术语科普 | 新工科，何以为新？
1 新工科的提出
为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》和《关于推荐新工科研究与实践项目的通知》，先后形成了“复旦共识” “天大行动”和“北京指南”[1]，在“卓越工程师教育培养计划”的基础上，提出了一项持续深化工程教育的重大行动计划，简称“新工科建设”（Emerging Engineering Education，3E），被视为拓展实施“卓越工程师培养计划”（2.0版）[2]。
与“老工科”相比，新工科更强调学科的实用性、交叉性与综合性，未来培养的新工科人才应该具备较强的工程实践能力、创新能力和国际竞争力，是能够引领未来技术和产业发展的高素质复合型人才。因此，相对于“老工科”，培养创新能力强、实践能力强、具备国际视野的高素质复合型新工科人才，既是未来新兴产业和新经济发展的需要，也是“新工科建设”的目标。
2 新工科专业2 新工科专业
新工科目前还没有形成精确的定义，但大家对新工科的基本范畴已经达成了共识。新工科对应的是新兴产业，如人工智能、智能制造、机器人、云计算等，也包括对传统工科专业的升级改造。新工科建设主要分为两条线：
(1) 高校新工科建设，首先指新兴工科专业，如人工智能、智能制造、机器人、云计算等原来没有的专业，也包括对传统工科专业（电子信息科学技术、建筑工程、机械、材料、自动化、交通工程、冶金、采矿、系统工程等）的升级改造，最后实现更新的理念、更好的模式、更高的教育质量。
(2) 从社会角度，新工科强调新结构和新体系，新结构要与产业发展相匹配，既面向当前急需，又考虑未来发展；新体系促进学校教育与社会教育的有机结合。
新工科具体专业主要如下表：
当前世界科技革命与我国正在进行的结构调整和产业升级之际，出现了大量新兴产业机会，这也是我国实现弯道超车在技术层面和经济层面超过发达国家的重要机会。下图中这些领域，是中国接下来发力的主要领域，而发展这些产业都需要大批新工科人才的支撑，可见新工科建设将为中国的智能制造业提供持续动力。
3 新工科，新在哪
教育部的官方正式通知中，指出新工科要体现五个“新”，如下图。华中科技大学前校长、中国工程院院士李培新教授指出，新工科计划的推进关键在于对“新”的内涵的认识。“新”的内涵首先表现在面向未来的工程人才应该具备怎样的“新素养”。为了使学生具备“新素养”，需要工程教育的新结构，其主要着眼点应该在专业和课程的边界再设计、课程重构等。新工科还要落地在教材和教学方法的“新”[3]。
首先，新工科教育要能让学生了解一些“形而上”的观点，甚至引发学生思考一些工程与技术的“形而上”问题，有利于增强工科学生的价值感与使命感，有利于他们兴趣的形成，有利于他们将来能够在更高层次和境界进行创造性的工作，增强他们对“超世界存在”的关注，培养的学生具有使命感，如家国情怀、创新和服务社会的意识等。
其次，新工科帮助学生建立专业节点或信息源的关联，使其成为获取知识的重要途径。关联力也表现在虚拟空间中感知关联的能力。当下元宇宙概念蓬勃发展，大量看似垃圾的数据组成了斑斓的世界，大数据中潜藏着人平常根本意识不到的关联。未来工科学生应该意识到从虚拟世界中有可能获得对某一问题新的认识。
此外，一项新技术的发展需要依赖于多学科交叉，如3D打印涉及的学科可能有机械、材料、光电、生命科学、医学等多学科。新工科需要重新审视专业边界。如，机械设计与制造自动化，新技术的发展应该使该专业的学生有物联网、大数据分析、人工智能、生物医学等方面的概念。新结构还应表现在课程的边界再设计，如对于多数工程专业（如机械、电气、土木、建筑等），融入人工智能、智能优化、案例学习、群体智能等方面的内容。
在具体实施中，新工科还要体现在教育、教学的新方法上。如，教材中如何凸显关联？如何突出知识节点、问题节点？如何引导学生建立问题空间及其相互关联？未来的新工科应该把学生的非正式学习纳入教育者的考虑之中。网络、仿真系统、未来智能系统都可能给学生提供非正式学习的极好手段。很多碎片知识可作为正式学习的很好补充。教师要更多地考虑如何开发学生的潜能，让学生涉猎一些科技趋势预测、展望，甚至科技幻想。这样有利于培养学生思考“超自然存在”和“超世界存在”的自觉，为他们日后形成“头脑风暴”奠定基础。
