天津大学聚焦新工科建设激活人才培养新动能——
深耕创新沃土 造就卓越人才
本报记者 陈欣然
■着力推进卓越工程师培养
在我国海拔最高的雅砻江两河口水电站建设中，“无人”技术功不可没。传统碾压机驾驶员要面对高噪声、重灰尘等恶劣工作环境，工作强度大，患职业病比例也很高。天津大学研制的“无人碾压机”却可以不知疲倦地连续工作，工作人员只需坐在指挥室里下达指令即可，这不仅大幅度降低了工作强度，而且明显提高了施工效率和工程质量。
“以大数据、云计算、人工智能等为代表的新一轮科技革命和产业变革正在快速推动着工业、商业、社会等领域的变革，对人的知识、能力、素养都提出了新要求。高等教育界必须响应时代的呼唤，培养更多掌握人工智能等新知识、新技术的工程人才。”天津大学校长金东寒说。
2017年，天津大学携手61所高校提出了“天大行动”，也就是在这一年，教育部启动了新工科建设。自此，天津大学在新工科建设中不断进行改革与创新，积极探索新时代卓越工程师培养新模式，几年时间走出一条颇具天大特色的新工科之路。
课堂变革新：
做项目激发学习动力
天津大学“智能制造工程”专业2019级学生张旖至今还记得，大一第一学期学校打造的一门新工科课程——“设计与建造”令同学们脑洞大开。
第一节课，老师拿着一辆“物流循迹小车”走进教室，告诉大家，这辆小车就是他们本学期要完成的“任务”，它必须能沿着任意设定路线快速行走，还能按要求投放包裹。整个学期，围绕着建造这辆小车所涉及的专业内容，先后有15位来自不同学院的教师前来授课。而这辆神奇的小车也激发了学生们的学习热情。“我们自发组成若干项目团队，一起讨论问题，不断尝试，最终收获了成功的喜悦。”张旖回忆道。
工程教育改革只有进入到课堂层面，才算是真正进入了深水区。如果课堂不变，教育就不会变，学生也就很难得到提升。
为此，天津大学推动多学院合作搭建起未来智能机器与系统、智慧流程工业与产品工程等十多个不同层次的人才培养平台，并以项目为链条重新设计了课程，把课程内部各模块、知识点有机串联起来，全力打造以“项目制”为特征的新课堂。
以“设计与建造”课为例，为了上好这门课，学校会集了来自不同学院的十多位教师，将以往十几门课程的知识点进行重构与整合，教师讲授、学生实践、师生研讨各占课时的三分之一。这样的授课模式，在新工科建设之前是完全不可能的。对学生们来说，这种崭新的学习模式也是一种巨大的挑战。他们在从各专业老师那里汲取知识的同时，还要努力自学各种知识、收集数据和调研，遇到困难去请教老师。有些问题甚至老师也解决不了，就需要和老师一起去请教行业或企业的专家。在这一过程中，他们的实践能力、创新能力都得到了飞速提升。
3年多的新工科学习让张旖体会到了创新的快乐。2022年8月，她与同学们合作设计了一款仿沙蚕机器人，参加了第10届全国大学生机械创新设计大赛并获得一等奖。如今，她已决定继续深造，朝着卓越工程师的目标奋进。
思维创意新：
为学生创新提供沃土
走进机械等传统工科的实验室，就能看到大量不同原理、不同应用场景的智能机器人；走在校园里，也经常能看到正在试验场进行测试的无人驾驶车；在智能电网实验室，基于数字孪生技术实时模拟电网运行状态，为电网安全运行保驾护航……在天津大学，学校实施的“人工智能+传统工科”的“天智计划”，不仅全面推进了校级层面的学科交叉融合，也为学生创新营造了良好的氛围。
天大新校区面积大，安保和卫生工作十分耗费精力。为此，学校教师开展了一个新工科毕业设计项目“海陆空智能无人系统安全巡查平台”。它以建设智慧校园为出发点，计划构建一个由5辆无人驾驶全地形车、5条无人驾驶快艇、10架无人机组成的海陆空协同无人探测与追踪平台，开展全天候安全巡查与环境维护。这个项目的一个显著特点就是通过组建跨学院、跨专业的多学科交叉团队，相互学习和启发，共同完成一个工程系统。
