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   面向新工科 建设高新课程群
 
作者:喬建永       审核:宋青       文章来源:中国教育报        点击数:       发布时间:2021-09-29 14:54:58
 

喬建永,北京郵電大學校長

“十三五”以來,我國積極推進新工科建設,先後形成了“複旦共識”“天大行動”和“北京指南”,啓動了新工科研究與實踐項目,力圖探索迎接第四次工業革命的中國工科建設新模式。

2020年新冠肺炎疫情暴發以來,新工科建設的內外部環境發生了巨大改變。如何在新的變局中深入分析、准確識變、主動求變,是後疫情時代新工科建設必須直面的問題。新工科建設需要理念,更需要腳踏實地的探索。

面對變局中的不確定性,我們唯有按照新工科建設的方向要求,進一步下沈改革重心,從面向未來的課程群建設抓起,才能取得新的突破。

創新驅動助推面向未來的新工科建設

進入後疫情時代,以國內大循環爲主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局正在形成,它必將倒逼國家加大對基礎研究、基礎學科的支持和投入力度。同時,産業的轉型升級呼喚學科交叉融合,倒逼大學不斷打破學科壁壘,促進科學和技術之間、學科之間、技術之間的深度交叉融合,推動原創性、系統性、引領性研究取得突破。協同創新成爲前所未有的動力源,學校通過內部協同,與科研院所、企業和政府等協同,實現人才、資本、信息、技術的優勢互補,促進創新要素的深度融合。

十三五期間,我國高等工科教育在服務國家重大戰略需求、引領行業産業發展、解決卡脖子核心技術問題等方面,作出了一系列積極貢獻,但其學科體系、專業體系、課程體系的布局和內涵還不能滿足經濟社會快速發展的客觀需要。在後疫情時代新的戰略機遇期,我們有必要站在百年未有之大變局的高度,科學審視學科演化的辯證邏輯和曆史邏輯,切實促進教育鏈、人才鏈、産業鏈和創新鏈的有機銜接,從而應對科技和經濟領域各種形式的競爭和挑戰。

我國高等工科教育是在國家工業化和信息化過程中由小到大、由弱到強,逐步發展壯大起來的,它也必將伴隨著産業格局的新一輪變化而快速發展和演變。面對新形勢和新要求,我們要始終與國家發展和民族複興同向同行,堅持以創新驅動助推國家經濟、點亮産業未來,這必然是我們思考新工科建設的基本出發點。

首先,我們要把原始創新能力提升擺在更加突出的位置。大學肩負著點亮未來燈塔之使命,要引領社會的前進,提升基礎研究和原始創新能力必然是題中之義。當前,國際競爭正向基礎研究競爭前移,科學探索不斷向宏觀拓展、向微觀深入,交叉融合彙聚不斷加速,一些基本科學問題孕育重大突破,可望催生新的重大科學思想和科學理論,産生顛覆性技術,迫切需要進一步增強源頭創新,實現原創成果的重大突破。當然,高等工科教育不僅要支持純粹由好奇心驅動的基礎研究(即波爾象限),更要支持應用引發的基礎研究(即巴斯德象限)。近年來,北京郵電大學出台了《北京郵電大學提升科技創新能力行動計劃(2019—2025)》,啓動實施基礎研究培育計劃,設立基礎研究原始創新和學科交叉研究基金。新冠疫情暴發以來,學校又啓動了“0—1學術沙龍,推動系統論、信息論、博弈論和控制論的四論融合研究,廣泛征集面向十四五的重大科學和技術問題,目的就是要進一步聚焦重點方向,開展長期研究,挑戰最前沿科學問題和關鍵核心技術中的重大科學問題,同時也爲新工科建設注入新的科技活力。

