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華南理工大學(xué)學(xué)生參加全國大學(xué)生機器人大賽 華軒攝

2019年5月，華南理工大學(xué)正式發(fā)布實施“新工科F計劃”?！癋”代表“Future（未來）”。兩年來，學(xué)校聚焦未來技術(shù)，通過理念再深化、平臺再拓展、機制再突破、教學(xué)再創(chuàng)新，努力探索“新工科”人才培養(yǎng)的新路徑。

“三力”卓越，確立新理念

教育要面向未來培育人才。如何培養(yǎng)學(xué)生擁有解決未知問題的能力，這是古今中外教育者面臨的重大難題之一。

難，體現(xiàn)在兩個方面：第一，其實我們并不確切知道未來世界的樣態(tài)，如何才能帶領(lǐng)學(xué)生理解一個還沒出現(xiàn)的世界？第二，即使我們能夠把未來世界展示給學(xué)生，過去的知識該如何轉(zhuǎn)換成解決未來問題的能力？這種遷移又是如何發(fā)生的？我們至今并不十分清楚。

關(guān)于未來，人們的共識是，它將遠比現(xiàn)在更具復(fù)雜性和綜合性。人工智能、大數(shù)據(jù)、量子信息和生物技術(shù)等新科技催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)，重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖，重塑全球經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，全球已進入科技、制度與人才的全方位競爭時代。這些變化都將從根本上影響和重塑教育。當(dāng)前，培養(yǎng)引領(lǐng)未來的人，已成為世界一流大學(xué)的共識。

在我看來，面對未來世界的多樣性和不確定性，引領(lǐng)未來的人應(yīng)具有以下特質(zhì)：首先，具備強大的自我學(xué)習(xí)能力。未來的不確定性需要學(xué)生自己去探索，教育要幫助學(xué)生在面對新問題時、想要學(xué)習(xí)時，能夠?qū)崿F(xiàn)自我學(xué)習(xí)。其次，擁有強大的思想力。思想形成判斷，判斷凝聚共識，共識帶來確定。正是在不斷思考、探索和質(zhì)疑的過程中，人們才能不斷發(fā)現(xiàn)新問題，實現(xiàn)新突破，產(chǎn)生新創(chuàng)造。再其次，能夠在真實世界里采取有效行動。學(xué)習(xí)和思考很重要，但最終改變世界的是人們的實踐與行動。

只有擁有學(xué)習(xí)力、思想力和行動力的人，才能在未來的不確定性中找到前行的方向。同時，這三者不是簡單地相加，而是相乘，其結(jié)果便是創(chuàng)造力。即：創(chuàng)造力＝學(xué)習(xí)力×思想力×行動力。

為培養(yǎng)“三力”卓越的工科領(lǐng)軍人才，要樹立三個理念。一是“以學(xué)生成長為中心”的教育理念。把“三個最大限度”作為人才培養(yǎng)質(zhì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)：最大限度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、積極性、創(chuàng)造性和好奇心，最大限度培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析和解決問題的綜合能力，最大限度地促進學(xué)生的個性發(fā)展與學(xué)生主體性的構(gòu)建、弘揚與提升。

二是“為未知而教，為未來而學(xué)”的教學(xué)理念。教師教學(xué)要從傳授知識，轉(zhuǎn)為幫學(xué)生學(xué)會如何學(xué)習(xí)、工作、合作、生存，從而適應(yīng)未來不確定性所帶來的挑戰(zhàn)。學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)要從應(yīng)付考試，轉(zhuǎn)為通過個性化自主學(xué)習(xí)，使自己在德、智、體、美、勞等方面得到全面、和諧、充分的主動發(fā)展。

三是“實踐驅(qū)動”的學(xué)習(xí)理念。實踐是認識的來源和目的，更是認識發(fā)展的動力。學(xué)生在“實踐”中，可以提升問題意識、批判性思維、獨立思考能力，提升動手能力和溝通合作能力，鍛煉堅韌意志品質(zhì)。隨著“實踐”的復(fù)雜性逐漸提高，學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)可以形成“螺旋式發(fā)展”，并最終取得自我突破。

