付佳 周春華 王林申

摘? 要：新工科建設(shè)是我國近年對工業(yè)4.0做出的積極應(yīng)對，使工科人才的培養(yǎng)積極迎面革新中的工程技術(shù)更新，自從在全國推進(jìn)以來，高等教育發(fā)展產(chǎn)生了變革性影響。通過對新工科發(fā)展的梳理，結(jié)合教育部公布的本科專業(yè)布局?jǐn)?shù)據(jù)以及美國新媒體聯(lián)盟發(fā)布的《地平線報(bào)告》（高教版）中相關(guān)預(yù)測內(nèi)容，利用ArcGIS等分析手段圍繞新工科專業(yè)布局發(fā)展、教育技術(shù)發(fā)展和理念發(fā)展趨勢三個(gè)主題展開研究，呈現(xiàn)國內(nèi)現(xiàn)行高等教育新工科專業(yè)配置發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，探討在新工科建設(shè)階段我國高等教育發(fā)展需要解決的問題。

關(guān)鍵詞：新工科;高等教育;專業(yè)布局;教育預(yù)測

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2020）35-0001-06

Abstract： Recently our country have been promoting the construction of New Engineering Disciplines in respond to Industry 4.0， training engineering talents to adapt to the renewal of engineering technology. Since its promotion around the nation， it has revolutionary impact on the development of higher education. By carding the development of new engineering， combining with the undergraduate professional layout data released by the Ministry of education and the related prediction contentin the Horizon Report （Higher Education Edition） issued by NMC， and utilizing GIS analytical means， this study focuses on three themes： the layout and development of new engineering majors， the development of educational technology and the development trend of ideas， presenting the current situation and trend of the configuration of new engineering major in Higher Education in China， and discussing the problems that need to be solved in the development of higher education in the new engineering construction stage.

Keywords： New Engineering Disciplines; higher education; discipline distribution; educational prediction

我國的新工科建設(shè)從2017年初由專家研討的形式在小范圍內(nèi)開始，到2019年初多個(gè)國家加盟的新工科教育國際聯(lián)盟的創(chuàng)立，新工科建設(shè)經(jīng)歷了從理念創(chuàng)建到行動(dòng)實(shí)踐、從小范圍發(fā)起到全國校企聯(lián)動(dòng)的全方位發(fā)展過程，新興產(chǎn)業(yè)人才的需求和培養(yǎng)模式的改變相互形成促進(jìn)關(guān)系，推動(dòng)我國高等教育發(fā)生改變。創(chuàng)立于2002年的美國新媒體聯(lián)盟（NMC）每年發(fā)布的《地平線報(bào)告》（高教版），是由世界各國的教育專家和技術(shù)專家圍繞教育技術(shù)的關(guān)鍵趨勢、重大挑戰(zhàn)以及重要技術(shù)三大主題板塊，預(yù)測未來五年創(chuàng)新實(shí)踐和教育技術(shù)對全球高等教育的影響，能對全球高等教育發(fā)展進(jìn)行有效預(yù)測。本研究以2017年新工科在國內(nèi)提出年份為研究元年，收集2016-2018年教育部公布的新增備案和審批的本科專業(yè)進(jìn)行整理對比，同時(shí)將以預(yù)測未來五年教育發(fā)展為目的的《地平線報(bào)告》的研究年份自2017年向前推進(jìn)5年、即2013年為報(bào)告的數(shù)據(jù)起點(diǎn)，以2019年為報(bào)告的數(shù)據(jù)終點(diǎn)，摘取其中對教育技術(shù)的進(jìn)展和教育技術(shù)的趨勢兩個(gè)板塊內(nèi)容進(jìn)行分析，從中剝離出高等教育在實(shí)際發(fā)展和預(yù)測中針對新工科建設(shè)以及工科人才培養(yǎng)的變化和相關(guān)預(yù)測內(nèi)容，為中國高等教育的創(chuàng)新變革和發(fā)展提供建議。

一、新工科在國家層面的推進(jìn)

