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依托荣誉学院建设新工科的探索与实践

2020-12-23张帆葛坚侯迪波刘振宇

教育教学论坛 2020年45期
关键词:新工科机器人

张帆 葛坚 侯迪波 刘振宇

[摘 要]浙江大学新工科项目“多学科交叉复合的智能机器人拔尖人才培养模式探索与实践”始于2016年设立的工科试验班(竺可桢学院交叉创新平台)。此项教学改革推动了浙江大学机器人工程新专业的建设,构建了智能机器人拔尖人才培养的新体系,探索了依托荣誉学院建设新工科的新模式,是浙江大学作为工科优势高校,发挥学科综合优势,主动作为,以引领未来新技术和新产业发展为己任,率先推动学科交叉融合和跨界整合,培育新工科领域拔尖人才的创新之举。

[关键词]新工科;机器人;拔尖人才培养;荣誉教育体系

[基金项目]2017年首批国家级新工科研究与实践项目研究成果

[作者简介]张 帆(1982—),女,浙江建德人,农学博士,浙江大学竺可桢学院副院长,讲师,主要从事高等教育研究;葛 坚(1969—),女,浙江杭州人,工学博士,浙江大学竺可桢学院常务副院长,教授,博士生导师(通信作者),主要从事建筑技术科学领域的研究。

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324(2020)45-0-02[收稿日期] 2020-04-28

2017年2月,教育部高等工程教育发展战略研讨会形成的“复旦共识”提出加快建设和发展新工科:包括主动设置和发展一批新兴工科专业,以及推动现有工科专业的改革创新。推进“新工科”建设是高校主动应对新一轮科技革命和产业变革、发展新经济、应对未来战略竞争、推动高等教育改革创新的迫切需要[1,2]。机器人是一个集控制、机械、电气、人工智能、传感、材料、设计等多学科领域于一体,融理论与实践、软件与硬件于一身的典型多学科交叉领域,是我国重点发展的战略性新兴技术和产业,正符合新工科建设和发展的内涵和范畴。

浙江大学竺可桢学院是以老校长之名命名,对优秀本科生实施特别培养和精英教育的荣誉学院。以培养“理想远大,勇于担当,德、智、体、美全面发展,具有全球竞争力的拔尖创新人才和未来领袖”为使命,通过新生养成、荣誉学籍、荣誉课程、荣誉证书等荣誉教育体系强化学生的家国情怀、国际视野、法治意识、生态意识和工程伦理意识等,全面提升学生的首创精神、意识和能力,是浙江大学本科教学改革的试验田、拔尖创新人才培养的重要基地。

2016年,竺可桢学院开办智能机器人交叉创新班,先行开展多学科交叉复合培养模式的试点,着力培养机器人领域的拔尖创新人才,次年申报“多学科交叉复合的智能机器人拔尖人才培养模式探索与实践”新工科项目。项目由竺可桢学院、控制科学与工程学院、机械工程学院、浙江大学机器人研究院、浙江大学科教发展战略研究中心、海外合作高校、校外合作企业等多方力量共同建设。作为项目的总牵头单位,竺可桢学院负责项目的整体组织、管理、架构设计以及学生的招生与管理,在人才培养模式、课程体系、师资队伍、国际化培养等方面探索出一套完整的培养机制和体系。浙江大学智能机器人交叉创新班的设立和新工科项目的实施,正是浙江大学作为工科优势高校,发挥学科综合优势,主动作为,以引领未来新技术和新产业发展为己任,率先推动学科交叉融合和跨界整合,培育新工科领域拔尖人才的创新之举。

一、推动建设学科融合的智能机器人新专业

我国本科高等教育机器人专业设置刚刚起步,培养体系尚在探索之中,人才储备严重不足。而新工科建设和发展的内在要求,使学科交叉融合成为新工科人才培养的关键。目前,高校机器人专业人才培养模式往往以某一学科领域为基础,所采取的交叉融合依托于科研环节,通过课外科技活动、科研训练项目、科学研究课题中不同学科的学生和老师组合形成交流合作和交叉学习的方式展开。这种突出单一学科特点的、非体系化的交叉融合模式,易造成资源配置分散,培养目标不集中,人才知识结构不够全面,不仅不利于学生系统化获得机器人领域的专业知识,更不利于构建综合性、系统性的交叉科学知识体系和实践体系,难以培养出掌握并融会贯通多學科知识的新工科创新型人才。

浙江大学竺可桢学院智能机器人创新班从专业设置和建设新专业的层面进行整合、优化不同学科教学资源,重新定义了机器人教学中交叉融合的深度、广度和体系。同时,改变了常规直接建立新工科专业的思路,首先依托竺可桢学院和相关专业院系共建的交叉创新平台设立“智能机器人创新班”,选拔一批最优秀的学生,结合工高班机器人相关课程体系改革,构建了智能机器人创新班培养体系。在近三年新工科拔尖人才培养体系建设的基础上,2018 年底正式申报建设多学科融合的机器人工程新工科新专业。

