电子科技大学校长曾勇:唤起好奇 激发潜能 新工科建设“成电方案”的设计与实践
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2019年11月30日,“2019年教育部产学合作协同育人项目对接会”在北京举行。本次对接会由教育部高等教育司指导,教育部产学合作协同育人项目专家组主办,北京理工大学、高等教育出版社、慧科集团承办,中教全媒体协办。电子科技大学校长曾勇教授以“新工科建设‘成电方案’的设计与实践”为题作了主题演讲。

电子科技大学校长曾勇

现场精彩演讲:

尊敬的各位领导,各位老师,非常高兴能够给大家汇报电子科技大学在新工科建设方面的一些思考和探索。

习总书记在十九大报告里提出:“创新是引领发展的第一动力”,在全国教育大会上提出:“要努力构建德智体美劳全面培养的教育体系,形成更高水平的人才培养体系”。

创新离不了工程教育,工程教育人才培养体系是新工科改革的重要基础。工程教育面临的问题,2015年,代尔夫特理工大学空天学院院长报告指出,当前的工程和学术界飞速变化,许多工科培养计划毫无觉察,如今我们正试图在19世纪的学校里用一套20世纪的课程来培养21世纪的工程师。去年美国工程教育学会在美国国家科学基金的支持下做的研究里提到,工程教育没有跟上技术变化的步伐,教育内容、教学模式和大学的文化都保持相对静止不变,最常见的工程教育课堂仍然是被动讲授式的。

在这样的形势下,教育部实施了新工科建设,作为下好新工业革命的“先手棋”。对电子科技大学这样行业特色型的研究性大学而言,也需要新工科,除了新的专业以外,更需要工程教育的改革。从全球的层面来看,高等工程教育的改革正在蓬勃发展,中心的地理位置也在发生变化。从北半球到南半球,从经济发达国家到亚洲、南美洲发展迅猛的国家。政府战略性的推动,中国、韩国、印度、新加坡发展迅猛。

为了推动学校的新工科建设,学校开展了一系列的研讨会,介绍讨论国际工程教育变革实践,凝聚共识。其中,MIT于并2017年8月启动新工程教育改革计划(NEET)。NEET实质是培养学生的思维方式,以学生为中心,激发学生的创新精神,以项目为基础,面向未来的机器和机器系统。NEET认为,未来的工程系统是具有高度的整合性、复杂性、联动性、自主化和可持续发展。

这是NEET的基本结构,列出了11项思维方式,除了传统的批判性思维、分析性思维,特别强调了制造和工程科学里的发现。整个结构从以课程为中心变成了以项目为中心,课程相关知识的学习围绕项目来展开,更强调学生线上线下的自主学习能力,以及教师的参与指导。项目以串来组织,每一串项目都是跨学科的,右边是两个传统的系,以项目串为牵引进行学科交叉,并且项目挑战性和复杂度一级一级往上升。从项目A到项目C,要求个人能力、小组,到更大的范围以及更多不同文化背景或者不同知识背景的群体。从技术上,从简单的工具到计算性的工具、专业的工具,连接的知识从简单的基础的科学知识一直到市场知识、商业知识,再到社会的知识。学习方式也从基础的课程一直到数字学习、自我学习,科研和教学的互动关系也围绕着项目。

欧林工学院的核心理念是用艺术的创造性、创新性、想象力和企业家的精神来共同支撑欧林工学院卓越的工程教育,采用的方式是大量的跨学科项目。新加坡技术与设计大学以“面向未来的新型(教育)方法”培养技术驱动的创业家,并激励后代追求科学和工程事业。强调基于设计和实践的学习,多学科综合的教学方式,团队协作的文化以及工程基础理论学术的严谨性。另外一个工程教育典范是代尔夫特大学,强调工程与设计的融合、主动性和实践文化以及在学习技术上采用混合与在线的学习方式。

电子科技大学在新工科建设时,首先确立了人才培养的理念:立德树人,以学生为中心、通专结合,采用了“价值塑造、启迪思想、唤起好奇、激发潜能、探究知识、个性发展”六位一体的理念培养创新引领性的人才。通过这样的培养理念,让学生具有包括知识结构、好奇心与学习力、创新思维、视野与领导力在内的创新引领人才的核心素养。在信息广泛便捷的环境里,在工程系统越来越复杂、越来越综合的情况下,通过系统性的综合、创造性的设计,希望把传统的跟踪式人才人才培养成具有创新引领性的人才,把单一技术工程师培养成知识综合、能力集成的领军人才。

成电方案包括三个部分,新工程课程、新生态、新环境。课程大量采用贯穿式新工科课程体系,从新生项目课一直到挑战性课程、毕业设计、产教融合的项目以及科研育人贯穿到逐级的通关项目里。在生态里强调智能+的新专业体系、通识教育与领导力培养体系、拔尖人才培养计划、多学科交叉培养。在环境里有产教融合、创新创业、科研资源和学习资源、荣誉体系。

在理念和设计思路的基础上,课程改革创新最重要要落实到培养方案上,要成为培养方案的有机组成部分,而不是在培养方案之外的第二课堂。要形成唤起好奇,激发潜能的挑战性、研究性精课体系,形成高水平的人才培养体系。培养方案从起步到17年实施,用了一年半时间,18年又做了一次针对性修订,今年启动了新工科教育改革的一揽子专项计划。

