天津大學(xué)組建首個新工科人才培養(yǎng)校級平臺

　　“新工科”課堂 到底新在哪兒

　　天津大學(xué)新工科“未來智能機器與系統(tǒng)平臺”的學(xué)生們在“智慧教室”上課。趙習(xí)鈞/攝

　　天津大學(xué)大一新生顏暢和她的139位同學(xué)，在很多方面都是“吃螃蟹的人”。

　　他們是天津大學(xué)新工科建設(shè)的第一批“嘗鮮者”，是全校乃至全國第一個新工科人才培養(yǎng)平臺——“未來智能機器與系統(tǒng)”的首批學(xué)生。

　　一切都新鮮得讓人興奮，同時也讓她有點發(fā)蒙。開學(xué)第一課，這位習(xí)慣于認真聽課的好學(xué)生等來的卻是一大堆問號。沒有長篇大論、沒有手把手的講解，老師直接“丟”給她們一項任務(wù)——“物流循跡小車”項目，以及一個長長的中英文書單。

　　這個“小車”類似于當(dāng)下正在許多物流公司的智慧倉庫里的智能派送車。顏暢要和同學(xué)們在一個學(xué)期的時間里，需要邊學(xué)習(xí)理論、邊動手操作，最終讓一個真正的“小車”能聽話地行走，還能按要求投放包裹。

　　這是“未來智能機器與系統(tǒng)”平臺首批開設(shè)的四門新課之一——《設(shè)計與建造》。為了說明這到底是一堂什么樣的課，15名來自不同專業(yè)的老師，悉數(shù)出現(xiàn)在開課說明會上。

　　這恰恰說明了這門課的“新”之所在。學(xué)校集合機械、精儀、自動化、微電子、智算學(xué)部、數(shù)學(xué)學(xué)院、求是學(xué)部、宣懷學(xué)院等優(yōu)勢資源，耗時半年多，精心打磨出一套全新的課程內(nèi)容和教學(xué)體系，嘗試探索一種跨界融合的多學(xué)科交叉的工程教育。

　　新工科的誕生正是為了追上新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟的快速發(fā)展，這個學(xué)科“新”得甚至尚無一個特別明確而具體的定義。因此，新工科的課到底該怎么上，誰也沒給出一個統(tǒng)一標準。

　　天津大學(xué)大膽邁出了第一步。在今年4月天津大學(xué)推出的新工科建設(shè)方案中，設(shè)計了一系列多學(xué)科聯(lián)合、多方參與的開放式人才培養(yǎng)平臺，除了未來智能機器與系統(tǒng)平臺，還有未來健康醫(yī)療平臺、未來智慧化工與綠色能源平臺、未來建成環(huán)境與建筑等。

　　天津大學(xué)新工科教育中心主任、機械學(xué)院教授顧佩華舉起手機，對學(xué)生們說，“10多年前，我們讓學(xué)生把錄音機拆了再裝，理解各個零件的功能，提出改進想法。而今天的手機已經(jīng)如此復(fù)雜，拆裝后理解其功能就困難多了，希望你們將來能設(shè)計并制造出更智能和創(chuàng)新的產(chǎn)品。”

　　這門課采用了完全不同于傳統(tǒng)的教與學(xué)的方式，教師講授、學(xué)生實踐、師生研討各占課時的三分之一。課程伊始便下達項目“任務(wù)書”，140名學(xué)生分散在24個小組里，必須在整個學(xué)期中通力協(xié)作，最終每個小組都要拿出符合考核指標的“物流循跡小車”，才能拿到課程成績。

　　這種顛覆傳統(tǒng)課堂的方式，給師生都帶來了巨大挑戰(zhàn)。盡管這140名學(xué)生們都是經(jīng)過層層選拔出來的非常優(yōu)秀的年輕人，但這兩個月的學(xué)習(xí)，已經(jīng)讓他們吃到了一些苦頭。他們每天都不得不努力適應(yīng)全新的學(xué)習(xí)生活，包括學(xué)著克服自學(xué)各種知識的苦惱。讓他們頭疼的還有，課堂上必須要站在臺上向大家完成匯報。

　　老師們吃驚于學(xué)生極強的可塑性。天津大學(xué)機械學(xué)院副教授康榮杰說，傳統(tǒng)的教學(xué)都是先講理論，再談應(yīng)用。現(xiàn)在可以說是理論學(xué)習(xí)和實踐操作同步，“你學(xué)的理論馬上能用，而你要做成這件事又必須要自己去找理論繼續(xù)學(xué)習(xí)”。