二、构建智能机器人拔尖人才培养的新体系

建设多学科紧密交叉复合的智能机器人新型工科专业培养体系,重点是解决多个学科共建新工科专业的课程教学体系、实践创新体系与师资队伍的紧密交叉融合问题、多学科交叉复合与工程创新能力并重的新型科技领军人才的培养模式问题,满足学生深造/就业/创业等多途径发展需求的培养方式问题,形成智能机器人这一新型科技方向的本科生培养体系,培养一批智能机器人方向多学科交叉融合的优秀人才,为智能机器人新型工科专业建设提供基础。

浙江大学在竺可桢学院创办智能机器人创新班融合了控制、计算机、机械等相关专业学院的教学力量资源,联结了机器人研究院、科教战略研究院等研究单位,在推动工程教育创新变革的战略指导下,立足理论实践相结合、多核心主干学科相融合,进行了培养体系的重构:竺可桢学院交叉创新平台和工高班所凝聚的国内外优质教育资源,为学生提供国际化培养通道和多元化专业出口。成立“计算机+自动化(控制)”“自动化(控制)+机械电子工程”的跨学科教学团队,调动融合控制、机械和计算机等与智能机器人密切相关的教学与研究团队及相关教学实践资源,通过合作新建智能机器人核心课程、合作授课、共同指导等方式,打造智能机器人的系统化课程与实践培养体系,实现跨学科交叉培养。通过以智能机器人为主线的课外实践、学科竞赛和以智能机器人为主线的理论课程内容紧密关联,实现新工科拔尖人才培养的多学科交叉融合与知行合一。

三、探索依托荣誉学院建设新工科的新模式

突破学科壁垒始终是多学科交叉专业建设最大的瓶颈,在指明新工科建设路线的“天大行动”中提出“通过建立跨学科交融的新型机构、产业化学院等方式, 突破体制机制瓶颈,为跨院系、跨学科、跨专业交叉培养新工科人才提供组织保障”。浙江大学学科门类齐全,智能机器人相关的学科实力相当、各有所长,各相关专业院系能够较好地应对当前行业细分需求开展专业化人才的培养。

“混合”正是竺可桢学院实现多元融合培养的关键。竺可桢学院目前的办学范畴包括混合班、人文社科实验班(文科混合)、8 年制医学试验班、基础学科拔尖人才计划班(数、理、化、生、计)、交叉创新班等,新生在全校100余个专业均有分布。同年级不同专业的学生混合上课、开展活动,天然模糊专业边界。例如,竺可桢学院组队参加机器人学科竞赛的学生专业分布就十分广泛,不仅有工科专业,还有基础理科专业,甚至人文社科专业。

四、结语

浙江大学智能机器人交叉创新班,即通过强化学术前沿与社会需求相结合、基础知识与实习实践相结合、研究创新与强化训练相结合,以智能机器人为主要教学载体、以自动化控制、机械电子工程、人工智能为教学主线,通过联合交叉授课、国内外竞赛、项目交流等方式与国际一流高校展开深入合作,培养人文素养出众、理工基础厚实、逻辑推理严密、综合创新能力卓越,在智能机器人领域具有精深专业技能、创新实践能力和国际竞争力的多学科交叉复合型领军人才。

参考文献

[1]吳岩.新工科:高等工程教育的未来—对高等教育未来的战略思考[J].高等工程教育研究,2018(6):1-3.

[2]吴爱华,侯永峰,郝杰.完善高层次创新型人才培养机制[J].中国高教研究,2017(12):44-48.

Exploration and Practice of the Construction of Emerging Engineering Education Relying on Honors College: Taking the Intelligent Robot Crossover Innovation Class of Zhejiang University as an Example

ZHANG Fana, GE Jiana, HOU Di-bob, LIU Zhen-yuc

(a. Chu Kochen Honors College; b. School of Control Science and Engineering;

c. School of Mechanical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310007, China)

Abstract: The project of Emerging Engineering Education of Zhejiang University, Exploration and Practice of the Training Model of Multidisciplinary Intelligent Robot Top Talents, started in 2016 with the engineering pilot class. This teaching reform has promoted the construction of new majors in robotics engineering at Zhejiang University, established a new system for training top-notch talents in intelligent robots, and explored a new model for building Emerging Engineering Education based on the honor college. As a superior engineering university, Zhejiang University exerts its comprehensive advantages, taking the initiative to lead the development of new technologies and new industries in the future, taking the lead in promoting cross-disciplinary integration and cross-industry integration, and cultivating top talents in Emerging Engineering Education fields.

Key words: Emerging Engineering Education; robot; top-notch talent cultivation; honors education system

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