新工科的建设与发展思考

学校第五期高水平理工科大学建设培训班新工科的建设与发展思考2017年8月30日学校第五期高水平理工科大学建设培训班主要内容1.新工科建设的若干基本问题2.中外工程教育改革经验比较3.面向新经济的工科专业改造4.新工科的工程实践教育体系5.新工科的教师发展与评价6.我校的新工科建设与发展学校第五期高水平理工科大学建设培训班1.新工科建设的若干基本问题学校第五期高水平理工科大学建设培训班学校第五期高水平理工科大学建设培训班新工科建设应以理念的率先变革带动工程教育的创新发展。新工科更加强调积极应对变化；创新是引领发展的第一动力，创新的根本挑战在于探索不断变化的未知。新工科更加强调主动塑造世界；新工科应走出“适应社会”的观念局限，主动肩负起造福人类、塑造未来的使命责任，成为推动经济社会发展的革命性力量。新工科建设的内涵解读1）理念新：应对变化，塑造未来学校第五期高水平理工科大学建设培训班新工科作为一种新型工程教育，其育人的本质没有变，但对人才的培养要求发生了变化。A、人才结构新，工程人才培养结构要求多元化当前我国产业发展不平衡工业2.0补课、工业3.0普及和工业4.0示范的并联式发展，人才需求复杂多样，需多元化人才培养结构；需重新确定各层次人才培养计划及规模根据对未来工程人才的素质能力要求建立以变化需求为导向、以产业调整为依据的工程教育转型升级。2）要求新：培养未来多元化、创新型卓越工程人才学校第五期高水平理工科大学建设培训班美国工程院发布的《2020的工程师：新世纪工程的远景》报告中指出：优秀的分析能力、实践能力、创造力、沟通能力、商业和管理知识、领导力、道德水准和专业素养、终身学习等是未来工程师应具备的素质；B、质量标准新，非常强调工程人才的综合素质与能力我国未来的工程人才培养标准强调以下核心素养：家国情怀、创新创业、跨学科交叉融合、批判性思维、全球视野、自主终身学习、沟通与协商、工程领导力、环境和可持续发展、素质素养。学校第五期高水平理工科大学建设培训班新工科要根植于我们的历史沉淀和传统优势；新工科要面向未来，通过人才培养理念的升华、体制机制的改革以及培养模式的创新来应对现代社会的快速变化和未来不稳定的变革挑战新工科反映了未来工程教育的形态，是与时俱进的创新型工程教育方案，需要新的建设途径。A、继承与创新3）途径新：既要继承创新，又要交叉融合等学校第五期高水平理工科大学建设培训班B、交叉融合是工程创新人才培养的着力点；是基于多学科交叉、产学研相融合（例如，斯坦福大学的硅谷模式）等。C、协调与共享以协调推动新工科专业结构调整的人才培养质量提升；通过协调工程教育多利益主体关系，形成了高校主体、政府主导、行业指导、企业参与的协同育人模式，逐步突破制约工程教育高素质人才培养质量的政策壁垒、资源壁垒、区域壁垒等。学校第五期高水平理工科大学建设培训班“新工科”自2016年提出以来，教育部已经组织高校进行了深入研讨，2017年后就形成“天大行动”、“复旦共识”和“北京指南”，是新经济背景下工程教育改革的重大战略选择，也是今后我国工程教育发展的新思维、新方式。学校第五期高水平理工科大学建设培训班1）服务国家战略发展新需求需要建设新工科重大战略需求（如互联网+）是工程教育改革创新的重要起点；适应新经济，需要深化高等工程教育改革；高等工程教育在人才培养、科学研究中有重要的使命担当。2）构筑国际竞争新优势需要建设新工科国际竞争归根到底是人才和教育的竞争；创新驱动成为许多国家谋求竞争优势的核心战略；大数据分析等新兴科技趋势下，人才培养成为关键。新工科建设的必要性学校第五期高水平理工科大学建设培训班3）落实立德树人新要求需要建设新工科立德树人是高等教育的根本任务和中心环节;新工科建设遵循工程教育的发展规律和工程创新人才发展规律。