2017年教育部組織成立了高規(guī)格的研究和專家組，先后形成了認(rèn)識導(dǎo)向的“復(fù)旦共識”、方法論導(dǎo)向的“天大行動(dòng)”以及項(xiàng)目和政策支持導(dǎo)向的“北京指南”，至此標(biāo)志著以新工科建設(shè)為主題的高等工程教育改革掀開全新篇章。同年年底，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》，提出要適應(yīng)新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革以及新經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)學(xué)科專業(yè)交叉融合，加快推進(jìn)新工科建設(shè)[1]。2018年3月，教育部辦公廳發(fā)布《教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，確立612個(gè)項(xiàng)目為首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目，推進(jìn)新工科建設(shè)全面開展。8月，中共中央和國務(wù)院發(fā)文，提出發(fā)展新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科，四科并行發(fā)展。同年10月，教育部、工信部、工程院聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科、實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見》，推動(dòng)各地各高校著力建設(shè)一批新型高水平理工科大學(xué)、多主體共建的產(chǎn)業(yè)學(xué)院和未來技術(shù)學(xué)院、產(chǎn)業(yè)急需的新興工科專業(yè)，體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)最新發(fā)展的新課程等[2]。2019年4月，在“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0啟動(dòng)大會(huì)上，教育部部長陳寶生指出新工科建設(shè)是主動(dòng)提前應(yīng)對第四次工業(yè)革命，對“新的工科”、“工科的新要求”重點(diǎn)研究，加強(qiáng)戰(zhàn)略急需人才培養(yǎng)，最終提高國家硬實(shí)力[3]。從以上政策以及近年推行的諸如創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”系列活動(dòng)等重大戰(zhàn)略舉措可以看出國家正在全社會(huì)全方位推進(jìn)推廣新型的教育模式、培育新工科人才。

中國要贏得全球人才爭奪戰(zhàn)、要在世界范圍內(nèi)成為具有競爭力科學(xué)中心，必須為培育人才創(chuàng)造良好的環(huán)境，一方面是打造有競爭力的高等教育環(huán)境，另一方面是支持人才繼續(xù)教育。2019年4月，歐美亞澳四大洲50多所高校以合作、共享、開放、創(chuàng)新為原則加入了在深圳成立的新工科教育國際聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)了世界新工科人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略合作，為實(shí)現(xiàn)促進(jìn)高校之間、校企之間開展多元、多邊合作奠定了基礎(chǔ)，開啟了多國多地多校共同探索高等工程教育的新模式。新工科建設(shè)從提出至今近三年的時(shí)間里，迅速發(fā)展壯大，從國內(nèi)全方位推廣到國際聯(lián)合促發(fā)展，正在實(shí)現(xiàn)我國新工科建設(shè)的全球聯(lián)動(dòng)“中心化”趨勢，新工科建設(shè)正在促進(jìn)高校教育環(huán)境發(fā)展變革。

二、新工科建設(shè)在高等教育環(huán)境中的發(fā)展

（一）新工科專業(yè)布局發(fā)展

我國教育部每年三月根據(jù)《普通高等學(xué)校本科專業(yè)設(shè)置管理規(guī)定》（教高（2012）9號）和教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)評議結(jié)果對上一年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，確定了同意設(shè)置的備案專業(yè)、國家控制布點(diǎn)專業(yè)和新增目錄外專業(yè)點(diǎn)名單，并將專業(yè)備案、審批和撤銷專業(yè)結(jié)果進(jìn)行公布。梳理2016年、2017年、2018年三年高校備案和新增專業(yè)的公布數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)每年新增備案本科專業(yè)總數(shù)量基本穩(wěn)定在兩千個(gè)左右，除國家控制布點(diǎn)專業(yè)外，我們從備案中可以看到高校專業(yè)建設(shè)工作緊密結(jié)合社會(huì)發(fā)展需要，以經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求為導(dǎo)向，實(shí)時(shí)調(diào)整優(yōu)化人才結(jié)構(gòu)。

1. 新工科專業(yè)發(fā)展

新工科專業(yè)中“新的工科”是指應(yīng)對新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)類型，以互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)為核心，覆蓋的專業(yè)包括物聯(lián)網(wǎng)工程、光電信息科學(xué)與工程、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、機(jī)器人工程、智能科學(xué)與技術(shù)、智能醫(yī)學(xué)工程、飛行器設(shè)計(jì)與工程、新能源科學(xué)與工程、船舶與海洋工程、智能車輛工程、智能體育工程、網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法等?！肮た频男乱蟆笔侵笇鹘y(tǒng)工科專業(yè)提出新的要求。在連續(xù)三年的年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果中對新增備案和審批本科專業(yè)名單數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，以“新的工科”為導(dǎo)向，用新能源、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能、物聯(lián)網(wǎng)、飛行器、光電信息為關(guān)鍵詞對本科專業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)梳理和分析，基本實(shí)現(xiàn)對新興工科涵蓋的專業(yè)全覆蓋統(tǒng)計(jì)。

