面向新工科 建设高新课程群

　　北邮校长乔建永在信息化助力“金课”建设教学观摩活动上发言。

　　北邮教师开展“高新课堂”教学。

　　北邮学生佩戴虚拟现实眼镜进行实验。

　　(资料图片)

　　“十三五”以来，我国积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，启动了新工科研究与实践项目，力图探索迎接第四次工业革命的中国工科建设新模式。

　　2020年新冠肺炎疫情暴发以来，新工科建设的内外部环境发生了巨大改变。如何在新的变局中深入分析、准确识变、主动求变，是后疫情时代新工科建设必须直面的问题。新工科建设需要理念，更需要脚踏实地的探索。

　　面对变局中的不确定性，我们唯有按照新工科建设的方向要求，进一步下沉改革重心，从面向未来的课程群建设抓起，才能取得新的突破。

　　创新驱动助推面向未来的新工科建设

　　进入后疫情时代，以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局正在形成，它必将倒逼国家加大对基础研究、基础学科的支持和投入力度。同时，产业的转型升级呼唤学科交叉融合，倒逼大学不断打破学科壁垒，促进科学和技术之间、学科之间、技术之间的深度交叉融合，推动原创性、系统性、引领性研究取得突破。协同创新成为前所未有的动力源，学校通过内部协同，与科研院所、企业和政府等协同，实现人才、资本、信息、技术的优势互补，促进创新要素的深度融合。

　　“十三五”期间，我国高等工科教育在服务国家重大战略需求、引领行业产业发展、解决“卡脖子”核心技术问题等方面，作出了一系列积极贡献，但其学科体系、专业体系、课程体系的布局和内涵还不能满足经济社会快速发展的客观需要。在后疫情时代新的战略机遇期，我们有必要站在百年未有之大变局的高度，科学审视学科演化的辩证逻辑和历史逻辑，切实促进教育链、人才链、产业链和创新链的有机衔接，从而应对科技和经济领域各种形式的竞争和挑战。

　　我国高等工科教育是在国家工业化和信息化过程中由小到大、由弱到强，逐步发展壮大起来的，它也必将伴随着产业格局的新一轮变化而快速发展和演变。面对新形势和新要求，我们要始终与国家发展和民族复兴同向同行，坚持以创新驱动助推国家经济、点亮产业未来，这必然是我们思考新工科建设的基本出发点。

　　首先，我们要把原始创新能力提升摆在更加突出的位置。大学肩负着点亮未来灯塔之使命，要引领社会的前进，提升基础研究和原始创新能力必然是题中之义。当前，国际竞争正向基础研究竞争前移，科学探索不断向宏观拓展、向微观深入，交叉融合汇聚不断加速，一些基本科学问题孕育重大突破，可望催生新的重大科学思想和科学理论，产生颠覆性技术，迫切需要进一步增强源头创新，实现原创成果的重大突破。当然，高等工科教育不仅要支持纯粹由好奇心驱动的基础研究(即波尔象限)，更要支持应用引发的基础研究(即巴斯德象限)。近年来，北京邮电大学出台了《北京邮电大学提升科技创新能力行动计划(2019—2025)》，启动实施“基础研究培育计划”，设立“基础研究原始创新和学科交叉研究基金”。新冠疫情暴发以来，学校又启动了“0—1学术沙龙”，推动系统论、信息论、博弈论和控制论的“四论融合”研究，广泛征集面向“十四五”的重大科学和技术问题，目的就是要进一步聚焦重点方向，开展长期研究，挑战最前沿科学问题和关键核心技术中的重大科学问题，同时也为新工科建设注入新的科技活力。

