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曾勇:以本为本,立德树人,奋力推进一流工程教育建设
2018-10-19
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作者:

电子科技大学校长曾勇教授

  2018年10月19日,中国高等教育博览会(2018·秋)主旨论坛“第三届中国高等工程教育峰会”于成都隆重举办。电子科技大学校长曾勇教授在本次峰会上发表主题报告。在报告中,曾勇对当前智能化的新技术时代进行了介绍,并总结了高等工程教育对此做出的应对和改革,以及电子科技大学进行的一些初步实践。

  一、智能化的新技术时代

  当前,我们已经进入了一个新的技术时代,其最大的特点是智能化。从历史上来看,工业革命是由工程科技引起的,工程科技可以说是推进人类进步的发动机,是产业革命、经济发展和社会进步的有力杠杆。第四次工业革命是以人工智能为标志的,本世纪50年代首次提出,具有科幻般的概念,现在正在进入飞跃时代,成为全球科技的焦点。

  人工智能成为现在技术和产业的焦点有很多因素。计算能力的提高使得量变引起质变,网络数据的可获得性提高,加上各项技术的综合集成,使得人工智能现在成为了产业变革的突破口。世界各国也纷纷将人工智能作为了未来国家竞争的关键赛场,实施了一系列的战略计划。据报道,MIT计划投资10多亿美金建设一个新的学院,专注于计算机科学和人工智能。

  我国也顺应时代的变化,推出了若干举措。在2017年7月,国务院提出了《新一代人工智能发展规划》,对我国人工智能的发展做出了总体部署。2017年12月,工信部提出了《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》,进一步推动人工智能产业的形成。今年,李克强总理的工作报告中也提出了,加强新一代人工智能研发应用。4月份,教育部出台了《高等学校人工智能创新行动计划》,提出了有18个重点任务,关于人工智能的人才培养体系、科技创新体系提到了议事日程。我国的人工智能发展战略顺应国家大势,服务国际经济发展,驱动产业变革。

  一方面,在人工智能兴起的时候,我们要非常清楚的知道,人工智能是高度复杂跨学科的领域。在此背景下,工程教育和国家的创新能力也面临着一些重大的挑战。在《2017—2018年全球竞争力报告》中,中国的综合竞争力排名第27位。虽然在市场规模和宏观经济指标上表现比较突出,但总体来讲,还需要持续提高技术水平,坚持创新发展。另一方面,今年7月清华大学报告指出,我国在人工智能行业有约1.8万人才,占世界总量约9%,仅次于美国;但杰出人才还严重不足,关键核心技术急需突破。中国的各个高等院校纷纷成立人工智能学院和研究院,也是为了适应人工智能新的变化趋势。

  二、高等工程教育的应对和改革

  2017年10月,中国工程教育质量报告指出,我国的工程教育还需要进一步深化;顶层设计、产学研深度和广度需要进一步提高;规模和结构方面,也存在传统工科专业结构性过剩问题;能够适应新产业和制造业的人才也存在缺口。我国的工程教育还需要进一步适应新产业,工程教育理念也需要进一步更新。

  面对时代的要求,工程教育也做出了应对。高等工程教育与产业的发展是紧密相关的,从教育的模式上来看,前三次工业革命,分别经历了工程教育模式从技术模式到科学模式,再到工程模式的过程。第四次工业革命,工程教育模式应该怎么变革,还在探讨之中。这里涉及到了多种多样的问题,包括全球问题、国家发展问题、民族工业问题、创新能力问题、跨学科交叉融合和集成的问题。高等工程教育需要面对未来产业实践进行思考和探索。

  国际上一些顶尖学校已经开始了一些探索,例如MIT去年推出的新工程教育变革。该变革是为了适应未来的产业,未来新的机器系统,面对未来工程,采用跨学科教育的方式来激发学生的参与精神。MIT以学生为中心变革教育模式和教育方式,以培养学生的思维方式为重。2013年,斯坦福大学也提出了《斯坦福大学2025计划》,从知识传授第一、能力第二,变成了能力第一、知识第二,目的是为了培养具有大胆探索创新精神的未来领导者,具有使命感和时代担当的人才。

  中国已经成为工程教育规模世界第一的国家,工程教育正处于由大变强的关键时期。工程教育的质量事关国家硬实力与软实力的提升。为此,我国自2016年开始启动的“新工科”建设,今年进行了项目发布和认定,意味着中国新工科建设进入实施阶段。在今年,教育部推出了“六卓越一拔尖计划2.0版本”,其中就有卓越工程师培养计划。

  三、电子科技大学的初步实践

  在全国教育大会上,习近平习总书记提出,培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是一个根本性的问题。电子科技大学成立之初,是为了发展中国的民族电子工业而成立的第一所无线电大学。从成立之日起,学校就把人才培养与民族电子工业和国家民族的未来联系在一起。学校的人才培养目标是,培养具有家国情怀、全球素养、知识综合与集成创新能力,能引领未来学术前沿、科技与社会经济发展的创新引领者。为了实现这一目标,“价值塑造、启迪思想、唤起好奇、探究知识、激发潜能、个性发展”六位一体,进行了以下几个方面的实践。

  首先,非常重视师资队伍建设。今年,在全校实施了人才优先发展战略。专门针对为本科生上课建立了一系列的制度和体系,特别是杰出学术人才为本科生上课的制度,打造了一个追求卓越的教师荣誉体系和激励约束机制。其目的是培养和造就一批师德高尚、学术卓越的高水平师资队伍。

