺术”“互联网+”“电子信息+”等新工科交叉复合培养计划，搭建工工交叉、工理结合、工文渗透、工艺联合等多类型交叉复合精英人才培养平台。如，面向国家在金融科技和区块链领域的重大战略需求，学校创新开展“新工科+新商科”的跨校复合型人才培养模式，实施了电子科技大学—西南财经大学“计算机科学与技术+金融学”（智能+区块链金融）联合学士学位培养项目，培养复合型金融科技精英。面向“互联网+”“智能+”融合发展，在全国率先实施本科“互联网+”复合型精英人才培养计划，探索实践跨学院协同（融合六个学院）、跨学科交叉（融合六个跨大类学科的专业）、跨专业融合的“互联网+”多学科交叉融合培养模式。

学校“问内外资源创条件”，以“优势集聚、资源共享、互惠共赢”为原则，统筹实践教学、科研训练、科创竞赛、社会实践、双创项目等育人活动，建设联合研究实验室、合作研究中心、创新创业实践平台、科创竞赛实训平台、校外教学实习基地、课外科技创新活动基地等育人平台，厚植沃土，形成了优势集聚的人才培养新环境。

（二）“成电方案”2.0的迭代创新。

面向未来，世界人口与经济持续增长，能源需求与环境压力将不断增大，科技创新将成为重塑世界格局、创造人类未来的主导力量，成为人类追求更健康、更美好生活的重要推动力量。^[9] 正如Dennis Gabor所言“预见未来的最好办法就是创造未来”。未来必然不同，但变化基于当今世界，通过信息技术，对未知领域开展充满挑战的探索、获取新奇的发现，感知世界，调控物质与能量，是人类社会看见未来、创新发展的强大引擎。

新工科建设“成电方案”2.0在扎实有效的探索实践上，聚焦国家战略需求、聚焦科技发展前沿，面向后疫情时代的新需求、新机遇、新挑战，不断深化、不断突破，不断迭代创新，步入2.0的新阶段。

1. 总体构思。

“成电方案”2.0将以未来学生发展需求为中心，以使命感引领未来，想象力影响未来，行动力把握未来，突破常规、突破壁垒、突破约束，培养具备好奇心、跨界与团队合作能力、全链条设计创新与独创思维、家国情怀与格局胸怀的工程科学的发现者、工程技术的发明者、工程系统的设计者与创造者、商业价值的创造者和实现者，培育未来技术突破和价值创造的国家战略力量。

2. 关键举措。

后疫情时代新基建、新科技、新产业、新经济的发展需求是“成电方案”2.0再突破和再出发的新起点。2.0方案将构筑“融通互哺”人才培养共同体、成体系的“科研育人”新工程教育平台、全流程设计的链条式课程体系、“四制一化”人才成长生态，打造新工科科技创新领军人才培养全新场景。

（1） 构筑“融通互哺”人才培养共同体。

坚持技术推动与需求牵引结合，打破学校社会壁垒、打破学科发展逻辑学院设置，全校选拔招聘全情投入的国家级科技创新人才团队，全球引进产业前沿的顶尖工程师、产业领军人才，构筑国家级科研平台/团队精心投入、高端产学研合作“融通互哺，场景互联”的“成电方案”2.0人才培养共同体。

在具体建设实践中，学校依托国家重点实验室、国家工程技术研究中心、国家自然基金创新群体、国家地方联合工程实验室（研究中心）、共建国家工程实验室、教育部工程研究中心等高水平科研平台，与成都市共建的以信息技术为核心的国家实验室，人工智能产业技术研究院、国家“芯火”双创基地、国际创新中心、电子信息公共技术服务平台等新一代信息技术高端要素，与华为、百度、腾讯、京东方、中电科、中国电子、字节跳动等行业领军企业、独角兽企业深度合作，开发跨学科、全设计流程、高水平的基于项目系列核心课程（群），将高水平科研课题与前沿技术、产业需求转化为逐级挑战的工程设计与创新项目课程，让学生经历“真实世界”的工程创新与产业体验。

（2） 搭建成体系的“科研育人”新工程教育平台。

坚持将育人之根深植科研沃土，搭建高水平科研团队“科研育人”新工程教育平台，突破传统科研育人在“第二课堂”开展科研训练的模式，把科研育人成体系的深度落实到“第一课堂”。

学校坚持高水平引领、成熟一个、启动一个的基本原则，坚持以国家级科研平台（团队）为主体，由国家科技奖获得者、IEEE Fellow、“杰青”“长江学者”亲自组织、设计并教学，将“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”的科研项目，设计开发为学生可参与的逐级冲关、挑战性工程设计与创新项目课程（群），并落实在本科培养方案、课程体系、关键教学环节，搭建问题和需求为导向、跨学科技术整合的新工程教育平台。

