“十三五”以來，我國積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，啟動了新工科研究與實踐項目，力圖探索迎接第四次工業(yè)革命的中國工科建設新模式。
2020年新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，新工科建設的內外部環(huán)境發(fā)生了巨大改變。如何在新的變局中深入分析、準確識變、主動求變，是后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，進一步下沉改革重心，從面向未來的課程群建設抓起，才能取得新的突破。
創(chuàng)新驅動助推面向未來的新工科建設
進入后疫情時代，以國內大循環(huán)為主體、國內國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)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，產業(yè)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(chuàng)性、系統(tǒng)性、引領性研究取得突破。協(xié)同創(chuàng)新成為前所未有的動力源，學校通過內部協(xié)同，與科研院所、企業(yè)和政府等協(xié)同，實現(xiàn)人才、資本、信息、技術的優(yōu)勢互補，促進創(chuàng)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(zhàn)略需求、引領行業(yè)產業(yè)發(fā)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(yè)體系、課程體系的布局和內涵還不能滿足經濟社會快速發(fā)展的客觀需要。在后疫情時代新的戰(zhàn)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歷史邏輯，切實促進教育鏈、人才鏈、產業(yè)鏈和創(chuàng)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(zhàn)。
我國高等工科教育是在國家工業(yè)化和信息化過程中由小到大、由弱到強，逐步發(fā)展壯大起來的，它也必將伴隨著產業(yè)格局的新一輪變化而快速發(fā)展和演變。面對新形勢和新要求，我們要始終與國家發(fā)展和民族復興同向同行，堅持以創(chuàng)新驅動助推國家經濟、點亮產業(yè)未來，這必然是我們思考新工科建設的基本出發(fā)點。
首先，我們要把原始創(chuàng)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(chuàng)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，交叉融合匯聚不斷加速，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，產生顛覆性技術，迫切需要進一步增強源頭創(chuàng)新，實現(xiàn)原創(chuàng)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(fā)的基礎研究(即巴斯德象限)。近年來，北京郵電大學出臺了《北京郵電大學提升科技創(chuàng)新能力行動計劃(2019—2025)》，啟動實施“基礎研究培育計劃”，設立“基礎研究原始創(chuàng)新和學科交叉研究基金”。新冠疫情暴發(fā)以來，學校又啟動了“0—1學術沙龍”，推動系統(tǒng)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(zhàn)最前沿科學問題和關鍵核心技術中的重大科學問題，同時也為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，助力產業(yè)搶占發(fā)展制高點。關鍵核心技術是“國之重器”，對推動國家經濟高質量發(fā)展、保障國家安全具有十分重要的意義，是高等工科教育使命擔當的體現(xiàn)。關鍵核心技術是買不來的，自力更生是中華民族屹立于世界民族之林的奮斗基點，自主創(chuàng)新是我們攀登世界科技高峰的必由之路。我們要增強自信，腳踏實地，敢于走別人沒走過的路，努力為實現(xiàn)關鍵核心技術自主可控貢獻中國工科教育的智慧和力量。北郵近三年牽頭承擔國家重點研發(fā)計劃項目20余項，一批成果轉化落地、實現(xiàn)應用，在服務產業(yè)中取得豐碩成果，為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(chuàng)新人才教育培養(yǎng)，促進產學研深度融合。人才培養(yǎng)永遠是大學的核心使命。將教育教學與科技創(chuàng)新形成的科研成果，轉化為服務于國家、產業(yè)和地方發(fā)展需求的智力供給，將社會服務中獲取的資源、信息、技術和成果，轉化為服務于學校教育教學和科學研究的有效資源，這應當是高等工科教育迭代循環(huán)發(fā)展的科學之路。近年來，我們積極開展校地、校企合作，結合行業(yè)產業(yè)發(fā)展需求，打造產業(yè)創(chuàng)新研究院和聯(lián)合創(chuàng)新中心，旨在圍繞產業(yè)鏈構建創(chuàng)新鏈，圍繞創(chuàng)新鏈配置資金鏈，圍繞創(chuàng)新鏈組織人才鏈。同時，我們在創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制方面也做了一些新的嘗試。比如，同華為公司合作成立了“北郵—華為學院”，開展引領支撐產業(yè)發(fā)展的原創(chuàng)基礎理論研究、前沿技術探索和拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。