学校第五期高水平理工科大学建设培训班新工科的特征针对社会的变化和需求，将发展新工科作为一个系统，设计一个教育、研究、实践以及创新创业的完整方案。新工科是更高层次的开放式工程教育；形成对外开放和对内开放深度融合的共建共享大格局。站在战略全局的高度，以战略眼光和战略思维深化工程教育改革。创新是工程教育发展的不竭动力；新工科需要重塑我国工程教育，而不是旧范式下细枝末节的修补。新工科的特征学校第五期高水平理工科大学建设培训班1.建设一批新型高水平理工科大学；2.建设一批多主体共建的产业化学院；3.建设一批产业急需的新兴工科专业；4.建设一批体现产业和技术最新发展的新课程；5.建设一批集教育、培训、研发于一体的实践平台；6.建设一批跨学科的新技术研发平台；7.建设一批直接面向当地产业的技术服务中心；8.培养一批工程实践能力强的高水平专业教师；9.形成一批可推广的新工科建设改革成果。新工科建设的改革路径学校第五期高水平理工科大学建设培训班到2030年，形成中国特色、世界一流的工程教育体系，有力支撑国家创新发展；到2050年，形成领跑全球工程教育的中国模式，建成工程教育强国，成为世界工程创新中心以及人才高地，为实现中华民族伟大复兴的中国梦奠定坚实基础。新工科建设的目标学校第五期高水平理工科大学建设培训班2.中外工程教育改革经验比较学校第五期高水平理工科大学建设培训班成果导向教育（Outcome-BasedEducation，OBE）在美国、英国以及加拿大等发达国家已经成为了教育改革的主流理念。OBE是指，教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果（Learningoutcomes）OBE强调如下４个问题：１）我们想让学生取得的学习成果是什么？２）我们为什么要让学生取得这样的学习成果？３）我们如何有效地帮助学生取得这些学习成果？４）我们如何知道学生已经取得了这些学习成果？发达国家高等工程教育的发展学校第五期高水平理工科大学建设培训班成果导向教育三角形框架一个核心目标：所有学生都要达成顶峰成果两个重要条件：描绘成果蓝图，确定学生在毕业时应该达到的能力结构创设成功环境，为学生达成预期成果提供适宜条件和机会三个关键前提：所有学生均能通过学习达成预期成果，但不一定同时和通过相同途径、采用同样方式成功是成功之母，学习的成功会促进更成功的学习学校要对学生成功学习负责，学校掌握着成功的条件与机会，直接影响学生能否成功学习四个实施原则：清楚聚焦、扩大机会、提高期待、反向设计五个实施要点：确定学习成果、构建课程体系、确定教学策略、自我参照评价、逐级达到顶峰学校第五期高水平理工科大学建设培训班对我国高等工程教育的启示成果导向教育作为一种先进的教育理念，是高等工程教育改革的正确方向。结合我国高等工程教育的现状，考虑到我国工程教育专业认证的要求，基于成果导向教育的工程教育改革首先要实现如下三个转变。1）从学科导向向目标导向转变传统的工程教育是学科导向的，它遵循专业设置按学科划分的原则，教育模式倾向于解决确定的、线性的、静止封闭问题的科学模式，知识结构强调学科知识体系的系统性和完备性。成果导向的工程教育是目标导向的，它遵循的是反向设计的原则，其“反向”是相对于传统工程教育的“正向”而言的。反向设计是从需求开始的，由需求决定培养目标，再由培养目标决定毕业要求和课程体系。学校第五期高水平理工科大学建设培训班2）从教师中心向学生中心转变以学生为中心教学设计主要取决于学什么教学过程主要取决于怎么学教学评价主要取决于学得怎样这是成果导向教育的使然以教师为中心教学设计主要取决于教什么教学过程主要取决于怎么教教学评价主要取决于教得怎样这是学科导向教育的必然学校第五期高水平理工科大学建设培训班我国高校目前的教学质量管理处于监控的初级阶段，初步具备了监督、调控功能，但缺乏改进功能。