高质量工程科技人才培养需要什么样的工程教育

　　【教育沙龙】

　　我国工程教育规模已居世界第一

高质量工程科技人才培养需要什么样的工程教育

　　5月29日，习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时指出，进一步加强科学教育、工程教育，加强拔尖创新人才自主培养，为解决我国关键核心技术攻关提供人才支撑。

　　嘉宾

　　叶 民 浙江大学发展委员会副主席、中国科教战略研究院学术委员会主任 

　　王孙禺 清华大学教育研究院教授 

　　郭 卉 华中科技大学教育研究院教授 

　　主持人 

　　光明日报记者 杨 飒

　　目前我国工程教育规模居世界第一，整体实力已经进入世界第一方阵。面对新技术的高速推进，新形势的迅猛发展，我国工程教育还应如何发力？我们特邀三位专家，从不同角度对工程教育的发展进行阐释研讨。

　　培养适应并引领数字技术产业化和产业数字化转型的工程科技人才

　　记者：当前，随着新一轮科技革命和产业变革的深入发展，大语言模型和人工智能等新技术突破给我国工程教育改革带来哪些机遇和挑战？

　　郭卉：党的二十大报告提出，构建新一代信息技术、人工智能等一批新的增长引擎，同时强调推进教育的数字化。随着人工智能新兴技术不断崛起，一方面，AI在工业体系中的应用大幅提升了生产力，加快了工程与产业转型升级的步伐；另一方面，生成式人工智能技术（AIGC）拉开了第三代人工智能的序幕，将第一代的知识驱动和第二代的数据驱动结合起来，大语言模型充分发挥数据和算力的效能，以技术层面的低边际成本、高效率生产个性化内容等新优势使人人都能参与智能创作时代，并直接影响工程教育，深刻改变传统工程教育与工程学习模式。因此，应顺应人工智能发展潮流，深化工程教育改革，培养新时代卓越工程师应做好数字化工程教育转型的准备。

　　新一轮工程教育改革，在很大程度上是探索如何应对大数据、AI、物联网、云计算等新技术带来的工程和工业的变化，以培养出能适应和引领数字技术产业化和产业数字化转型的工程科技人才。过去5年，我国工程教育领域发生了一系列从外延式增长到内涵式提升的改革探索：首先，设置了一批新技术专业和新技术赋能专业，例如，人工智能、机器人工程、智能制造等40多种新专业，专业布点达2000多个，年度培养规模40余万人。其次，创建新型学院组织，以培养不同类型的卓越工程师，研究型大学创办未来技术学院，通过多学科交叉融合和贯通式学制，培养未来科技创新型领军人才；应用型大学依托政府和企业等多主体资源创设现代产业学院，培养应用型、复合型人才。与此同时，传统工科专业不断探索与新技术的融合，赋予专业人才培养新的内涵，这正是新工科的根基所在。以机械工程专业为例，华中科技大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等相关专业点，正探索以智能技术和制造技术深度融合的跨学科知识体系为基础，重建课程体系和工程训练体系，注重培养学生融会贯通的技术意识，以及数字思维和批判性思维等多种思维能力。

　　ChatGPT（预训练生成聊天模型）是AIGC时代的重磅产品，它将渗透到市场调查、产品设计、生产控制、工艺改进等方面，工程师的工作和职责将大量地直接被机器所替代。ChatGPT类AIGC将对工程教育发展带来巨大挑战：一是工科学生胜任力的变化。AIGC的大规模工业应用将取代工程师的部分工作内容，工科学生的胜任力提升将围绕如何创新性、批判性、整合性地使用AI系统展开。二是胜任力变化引起教学内容的调整。一方面，工科教学要更加重视培养学生整合工程知识和AI工具的能力，使学生善于向AI系统提问、提示，围绕问题进行自主学习，将工程问题相关联，从而提升从复杂工程现象中提出真实工程问题及解决工程问题的能力；另一方面，要规范ChatGPT类工具在工科学习、科研和工作中的使用，避免出现学术诚信和工程伦理等问题。三是工科教师教学思维与方法的转变，促使教师养成利用人工智能组织教学的思维与方法，通过集体教研与技术探讨等形式加强学习，提升数字化教学能力。例如尝试采用ChatGPT和元宇宙等技术共同生成沉浸式虚拟学习场景，塑造高交互的工程学习与交互环境，帮助工科生获得更加真实的学习体验。