系統(tǒng)性變革帶來新使命新機遇新挑戰(zhàn)
進入后疫情時代，隨著雙循環(huán)新發(fā)展格局的形成，高等教育對經濟社會發(fā)展的作用必將從基礎支撐向支撐與引領并重發(fā)展。經濟發(fā)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為需要、最為可靠的智力支撐。經濟發(fā)展從依靠資源轉向依靠創(chuàng)新，高等教育要發(fā)揮在國家創(chuàng)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(fā)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(zhàn)。
我們要深刻認識高等教育教學模式變化帶來的發(fā)展機遇。線上教育和線下教育實現(xiàn)深度融合，是新形勢尤其是后疫情時代環(huán)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，甚至即將進入后5G時代。5G推動了以學習者為中心的全新教育生態(tài)構建，為實現(xiàn)線上線下教育深度融合提供了強大的技術支撐。新冠疫情的蔓延使傳統(tǒng)課堂教學受到了根本性挑戰(zhàn)，線上教學實現(xiàn)了更為明顯的快速發(fā)展，線上教學與線下教學相結合逐步成為一種教學新常態(tài)。從長遠來看，在線教學絕非僅僅是應對疫情的應急之舉，很可能引領大學教學步入一個嶄新的時代。
我們要深刻認識高等教育辦學格局變化引發(fā)的系統(tǒng)性變革。當今世界，以信息科技革命為先導，以互聯(lián)網、大數據、人工智能等為代表的全方位科技革命與產業(yè)變革正在引發(fā)世界格局的深刻調整，催生著大量新產業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式，給經濟社會發(fā)展和人民生活帶來重大而深遠的影響，有的影響甚至是顛覆性的。因此，我們的人才培養(yǎng)目標、專業(yè)結構和課程體系都應隨之調整，推動教學方式互動化、智能化，推動培養(yǎng)模式個性化、特色化，以適應科技發(fā)展的新變化，順應這一不以人的意志為轉移的發(fā)展大勢。只有這樣，我們才有可能在新工科建設中培育出自己的特色，探索出具有時代特色的新工科建設路徑。
重新構建高新課程為牽引的課程體系
2017年4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：問產業(yè)需求建專業(yè)，構建工科專業(yè)新結構;問技術發(fā)展改內容，更新工程人才知識體系;問學生志趣變方法，創(chuàng)新工程教育方式與手段。
坦率地說，新冠疫情發(fā)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(yè)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(tǒng)、不完整，更缺少課堂層面的深入改革。疫情發(fā)生后，新工科建設的內外部環(huán)境發(fā)生了巨大變化：雙循環(huán)新發(fā)展格局向高等教育提出了戰(zhàn)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(guī)發(fā)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。進一步下沉改革重心，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。
縱觀人類發(fā)展史，高等教育總是隨著歷史的發(fā)展而演變。第一次工業(yè)革命催生了高等教育的第一次革命，形成了延續(xù)至今的專業(yè)化教學的基本教學模式。新的科技、經濟和教育發(fā)展必然要求高等教育作出革命性的大變革，這場革命帶給我們的不僅僅是人才培養(yǎng)計劃層面的調整，更是深入到課程教學內容層面的課程革命，它是構成新工科建設的基本單元。
面對這一形勢，我們提出思教、科教、創(chuàng)教、產教“四融合”的教學改革理念，以此為指導全面修訂人才培養(yǎng)計劃，構建面向新工科的高新課程群。高新課程群建設無疑會推動專業(yè)轉型、升級和換代，但它絕對不是專業(yè)的泛化。亞當·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(jié)約工作環(huán)節(jié)之間的轉換時間;增加發(fā)明新工具的可能性。分工是市場規(guī)模擴大的結果，它促進了技術進步與創(chuàng)新，推動了經濟發(fā)展，經濟發(fā)展反過來又使得市場規(guī)模進一步擴大，從而進一步細化分工……如此反復，就是經濟良性發(fā)展的整個過程。大學的專業(yè)化發(fā)展是第一次工業(yè)革命的產物，是第一次高等教育革命的劃時代成果。由于上述經濟發(fā)展規(guī)律沒有改變，大學的專業(yè)化發(fā)展道路也不會改變。在北郵2021年版本科專業(yè)培養(yǎng)方案中，我們進一步聚焦后疫情時代國際科技前沿和國家重大需求，按照人才培養(yǎng)目標科學設置高新課程群，相關高新課程全面覆蓋重要基礎課程和專業(yè)核心課程，構建起以高新課程為牽引的多類型、多維度、多樣化課程體系。