4 新工科的发展阶段
2020，探索新工科模式，支撑新技术，新产业，新经济的发展；2030，形成中国特色的新工科发展优势，服务创新驱动发展能力显著增强；2050，行成引领全球新工科的中国模式，为实现中国梦提供支持。
新工科建设的关键任务是：学与教，重构人才知识体系，重塑人才培养质量关，创新教学方式与技术；实践与创新创业，强化实践创新能力，完善创新创业人才培养，加强技术转化与成果转化；本土化与国际化，既要有家国情怀，又具备全球视野。
5 新工科，助力中国“从山寨到创新”之路？
2021年世界金鼻子矮人奖（又称金鼻子剽窃奖），中国横扫一二名，连续三年登顶。这个专门给抄袭别人的山寨产品颁的奖，体现的是科技与设计的深仇大恨，谁得奖谁尴尬。
为什么设计界的山寨大奖屡次青睐中国？难道中国只能是山寨吗？大可不必如此自轻。德国制造业在19世纪初期水平同样不高，Made in Germany曾作为低质量的代名词，经常被英美笑话。但他们痛定思痛，在时任柏林工业大学校长F. Rouleaux的推动下，通过改革教育找到了他们发展创新突破的出路。这恰恰是我们如今面临的类似情况[4]。
关于山寨，乔布斯也经常引用一句毕加索的名言“Good artists copy，great artists steal”。Copy指的是山寨和仿制，没有真正搞清楚原理，甚至把别人的错误都原封不动山寨过来，这样做只能是一个非常低端的成品，显然这种山寨反而会提醒用户想起之前的产品。
换个角度来看，山寨是一种学习，体现的也是一种能力，它并不是坏事，能否把山寨作为起点，跨越山寨，追求创新，才是真正的挑战！如何实现从山寨到创新，这不仅是科创之问，也是李约瑟之问和钱学森之问的核心。全球消费者眼中，对Made in China形成了海量生产、质量差甚至不可信赖的印象，而山寨正是“中国制造”“世界工厂”酝酿出来的。我们一直在探寻科学的方法，思考如何从山寨走向创新，形成全新的创新型经济体。
当下政府创造了不遗余力推动创新的大环境。从企业层面来讲，一条创新突破之路，就是把市场需求与科技深度融合起来。为此，企业家和工程师们需要掌握创新所必备的方法和工具：设计思维与工程意识，即：定义产品，抓住用户和市场的痛点，如果产品已经被定义，那么怎么才能比前人做得更好？由此走出山寨，开始创新，是其中关键。可见，在新工科教育中，需要植入设计思维和工程意识，从而在当前“增量创新”的基础上，即在别人基础上，进行真正属于我们自己的原始创新、颠覆性创新、引领未来某个新的技术领域的创新。显然，这是对未来工程教育的挑战，也是新工科教育的核心！因此，“新工科”培养的学生在关注工程中的现实需求的同时，还应该具有引领、想象、创造未来社会需求的欲求和能力。
未来世界，互联网和工业智能，大数据、云计算、人工智能、区块链、物联网、虚拟现实这些看似科幻、华丽、高端、科技感十足的生活应用，都离不开最基础的科研工作，中国的新工科将与硅谷模式，与东京实验室，与世界最一流的科研实力一道竞速，开创出人类世界下一个人工智能新时代。
[1] 回顾新工科建设“三部曲”：复旦共识、天大行动、北京指南_教育部 [EB/OL]. https://www.sohu.com/a/404828972_422386.[2] 科技革命_百度百科 [EB/OL]. https://baike.baidu.com/item/%E7%A7%91%E6%8A%80%E9%9D%A9%E5%91%BD/1251975.[3] 李培根：工科何以而新 [EB/OL].https://www.sohu.com/a/148886440_479698.[4] 李泽湘：新工科教育课程探索 [EB/OL].k.sina.com.cn/article_5705191799_1540e517701900z2mg.html.
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