
新工科建设是我国主动适应和引领新经济发展,为应对21世纪工程教育挑战提供中国智慧、作出中国贡献的重要举措。2017年,天津大学携手61所高校提出新工科建设“天大行动”。同年,教育部启动新工科建设,其中天津大学首倡“新工科建设路线图”,开拓了工程教育改革的新路径。构建“学校—区域—全国—世界”四级实施体系,率先设计并实施跨界融合、集成共享、系统创新的“天大方案”,获得2022年国家级教学成果奖特等奖。
天津大学机械工程学院面向本科生一至四年级全新开设新工科项目制课程——《设计与建造》,旨在锻炼本科生主动学习、创新设计、学科融合、工程实践等方面能力。该课程集合5个学科的30多名教师,融合原有的12门课程,以智能机器人设计、制造和控制为主线,设计了教师给学生提问题、学生自己提问题、多学科融合的复杂问题及面向产业的真实工程问题4个阶段,贯穿4个年级,进阶提升学生的综合能力,从而创新探索一种跨界融合、多学科交叉的工程教育课程内容和教学体系。
这种颠覆传统课堂的教学方式,给学生们带来更大挑战。除了课堂上边做边学,学生还要利用课下时间自学相关知识,并到智能制造中心持续完善项目。“这门课就是要激发学生的兴趣、培养设计思维、锻炼实践能力,让学生们在实践中学会思考、讨论和合作。”该课程牵头人表示,实施项目制教学,是天津大学新工科建设方案的特色之一。
随着天津大学新工科项目的逐步推进,一系列特色鲜明的教育政策和培养方案已经形成,以“天大方案”为代表的新工科教育“中国方案”带动了人才培养综合改革,催生新时代中国高等教育的新教改、新质量、新体系和新文化,形成内涵实质等效的全球新工科教育的中国模式。新工科人才培养平台,在天津大学已经覆盖了理工类学院的76.5%。不仅天津大学,许多高校在实践探索中涌现出一大批新工科建设优秀典型案例,成为新工科建设的“样板间”。
新工科关注学科交叉和跨学科人才培养,强调产教融合和校企合作,注重培养学生的创新创业能力。因此,天津大学将企业引入课堂,与行业头部企事业单位合作,让企业有机会参与到教学过程中,培养适应多方面需求的综合型、创新型高素质人才。
在天津大学智能制造中心,学生作品比比皆是:针对企业提出的飞机舱内自动装配的项目,学生创新设计了紧凑的并联装配机器人,可在狭小空间中实现舱内零部件的精准、高效装配,已被该企业采购应用;本科生全程参与研发水下滑翔机油囊的折展机构,目前正在围绕仿生水下机器人开展攻关;针对企业提出的骨折复位手术机器人项目,学生创新设计出一种可穿戴的微创骨折手术机器人,目前已向该企业实施专利转化……借助新工科人才培养平台,学生们不仅通过项目制课程培养了创新创业的能力,还通过新工科毕业设计实现成果转化。
“在加快建设教育强国、科技强国和制造强国背景下,新工科对于国家人才培养尤为重要,要准确把握卓越工程师的培养目标、不断深化产教融合协同育人机制、健全新工科教育质量标准与评价机制、建设和完善工程教育多元主体协同治理共同体。”天津大学相关负责人表示。