　　其次，我们要提供更多关键核心技术供给，助力产业抢占发展制高点。关键核心技术是“国之重器”，对推动国家经济高质量发展、保障国家安全具有十分重要的意义，是高等工科教育使命担当的体现。关键核心技术是买不来的，自力更生是中华民族屹立于世界民族之林的奋斗基点，自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路。我们要增强自信，脚踏实地，敢于走别人没走过的路，努力为实现关键核心技术自主可控贡献中国工科教育的智慧和力量。北邮近三年牵头承担国家重点研发计划项目20余项，一批成果转化落地、实现应用，在服务产业中取得丰硕成果，为新工科建设积累了必不可少的前沿探索经验。

　　再其次，我们要加强创新人才教育培养，促进产学研深度融合。人才培养永远是大学的核心使命。将教育教学与科技创新形成的科研成果，转化为服务于国家、产业和地方发展需求的智力供给，将社会服务中获取的资源、信息、技术和成果，转化为服务于学校教育教学和科学研究的有效资源，这应当是高等工科教育迭代循环发展的科学之路。近年来，我们积极开展校地、校企合作，结合行业产业发展需求，打造产业创新研究院和联合创新中心，旨在围绕产业链构建创新链，围绕创新链配置资金链，围绕创新链组织人才链。同时，我们在创新人才培养机制方面也做了一些新的尝试。比如，同华为公司合作成立了“北邮—华为学院”，开展引领支撑产业发展的原创基础理论研究、前沿技术探索和拔尖创新人才培养。

　　系统性变革带来新使命新机遇新挑战

　　进入后疫情时代，随着双循环新发展格局的形成，高等教育对经济社会发展的作用必将从基础支撑向支撑与引领并重发展。经济发展从依靠资本转向更多地依靠人才，这就要求高等教育提供最为需要、最为可靠的智力支撑。经济发展从依靠资源转向依靠创新，高等教育要发挥在国家创新体系中的主体作用。

　　我们要深刻认识高等教育地位作用变化赋予的新使命。坦率地说，每一所大学对标上述要求都有很大距离，但这种差距恰恰是大学新一轮发展和质量提升的巨大空间，对高等工科教育既是机遇也是挑战。

　　我们要深刻认识高等教育教学模式变化带来的发展机遇。线上教育和线下教育实现深度融合，是新形势尤其是后疫情时代环境下，对大学教学模式的客观要求。移动通信技术的每一次革新都会带来高等教育的深刻变化。当前，我国已经进入5G时代，甚至即将进入后5G时代。5G推动了以学习者为中心的全新教育生态构建，为实现线上线下教育深度融合提供了强大的技术支撑。新冠疫情的蔓延使传统课堂教学受到了根本性挑战，线上教学实现了更为明显的快速发展，线上教学与线下教学相结合逐步成为一种教学新常态。从长远来看，在线教学绝非仅仅是应对疫情的应急之举，很可能引领大学教学步入一个崭新的时代。

　　我们要深刻认识高等教育办学格局变化引发的系统性变革。当今世界，以信息科技革命为先导，以互联网、大数据、人工智能等为代表的全方位科技革命与产业变革正在引发世界格局的深刻调整，催生着大量新产业、新业态、新模式，给经济社会发展和人民生活带来重大而深远的影响，有的影响甚至是颠覆性的。因此，我们的人才培养目标、专业结构和课程体系都应随之调整，推动教学方式互动化、智能化，推动培养模式个性化、特色化，以适应科技发展的新变化，顺应这一不以人的意志为转移的发展大势。只有这样，我们才有可能在新工科建设中培育出自己的特色，探索出具有时代特色的新工科建设路径。

　　重新构建高新课程为牵引的课程体系

　　2017年4月的“天大行动”明确了新工科建设既是当务之急，也是长远之策。其中特别强调：问产业需求建专业，构建工科专业新结构;问技术发展改内容，更新工程人才知识体系;问学生志趣变方法，创新工程教育方式与手段。