　　起初老師們擔(dān)心：現(xiàn)在這一門課相當(dāng)于從前4-5門課的內(nèi)容，學(xué)生可能難以適應(yīng)。

　　老師會在課堂上把下一堂課的要點提示給學(xué)生，對一些關(guān)鍵問題作出適當(dāng)引導(dǎo)。以智能小車為例，老師會特意把一些路線和傳感器的設(shè)計方法告訴學(xué)生，比如用感光的方式指引小車前進。

　　出乎老師的想象，在下一堂討論課上，一位學(xué)生提出了更好的解決方案，即可以用攝像頭視覺識別的方式來牽引小車，并給出了一些具體實現(xiàn)的思路。

　　00后的這些表現(xiàn)讓老師非常驚喜，康老師認為：“這也從另一個角度激勵了老師。”

　　事實上，為了打磨好這個小小的智能派送車項目，院士和教授們多次開會，選擇的項目既要符合社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，又要能把多學(xué)科知識集成在一起，還要在學(xué)生能力范圍內(nèi)，具有可操作性。

　　康榮杰坦言，高校現(xiàn)有教學(xué)體系已沿用了三四十年，教材、培養(yǎng)方案以及教師的知識體系都比較陳舊，“我們不能再用老一套的東西培養(yǎng)年輕人”。

　　這門課程的牽頭人、天津大學(xué)機械學(xué)院副院長孫濤教授認為，老師授課要打破過去各講各塊、考完就完的狀態(tài)，必須要重新梳理知識點，圍繞項目需求重新設(shè)計課程、備課，同時不斷更新自己的知識儲備，并要準備好隨時應(yīng)對學(xué)生們提出的各種問題。

　　“這讓一些習(xí)慣了現(xiàn)有授課方式，甚至一門課已經(jīng)講幾十年的老師感到不適。”孫濤說，但這就是新工科的教學(xué)要求，“你給學(xué)生下項目任務(wù)書，老師得先自己把項目做一遍。”孫濤粗略算了算，在新工科平臺上的學(xué)生，大學(xué)4年至少要完成20個項目。

　　實施“項目制”教學(xué)，正是天大新工科建設(shè)方案的特色之一。其目標就是培養(yǎng)面向工業(yè)界、面向世界、面向未來的卓越工程科技創(chuàng)新者、領(lǐng)軍者和領(lǐng)導(dǎo)者。

　　每周二上午是這門課授課教師們雷打不動的“集體備課”時間。康榮杰發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)生在課下自學(xué)了不少內(nèi)容，課間他們會圍上來提問，“這在以前的課堂上幾乎看不到。”康榮杰認為，原因就在于新課程讓學(xué)生們有“目標”，知道自己要學(xué)什么、學(xué)的知識有什么用。

　　顏暢也在課堂上很快找到了“感覺”。她在小組學(xué)習(xí)中負責(zé)需求分析、設(shè)計問卷、調(diào)研“客戶”需求，為此她需要從推薦書目中的《產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》中查找相關(guān)章節(jié)自學(xué)，并且每周開“組會”討論進展。

　　據(jù)介紹，未來，平臺將充分尊重學(xué)生志趣，為學(xué)生提供更自主的學(xué)習(xí)空間、更自由的專業(yè)選擇。新工科的學(xué)生可選擇智能制造、人工智能、自動化、電子科學(xué)與技術(shù)等多個專業(yè)中的一個專業(yè)作為主修專業(yè)學(xué)位，并可同時選擇另外一個專業(yè)作為輔修學(xué)位或微學(xué)位。

　　他們還將實施本研貫通培養(yǎng)機制，在本科階段，學(xué)生可以選修研究生課程，還有機會提前進入研究生實驗室與研究生一起參與科研項目，考核優(yōu)秀的學(xué)生可選擇天津大學(xué)優(yōu)異生培養(yǎng)計劃，實施本碩博連讀。

　　“世界變化太快了，許多產(chǎn)業(yè)正在被顛覆。你教的學(xué)生就要適應(yīng)變化的未來世界。”在天津大學(xué)黨委書記李家俊看來，這就是高校教育改革的核心。（記者 胡春艷 通訊員 劉曉艷）