沈阳工学院机械工程与自动化学院学生在学校实训车间操作五轴加工中心。新华社发

　　重视工程教育学学科建设高校须主动作为

　　记者：我国工程教育改革已进入更深更高层次，培养高层次工程教育人才，是面向2035年教育强国、科技强国、人才强国建设战略需求的重要举措。工程教育学学科建设面临哪些棘手的难题？有何破解之法？高校怎样主动作为？

　　叶民：党的二十大报告提出了加快建设高质量教育体系，加快建设国家战略人才力量，努力培养造就卓越工程师，建成教育强国、科技强国和人才强国的目标。我国工程教育改革已进入更深更高层次，必须重视工程教育学学科建设，培养高层次工程教育人才。对此，高校可以从以下几个方面主动作为：

　　第一，体现文化自信与道路自信，构建中国特色工程教育学科体系。我国已经形成了世界规模最大的工程教育体系，但还不是工程教育强国，亟须构建具有中国特色的工程教育学科体系。中国古代的工程历史孕育着丰富而深刻的工程理念和实践经验，工程教育需要寻根溯源、思想引领，立足于中国的哲学思想加以构建，充分汲取马克思主义哲学和中华优秀传统文化的思想精髓，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，注重和加强社会环境与文化建设，增强文化自信，逐步形成中国独特的工程理念和工业精神文化。中国的工业化道路是后发国家追赶式的、多种产业形态并存式的产业发展道路，这就需要我们基于世界百年未有之大变局，将我国的工程教育置于大国竞争、跨越式发展中去发挥作用，以适应产业发展的整体结构、规模与质量要求，应对科技进步，服务于大众利益、长远利益和根本利益，做到安全、可持续发展。高校应加强对我国改革开放四十多年来工程教育改革建设发展的全面总结，推动工程教育自我变革、与时俱进，不断适应、推动、引领社会发展进步。

　　第二，加强研究队伍建设，提高工程教育学科人才培养质量。工程教育学具有鲜明的跨学科性质，该特点决定了工程教育学科人才应当具备工程学、教育学、管理学等多学科交叉背景。高校首先应当建立工学+教育学+管理学的工程教育学研究组合队伍，聚集一批来自工程、科学、教育等学科的专兼职研究人员，从事工程教育研究、开展工程教育研讨、指导工科学生学习、培养工程教育研究博士，通过多学科交叉融合协同推动工程教育学迅速发展。其次，有条件的高校可出台政策鼓励工科教师开展基于本学科的工程教育教学研究，吸引工程专家和工科教师参与工程教育研究，在基础研究、应用或服务研究、工科院系教育教学改革咨询研究等方面发挥专门研究人员的力量。2022年，教育部同意高校自主设置工程教育学二级学科，并在全国10所院校中开展首批试点工作，浙江大学积极开展相关试点工作，已经形成工程教育学硕士和博士点建设方案，基于浙江大学工程教育创新中心（CIEE）的团队基础，拟在教育学一级学科基础上，协同管理科学与工程、公共管理学、机械工程、动力工程、电气工程、计算机科学与技术及工程热物理等校内相关学科资源，以及浙江大学研究生教育研究中心，设立工程教育学二级学科，建设实体性工程教育研究所，培养工程教育领域高层次人才。

　　第三，健全体制机制保障，搭建平台促进交流。工程教育学科的长足发展需要健全的体制机制保障：一是依托全国性的工程教育学会，如工程院教育委员会、中国高等教育学会工程教育专业委员会，试点高校联盟等，搭建研究人员沟通交流的平台，通过举办学术会议、发布工程教育改革有关报告等方式，推动工程教育研究成果的共享和深化。二是加强工程教育学科建设共性问题研讨与实践探索，如课程体系、教与学的方法、评价与标准等，增进工程教育学界的交流；研究工程实践关键问题，推动现实困境解决。三是加强国际交流合作，与国际代表性工程教育研究机构、国际组织密切对话互动，向世界发出中国声音，扩大国际话语权，提升中国工程教育的全球影响力。