　　坦率地说，新冠疫情发生之前我们对于新工科理念的研讨和认识是充分的，在打通专业隔断、促进学科交叉融合方面有大量积极的探索，但教学改革目标仍然偏于方向性指引，改革方案不系统、不完整，更缺少课堂层面的深入改革。疫情发生后，新工科建设的内外部环境发生了巨大变化：双循环新发展格局向高等教育提出了战略性的新要求;大量“卡脖子”科技问题对应的学科亟须获得超常规发展;西方敌对势力把科技问题政治化，给国际交流与合作设置了巨大障碍……这些都需要我们直面任务与困难，重新思考和研究新工科建设的目标与路径。毋庸讳言，对既有共识、行动、指南的再思考和再研究必然会遇到大量的不确定性。进一步下沉改革重心，着力夯实面向新工科的课程群建设，一定是当前应对不确定性的正确选择。

　　纵观人类发展史，高等教育总是随着历史的发展而演变。第一次工业革命催生了高等教育的第一次革命，形成了延续至今的专业化教学的基本教学模式。新的科技、经济和教育发展必然要求高等教育作出革命性的大变革，这场革命带给我们的不仅仅是人才培养计划层面的调整，更是深入到课程教学内容层面的课程革命，它是构成新工科建设的基本单元。

　　面对这一形势，我们提出思教、科教、创教、产教“四融合”的教学改革理念，以此为指导全面修订人才培养计划，构建面向新工科的高新课程群。高新课程群建设无疑会推动专业转型、升级和换代，但它绝对不是专业的泛化。亚当·斯密在《国富论》开篇就阐述了分工的重要性，他指出了分工有三方面好处：提高人的劳动熟练程度和判断力;节约工作环节之间的转换时间;增加发明新工具的可能性。分工是市场规模扩大的结果，它促进了技术进步与创新，推动了经济发展，经济发展反过来又使得市场规模进一步扩大，从而进一步细化分工……如此反复，就是经济良性发展的整个过程。大学的专业化发展是第一次工业革命的产物，是第一次高等教育革命的划时代成果。由于上述经济发展规律没有改变，大学的专业化发展道路也不会改变。在北邮2021年版本科专业培养方案中，我们进一步聚焦后疫情时代国际科技前沿和国家重大需求，按照人才培养目标科学设置高新课程群，相关高新课程全面覆盖重要基础课程和专业核心课程，构建起以高新课程为牵引的多类型、多维度、多样化课程体系。

　　课程教学内容是高新课程群建设的基础。事实上，教育界早就关注到第四次工业革命对高等教育影响的深入性。几年前，教育部就提出打造“金课”、淘汰“水课”的明确要求。如何判定“金课”“水课”应该是大学管理者和教师必须回答的问题。我们必须直面立德树人这一根本任务，坚持党的教育方针，坚定不移地建立“以学生为中心”的教学组织模式。这种教学组织模式要解决的是教师教什么和学生学什么的问题。美国著名经济学家萨缪尔森曾经说过：学习经济学是再简单不过的事了，你只要掌握两件事，一个叫供给，一个叫需求。短期需求决定供给，凯恩斯主义成立;而中长期供给决定需求，萨伊定律成立。这一科学思维可以引导我们更加理性地思考“教”与“学”之间的关系。单纯从模型论的角度看，二者之间的关系也可以抽象为“供给”与“需求”之间的关系。其实教学内容的问题也有一个短期和长期判定问题。短期是社会和科技存在决定教学内容，长期是社会和科技进步决定教学内容，这二者必须有机统一起来。这个认识可以启发我们更深入地思考“金课”和“水课”的判别标准，这正是北邮提出建设高新课程的基本标准。“高在原理、新在应用”的标准，就是从社会和科技的存在与进步两个方面来科学设计课程内容。目前我们对标科技、经济和教育发展的新要求，按照“四融合”的教学改革理念，把高新课程群分为六大类：基础课程类、专业课程类、学科交叉课程类、线上课程类、虚拟仿真实验类、创新创业实践类。按照注重理工融合、坚持科教融合，提升高阶性、突出创新性、增加挑战度的建设思路，在课程内容上体现前沿性和创新性，同时兼顾传承性和基础性。