培养方案重构在17年完成,最核心的是以学生的成长和学生的学习效果为中心,加强通识教育。以前的培养方案有大量课程,使学生没有时间再去做挑战性的研究性的学习,我们把学分压缩到140学分,周学时控制在20学时。对于文科并不发达的电子科大来说,也要考虑通识教育里的现实可行性。一是核心通识教育,有六大模块,从自然科学、文史哲、社会科学与行为科学到艺术鉴赏,再到创新创业教育与工程教育与实践创新,并做了包括成电讲坛、校外优质慕课等在内的补充,形成核心通识课程体系与通识资源拓展体系相辅相成的通识教育体系。

核心举措有三个方面:

首先,构建贯通四年、逐级挑战的新工科项目式课程体系。爱尔兰著名诗人叶芝说过,教育不是灌满一桶水,而是点燃一把火。我们通过构建从“新生项目式课程”到“高峰体验项目式课程”、逐级挑战的项目式课程体系,从新生抓起,点燃学生心中的火焰,来激发发学生的好奇、兴趣、热情投入到学习中,就构成了学习的内在驱动力。在一年级以后,实施实施“基于项目的课程体系设计与实践计划”和高水平科研团队“‘科研育人’新工程教育计划”,贯通四年,始于新生,逐级挑战,使学生一直带着热情,培养学生的创新创业能力。

在工科院校,为了让高水平科研团队在本科教育中发挥作用,实施了高水平科研团队“‘科研育人’新工程教育计划”,让高水平科研团队开发成体系的项目式课程,高水平科研支撑高质量本科人才培养,跨越高水平科研与本科教育第一课堂的鸿沟,实现科研育人在第一课堂真正落地。

从一年级新生到系统化的逐级递增的项目课程、荣誉学位,到最后养成学生有使命感的学习和使命感的创新创业。我们希望课程讲授部分逐步减少,项目部分逐步增加,科研育人成分逐步增加。

举几个例子,航空航天学院的新生项目课:“多旋翼无人机系统认识、设计与实践 ”,采用理论与实验,科研紧密结合的方式,强化学生对多旋翼无人机的直接感受,了解多旋翼飞行系统设计的全貌与飞行空气控制的基本知识。信通学院实施了贯穿四年八个学期的顶点计划,理念是在人文关怀中发现问题,在问题解决中融合知识,在方案实施中回馈社会。

信息与软件学院开设了一门跨学科挑战性课程“多旋翼飞行器设计与实现”,根据不同学期的课程,从结构上到细节上,到软件上,一步一步跨越三个学期,逐步的进阶。航天学院的新工科挑战性研究型项目式课程体系,基于4D方法的专业课 / 跨学科体系和项目课程体系,重构双线结构培养方案。

学校还开设了一门面向全校二年级学生的跨学科项目课程“工程创新与设计”,给大二学生800元钱,自己组建虚拟创新创业团队:设计、创造一个产品,让学生从工程挑战,社会问题切入,来初步体会工程数据与科学的关联。

在科研育人方面,信息与通信工程学院的科研育人“卓越成长计划”,由国家发明奖和进步奖获得者杨建宇教授、课程首席吕幼新教授等组织策划,开发了M+N,即M个“卓越核心课程”+N个“卓越通关项目”体系,项目包括全天候的微波感知系统、智能麦克风阵列信号处理系统和智能人机声音交互系统,每一组学生可以选其中一个,从二年级开始,逐级通关,直到第八学期的创新设计,目的是想把趣味性强和展示度高的前沿科研课题转化为课程,形成研教互动,达到学以致用的育人目的。两项国家发明奖获得者、国家重点实验室副主任张万里教授带了一批青年教师组织了科研育人“以传感芯片为核心的创新人才培养项目”,从软件设计到电路设计到传感器设计,到实践演示,到最后答辩逐步提升。

其次,搭建交叉融合的新工科建设生态。传统专业要转型升级,抓手是工程教育认证;新专业建设围绕“智能+”新兴专业和交叉专业。另外,要形成高水平挑战性研究型教学体系以及工程领导力与通识教育结合,开发了一大批多类的挑战性研究型课程,实现了学院每个年级的全覆盖。此外,构建了新工科人才培养模式的新体系。

举个例子,电子科大有一个互联网+复合型人才精英人才的培养计划,计划里有七个学院参与,有数学、理学、工学、管理学四个学位,学生在公共的核心平台课程基础上实行双学位的培养。还探索了工程与艺术的结合,采用项目式教学方式,工科+艺术+管理,强调体验式的学习,学生随时可以退出。在这样的学习过程中,学生非常有兴趣。

最后,打造优势集聚的人才培养新环境。环境包括教学、产研一体化的创新创业体系,比如课程体系、竞赛和创客、创业训练、创业孵化等。另外,搭建多主体的协同育人平台,从双创资源到在线课程的资源以及教师资源整合到一起。还有营造新工科教育改革文化,实行了一系列激励计划,特别在新工科里面设立了改革先锋奖,从个人、团体到教学单位都有相应激励措施。

谢谢大家!

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