华南理工大学学生参加全国大学生机器人大赛。 华轩 摄
2019年5月，华南理工大学正式发布实施“新工科F计划”。“F”代表“Future（未来）”。两年来，学校聚焦未来技术，通过理念再深化、平台再拓展、机制再突破、教学再创新，努力探索“新工科”人才培养的新路径。
“三力”卓越，确立新理念
教育要面向未来培育人才。如何培养学生拥有解决未知问题的能力，这是古今中外教育者面临的重大难题之一。
难，体现在两个方面：第一，其实我们并不确切知道未来世界的样态，如何才能带领学生理解一个还没出现的世界？第二，即使我们能够把未来世界展示给学生，过去的知识该如何转换成解决未来问题的能力？这种迁移又是如何发生的？我们至今并不十分清楚。
关于未来，人们的共识是，它将远比现在更具复杂性和综合性。人工智能、大数据、量子信息和生物技术等新科技催生新产业新业态，重构全球创新版图，重塑全球经济结构，全球已进入科技、制度与人才的全方位竞争时代。这些变化都将从根本上影响和重塑教育。当前，培养引领未来的人，已成为世界一流大学的共识。
在我看来，面对未来世界的多样性和不确定性，引领未来的人应具有以下特质：首先，具备强大的自我学习能力。未来的不确定性需要学生自己去探索，教育要帮助学生在面对新问题时、想要学习时，能够实现自我学习。其次，拥有强大的思想力。思想形成判断，判断凝聚共识，共识带来确定。正是在不断思考、探索和质疑的过程中，人们才能不断发现新问题，实现新突破，产生新创造。再其次，能够在真实世界里采取有效行动。学习和思考很重要，但最终改变世界的是人们的实践与行动。
只有拥有学习力、思想力和行动力的人，才能在未来的不确定性中找到前行的方向。同时，这三者不是简单地相加，而是相乘，其结果便是创造力。即：创造力＝学习力×思想力×行动力。
为培养“三力”卓越的工科领军人才，要树立三个理念。一是“以学生成长为中心”的教育理念。把“三个最大限度”作为人才培养质量的评价标准：最大限度激发学生学习主动性、积极性、创造性和好奇心，最大限度培养学生自主学习、分析和解决问题的综合能力，最大限度地促进学生的个性发展与学生主体性的构建、弘扬与提升。
二是“为未知而教，为未来而学”的教学理念。教师教学要从传授知识，转为帮学生学会如何学习、工作、合作、生存，从而适应未来不确定性所带来的挑战。学生的学习目标要从应付考试，转为通过个性化自主学习，使自己在德、智、体、美、劳等方面得到全面、和谐、充分的主动发展。
三是“实践驱动”的学习理念。实践是认识的来源和目的，更是认识发展的动力。学生在“实践”中，可以提升问题意识、批判性思维、独立思考能力，提升动手能力和沟通合作能力，锻炼坚韧意志品质。随着“实践”的复杂性逐渐提高，学生的知识、能力和素质可以形成“螺旋式发展”，并最终取得自我突破。
开放融合，构建新平台
新工科人才不但要在某一学科专业领域学业精深，还要具有“学科交叉融合”的特征。传统的学科划分能够让更多人在有限时间内，较快地学习、掌握某一学科专业的基本范式、知识能力。但这种教育模式往往过于强调专业和细节，学生的知识和思维容易局限在专业空间里，不利于培养创造性人才，已越来越不适应社会发展的需求。“新工科”建设首先要打破学科壁垒，构建一个多学科交叉、开放融合的学科专业平台，引导学生培养跨学科思维，帮他们练就在多学科空间观察、思考、解决问题的能力。具体来说，我们采取了三个办法。
一是建设跨学科学院。学校把广州国际校区定位为“工科领军人才培养试验区”，聚焦国际前沿，围绕国家和粤港澳大湾区战略新兴产业所需，整合学科资源，主动布局了一批新工科学院。这批新工科学院不再以传统学科划分来设置专业，而是面向世界科技前沿和未来产业发展的新兴交叉领域，包括智能制造、集成电路、生物医药、量子科技、新材料、新能源等新兴工科。学校对这些学院充分赋权，一院一策，突出“高精尖缺”导向。学校面向全球招引人才，实行具有中国特色的预聘长聘终身教职制，打造国际一流的师资队伍。
二是促进学科交叉融合。产业向价值链高端发展，对创新创业人才提出新需求。学校通过加强理科基础和开放共享，促进已有工科专业交叉发展。如“医学影像学”专业通过“工学+医学”的学科交叉，培养具有医工结合特色和科研发展潜能的医学影像诊断人才。