其次,我們要提供更多關鍵核心技術供給,助力産業搶占發展制高點。關鍵核心技術是國之重器,对推动国家经济高质量发展、保障国家安全具有十分重要的意义,是高等工科教育使命担当的体现。關鍵核心技術是买不来的,自力更生是中华民族屹立于世界民族之林的奋斗基点,自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路。我们要增强自信,脚踏实地,敢于走别人没走过的路,努力为实现关键核心技术自主可控贡献中国工科教育的智慧和力量。北邮近三年牵头承担国家重点研发计划项目20余項,一批成果轉化落地、實現應用,在服務産業中取得豐碩成果,爲新工科建設積累了必不可少的前沿探索經驗。

再其次,我們要加強創新人才教育培養,促進産學研深度融合。人才培養永远是大学的核心使命。将教育教学与科技创新形成的科研成果,转化为服务于国家、产业和地方发展需求的智力供给,将社会服务中获取的资源、信息、技术和成果,转化为服务于学校教育教学和科学研究的有效资源,这应当是高等工科教育迭代循环发展的科学之路。近年来,我们积极开展校地、校企合作,结合行业产业发展需求,打造产业创新研究院和联合创新中心,旨在围绕产业链构建创新链,围绕创新链配置资金链,围绕创新链组织人才链。同时,我们在创新人才培養机制方面也做了一些新的尝试。比如,同华为公司合作成立了“北邮—华为学院”,开展引领支撑产业发展的原创基础理论研究、前沿技术探索和拔尖创新人才培養。

系統性變革帶來新使命新機遇新挑戰

進入後疫情時代,隨著雙循環新發展格局的形成,高等教育對經濟社會發展的作用必將從基礎支撐向支撐與引領並重發展。經濟發展從依靠資本轉向更多地依靠人才,這就要求高等教育提供最爲需要、最爲可靠的智力支撐。經濟發展從依靠資源轉向依靠創新,高等教育要發揮在國家創新體系中的主體作用。

我們要深刻認識高等教育地位作用變化賦予的新使命。坦率地說,每一所大學對標上述要求都有很大距離,但這種差距恰恰是大學新一輪發展和質量提升的巨大空間,對高等工科教育既是機遇也是挑戰。

我們要深刻認識高等教育教學模式變化帶來的發展機遇。線上教育和線下教育實現深度融合,是新形勢尤其是後疫情時代環境下,對大學教學模式的客觀要求。移動通信技術的每一次革新都會帶來高等教育的深刻變化。當前,我國已經進入5G時代,甚至即將進入後5G時代。5G推动了以学习者为中心的全新教育生态构建,为实现线上线下教育深度融合提供了强大的技术支撑。新冠疫情的蔓延使传统课堂教学受到了根本性挑战,线上教学实现了更为明显的快速发展,线上教学与线下教学相结合逐步成为一种教学新常态。从长远来看,在线教学绝非仅仅是应对疫情的应急之举,很可能引领大学教学步入一个崭新的時代。

我們要深刻認識高等教育辦學格局變化引發的系統性變革。当今世界,以信息科技革命为先导,以互联网、大数据、人工智能等为代表的全方位科技革命与产业变革正在引发世界格局的深刻调整,催生着大量新产业、新业态、新模式,给经济社会发展和人民生活带来重大而深远的影响,有的影响甚至是颠覆性的。因此,我们的人才培養目标、专业结构和课程体系都应随之调整,推动教学方式互动化、智能化,推动培养模式个性化、特色化,以适应科技发展的新变化,顺应这一不以人的意志为转移的发展大势。只有这样,我们才有可能在新工科建设中培育出自己的特色,探索出具有时代特色的新工科建设路径。

重新構建高新課程爲牽引的課程體系

20174月的天大行動明確了新工科建設既是當務之急,也是長遠之策。其中特別強調:問産業需求建專業,構建工科專業新結構;問技術發展改內容,更新工程人才知識體系;問學生志趣變方法,創新工程教育方式與手段。

