这一周,学习了无人机教父、大疆董事长李泽湘教授的最新网课《硬科技创业与新工科教育》,课程共4讲,从本次疫情的口罩产业链开始,讲到了我国制造业的现状与困境,指出了制造业突围的方向以及学院派创业者——也就是高校师生创业的生力军地位。李老师回顾了自第一次工业革命以来经济发展与工程教育的发展轨迹,介绍了目前国际领先的新工科培养理念和实践,以南科大、港大的课程展示了新工科的教育方案,以松山湖机器人基地的成功创业案例展示了新工科教育的成果。
1、传统工科:从科技革命说起
在工业革命时期,科技的发展是由少数发明家在作坊或工厂通过大量的试错和实验取得的。1765年,瓦特发明蒸汽机,引发第一次工业革命。德国于1809年成立了洪堡大学——世界上第一所将科学研究和教学相融合的新式大学,打破了大学沿袭修道院教育的传统。在洪堡大学的影响下,美国在19世纪中后期陆续成立了霍普金斯大学和芝加哥大学,20世纪初中国成立了北大和清华。此时的工科教育主要以培养机器操作工为主。
1861年麻省理工MIT成立,创始人Rogers强调这是一所“提供实践和理论训练的科技学校”,其最初也是以培养机器操作工为主,钱学森当时就对其很失望而转到加工理工学习。1950年MIT的G. Brown 教授对比哈佛大学和MIT的人才培养质量之后,意识到扎实的理论基础对于工程人才的重要性,进而推进了工科教育改革。从此之后,工科教育开始普遍采用科学主导工程教育的课程体系,即先从数学/物理/化学课程开始,再到专业基础课程和专业课程。也是目前我国工科教育采用的模式。这种模式为各国的培养了大量的工科人才。
进入信息化社会以来,知识大爆炸让人们意识到,如果不掌握日新月异的新知识,将面临极大的就业风险,于是在上述课程体系的技术上,不断打补丁,课程越来越多,专业越分越细。但学生的培养质量是否随着知识量的增加而有效提升呢?
2、工程教育的困境与突围
卡耐基梅隆大学(CMU)发现“课程上的越多,学生以后取得的成就越小”,简单来说:学生不再像之前知识量相对有限时,那样按部就班的走完全过程。如果看不到应用前景,学生不会有耐心去深入学习这门课程。而如果数理基础不扎实,以后学习新知识将面临巨大的困难与挑战。哈佛技术与创业中心的Paul Bottino说:“通过熟记老师课堂里讲的知识,我能考出好成绩。但在实际中,我没任何信心我能从头设计一个新的东西。”这些发现正激发高校进行教学改革,减少理论课时,增加探索课程。
2017年2月以来,教育部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”。这次是我们走在了前边,同年8月, 麻省理工学院(MIT)启动了新一轮的工程教育改革“新工程教育转型”(New Engineering Education Transformation, 简称NEET) 计划。
3、新工科建设的先行者
展望我们面临的智能时代,机器人和人工智能开始重构人类的生产生活、学习和思维的方式。时代呼唤新工科教育,那么怎么理解新工科教育呢?
李老师对新工科教育的简单清晰——“新工科教育的最终目的就是要打造从创新创业人才培养到创业孵化平台建设再到新经济培育这么一个相辅相成的全生态系统。”
其实,早已经有很多学校走在了新工科教育的探索之路上,包括MIT的Media Lab,新加坡设计科技大学(SUTD)、欧林学院Olin College、斯坦福大学的D.School、英国帝国理工的 Dyson School of Design Engineering等。这些世界知名大学在工程教育领域所做的改革探索工作,共同点是均瞄准市场和产业的实际需求来进行人才培养,同时缩减精化课程体系,开设多学科交叉融合的特色课程,校企联合,注重创新实践能力的培养等。
在李泽湘教授的领导和参与下,香港科技大学电子与计算机工程系 (ECE)、广东工业大学粤港机器人学院、南方科技大学系统设计与智能制造学院 (SDIM)等在新工科教育方面都进行了有益的探索。其教学改革包括:跨学科培养;在增加项目课程和数理基础课程的同时,大幅度减少总学时和总课程数量等。
其中项目课程的好处在于学生在完成任务的过程中实现团队合作和自主学习。比如以完成一个具备特定要求功能的寻迹机器人小车,促使学生掌握电气工程的基本知识和原理。
结语
之所以对新工科感兴趣,是因为我所从事的生物医药产业也面临着智能时代的机遇和挑战,比如可以利用人工智能实现人工智能可以辅助疾病诊断、新药研发、基因数据分析等。可以通过智能制造生物医药生产高端设备及高性能医疗器械等。如何利用新工科教育最新的教育理念和方法来培养人才,将决定这个行业未来发展是否能有充足的人才供给。











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