三是打造一批微专业。学校瞄准未来技术、未来产业与数字经济，开办了人工智能、大数据技术等微专业。每个微专业设置约5门课程，鼓励学生辅修，为学生未来发展创设更多可能性。
协同育人，集聚资源优势
在现代社会，大学早已不再是知识生产的单一主体，大学、政府、市场以及企业、社会公众，都已成为知识生产、培养新工科人才的重要主体。我们积极推进产学研协同育人，形成了特色鲜明的人才培养“华工模式”。根据新工科人才培养要求，我们又对“华工模式”进行了进一步完善。
做实科教深度融合。学校将科研平台全部面向本科生开放，通过强化科研渗透教学，平台建设支撑人才培养，课题研究驱动高质量学习。同时，广州国际校区通过“学院+高端研究院”，探索科教深度融合新模式。学校以高端研究院为平台，吸引高层次国际化人才。这些高层次人才一方面依托“高端研究院”，开展前沿交叉研究、培养研究生；另一方面，依托“学院”开展本科生教学，研发新兴交叉学科课程，从而形成“科研—教学—学习”连接体。本科生在大二就开始参加教授们的课题组，大三就可以选修研究生的必修课；研究生则通过至少一年的本科助教经历，训练课堂教学基本技能，为日后胜任教学科研岗位夯实基础。
深度拓展校企协同。学校与地方经济产业发展联系紧密，引入企业资源，校企共建专业、共创平台、共育优才。比如，引入产业资源建设微电子学院和软件学院，形成以“工程认知—校企模块课程—企业学习”为进阶的课程群。与科大讯飞、大疆等龙头企业，共建联合实验室和“未来创新实验室”，搭建多学科交叉融合的科学猜想平台，激励学生探索未知。与龙头企业合作设立“特色教改班”，校企共同制定培养目标、建设课程体系和教学内容、实施培养过程、评价培养质量，共同培养新工科人才。
创新国际协同育人。学校广州国际校区每个学院均采用“中方为主、国际协同”方式，携手全球排名前100或学科排名前50的世界一流大学，开展“一对一”“一对多”深度合作，培养具有国际视野的新工科人才。一方面，积极引进国际先进教育教学理念和教学资源，构建国际同质等效的课程体系；另一方面，积极探索现代书院育人模式，全面实施“学业导师+成长导师”制，构建“学院+书院”的育人一体化格局。
支持师资融合发展。为让学生真刀实枪地提升实践、技术创新能力，学校大力支持教师双聘，要求每一位教师在每一个聘期至少指导一个双创项目，接收至少一名本科生，鼓励教师把课堂建在企业上、生产线上。学校还将成功企业家、产业投融资专家、资深工程师请上讲台，开设校企联合创新班、校企合作课程等。
个性多元，完善教学新体系
在人工智能赋能教育发展的背景下，教育将发生“三个转变”：一是教育范式从“教师教什么”转变为“学生学什么”；二是教师角色从知识讲授者转变为学习指导者，教师将主要通过精心设计学习活动、资源、问题、工具等，帮学生深刻理解和内化知识；三是学生从知识的被动接受者转变为自主学习者。
我们充分用好课堂教学这一主阵地，努力为所有学生提供个性化成长路径。
创新教学内容。人工智能是推动和引领新一轮科技革命和产业变革的基础性要素。学校加强人工智能通识教育，强化人工智能基本技能培养。如面向全体学生开设“小白学人工智能”通识课程，使学生能够从数据、算法和计算力三个方面来理解人工智能的发展，体验和理解深度学习的原理和特点，了解人工智能行业的最新应用和发展趋势。学校还要求专业课程增加“+大数据”“+人工智能”等跨学科教学内容。
让线上线下混合式教学成为“新常态”。今后，高校的课堂将会更多地采取“线下教学+线上教学”的混合式教学场景切换模式。这种方式既可以保留传统教育所特有的大规模班级结构特点，又能够满足学生的个性化学习需求，教育公平、因材施教兼而得之。
借鉴人工智能深度学习的范式。人工智能深度学习范式指的是，人工智能通过深入挖掘分析数据，破解问题，表达数据，提取特征，掌握“特征”和“任务”之间的关联，并从简单特征中提取复杂的特征。学校将这一学习范式移植到课堂教学和学生科研训练中，提升学生的学习、思维能力。如在第一课堂大力推行探究式教学，在第二课堂构建“国家—省级—校级—学院”四层次大学生创新创业训练计划项目体系，以及以“一院一赛”为核心的学科竞赛体系，鼓励和引导学生基于问题、项目、竞赛开展学习。
（作者系华南理工大学校长、中国科学院院士）