自2017年2月教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)以來，高等工程教育發(fā)生重大變化，高校工程類專業(yè)建設(shè)從傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)工作轉(zhuǎn)變?yōu)椤皢柈a(chǎn)業(yè)需求建專業(yè)，構(gòu)建工科專業(yè)新結(jié)構(gòu)”的發(fā)展模式。以七個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果呈現(xiàn)出專業(yè)發(fā)展的差異性和導(dǎo)向性，具體表現(xiàn)為四種類型，大幅增長型、穩(wěn)定增長型、維持不變型和數(shù)量退步型：一是大幅增長型，以“大數(shù)據(jù)”、“智能”為關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)的專業(yè)數(shù)據(jù)表現(xiàn)出明顯增長趨勢?！按髷?shù)據(jù)”為代表的專業(yè)從2016年的32項(xiàng)躍遷為2017年的256項(xiàng)，是所有與新工科有關(guān)的專業(yè)中增幅最大的;以“智能”為代表的相關(guān)工科專業(yè)2016、2017年分別是21和39項(xiàng)，到2018年突然激增為175項(xiàng)，這與2018年4月教育部辦公廳印發(fā)的《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》的通知有緊密的關(guān)系。二是穩(wěn)定增長型，與“機(jī)器人”相關(guān)的工科專業(yè)呈現(xiàn)出三年連續(xù)穩(wěn)步增長的趨勢。三是維持不變型，新工科專業(yè)中近三年維持?jǐn)?shù)量基本不變的有“新能源”“飛行器”和“光電信息”相關(guān)專業(yè)，這三個(gè)領(lǐng)域的新工科專業(yè)雖然具備新工科的專業(yè)特點(diǎn)，但是受人才市場需求總量控制，很難有較大的人才培養(yǎng)需求量增幅。四是數(shù)量退步型，與“物聯(lián)網(wǎng)”相關(guān)的新工科專業(yè)數(shù)量呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，在2012年的《地平線報(bào)告》（高教版）預(yù)測中提及“物聯(lián)網(wǎng)”一次，后續(xù)年份都沒有出現(xiàn)。結(jié)合“大數(shù)據(jù)”的突飛猛進(jìn)式發(fā)展，可以判斷出“萬物有聯(lián)”的物聯(lián)網(wǎng)模式已經(jīng)尋找到更好的技術(shù)表現(xiàn)方式。除國家控制布點(diǎn)專業(yè)外，以“大數(shù)據(jù)”“智能”“機(jī)器人”相關(guān)的專業(yè)人才培養(yǎng)是未來的人才培養(yǎng)主要產(chǎn)出板塊，也是高校教育發(fā)展的重要新領(lǐng)地。

2. 專業(yè)學(xué)位分布變化

在近三年的備案和審批本科專業(yè)學(xué)位授予門類中，穩(wěn)定增長的學(xué)位門類是法學(xué)、教育學(xué)和工學(xué)，2016至2017年分別增長5.26%、19.72%和15.17%百分點(diǎn)，2017至2018年分別增長24.56%、28.24%和1.15%百分點(diǎn)。其中工學(xué)學(xué)位專業(yè)總量顯示出明顯的數(shù)量優(yōu)勢。以2018年數(shù)據(jù)為例，2018年工科專業(yè)883個(gè)，理科437個(gè)，工科專業(yè)數(shù)量遠(yuǎn)高于排位第二的理學(xué)。工科專業(yè)不僅歷史存量始終領(lǐng)先，這三年發(fā)展數(shù)量也明顯高于其他學(xué)位門類。

工科學(xué)位專業(yè)數(shù)量2016-2018年分別是758、873和883個(gè)，以關(guān)鍵詞大數(shù)據(jù)、新能源、機(jī)器人、智能、物聯(lián)網(wǎng)、飛行器、光電信息統(tǒng)計(jì)專業(yè)總數(shù)數(shù)量占工科所有專業(yè)的比重為21.24%、48.00%和63.19%，工科專業(yè)數(shù)量不僅在所有學(xué)位類型中穩(wěn)步增長，“新的工科”專業(yè)數(shù)量在工科內(nèi)部呈現(xiàn)出占比逐年增長的趨勢。