　　课程教学模式是高新课程群建设的有效抓手。放眼国内外新一轮教学改革，一个突出特点是教学模式和教学内容改革同步推进。新工科建设是面向科技、经济和教育新要求的一场根本性变革，这种变革给传统教室功能提出了前所未有的新要求，一名教师面对几十名学生的分身乏术，理论教学与实验课分离的效率低下，纸质教材的稳定性与数字文献的易变性之间的矛盾，都是在传统教室里难以克服的困难。用新技术克服这些困难给大学和教师都提出了革命性的新要求。基于这样的认识，北邮以思想建设为引领，以科技突破为驱动，以“双创”教育为抓手，以产业需求为导向，全面启动了高新课程、智慧教室、教师教学能力建设的“三个贯通”教学改革计划，其中基于云平台的智慧教室建设成为课堂教学模式改革的强力支撑。我们以“重构教学空间、丰富教学模式、促进高效学习、引领教学创新”为目标，引进ICT(信息与通信技术)最新技术，采用技术与教师结合、技术与内容融合、试点与推广结合的方法，推动智慧教学方法的实践。目前，我们以教学云平台为基础整合各类教学应用软件，建立了数据互联互通、资源开放共享、业务协同联动的机制，初步构建起“课程中心—学习中心—资源中心—数据中心”信息一体化平台。已经开发出应用互动研讨型、VR(虚拟现实)型、5G全息远程互动型、5G虚拟演播直播型、示范教学型等多种具备现代科技功能的智慧教室，探索理工类、经管类、人文类、艺术类等“学科特色型”的智慧教学，有效推动了以学生为中心的教学组织模式的改革。

　　教师教学能力是高新课程群建设的关键，教师创造力是推动课程改革的根本动力。高新课程群建设是新一轮科技革命和产业变革的客观需要，但其教学内容和教学方式要由教师来决定和实施。基于这一认识，按照“四融合”的教改理念，我们在“三贯通”教学改革实践中把教师教学能力的提升放在重中之重的地位。毫无疑问，高新课程建设过程中教师肯定要付出更多的工作量，但高新课程建设过程绝对不是教师简单付出的过程。教学相长，教师和学生都会在高新课程教学中获得新知识，取得新进步。那些在科教融合、理工融合、产教融合中有见解、有热情的教师带头建设高新课程，将会给产业和行业的技术进步注入新的创造力。

　　第四次工业革命的浪潮推动了教师角色重构、教学内容重整、教学方法转型、教学环境重组等变革，引发了人工智能、虚拟现实、仿真实验等新技术在教学中的应用。面对这样的变化，《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》印发，对新时代教师队伍建设作出了顶层设计，促进教师“主动适应信息化、人工智能等新技术变革”，“推动信息技术与教师培训的有机融合”。新时代高校教师必须成为落实党的教育方针的模范，必须成为信息化教学的优秀设计者，主动探索面向新工科的教育教学规律和与之相适应的教学方法。

　　我们依托学校教师教学发展中心推出教师教学能力考评认证制度，以培养培训为关键点提升教师教学能力和信息化素养，支持高新课程建设。在教改实践中我们体会到，制度比号召更重要。在广泛组织动员教师投身“课改”的同时，学校出台了高新课程建设的目标、标准、方案和激励措施，把组织措施固化成持续产生作用的体制机制。这一机制有效促发了教师通过竞争开发高新课程的热情，激发了教师投身高新课程建设的主观能动性。该机制还进一步凝聚起教师、学科带头人以及企业工程技术专家合作开展教学研究和教学改革，群策群力开发高新课程的积极性。

　　实践证明，合作能集聚力量、启发思维、开阔视野、激发创造性，这是面向新工科的高新课程建设的持续动力。

　　(作者系北京邮电大学校长乔建永)

　　(正文结束)