開放融合，構(gòu)建新平臺

新工科人才不但要在某一學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域?qū)W業(yè)精深，還要具有“學(xué)科交叉融合”的特征。傳統(tǒng)的學(xué)科劃分能夠讓更多人在有限時間內(nèi)，較快地學(xué)習(xí)、掌握某一學(xué)科專業(yè)的基本范式、知識能力。但這種教育模式往往過于強調(diào)專業(yè)和細節(jié)，學(xué)生的知識和思維容易局限在專業(yè)空間里，不利于培養(yǎng)創(chuàng)造性人才，已越來越不適應(yīng)社會發(fā)展的需求?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)首先要打破學(xué)科壁壘，構(gòu)建一個多學(xué)科交叉、開放融合的學(xué)科專業(yè)平臺，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)跨學(xué)科思維，幫他們練就在多學(xué)科空間觀察、思考、解決問題的能力。具體來說，我們采取了三個辦法。

一是建設(shè)跨學(xué)科學(xué)院。學(xué)校把廣州國際校區(qū)定位為“工科領(lǐng)軍人才培養(yǎng)試驗區(qū)”，聚焦國際前沿，圍繞國家和粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)所需，整合學(xué)科資源，主動布局了一批新工科學(xué)院。這批新工科學(xué)院不再以傳統(tǒng)學(xué)科劃分來設(shè)置專業(yè)，而是面向世界科技前沿和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新興交叉領(lǐng)域，包括智能制造、集成電路、生物醫(yī)藥、量子科技、新材料、新能源等新興工科。學(xué)校對這些學(xué)院充分賦權(quán)，一院一策，突出“高精尖缺”導(dǎo)向。學(xué)校面向全球招引人才，實行具有中國特色的預(yù)聘長聘終身教職制，打造國際一流的師資隊伍。

二是促進學(xué)科交叉融合。產(chǎn)業(yè)向價值鏈高端發(fā)展，對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才提出新需求。學(xué)校通過加強理科基礎(chǔ)和開放共享，促進已有工科專業(yè)交叉發(fā)展。如“醫(yī)學(xué)影像學(xué)”專業(yè)通過“工學(xué)+醫(yī)學(xué)”的學(xué)科交叉，培養(yǎng)具有醫(yī)工結(jié)合特色和科研發(fā)展?jié)撃艿尼t(yī)學(xué)影像診斷人才。

三是打造一批微專業(yè)。學(xué)校瞄準(zhǔn)未來技術(shù)、未來產(chǎn)業(yè)與數(shù)字經(jīng)濟，開辦了人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)等微專業(yè)。每個微專業(yè)設(shè)置約5門課程，鼓勵學(xué)生輔修，為學(xué)生未來發(fā)展創(chuàng)設(shè)更多可能性。

協(xié)同育人，集聚資源優(yōu)勢

在現(xiàn)代社會，大學(xué)早已不再是知識生產(chǎn)的單一主體，大學(xué)、政府、市場以及企業(yè)、社會公眾，都已成為知識生產(chǎn)、培養(yǎng)新工科人才的重要主體。我們積極推進產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人，形成了特色鮮明的人才培養(yǎng)“華工模式”。根據(jù)新工科人才培養(yǎng)要求，我們又對“華工模式”進行了進一步完善。

做實科教深度融合。學(xué)校將科研平臺全部面向本科生開放，通過強化科研滲透教學(xué)，平臺建設(shè)支撐人才培養(yǎng)，課題研究驅(qū)動高質(zhì)量學(xué)習(xí)。同時，廣州國際校區(qū)通過“學(xué)院+高端研究院”，探索科教深度融合新模式。學(xué)校以高端研究院為平臺，吸引高層次國際化人才。這些高層次人才一方面依托“高端研究院”，開展前沿交叉研究、培養(yǎng)研究生；另一方面，依托“學(xué)院”開展本科生教學(xué)，研發(fā)新興交叉學(xué)科課程，從而形成“科研—教學(xué)—學(xué)習(xí)”連接體。本科生在大二就開始參加教授們的課題組，大三就可以選修研究生的必修課；研究生則通過至少一年的本科助教經(jīng)歷，訓(xùn)練課堂教學(xué)基本技能，為日后勝任教學(xué)科研崗位夯實基礎(chǔ)。

