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工程教育如何突破常规强化变革

当前,我国正处于工业化高峰期和转型期,新一轮科技革命和产业革命带来的新变化正在加速发展。新时代背景下,聚焦工程领域核心问题,如何发挥高等工程教育学科、人才和智力优势,推动重大科研创新,成为当前高校改革和发展的重要方向。

日前,中国高等教育学会主办的第五届中国高等工程教育论坛举行,来自中南大学、北京航空航天大学等全国200余所高校的专家学者齐聚一堂,聚焦新形势下高等工程教育领域中的关键核心问题,探讨我国工程教育如何突破常规,强化变革,促进我国从工程教育大国走向工程教育强国。

勇当推动重大科技创新的“排头兵”

我国是工程教育的第一大国。数据显示,党的十八大以来,工程教育在学总人数占所有本科生的34%,全球工程教育总规模的35%。庞大的工程教育成为支撑着国民经济发展的强健骨骼,为推动国家经济社会发展作出了重要贡献。

另一方面,工程教育大而不强的现状长期存在。面临产业升级和新一轮科技革命,工程教育应势变革的呼声日益强烈。

“工程科技改变世界,工程教育引领创新。”中国高等教育学会会长,教育部原党组副书记、副部长杜玉波认为,高校要努力瞄准世界科技前沿,加强对关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术的攻关创新,在服务国家实现关键核心技术自主可控、牢牢掌握自主创新主动权方面担当重要责任,推进高等工程教育由大到强。

事实上,聚焦前沿科技,铸造大国重器已成为高校工程教育改革的一个重要方向,不同高校瞄准国家战略需求,开展了深入的科学研究和人才培养布局。

以航天技术为例,当前基于学科专业、批量式、规格化的人才培养模式,很难满足未来空天技术领军人才培养的需要。

因此,北京航空航天大学将“顶尖工科、一流理科、精品文科、优势医工”定位为学校学科发展十六字方针。聚焦空天领域国家重大需求和人类发展的需要,强化空天信融合,在未来空天变革技术中引领加快培养具有科学素养的技术总师和拔尖创新人才。

去年,北京航空航天大学无人机“冯如三号”创下了25公斤至100公斤级油动无人机续航时间的世界纪录。该无人机由该校30多名大一、大二本科生自行研发和制造。通过目标牵引推动学生攀登高峰,实现了学科融合、团队协作、名师指导和自主学习的有机融合。

“工程教育要突破常规、突破约束、突破壁垒,应着力培养拔尖创新人才。面向未来新概念的飞行器技术、未来空间的开发利用技术以及空天任务性价比提升等技术,我们要培养学生天马行空的想象力、超前敏锐的洞察力、学科交叉的融合力、勇于探索的创新力、致真唯实的执行力、出色卓越的领导力,原则是厚基础、重交叉、育未来、强协同,思路是以学生中心、柔性培养、学研一体、团队导师、项目牵引和国际视野。”中国工程院院士、北京航空航天大学无人系统研究院总设计师向锦武说。

“矿开在哪,路修到哪,健康服务到哪,学校的人才培养就跟到哪。”中南大学校长、中国工程院院士田红旗介绍说。作为一所工科院校,中南大学凭借特色鲜明的办学定位,培养了大批国家重点领域的行业领军人才和技术骨干。

载人航天、探月工程、载人深潜、超级计算机等一系列重大成果背后都凝聚着高校智慧。国家科技自力更生、自主创新的能力显著增强。

闯出工程教育高质量发展的“新路子”

党的十九届五中全会提出要高质量发展。事实上,高质量发展也一直是工程教育发展的主线。

今年9月,习近平总书记在湖南省考察时强调,着力打造国家重要先进制造业、具有核心竞争力的科技创新、内陆地区改革开放的高地,在推动高质量发展上闯出新路子。

2016年我国成为国际工程教育华盛顿组织正式成员,工程教育质量认证体系实现了国际实质等效,工程教育国际化迈出了重要的步伐。

不少高校通过“卓越工程师教育培养计划”、高等工程教育国际实质等效、新工科建设等一系列措施的推进,推动工程教育由从属发展走上了自我创新发展之路。

中南大学坚持以质量提升为核心的内涵式发展,在国内率先创办“创新型高级工程人才试验班”,成为首批“卓越工程师教育培养计划”“卓越医生教育培养计划”“卓越法律人才教育培养计划”高校。