  其次,电子科技大学进行了学科调整,本科教育讲究专业,而学科是所有专业的基础。今年,在学科方面,电子科技大学进行了一系列的学院结构调整。此前,由于学校行业特色突出,学科面比较窄,而学院比较多,同样的学科人员分散在不同的学院。目前,把属于同一级学科的教师归到一个学院中。新的学院结构与学科结构相适应,支撑了本科专业发展。把学科的整合和调整,与专业的建设结合在一起。在传统优势专业方面,推进培养质量的国际实质等效工程专业认证。而对于战略新兴产业,对接国家需求,新增布局了智能制造、数据科学与大数据技术、物联网工程、数字媒体技术、互联网金融、人工智能、新能源材料与器件、智能电网信息工程等国家战略发展、社会建设急需的新兴专业和交叉复合专业,逐步形成了围绕“电子信息+”的专业生态圈。

  第三,建设多类型的精英人才培养模式。将原来63个招生专业(类)整合为33个专业(类)进行“大类招生、大类培养”,提供两次转大类转专业机会;进一步夯实学生必备的核心基础,强化大类培养基础上的个性化选择和跨学科教育。

  针对学术型拔尖创新人才培养,实施校院两级学术精英特殊培养计划。在校级层面实施“成电英才计划”,培养具有国际视野和持久竞争力的电子信息和数理基础等领域拔尖创新人才。在院级层面,在18个学院实施了院级精英人才特殊培养计划。

  针对复合创新型行业精英培养,以“电子信息+”为抓手,融入国家战略和区域发展,实施面向“电子信息+行业产业”的“互联网+”复合实验班、机器人特色实验班、智能制造实验班等特色计划;面向“电子信息+经济管理”的管理-电子工程复合培养实验班;面向“电子信息+生命科学”的生物-信息复合培养实验班;积极推进“电子信息+实验艺术”的交叉复合型人才培养。

  针对科技创新型创业精英,学校以支撑创新驱动发展战略、服务经济社会发展为导向,以“电子信息+区域”为指引,以“一校一带”行动计划为抓手,成立创新创业学院,整合校内、政府、企业、校友等创新创业教育资源,打造创新创业教育体系,构建产学研融合的协同培养平台。

  为了顺应人工智能时代的来临,学校还成立了人工智能研究院,力争建设成人才培养、基础科学研究、学科交叉融合、成果应用转化的国际一流平台。英才实验学院还开拓了“人工智能”培养方向,构建本硕博贯通的人工智能人才培养体系。该学院本科生已在人工智能、计算机视觉国际顶级会议上报告或发表论文。

  第四,掀起挑战性研究型教学课堂革命。学校超前谋划,2016年1月已经进行了挑战性研究型教学的系统性改革,着力点就是激发学生的学习兴趣和潜能,从教得好变为学得好,以学生为中心,培养学生的知识综合和系统集成能力。学校建设了一系列研究型课程,对教学内容、教学方式以及考核方式进行改革,希望我们教师能够研究性的教,学生能够研究性的学、挑战性的学从而创新性的做,每类课程实现全覆盖。为了配合教学方法改革,建设了配备智能教学互动系统的82间小班智慧教室。另外一个是我们的实验室教学,建立了“基础实验教学中心—专业实验教学中心—学生科技创新中心—科研重点实验室”“为代表的四梯度”实践教学平台体系。

  我们举两个课程改革的典型案例。一个是经典专业课程“通信原理”,这是一门由国家级教学名师李晓峰教授领衔建设的挑战性学习课程。该课程的选题来自工程实际系统,从设计实现入门级的调频立体声接收机到现代4G通信系统的核心技术OFDM,逐层递进,通过富有挑战的实验项目使学生遭遇困难,发现问题,进而研究问题。教师依托MOOC,开展翻转课堂,通过高强度互动,深度的研讨,帮助学生打通“静态的”理论知识与“动态的”运用方法之间的隔阂,从而解决问题,战胜挑战。另一个案例,航空航天学院面向未来工程师的培养,设计了系统性的“四级设计(4D)跨学科课程群”,该课程群以开放性问题为载体,从1D到4D,设计了多层次学习场景,开放式的活动项目,使学生由简到繁,由单一到复合,达到工程推理、解决问题、团队工作、交流能力和专业知识的有机融合。在复杂问题中没有唯一答案,学生可以进行各种探索,比如针对火星的生存环境应该怎么构造这一问题,学生可以充分发挥想象力、创造力、探索精神,提出不同的技术路线。

  科研不强,创新能力怎么能够培养,一流工程人才怎么能够培养,这就需要杰出人才参与到特别是挑战性项目、跨学科项目的设计,更需要科研团队来参与。仅2017年,学校就有138位IEEE Fellow、长江、杰青等“国字号”“青字号”杰出人才参与授课。

  最后,加强信息技术与教育教学深度融合。学校立项建设了194门在线开放课程,截至2018年6月底,已在“爱课程”中国大学MOOC平台开课54门,其中11门已被认定为国家精品在线开放课程。一大批课程正在实施以学生为中心的智能化、混合式教学改革,强化自主学习和终身学习能力的培养。同时,大力建设示范性虚拟仿真实验教学项目,推动线上线下教学相结合的个性化、智能化、泛在化实验教学新模式。学校努力为高等教育“变轨超车”的跨越式发展,人工智能支撑下的教育新业态贡献成电力量。

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