在梳理專業(yè)布局時(shí)，與“大數(shù)據(jù)”相關(guān)的專業(yè)遍布在多個(gè)學(xué)位門類下，同時(shí)存在工學(xué)、理學(xué)、管理學(xué)三個(gè)門類下，可見數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)是適應(yīng)新時(shí)代需求的新生生力軍，具有普及廣、滲透快的特點(diǎn)，對除工科外的其他門類顯示出強(qiáng)勁的滲透力。

3. 新工科專業(yè)空間布局

以1980西安坐標(biāo)系為空間參考系，在我國31個(gè)省級行政區(qū)（不包含港、澳、臺(tái)）地理空間數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上將2016-2018年教育部公布的備案和新增新工科專業(yè)導(dǎo)入ArcGIS空間轉(zhuǎn)換工具，得出新工科備案和新增專業(yè)空間布局圖（圖3、4、5）。從空間分布變化看專業(yè)發(fā)展趨勢，2016年新工科專業(yè)建設(shè)工作沒有突出表現(xiàn)，在教育部公示的審批和新增專業(yè)類別里，新增新工科專業(yè)數(shù)量為零，現(xiàn)有數(shù)據(jù)為審批專業(yè)部分屬性的體現(xiàn);2017年數(shù)量和影響范圍都有所擴(kuò)大，初步形成新工科專業(yè)發(fā)展的空間重心;2018年在原有空間重心的基礎(chǔ)上，初步形成“中橫東縱”的“T”字形空間格局。

2018年新工科專業(yè)建設(shè)主要集中在自山東向西途經(jīng)河南、陜西、湖北、重慶、四川的橫向中部發(fā)展軸上，以及從黑龍江向南途經(jīng)吉林、遼寧、北京、山東、江蘇、安徽、江西、福建、廣東的縱向東部發(fā)展軸，其中山東為橫、縱發(fā)展軸的交點(diǎn)，是新工科專業(yè)建設(shè)的密集型核心。在2018年備案和新增新工科專業(yè)統(tǒng)計(jì)中，山東、江蘇、北京、河南、陜西位列31個(gè)省級行政區(qū)前五名，新工科專業(yè)數(shù)量分別為42、40、37、37、32，占全國統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)總量的 32.70%。其中以“大數(shù)據(jù)”“機(jī)器人”“智能”“新能源”為關(guān)鍵詞的專業(yè)數(shù)量占新工科專業(yè)總量的百分之九十以上（圖6），尤其是“智能”和“大數(shù)據(jù)”方向的專業(yè)建設(shè)為新工科人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，累計(jì)數(shù)量超過省內(nèi)的百分之六十。這種現(xiàn)象不僅存在于排名靠前的五省，在其他省域依舊存在。

新工科建設(shè)意識的推廣對高等教育發(fā)展的產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，徹底顛覆了人才的培養(yǎng)類型和產(chǎn)出結(jié)構(gòu)。工業(yè)革命4.0帶來的工作方式、工作內(nèi)容的變革，高校相應(yīng)在組織機(jī)構(gòu)、專業(yè)建設(shè)、管理機(jī)制、運(yùn)行模式、評價(jià)體系、人才培養(yǎng)模式等方面進(jìn)行更新，是對傳統(tǒng)的高校教育進(jìn)行的補(bǔ)充和升級。

（二）新工科教育技術(shù)發(fā)展

《地平線報(bào)告》（高教版）是由美國新媒體聯(lián)盟發(fā)布的專項(xiàng)報(bào)告，旨在預(yù)測未來五年全球高等教育實(shí)踐和技術(shù)應(yīng)用情況，選出最有可能影響高等教育變革的關(guān)鍵趨勢、重大挑戰(zhàn)和重要進(jìn)展。研究分析《地平線報(bào)告》（高教版），不但可以深入了解高等教育技術(shù)和實(shí)踐應(yīng)用的發(fā)展趨勢，同時(shí)也可以將其作為國內(nèi)高等教育技術(shù)發(fā)展的參照物，對比國內(nèi)高校教育和全球教育發(fā)展的差異，探尋我國教育教學(xué)發(fā)展的可能性，對由于當(dāng)前新工科人才培養(yǎng)模式的變化產(chǎn)生的高等教育變革提供啟發(fā)和思考。

本文以2017年新工科提出年份為研究元年，相應(yīng)《地平線報(bào)告》（高教版）向前推進(jìn)五年進(jìn)入到首次預(yù)測2017年教育技術(shù)的2013年，對7年（2013-2019）的報(bào)告進(jìn)行整理研究。