尤其是近年来,中南大学聚焦新时代工程人才核心素养,开展“五个深度融合”的高等工程教育探索与实践。思政课程与课程思政深度融合、实践教育与行业发展深度融合、双创教育与专业教育深度融合、工医交叉与特色培养深度融合、国际教育与国际产业深度融合。

从2017年开始,我国高等教育积极推进新工科建设,先后推动复旦共识、天大行动、北京指南,努力探索和实现中国特色工程教育模式,涌现了包括天大方案、北大新工科规划等一批典型经验。

软件工程是工程教育的重要学科,如何升级软件教育是提升高等工程教育的一个新抓手。

“软件工程是工程教育的重要学科,渗透工程教育乃至整个高等教育。”在国防科技大学副校长、中国科学院院士王怀民看来,软件已经成为文明的新载体,软件通过产业的力量完成了对社会各个领域的渗透。我们不仅要重视软件工程专业人才的培养,还要重视软件的通识教育。他建议,工程学科的学生应当建立一种思维,结合自身的专业把一些算法和程序变成可以复用的软件,进而碰撞出更多的学科交叉火花。

面向未来,高等工程教育承载着新的使命和责任,高等工程教育要全面贯彻党的教育方针,坚持立德树人、深化新工科建设,加快培养工科类专业紧缺人才,促进高等工程教育高质量发展。

用好学科交叉融合的“催化剂”

对工程教育改革发展来说,要素资源优化配置至关重要。因此,现场专家普遍认为,要用好学科交叉融合这个“催化剂”,打破学科专业壁垒,着力推进学科交叉融合、产学研深度融合、线下线上紧密融合。

那么,理工高校如何发挥特色优势开展理工交叉的高层次科学培养?

“促进学科和专业之间的交叉融合,要完善高校与科研院所、行业企业联合培养人才的有效机制。”杜玉波认为,高校要以未来技术学院、现代产业学院、特色化示范性软件学院等建设为抓手,创新组织模式,引导科研资源、社会资源转化为育人资源,推动高等工程教育深层次变革。

2019年5月,北医三院和北航牵头成立临床医学协同创新联盟,整合理工科高校资源,推进医工交叉,发挥工科高校医学优势,破解发展难题。事实上,该校很多重大科技成果都应用于医药领域创新研制,比如,王田苗教授将机器人应用于医疗上,研发出第一台具有自主产权的医疗机器人;赵沁平院士将虚拟技术转向医学,实现虚拟手术……

“我国发展医工交叉不能靠医学院校单枪匹马。”北京航空航天大学常务副校长、中国科学院院士房建成认为,组织好、发挥好工科院校的整体作用非常关键。例如,工科院校一方面可以针对重大疾病诊疗需求提供创新的技术解决方案,另一方面也通过工程学科技术的创新推动医疗服务模式等理念变革。

北航在“工医结合”上探索出两种路径,一是做强做大生物医学工程学科群,培养有医学素养的优秀工程师;二是开拓医学科学与工程领域,培养有工程科技能力的执业医生。

中南大学则依托学校工、医优势,用工科理论技术创新解决医科难题,促进理工医协同发展,培养工医交叉复合型卓越人才。

在田红旗看来,现代医疗离不开高端的医疗仪器设备。现代医疗技术的发展规律是医学和工程技术的紧密结合。科学家和工程师的结合,带来了医疗技术的变革。医工交叉的结合是发展医疗装备的必由之路,通过学科交叉提升医学人才培养水平。

当今世界正经历百年未有之大变局,新一轮科技革命、产业变革深入发展。进入新时代,面对大变局,中国高等工程教育深刻认识新矛盾、新挑战,保持战略定力,把握发展规律,准确识变、科学应变、主动求变,善于在危机中育新机,在变局中开新局,发现机遇,应对挑战,着力铸造具有中国特色的现代化工程教育体系。

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