该项目2021年作为全校首个新工科毕业设计项目启动，到2022年实施时，包含了27个课题，涉及7个学院、15名指导教师、27名本科生。在这一过程中，来自不同专业的学生取长补短，共同完成一个激动人心的工程系统，最终他们还获得了专属的特别称号——“优秀控制工程师”“优秀项目经理”“优秀算法工程师”……学生的学习热情也被激发出来，小组的每一次答辩会都成了分享会。
这几年，天大有一项非常火的学生科技比赛——“未来30年”颠覆性创新创想大赛。与传统赛事不同，这项比赛要求项目内容不能与已有的科技成果或导师所做课题重合，必须原创。参赛学生要针对材料、信息、生物等世界科技前沿领域，提出某项科研成果或创意构想。当然，这种创意不是凭空想象的，而是要基于自己掌握的知识，可实现、可操作。
“我们举办这项赛事是希望鼓励学生敢于想象敢于尝试，开拓一批在未来10—30年颠覆传统科技和思路，对国民经济、社会发展带来革命性影响的战略创新、技术预见及科技创意。”天津大学团委书记管虹告诉记者，这项大赛邀请两院院士，以及各学科或行业的领军人物、创业创投专家、知识产权专家参与指导和评审。
大赛至今已经举办六届，收到了近7000名师生提出的1000多个创新方案。很多方案充满了奇思妙想：有的学生提出给人脑植入一种新型神经电极，从而采集大脑活动信号，未来可以打造超感觉运动技能的未来战士，或者为失能残疾人提供服务……在学校看来，比赛结果并不重要，重要的是把学生的创意真正激发出来，培养更多敢创新、会创新的学生，主动去面向未来、关注未来。
校企协作新：
让企业家参与教学
天津大学化工学院博士生李双阳，如今还有另一个身份——天津心衢生物科技有限公司创始人。他带领团队完成的“体内精准可视化小口径人工血管”项目，目前已进行到临床前的生物安全性能检测与大动物实验阶段，他的团队也获得了由北洋海棠基金领投的数百万天使轮融资。
校企合作是变“学校教育”为“产学合作教育”的有效手段。除了校企联合培养的合作方式，对学生更为直接有效的教育就是把企业引入课堂。“企业参与教学的过程，可以把人才需求及时传递到高校，促使高校的课程改革跟随行业科技发展对人才的需求导向。同时，校企合作还可以为学生提供学习技能的切入点。因此，我们也在不断改进课堂教学方式，让更多企业家走上学校讲台，为学生提供最前沿最直接的教育。”天津大学未来技术学院常务副院长原续波说。
天大有一门“网红”选修课“创业实战训练”，是面向全校学生开设的创新创业通识教育课程。不同于传统的课桌式授课，这门课最大的特点就是以学生为中心，教师是助教，拥有丰富创业经历和实战经验的创业企业家是主讲。在这里，主讲企业家不仅会来学校讲课，还会带领学生走出校园，前往不同行业、不同领域的企业所在地，讨论商业计划、经营理念，让学生在商业场景中体验创业的真实过程。课程会通过路演的方式结课，还会邀请企业负责人和投资人到场，如果学生有好的创业项目，就可以直接得到天使投资。
与企业紧密结合联合培养人才，在工程硕士培养中表现更加突出。天大将工程实践融入课程学习和论文工作，成立了由企业专家、系主任和资深教授组成的教育教学指导委员会，定制培养方案和实践计划，推进课程体系改革，学生的论文课题都是企业急需的攻关项目。
在工程博士培养中，天大聚焦国家战略需求和重大工程项目，与行业头部企事业单位合作，以工程科研项目和工程需求为牵引，对学生进行项目制培养以保障培养质量。学校首位通过答辩的工程博士王春慧来自中国航天员科研训练中心，她承担了航天员建模仿真系统研制工作。通过几年的努力，她的研究成果在我国空间实验室等领域得到了实际应用，被认定为“国家重大科学研究计划项目重大研究成果”，为中国空间站建设和载人航天事业的高速发展作出了突出贡献。