一个具有完善功能的质量管理体系应该具备“闭环”特征，即通过监督功能发现偏差，通过调控功能纠正这些偏差，再通过改进功能分析产生这些偏差的原因，并对系统进行改进。也就是说，这三个功能是首尾搭接，互为输入和输出的关系。成果导向的工程教育是一个持续改进的过程，从而实现如下功能：能够持续地改进培养目标，以保障其始终与内、外部需求相符合；能够持续地改进毕业要求，以保障其始终与培养目标相符合；能够持续地改进教学活动，以保障其始终与毕业要求相符合。3）从质量监控向持续改进转变学校第五期高水平理工科大学建设培训班3.面向新经济的工科专业改造学校第五期高水平理工科大学建设培训班2016年“两会”中指出，新经济的覆盖面和内涵很广泛，涉及一、二、三产业，不仅仅是指三产中的“互联网+”、物联网、云计算、电子商务、大数据等新兴产业和业态，也包括工业制造中的智能制造、大规模定制化生产等，还涉及到第一产业中有利于推进适度规模经营的家庭农场、股份合作制、农村一、二、三产融和发展等。新经济学校第五期高水平理工科大学建设培训班1）互联网深刻改变各行各业BAT（百度、阿里、腾讯）的创新活力，技术、思维、模式的变革；信息化与工业化的深度整合，提升传统工科的内涵；2）制造业智能化趋势方兴未艾装备的智能化升级、智能工厂的兴起；智能装备、高档数控机床、机器人产业等；我国新经济的时代特征学校第五期高水平理工科大学建设培训班3）“双创”（大众创业、万众创新）厚植新经济发展沃土人才、技术、资金、市场加快整合草根创业更加有效4）新经济不局限于某几个行业经济发展总在推陈出新，传统行业也能产生新经济新经济是跨行业、跨领域的，必须打破产业和体制格局三次产业跨界融合，新业态新模式层出不穷学校第五期高水平理工科大学建设培训班123新经济对工程教育的要求学校第五期高水平理工科大学建设培训班4.新工科的工程实践教育体系学校第五期高水平理工科大学建设培训班CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。学校第五期高水平理工科大学建设培训班1）借鉴CDIO体系，改造现有的实践场所，以满足集成化学习的需求改进后的实践场所能提供现代化的工具由学生自我管理、方便课外使用，有助于学生学习知识和培养能力；实践场所的类型可以包括校内实验室、讨论室、设计室、资源室和学习工厂以及校外的企业车间、工程实践中心等。2）借鉴CDIO的工程教育理念，使理论教学和实践教学交叉螺旋进行以产品“构思-设计-实现-运行”的全生命周期为载体，建立从理论学习、动手实践再到探究学习的教学链条，把设计活动贯穿于实践教学全过程，使实践能力培养不断线。学校第五期高水平理工科大学建设培训班3）充分发挥工程教育在师资队伍、实践平台、行业协同等方面的优势广泛搭建创业孵化基地、科技创业实习基地、创客空间的创新创业平台。4）推进信息技术和教育教学的深度融合建设和推广应用在线开放课程，充分利用虚拟仿真等技术创新工程实践教学方式，完善新工科人才“创意-创新-创业”教育体系，广泛搭建创新创业实践平台。学校第五期高水平理工科大学建设培训班5.新工科的教师发展与评价学校第五期高水平理工科大学建设培训班根据学校使命与特点，制定评价教师工作质量的新标准，调整教师职位提升与奖酬机制，使本科教学、科学研究、工程实践三者取得某种平衡深入改革本科教学，尽早面向工程实际、小组工作与合作学习，努力把科研与教学结合好，使之相辅相成更多地用各种灵活的方法聘请有丰富工程实际经验的工程师来校教学、指导学生设立优秀教学奖，给在工程教育教学工作成绩出色的教师以各类荣誉奖与企业建立持久而有效的合作机制，创造条件鼓励教师积极与工业企业加强合作与交流以美国工程