在教育技術(shù)發(fā)展預(yù)測板塊，《地平線報(bào)告》（高教版）有5項(xiàng)僅在2013和2014年出現(xiàn)、后續(xù)不再提及的內(nèi)容，分別是平板電腦、在線課程、3D打印、游戲和游戲化以及量化自我。中間三年單獨(dú)出現(xiàn)的教育技術(shù)是翻轉(zhuǎn)課堂、自帶設(shè)備、情感計(jì)算。近兩年單獨(dú)出現(xiàn)、前后沒有呈現(xiàn)連續(xù)性的教育技術(shù)是人工智能、移動(dòng)學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈。以上三個(gè)斷層式的技術(shù)演進(jìn)過程展示出在新技術(shù)的支持下教育手段的進(jìn)步，同時(shí)也呈現(xiàn)出一定的社會(huì)時(shí)代烙印。比如受社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化影響的游戲和游戲化技術(shù)，由于游戲在文化上的興起，使社會(huì)大眾關(guān)注游戲，推動(dòng)游戲的導(dǎo)向化發(fā)展;受計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步、互聯(lián)網(wǎng)普及影響，善于進(jìn)行學(xué)習(xí)記錄的區(qū)塊鏈、改變學(xué)習(xí)體驗(yàn)方式的移動(dòng)學(xué)習(xí)進(jìn)入教育視域，不僅對高校傳統(tǒng)教育模式產(chǎn)生變革式的影響，也會(huì)對人才繼續(xù)教育提供重要的支持和驗(yàn)證。

出現(xiàn)頻次較多、基本貫穿時(shí)間線的發(fā)展技術(shù)是學(xué)習(xí)測量技術(shù)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)。學(xué)習(xí)測量技術(shù)是近幾年報(bào)告里出現(xiàn)次數(shù)最多的內(nèi)容，僅在2015和2017年缺席技術(shù)發(fā)展預(yù)測報(bào)告，這說明全球教育專家在持續(xù)的關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成效測量的多樣化、全方位、動(dòng)態(tài)化、個(gè)性化的現(xiàn)實(shí)可能性。近七年出現(xiàn)三次的技術(shù)發(fā)展有創(chuàng)客空間、混合現(xiàn)實(shí)和人工智能，相比較而言，這三項(xiàng)更關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境和過程，是新技術(shù)對高等教育環(huán)境的影響結(jié)果。