　　寻求产教融合在当前高等工程教育改革中的着力点

　　记者：尽管产教融合、协同育人正深入推进，但仍面临着学校知识和产业需求的不匹配。如今，产教融合还可从哪些方面发力，加强哪些体制机制建设，培养出更多行业领军人才，支撑第一制造大国向制造强国转变？

　　王孙禺：产教融合是当前高等工程教育改革的重要方向。为了加强产教融合，培养更多行业领军人才，支撑我国从制造大国向制造强国转变，可以从以下几个方面发力：

　　第一，创新管理机制，赋予学校更多自主权。高校可以推行学院分设，实施内部调节机制，让学院根据国家战略需求与市场需求调整专业设置和课程体系，更加独立自主地开展教学和科研活动，提高办学灵活性和适应性。同时，高校可以将产教融合的成果纳入评价体系，改革以论文等为主要指标的学术评价制度，更加注重实践经验和产业合作的贡献，鼓励师生积极投身产业合作，推动知识与需求的对接。

　　第二，寻找企业与学校的利益结合点，以真实项目推动校企合作。产教融合的核心是促进学校和企业的有效合作。因此，必须寻找双方的利益结合点，充分发挥企业的创新主体作用，同时推动高校紧密对接经济社会对人才的需求，实现合作共赢。校企双方要优化产教融合的具体机制设计，明确责权利，充分调动校企双方积极性，让工程实践教学改革成为整个工程教育改革的突破口。学校要了解行业发展方向和企业实际需求，及时调整人才培养目标和教学内容。企业要重视人才培养，加大对高校的支持和投入，以项目合作等形式提供更多的实习机会，让学生接触真实的工作环境和项目，增强实践能力和专业素养。

　　第三，探索教师在产业界与学术界交流合作的新机制。一个时期以来，高校教师主要从事学术研究和教学工作，缺乏与产业界的密切联系。实际上，教师在产业界与学术界之间的流动可以极大地促进知识的流动和转化。因此，应该鼓励和支持教师在学术界与产业界之间的流动和合作。一方面，可以建立产学交流平台，为教师提供与企业合作的机会。例如，鼓励教师参与产业项目的咨询和研发工作，与企业人员共同解决实际问题。这样的合作可以让教师深入了解产业需求和市场动态，将最新的科研成果应用到实际生产中，提高教学的实践性和针对性。另一方面，可以支持教师在产业界进行短期交流和实践，让他们亲身感受工业生产的现场和挑战，培养实践能力和产业洞察力。同时，高校可以邀请企业专业人士到校园开设与工程相关的课程和讲座，帮助教师和学生了解最新的工程技术和行业趋势。

　　第四，鼓励技术创业，为产教融合提供更多的动力和机会。工程的本质是创造新事物。技术创业是将知识转化为实际产业的重要途径，也是培养行业领军人才的重要途径。为此，需要搭建创业孵化平台，提供资金、场地等支持，帮助教师和学生将创新构思转化为实际成果。此外，要加强技术创业教育，培养学生的创新精神、合作能力和市场意识，让他们具备创业的基本素质。例如一些高校与企业建立基础训练中心（iCenter），每年接纳数千人次的科技创新活动。一些学校开展本科生研究训练项目（SRT），以及机械创新设计大赛、电子设计大赛、大学生工程训练综合能力竞赛、硬件设计大赛等。典型案例如清华大学x-lab（指“三创空间”，即创意创新创业教育平台），截至目前建立合作关系的企业达200余家，参与创业辅导的专家近200位，与全球24所顶尖国际机构和知名高校建立战略合作。与x-lab建立合作关系的基金超过1000家、团队获得的融资总额超过百亿元人民币。

　　《光明日报》（ 2023年06月06日 14版）