坦率地說,新冠疫情發生之前我們對于新工科理念的研討和認識是充分的,在打通專業隔斷、促進學科交叉融合方面有大量積極的探索,但教學改革目標仍然偏于方向性指引,改革方案不系統、不完整,更缺少課堂層面的深入改革。疫情發生後,新工科建設的內外部環境發生了巨大變化:雙循環新發展格局向高等教育提出了戰略性的新要求;大量卡脖子科技問題對應的學科亟須獲得超常規發展;西方敵對勢力把科技問題政治化,給國際交流與合作設置了巨大障礙……這些都需要我們直面任務與困難,重新思考和研究新工科建設的目標與路徑。毋庸諱言,對既有共識、行動、指南的再思考和再研究必然會遇到大量的不確定性。進一步下沈改革重心,著力夯實面向新工科的課程群建設,一定是當前應對不確定性的正確選擇。

纵观人类发展史,高等教育总是随着历史的发展而演变。第一次工业革命催生了高等教育的第一次革命,形成了延续至今的专业化教学的基本教学模式。新的科技、经济和教育发展必然要求高等教育作出革命性的大变革,这场革命带给我们的不仅仅是人才培養计划层面的调整,更是深入到课程教学内容层面的课程革命,它是构成新工科建设的基本单元。

面對這一形勢,我們提出思教、科教、創教、産教四融合的教学改革理念,以此为指导全面修订人才培養计划,构建面向新工科的高新课程群。高新课程群建设无疑会推动专业转型、升级和换代,但它绝对不是专业的泛化。亚当·斯密在《國富論》開篇就闡述了分工的重要性,他指出了分工有三方面好處:提高人的勞動熟練程度和判斷力;節約工作環節之間的轉換時間;增加發明新工具的可能性。分工是市場規模擴大的結果,它促進了技術進步與創新,推動了經濟發展,經濟發展反過來又使得市場規模進一步擴大,從而進一步細化分工……如此反複,就是經濟良性發展的整個過程。大學的專業化發展是第一次工業革命的産物,是第一次高等教育革命的劃時代成果。由于上述經濟發展規律沒有改變,大學的專業化發展道路也不會改變。在北郵2021年版本科专业培养方案中,我们进一步聚焦后疫情时代国际科技前沿和国家重大需求,按照人才培養目标科学设置高新课程群,相关高新课程全面覆盖重要基础课程和专业核心课程,构建起以高新课程为牵引的多类型、多维度、多样化课程体系。

課程教學內容是高新課程群建設的基礎。事實上,教育界早就關注到第四次工業革命對高等教育影響的深入性。幾年前,教育部就提出打造金課、淘汰水課的明確要求。如何判定金課”“水課應該是大學管理者和教師必須回答的問題。我們必須直面立德樹人這一根本任務,堅持黨的教育方針,堅定不移地建立以學生爲中心的教学组织模式。这种教学组织模式要解决的是教师教什么和学生学什么的问题。美国著名经济学家萨缪尔森曾经说过:学习经济学是再简单不过的事了,你只要掌握两件事,一个叫供给,一个叫需求。短期需求决定供给,凯恩斯主义成立;而中长期供给决定需求,萨伊定律成立。这一科学思维可以引导我们更加理性地思考“教”与“学”之间的关系。单纯从模型论的角度看,二者之间的关系也可以抽象为“供给”与“需求”之间的关系。其实教学内容的问题也有一个短期和长期判定问题。短期是社会和科技存在决定教学内容,长期是社会和科技进步决定教学内容,这二者必须有机统一起来。这个认识可以启发我们更深入地思考“金課”和“水課”的判别标准,这正是北邮提出建设高新课程的基本标准。“高在原理、新在应用”的标准,就是从社会和科技的存在与进步两个方面来科学设计课程内容。目前我们对标科技、经济和教育发展的新要求,按照“四融合”的教学改革理念,把高新课程群分为六大类:基础课程类、专业课程类、学科交叉课程类、线上课程类、虚拟仿真实验类、创新创业实践类。按照注重理工融合、坚持科教融合,提升高阶性、突出创新性、增加挑战度的建设思路,在课程内容上体现前沿性和创新性,同时兼顾传承性和基础性。