縱觀報(bào)告中有關(guān)教育技術(shù)的預(yù)測變化，結(jié)合國內(nèi)新工科發(fā)展趨勢，觀察新教育技術(shù)對新工科人才培養(yǎng)的影響結(jié)果。新工科在高校里的發(fā)展一方面是以新興產(chǎn)業(yè)為代表的諸如數(shù)據(jù)科學(xué)、智能科學(xué)、飛行器、光電信息、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)領(lǐng)域，這一類專業(yè)的共同特征是以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心，另一方面是對原有工科專業(yè)的升級，體現(xiàn)的是傳統(tǒng)“工科的新要求”，如建筑建造、工業(yè)設(shè)計(jì)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、機(jī)械、材料科學(xué)、電子信息科學(xué)、電氣、冶金制造等等。新興工科專業(yè)和傳統(tǒng)工科專業(yè)在教學(xué)中都面臨工科學(xué)生學(xué)習(xí)的特征：情境性、實(shí)踐性和應(yīng)用性，與這一特點(diǎn)相適應(yīng)的是專業(yè)學(xué)習(xí)過程中所需教學(xué)環(huán)境的互動(dòng)性、教學(xué)過程的個(gè)性化和教學(xué)手段的多樣化。在教學(xué)過程中，學(xué)生利用移動(dòng)工具完成學(xué)習(xí)的比例和多樣化程度都在飛速進(jìn)步，平板電腦、手機(jī)APP、手機(jī)網(wǎng)絡(luò)、筆記本電腦相互之間的無障礙轉(zhuǎn)換，保證學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)不受環(huán)境的影響，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行，云課堂、網(wǎng)上公開課等資源使學(xué)生學(xué)習(xí)徹底擺脫對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的依賴。這種移動(dòng)工具參與學(xué)習(xí)的變化體現(xiàn)技術(shù)預(yù)測的兩種關(guān)聯(lián)：直接關(guān)聯(lián)和間接關(guān)聯(lián)。直接關(guān)聯(lián)是對在線課堂、自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)和移動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)的預(yù)測，這三項(xiàng)技術(shù)依次出現(xiàn)在2013-2019的前中后階段，是相互交疊和延續(xù)的關(guān)系，現(xiàn)實(shí)意義是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和互聯(lián)網(wǎng)普及的體現(xiàn)，是教育技術(shù)和教育意識同步結(jié)果。間接關(guān)聯(lián)的是混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，平板電腦等移動(dòng)終端的普及，使其與VR虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)結(jié)合后，為學(xué)生提供一個(gè)真實(shí)與幻境、現(xiàn)實(shí)和產(chǎn)品無縫銜接、增強(qiáng)體驗(yàn)的可能性，能實(shí)現(xiàn)工科學(xué)生在現(xiàn)實(shí)里完成客觀學(xué)習(xí)、在虛擬幻境里完成學(xué)習(xí)體驗(yàn)的“所見即所得”的學(xué)習(xí)愿望，符合工科學(xué)生學(xué)習(xí)過程的特征，吻合工科工程師培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)需求，融合“新的工科”與“工科的新要求”兩個(gè)層面的新工科提出的具有情境交互、實(shí)踐互動(dòng)、現(xiàn)實(shí)模擬的教學(xué)環(huán)境要求。2018年12月25日，工信部發(fā)布《工業(yè)和信息化部關(guān)于加快推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》中指出要推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等教育、職業(yè)教育等領(lǐng)域和物理、化學(xué)、生物、地理等實(shí)驗(yàn)性、演示性課程中的應(yīng)用;促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)教育資源開發(fā)，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；痉稇?yīng)用，推動(dòng)科普、培訓(xùn)、教學(xué)、科研的融合發(fā)展[4]。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能科學(xué)等基礎(chǔ)架構(gòu)與虛擬現(xiàn)實(shí)客戶端的不斷發(fā)展融合，教育技術(shù)進(jìn)展預(yù)測中有關(guān)移動(dòng)學(xué)習(xí)、混合現(xiàn)實(shí)和人工智能的判斷，對新工科建設(shè)的教育活動(dòng)提供了技術(shù)保障，為教育教學(xué)應(yīng)用模式開辟了新選項(xiàng)。

（三）新工科理念趨勢發(fā)展

長久以來，全球高等學(xué)校教育的發(fā)展一直深受《地平線報(bào)告》影響，教育技術(shù)的發(fā)展趨勢預(yù)測在過去連續(xù)七年的時(shí)間里，有7項(xiàng)僅出現(xiàn)在2013和2014年的報(bào)告而沒有在后續(xù)年份中出現(xiàn)，它們是泛在學(xué)習(xí)、重新思考教育者角色、正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)融合、在線學(xué)習(xí)變革、學(xué)生從消費(fèi)者到創(chuàng)造者角色的轉(zhuǎn)變、靈活的變革方法以及社交媒體普及。這7項(xiàng)里有對教與學(xué)角色轉(zhuǎn)變的思考，學(xué)習(xí)方法的預(yù)測以及新技術(shù)對學(xué)習(xí)體驗(yàn)的判斷。在2013-2019期間，對教育趨勢的預(yù)測具有強(qiáng)連續(xù)性的有4項(xiàng)，分別是混合式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)（6次）、日益關(guān)注學(xué)習(xí)測量（7次）、推進(jìn)創(chuàng)新文化（5次）和重新設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)空間（5次）。日益關(guān)注學(xué)習(xí)測量在教育技術(shù)的進(jìn)展預(yù)測和教育技術(shù)趨勢預(yù)測中都是次數(shù)最多的項(xiàng)目，在2019年全球教育專家對該方向的判斷結(jié)果為短期項(xiàng)目，說明全球高等學(xué)校教育在這一領(lǐng)域的持續(xù)關(guān)注和迫切改革的程度，短期內(nèi)進(jìn)行改革的可能性較大。創(chuàng)新是社會(huì)對高校的期待，因此創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需求落在高校教育的任務(wù)里，推進(jìn)創(chuàng)新文化自然成為教育技術(shù)發(fā)展的趨勢。混合式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和重新設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)空間，這2項(xiàng)是對學(xué)習(xí)過程的預(yù)測。越來越多的學(xué)校注重學(xué)生向基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、探索式學(xué)習(xí)和體驗(yàn)式學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，在此過程中，學(xué)習(xí)的狀態(tài)由過去的被動(dòng)式學(xué)習(xí)變成以學(xué)生為中心的教與學(xué)角色互換的學(xué)習(xí)模式。學(xué)習(xí)和技能獲取的方法不局限于在課堂完成，還有可能包括在線課程以及完成課程內(nèi)必要的線上互動(dòng)等線上內(nèi)容共同完成。