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(yè)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“以學生為中心”的教學組織模式。這種教學組織模式要解決的是教師教什么和學生學什么的問題。美國著名經濟學家薩繆爾森曾經說過：學習經濟學是再簡單不過的事了，你只要掌握兩件事，一個叫供給，一個叫需求。短期需求決定供給，凱恩斯主義成立;而中長期供給決定需求，薩伊定律成立。這一科學思維可以引導我們更加理性地思考“教”與“學”之間的關系。單純從模型論的角度看，二者之間的關系也可以抽象為“供給”與“需求”之間的關系。其實教學內容的問題也有一個短期和長期判定問題。短期是社會和科技存在決定教學內容，長期是社會和科技進步決定教學內容，這二者必須有機統(tǒng)一起來。這個認識可以啟發(fā)我們更深入地思考“金課”和“水課”的判別標準，這正是北郵提出建設高新課程的基本標準。“高在原理、新在應用”的標準，就是從社會和科技的存在與進步兩個方面來科學設計課程內容。目前我們對標科技、經濟和教育發(fā)展的新要求，按照“四融合”的教學改革理念，把高新課程群分為六大類：基礎課程類、專業(yè)課程類、學科交叉課程類、線上課程類、虛擬仿真實驗類、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐類。按照注重理工融合、堅持科教融合，提升高階性、突出創(chuàng)新性、增加挑戰(zhàn)度的建設思路，在課程內容上體現(xiàn)前沿性和創(chuàng)新性，同時兼顧傳承性和基礎性。
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(tǒng)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(wěn)定性與數字文獻的易變性之間的矛盾，都是在傳統(tǒng)教室里難以克服的困難。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?；谶@樣的認識，北郵以思想建設為引領，以科技突破為驅動，以“雙創(chuàng)”教育為抓手，以產業(yè)需求為導向，全面啟動了高新課程、智慧教室、教師教學能力建設的“三個貫通”教學改革計劃，其中基于云平臺的智慧教室建設成為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(chuàng)新”為目標，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，我們以教學云平臺為基礎整合各類教學應用軟件，建立了數據互聯(lián)互通、資源開放共享、業(yè)務協(xié)同聯(lián)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”信息一體化平臺。已經開發(fā)出應用互動研討型、VR(虛擬現(xiàn)實)型、5G全息遠程互動型、5G虛擬演播直播型、示范教學型等多種具備現(xiàn)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”的智慧教學，有效推動了以學生為中心的教學組織模式的改革。
教師教學能力是高新課程群建設的關鍵，教師創(chuàng)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產業(yè)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、產教融合中有見解、有熱情的教師帶頭建設高新課程，將會給產業(yè)和行業(yè)的技術進步注入新的創(chuàng)造力。
第四次工業(yè)革命的浪潮推動了教師角色重構、教學內容重整、教學方法轉型、教學環(huán)境重組等變革，引發(fā)了人工智能、虛擬現(xiàn)實、仿真實驗等新技術在教學中的應用。面對這樣的變化，《中共中央國務院關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》印發(fā)，對新時代教師隊伍建設作出了頂層設計，促進教師“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為落實黨的教育方針的模范，必須成為信息化教學的優(yōu)秀設計者，主動探索面向新工科的教育教學規(guī)律和與之相適應的教學方法。
我們依托學校教師教學發(fā)展中心推出教師教學能力考評認證制度，以培養(yǎng)培訓為關鍵點提升教師教學能力和信息化素養(yǎng)，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，學校出臺了高新課程建設的目標、標準、方案和激勵措施，把組織措施固化成持續(xù)產生作用的體制機制。這一機制有效促發(fā)了教師通過競爭開發(fā)高新課程的熱情，激發(fā)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(yè)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(fā)高新課程的積極性。
實踐證明，合作能集聚力量、啟發(fā)思維、開闊視野、激發(fā)創(chuàng)造性，這是面向新工科的高新課程建設的持續(xù)動力。
(作者系北京郵電大學校長)