天津大學組建新工科人才培養校級平臺

天津大學新工科“未來智能機器與系統平臺”的學生們在“智慧教室”上課。趙習鈞/攝

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

       一切都新鮮得讓人興奮，同時也讓她有點發蒙。開學第一課，這位習慣于認真聽課的好學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——“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。顏暢要和同學們在一個學期的時間里，需要邊學習理論、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”平臺首批開設的四門新課之一——《設計與建造》。為了說明這到底是一堂什么樣的課，15名來自不同專業的老師，悉數出現在開課說明會上。

       這恰恰說明了這門課的“新”之所在。學校集合機械、精儀、自動化、微電子、智算學部、數學學院、求是學部、宣懷學院等優勢資源，耗時半年多，精心打磨出一套全新的課程內容和教學體系，嘗試探索一種跨界融合的多學科交叉的工程教育。

       新工科的誕生正是為了追上新技術、新產業和新經濟的快速發展，這個學科“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，誰也沒給出一個統一標準。

       天津大學大膽邁出了第一步。在今年4月天津大學推出的新工科建設方案中，設計了一系列多學科聯合、多方參與的開放式人才培養平臺，除了未來智能機器與系統平臺，還有未來健康醫療平臺、未來智慧化工與綠色能源平臺、未來建成環境與建筑等。

       天津大學新工科教育中心主任、機械學院教授顧佩華舉起手機，對學生們說，“10多年前，我們讓學生把錄音機拆了再裝，理解各個零件的功能，提出改進想法。而今天的手機已經如此復雜，拆裝后理解其功能就困難多了，希望你們將來能設計并制造出更智能和創新的產品?！?/p>

這門課采用了完全不同于傳統的教與學的方式，教師講授、學生實踐、師生研討各占課時的三分之一。課程伊始便下達項目“任務書”，140名學生分散在24個小組里，必須在整個學期中通力協作，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。

       這種顛覆傳統課堂的方式，給師生都帶來了巨大挑戰。盡管這140名學生們都是經過層層選拔出來的非常優秀的年輕人，但這兩個月的學習，已經讓他們吃到了一些苦頭。他們每天都不得不努力適應全新的學習生活，包括學著克服自學各種知識的苦惱。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。

       老師們吃驚于學生極強的可塑性。天津大學機械學院副教授康榮杰說，傳統的教學都是先講理論，再談應用?，F在可以說是理論學習和實踐操作同步，“你學的理論馬上能用，而你要做成這件事又必須要自己去找理論繼續學習”。

        起初老師們擔心：現在這一門課相當于從前4-5門課的內容，學生可能難以適應。

       老師會在課堂上把下一堂課的要點提示給學生，對一些關鍵問題作出適當引導。以智能小車為例，老師會特意把一些路線和傳感器的設計方法告訴學生，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的思路。

         00后的這些表現讓老師非常驚喜，康老師認為：“這也從另一個角度激勵了老師?！?/p>

       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濟發展的需求，又要能把多學科知識集成在一起，還要在學生能力范圍內，具有可操作性。

       康榮杰坦言，高?，F有教學體系已沿用了三四十年，教材、培養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年輕人”。

       這門課程的牽頭人、天津大學機械學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，必須要重新梳理知識點，圍繞項目需求重新設計課程、備課，同時不斷更新自己的知識儲備，并要準備好隨時應對學生們提出的各種問題。

       “這讓一些習慣了現有授課方式，甚至一門課已經講幾十年的老師感到不適?！睂O濤說，但這就是新工科的教學要求，“你給學生下項目任務書，老師得先自己把項目做一遍?！睂O濤粗略算了算，在新工科平臺上的學生，大學4年至少要完成20個項目。

       實施“項目制”教學，正是天大新工科建設方案的特色之一。其目標就是培養面向工業界、面向世界、面向未來的卓越工程科技創新者。

       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?？禈s杰發現，不少學生在課下自學了不少內容，課間他們會圍上來提問，“這在以前的課堂上幾乎看不到?！笨禈s杰認為，原因就在于新課程讓學生們有“目標”，知道自己要學什么、學的知識有什么用。

        顏暢也在課堂上很快找到了“感覺”。她在小組學習中負責需求分析、設計問卷、調研“客戶”需求，為此她需要從推薦書目中的《產品設計與開發》中查找相關章節自學，并且每周開“組會”討論進展。

       據介紹，未來，平臺將充分尊重學生志趣，為學生提供更自主的學習空間、更自由的專業選擇。新工科的學生可選擇智能制造、人工智能、自動化、電子科學與技術等多個專業中的一個專業作為主修專業學位，并可同時選擇另外一個專業作為輔修學位或微學位。

       他們還將實施本研貫通培養機制，在本科階段，學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，考核優秀的學生可選擇天津大學優異生培養計劃，實施本碩博連讀。

       “世界變化太快了，許多產業正在被顛覆。你教的學生就要適應變化的未來世界?！痹谔旖虼髮W黨委書記李家俊看來，這就是高校教育改革的基礎。

騰訊煙臺新工科研究院