如，“卓越成长计划”科研育人新工程教育平台由两项国家技术发明奖获得者、中国电子学会会士、国务院学科评议组成员、教育部工程研究中心主任杨建宇教授牵头，带领一批科研出色的青年教师，与华为技术有限公司、大唐电信科技股份有限公司等深度合作，靶向真实科技创新与产业需求，将高水平科研课题与前沿技术开发设计为“初、中、高、创”逐级挑战的项目式课程体系，把“科研育人”成体系的贯穿本科培养全过程，厚植孕育问题的土壤，持续激发学生学习、探索、创新的热情和潜能。

（3） 全流程设计的链条式课程体系。

在学校已全面实施的始于新生、贯通四年、基于项目、逐级挑战的挑战性研究型新工科课程体系和通识教育体系基础上，突破常规单一专业核心课程体系，以全流程设计为核心、跨学科项目为中心，构建各自逐级递升，又密切联系，螺旋上升的“三链条”课程体系，着力提升学生的“科技”硬实力、“技术”创新力、“领军”软实力。

链条1：由自然科学基础、工程技术基础与未来关键技术领域的核心基础课程构成（STEM：科学、技术、工程、数学），培养学生厚实的基础、扎实的核心知识技能，提升学生的“科技”硬实力。

链条2：由工程领导力、工程管理、项目决策、人文艺术等核心通识课程构成（A+B：艺术+商业），实现通专结合，贯穿四年，提升学生的“领军”软实力。

链条3：以未来关键技术的重大问题、重大项目牵引，初级、中级、高级到综合跨学科集成创新的新工程教育培养平台“研究项目课程”构成，提升学生的“技术”创新力。

（4） “四制一化”人才成长生态。

书院制培养。打造自主学习、自主管理的学习型社区，以大数据、人工智能技术为支撑，深入实施三全育人、五育并举的“精准思政”育人体系；创设优质的学习生活环境，营造转身遇见大师、多学科交叉碰撞的学术氛围，强化精神感召、学术引领和人生指导。

多类型导师制。实行“成长导师+学界导师+业界导师”的全程全方位导师制，按学生创意、发展需求配备导师，形成“高频度的师生交流、高强度的思想学术碰撞、高格调的人文关怀”浸染式培养模式。

荣誉毕业与荣誉学位制度。唤起学生的最大好奇，激发学生的最大潜能，赋予学生的最强荣誉感，形成新工科创新引领性人才培养高地。

完全学分制。在导师全过程、全方位的跟进指导下，按学年注册、按学分收费、按学分毕业、按绩点授予学位，尊重和满足学生的个性化、差异化需求。

国际化培养。融入国际化新工科人才培养理念，通过体制机制创新，“请进来+走出去”，让拔尖学生接触世界科学文化研究前沿，前往世界名校、知名企业、独角兽企业进行科研训练、商业训练。

三、面向未来的一些思考

新工科建设快速迭代，进入了“再深化、再拓展、再突破、再出发”2.0版。面向未来，新工科教育的发展方向要从关注当前产业发展转向高度整合性、复杂性、连通性、自主化和可持续发展的未来产业发展（新产业、新工程体系），要打破学科隔离、社会与学校、科研与教学划界而治的局面，推进理工结合、工工交叉、工文渗透、医工融合等，推进成体系的科教融合。

新工科教育的重点要以学生为中心，以“工程+”的模式，将设计思维、设计流程通过项目载体融入课程体系，强化学生思维方式的训练，养成善于发现问题、提出问题、定义问题、渴望和尝试解决问题的习惯与能力；要促进学生敢于直面挑战，善于快速行动，学会了解未来发展需求，源于需求并创造需求；要能够运用反复迭代的系统设计思维与集成创新能力，尝试解决核心技术问题，推动形成新产品、新业态。

参考文献

[1][6]中国工程科技2035发展战略研究[M]//中国工程科技2035发展战略综合报告.北京∶科学出版社，2019∶摘要xiv-xvi.

[2]美国国家情报委员会.全球趋势2035——进步的悖论[EB/OL].[2017-01-09].https://www.dni.gov/index.php/global-trends/trends-transforming-the-global-landscape.

[3]国际货币基金组织.世界经济展望[EB/OL].[2020-09-30]. https://www.imf.org/zh/Publications/WEO/Issues/2020/09/30/world-economic-outlook-october-2020.

[4]菲利普·G·阿特巴赫,汉斯·德维特,周岳峰.展望后疫情时代全球高等教育发展[J].世界教育信息，2020,33(7):33-35.

[5]新华社.习近平主持召开经济社会领域专家座谈会并发表重要讲话[EB/OL].[2020-08-24].http://www.gov.cn/xinwen/2020-08/24/content_5537091.htm.

[7]曾勇.后疫情时代我国新工科教育发展的机遇、挑战及应对[J].高等工程教育研究，2020(6):1-5.

[8]翁伟斌.一流本科教育课堂教学改革：须为、难为与可为[J].国家教育行政学院学报，2020(3):58-64.

[9]中国工程科技2035发展战略·信息与电子领域报告[M].北京∶科学出版社，2019∶总序ii.

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