新工科專業(yè)人才培養(yǎng)中重要的人才素養(yǎng)是具備一定的實(shí)踐能力和應(yīng)用能力，一方面鼓勵(lì)學(xué)生要具備想動(dòng)手、能動(dòng)手的主觀愿望，另一方面學(xué)校要提供給學(xué)生探索、試錯(cuò)和體驗(yàn)的學(xué)習(xí)條件，在教與學(xué)中相互促進(jìn)創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)?？鐧C(jī)構(gòu)跨部門合作是2015和2018年提出的教育技術(shù)發(fā)展趨勢，工科學(xué)生的培養(yǎng)過程不能脫離實(shí)際項(xiàng)目的鍛煉，校企合作、校校聯(lián)合、校地合作等模式都是通過跨機(jī)構(gòu)跨部門合作育人的探索方式，校企合作育人也是教育部自2017年以來推進(jìn)的高校企業(yè)合作育人模式的實(shí)踐。新興工科專業(yè)人才的培養(yǎng)不能回避前沿技術(shù)對高校的影響，平板電腦、移動(dòng)電腦、手機(jī)APP等各種移動(dòng)終端對高校學(xué)生學(xué)習(xí)的滲透結(jié)果是顯而易見的，虛擬仿真技術(shù)幫助完成沉浸式學(xué)習(xí)成果的潛力巨大。在虛擬仿真技術(shù)的支持下，學(xué)生可以即時(shí)的體驗(yàn)工程作業(yè)的成果，為學(xué)習(xí)過程創(chuàng)造了可以互動(dòng)的學(xué)習(xí)模式。

三、啟示與建議

面向未來，我們需要深刻思考教育、社會(huì)與產(chǎn)業(yè)變化的趨勢，以教育變革主動(dòng)設(shè)計(jì)未來、迎接未來、建設(shè)未來。新工科建設(shè)意識已經(jīng)在全國全面普及推廣，新工科專業(yè)建設(shè)行動(dòng)全面展開，以北京為精神核心，以山東為專業(yè)建設(shè)的省域重心，向西、向南北延伸發(fā)展，形成“中橫東縱”的“T”字形空間格局，向西至四川形成橫向中部發(fā)展軸，向南北發(fā)展至廣東、黑龍江形成縱向東部發(fā)展軸，專業(yè)建設(shè)的兩軸同步發(fā)展共同對高校人才培養(yǎng)類型和產(chǎn)出結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

依托互聯(lián)網(wǎng)的普及，和大數(shù)據(jù)科學(xué)、機(jī)器人、“智能+”相關(guān)的專業(yè)是未來高校新工科專業(yè)建設(shè)的重要發(fā)展趨勢，是未來人才輸出領(lǐng)域的主力軍，教育機(jī)構(gòu)應(yīng)對人才培養(yǎng)需求的變革，迫切期望打破傳統(tǒng)教育模式的桎梏，積極探尋校企合作、產(chǎn)學(xué)結(jié)合、科教協(xié)同、校地合作或者高校內(nèi)部組織改革的多樣化途徑，使新工科建設(shè)培養(yǎng)的人才具備更好的實(shí)踐性和應(yīng)用性。

大數(shù)據(jù)、虛擬仿真技術(shù)等新技術(shù)的興起，使教育教學(xué)工作具備多手段、多角度的開發(fā)潛能，滿足教育發(fā)展中具身學(xué)習(xí)、個(gè)性學(xué)習(xí)、真實(shí)交互學(xué)習(xí)的需求，在成本可控制、模式可復(fù)制前提下為學(xué)生創(chuàng)造智能化的學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工科人才培養(yǎng)的情境式學(xué)習(xí)要求。

在區(qū)塊鏈技術(shù)和在線課程的支持下實(shí)現(xiàn)“最低處學(xué)習(xí)有記錄，最高處平臺(tái)可展開”的高校教育目標(biāo)，鼓勵(lì)并認(rèn)可全過程開展正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)，以利于工科人才終身學(xué)習(xí)素養(yǎng)的提高。

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