課程教學模式是高新課程群建設的有效抓手。放眼國內外新一輪教學改革,一個突出特點是教學模式和教學內容改革同步推進。新工科建設是面向科技、經濟和教育新要求的一場根本性變革,這種變革給傳統教室功能提出了前所未有的新要求,一名教師面對幾十名學生的分身乏術,理論教學與實驗課分離的效率低下,紙質教材的穩定性與數字文獻的易變性之間的矛盾,都是在傳統教室裏難以克服的困難。用新技術克服這些困難給大學和教師都提出了革命性的新要求。基于這樣的認識,北郵以思想建設爲引領,以科技突破爲驅動,以雙創教育爲抓手,以産業需求爲導向,全面啓動了高新課程、智慧教室、教師教學能力建設的“三個貫通”教學改革計劃,其中基于雲平台的智慧教室建設成爲課堂教學模式改革的強力支撐。我們以“重構教學空間、豐富教學模式、促進高效學習、引領教學創新”爲目標,引進ICT(信息與通信技術)最新技術,采用技術與教師結合、技術與內容融合、試點與推廣結合的方法,推動智慧教學方法的實踐。目前,我們以教學雲平台爲基礎整合各類教學應用軟件,建立了數據互聯互通、資源開放共享、業務協同聯動的機制,初步構建起課程中心學習中心資源中心數據中心信息一體化平台。已經開發出應用互動研討型、VR(虛擬現實)型、5G全息遠程互動型、5G虛擬演播直播型、示範教學型等多種具備現代科技功能的智慧教室,探索理工類、經管類、人文類、藝術類等學科特色型的智慧教学,有效推动了以學生爲中心的教学组织模式的改革。

教師教學能力是高新課程群建設的關鍵,教師創造力是推動課程改革的根本動力。高新課程群建設是新一輪科技革命和産業變革的客觀需要,但其教學內容和教學方式要由教師來決定和實施。基于這一認識,按照四融合的教改理念,我們在三貫通教學改革實踐中把教師教學能力的提升放在重中之重的地位。毫無疑問,高新課程建設過程中教師肯定要付出更多的工作量,但高新課程建設過程絕對不是教師簡單付出的過程。教學相長,教師和學生都會在高新課程教學中獲得新知識,取得新進步。那些在科教融合、理工融合、産教融合中有見解、有熱情的教師帶頭建設高新課程,將會給産業和行業的技術進步注入新的創造力。

第四次工业革命的浪潮推动了教师角色重构、教学内容重整、教学方法转型、教学环境重组等变革,引发了人工智能、虚拟现实、仿真实验等新技术在教学中的应用。面对这样的变化,《中共中央 国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》印发,对新时代教师队伍建设作出了顶层设计,促进教师主動適應信息化、人工智能等新技術變革推動信息技術與教師培訓的有機融合。新時代高校教師必須成爲落實黨的教育方針的模範,必須成爲信息化教學的優秀設計者,主動探索面向新工科的教育教學規律和與之相適應的教學方法。

我們依托學校教師教學發展中心推出教師教學能力考評認證制度,以培養培訓爲關鍵點提升教師教學能力和信息化素養,支持高新課程建設。在教改實踐中我們體會到,制度比號召更重要。在廣泛組織動員教師投身課改的同時,學校出台了高新課程建設的目標、標准、方案和激勵措施,把組織措施固化成持續産生作用的體制機制。這一機制有效促發了教師通過競爭開發高新課程的熱情,激發了教師投身高新課程建設的主觀能動性。該機制還進一步凝聚起教師、學科帶頭人以及企業工程技術專家合作開展教學研究和教學改革,群策群力開發高新課程的積極性。

實踐證明,合作能集聚力量、啓發思維、開闊視野、激發創造性,這是面向新工科的高新課程建設的持續動力。

 

文章來源:《中國教育報》2021913日第05版,詳情請點擊http://paper.jyb.cn/zgjyb/html/2021-09/13/content_599189.htm?div=-1

 
責任編輯:孫新華        

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