深度拓展校企協(xié)同。學(xué)校與地方經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)系緊密，引入企業(yè)資源，校企共建專業(yè)、共創(chuàng)平臺、共育優(yōu)才。比如，引入產(chǎn)業(yè)資源建設(shè)微電子學(xué)院和軟件學(xué)院，形成以“工程認知—校企模塊課程—企業(yè)學(xué)習(xí)”為進階的課程群。與科大訊飛、大疆等龍頭企業(yè)，共建聯(lián)合實驗室和“未來創(chuàng)新實驗室”，搭建多學(xué)科交叉融合的科學(xué)猜想平臺，激勵學(xué)生探索未知。與龍頭企業(yè)合作設(shè)立“特色教改班”，校企共同制定培養(yǎng)目標(biāo)、建設(shè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容、實施培養(yǎng)過程、評價培養(yǎng)質(zhì)量，共同培養(yǎng)新工科人才。

創(chuàng)新國際協(xié)同育人。學(xué)校廣州國際校區(qū)每個學(xué)院均采用“中方為主、國際協(xié)同”方式，攜手全球排名前100或?qū)W科排名前50的世界一流大學(xué)，開展“一對一”“一對多”深度合作，培養(yǎng)具有國際視野的新工科人才。一方面，積極引進國際先進教育教學(xué)理念和教學(xué)資源，構(gòu)建國際同質(zhì)等效的課程體系；另一方面，積極探索現(xiàn)代書院育人模式，全面實施“學(xué)業(yè)導(dǎo)師+成長導(dǎo)師”制，構(gòu)建“學(xué)院+書院”的育人一體化格局。

支持師資融合發(fā)展。為讓學(xué)生真刀實槍地提升實踐、技術(shù)創(chuàng)新能力，學(xué)校大力支持教師雙聘，要求每一位教師在每一個聘期至少指導(dǎo)一個雙創(chuàng)項目，接收至少一名本科生，鼓勵教師把課堂建在企業(yè)上、生產(chǎn)線上。學(xué)校還將成功企業(yè)家、產(chǎn)業(yè)投融資專家、資深工程師請上講臺，開設(shè)校企聯(lián)合創(chuàng)新班、校企合作課程等。

個性多元，完善教學(xué)新體系

在人工智能賦能教育發(fā)展的背景下，教育將發(fā)生“三個轉(zhuǎn)變”：一是教育范式從“教師教什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)什么”；二是教師角色從知識講授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)指導(dǎo)者，教師將主要通過精心設(shè)計學(xué)習(xí)活動、資源、問題、工具等，幫學(xué)生深刻理解和內(nèi)化知識；三是學(xué)生從知識的被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)者。

我們充分用好課堂教學(xué)這一主陣地，努力為所有學(xué)生提供個性化成長路徑。

創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容。人工智能是推動和引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的基礎(chǔ)性要素。學(xué)校加強人工智能通識教育，強化人工智能基本技能培養(yǎng)。如面向全體學(xué)生開設(shè)“小白學(xué)人工智能”通識課程，使學(xué)生能夠從數(shù)據(jù)、算法和計算力三個方面來理解人工智能的發(fā)展，體驗和理解深度學(xué)習(xí)的原理和特點，了解人工智能行業(yè)的最新應(yīng)用和發(fā)展趨勢。學(xué)校還要求專業(yè)課程增加“+大數(shù)據(jù)”“+人工智能”等跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。

讓線上線下混合式教學(xué)成為“新常態(tài)”。今后，高校的課堂將會更多地采取“線下教學(xué)+線上教學(xué)”的混合式教學(xué)場景切換模式。這種方式既可以保留傳統(tǒng)教育所特有的大規(guī)模班級結(jié)構(gòu)特點，又能夠滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，教育公平、因材施教兼而得之。

借鑒人工智能深度學(xué)習(xí)的范式。人工智能深度學(xué)習(xí)范式指的是，人工智能通過深入挖掘分析數(shù)據(jù)，破解問題，表達數(shù)據(jù)，提取特征，掌握“特征”和“任務(wù)”之間的關(guān)聯(lián)，并從簡單特征中提取復(fù)雜的特征。學(xué)校將這一學(xué)習(xí)范式移植到課堂教學(xué)和學(xué)生科研訓(xùn)練中，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)、思維能力。如在第一課堂大力推行探究式教學(xué)，在第二課堂構(gòu)建“國家—省級—校級—學(xué)院”四層次大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目體系，以及以“一院一賽”為核心的學(xué)科競賽體系，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生基于問題、項目、競賽開展學(xué)習(xí)。

（作者系華南理工大學(xué)校長、中國科學(xué)院院士）