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[中国青年报]“新工科”课堂 到底新在哪儿

[中国青年报]“新工科”课堂 到底新在哪儿

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　　天津大学新工科“未来智能机器与系统平台”的学生们在“智慧教室”上课 。 赵习钧/摄

　　天津大学大一新生颜畅和她的139位同学 ， 在很多方面都是“吃螃蟹的人” 。

　　他们是天津大学新工科建设的第一批“尝鲜者” ， 是全校乃至全国第一个新工科人才培养平台——“未来智能机器与系统”的首批学生 。

　　一切都新鲜得让人兴奋 ， 同时也让她有点发蒙 。 开学第一课 ， 这位习惯于认真听课的好学生等来的却是一大堆问号 。 没有长篇大论、没有手把手的讲解 ， 老师直接“丢”给她们一项任务——“物流循迹小车”项目 ， 以及一个长长的中英文书单 。

　　这个“小车”类似于当下正在许多物流公司的智慧仓库里的智能派送车 。 颜畅要和同学们在一个学期的时间里 ， 需要边学习理论、边动手操作 ， 最终让一个真正的“小车”能听话地行走 ， 还能按要求投放包裹 。

　　这是“未来智能机器与系统”平台首批开设的四门新课之一——《设计与建造》 。 为了说明这到底是一堂什么样的课 ， 15名来自不同专业的老师 ， 悉数出现在开课说明会上 。

　　这恰恰说明了这门课的“新”之所在 。 学校集合机械、精仪、自动化、微电子、智算学部、数学学院、求是学部、宣怀学院等优势资源 ， 耗时半年多 ， 精心打磨出一套全新的课程内容和教学体系 ， 尝试探索一种跨界融合的多学科交叉的工程教育 。

　　新工科的诞生正是为了追上新技术、新产业和新经济的快速发展 ， 这个学科“新”得甚至尚无一个特别明确而具体的定义 。 因此 ， 新工科的课到底该怎么上 ， 谁也没给出一个统一标准 。

　　天津大学大胆迈出了第一步 。 在今年4月天津大学推出的新工科建设方案中 ， 设计了一系列多学科联合、多方参与的开放式人才培养平台 ， 除了未来智能机器与系统平台 ， 还有未来健康医疗平台、未来智慧化工与绿色能源平台、未来建成环境与建筑等 。

　　天津大学新工科教育中心主任、机械学院教授顾佩华举起手机 ， 对学生们说 ， “10多年前 ， 我们让学生把录音机拆了再装 ， 理解各个零件的功能 ， 提出改进想法 。 而今天的手机已经如此复杂 ， 拆装后理解其功能就困难多了 ， 希望你们将来能设计并制造出更智能和创新的产品 。 ”

　　这门课采用了完全不同于传统的教与学的方式 ， 教师讲授、学生实践、师生研讨各占课时的三分之一 。 课程伊始便下达项目“任务书” ， 140名学生分散在24个小组里 ， 必须在整个学期中通力协作 ， 最终每个小组都要拿出符合考核指标的“物流循迹小车” ， 才能拿到课程成绩 。

　　这种颠覆传统课堂的方式 ， 给师生都带来了巨大挑战 。 尽管这140名学生们都是经过层层选拔出来的非常优秀的年轻人 ， 但这两个月的学习 ， 已经让他们吃到了一些苦头 。 他们每天都不得不努力适应全新的学习生活 ， 包括学着克服自学各种知识的苦恼 。 让他们头疼的还有 ， 课堂上必须要站在台上向大家完成汇报 。

　　老师们吃惊于学生极强的可塑性 。 天津大学机械学院副教授康荣杰说 ， 传统的教学都是先讲理论 ， 再谈应用 。 现在可以说是理论学习和实践操作同步 ， “你学的理论马上能用 ， 而你要做成这件事又必须要自己去找理论继续学习” 。

　　起初老师们担心：现在这一门课相当于从前4-5门课的内容 ， 学生可能难以适应 。

　　老师会在课堂上把下一堂课的要点提示给学生 ， 对一些关键问题作出适当引导 。 以智能小车为例 ， 老师会特意把一些路线和传感器的设计方法告诉学生 ， 比如用感光的方式指引小车前进 。

　　出乎老师的想象 ， 在下一堂讨论课上 ， 一位学生提出了更好的解决方案 ， 即可以用摄像头视觉识别的方式来牵引小车 ， 并给出了一些具体实现的思路 。

　　00后的这些表现让老师非常惊喜 ， 康老师认为：“这也从另一个角度激励了老师 。 ”

　　事实上 ， 为了打磨好这个小小的智能派送车项目 ， 院士和教授们多次开会 ， 选择的项目既要符合社会经济发展的需求 ， 又要能把多学科知识集成在一起 ， 还要在学生能力范围内 ， 具有可操作性 。

　　康荣杰坦言 ， 高校现有教学体系已沿用了三四十年 ， 教材、培养方案以及教师的知识体系都比较陈旧 ， “我们不能再用老一套的东西培养年轻人” 。

　　这门课程的牵头人、天津大学机械学院副院长孙涛教授认为 ， 老师授课要打破过去各讲各块、考完就完的状态 ， 必须要重新梳理知识点 ， 围绕项目需求重新设计课程、备课 ， 同时不断更新自己的知识储备 ， 并要准备好随时应对学生们提出的各种问题 。

　　“这让一些习惯了现有授课方式 ， 甚至一门课已经讲几十年的老师感到不适 。 ”孙涛说 ， 但这就是新工科的教学要求 ， “你给学生下项目任务书 ， 老师得先自己把项目做一遍 。 ”孙涛粗略算了算 ， 在新工科平台上的学生 ， 大学4年至少要完成20个项目 。

　　实施“项目制”教学 ， 正是天大新工科建设方案的特色之一 。 其目标就是培养面向工业界、面向世界、面向未来的卓越工程科技创新者、领军者和领导者 。

　　每周二上午是这门课授课教师们雷打不动的“集体备课”时间 。 康荣杰发现 ， 不少学生在课下自学了不少内容 ， 课间他们会围上来提问 ， “这在以前的课堂上几乎看不到 。 ”康荣杰认为 ， 原因就在于新课程让学生们有“目标” ， 知道自己要学什么、学的知识有什么用 。

　　颜畅也在课堂上很快找到了“感觉” 。 她在小组学习中负责需求分析、设计问卷、调研“客户”需求 ， 为此她需要从推荐书目中的《产品设计与开发》中查找相关章节自学 ， 并且每周开“组会”讨论进展 。

　　据介绍 ， 未来 ， 平台将充分尊重学生志趣 ， 为学生提供更自主的学习空间、更自由的专业选择 。 新工科的学生可选择智能制造、人工智能、自动化、电子科学与技术等多个专业中的一个专业作为主修专业学位 ， 并可同时选择另外一个专业作为辅修学位或微学位 。

　　他们还将实施本研贯通培养机制 ， 在本科阶段 ， 学生可以选修研究生课程 ， 还有机会提前进入研究生实验室与研究生一起参与科研项目 ， 考核优秀的学生可选择天津大学优异生培养计划 ， 实施本硕博连读 。

　　“世界变化太快了 ， 许多产业正在被颠覆 。 你教的学生就要适应变化的未来世界 。 ”在天津大学党委书记李家俊看来 ， 这就是高校教育改革的核心 。

　　中国青年报·中国青年网采访人员 胡春艳 通讯员 刘晓艳 来源：中国青年报


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