“新工科”育人的實踐者

■奮斗者正青春

回想起三年前剛?cè)雽W(xué)時的日子，天津大學(xué)智能制造工程專業(yè)本科生張旖仍“心有余悸”——作為天大新工科建設(shè)的第一批“試水者”，張旖面臨著從傳統(tǒng)的聽講到動手實踐的巨大轉(zhuǎn)變。她還記得，在“設(shè)計與建造”新工科項目制課上，她和小伙伴需要在一個學(xué)期內(nèi)完成智能物流派送車從想法到設(shè)計再到制造與控制的完整研發(fā)流程。

這門課的牽頭人正是天津大學(xué)機械工程學(xué)院副院長、教授孫濤。在師生眼中，這位“80后”青年教師，不僅是成果豐碩的科研達人，更是開拓創(chuàng)新的新工科教育先行者。

“我們不能再用過時陳舊的東西培養(yǎng)未來新人。”針對新形勢下工科人才培養(yǎng)面臨的巨大挑戰(zhàn)，近年來，孫濤主持制定并實施了天津大學(xué)機械大類創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新工科方案，率先完成了第一門新工科項目制課程和第一個新工科交叉型實踐平臺的建設(shè)。

面對以往教學(xué)各自為政、學(xué)生考完就忘、教材內(nèi)容陳舊等弊病，孫濤表示，支撐創(chuàng)新人才成長與發(fā)展，要形成以項目制、模塊化和交叉性為特色的課程體系建設(shè)。以“設(shè)計與建造”為例，這門課集合了來自機械、微電子、自動化、建筑、力學(xué)等多學(xué)科背景的15名教師，圍繞項目任務(wù)開展教學(xué)，每個小組都要拿出符合考核指標的“物流派送小車”，不再通過期末閉卷考試評定成績，而是實行包括演講、交流、合作、實踐等在內(nèi)的全過程多維度評價。

“之前我們重理論輕實踐，很多學(xué)生畢業(yè)后不能勝任工作崗位，還需要老師傅‘帶進門’?！迸月犨^導(dǎo)師的本科生課堂后，博士研究生賀志遠有些“羨慕”師弟師妹，“能從本科起就接觸到實際工程，對以后從事科研或者就業(yè)的幫助都很大。”

然而，作為大膽邁出第一步的先行試驗，這些課程體系、教學(xué)方式等方面的變革并不容易。

“老師要圍繞項目需求重新設(shè)計課程、備課，同時要不斷更新自己的知識儲備，并準備好隨時應(yīng)對學(xué)生們提出的各種問題?！睂O濤說。

參與到骨科醫(yī)療機器人項目后，賀志遠發(fā)現(xiàn)，機械工程專業(yè)對機器人尺寸、規(guī)格等知識的學(xué)習(xí)內(nèi)容遠不足以支撐研究，實踐中，還需要補齊電路設(shè)計、圖像處理、軟件開發(fā)等多種知識，“要不斷根據(jù)研究需求去學(xué)新東西”。

有時，一些問題甚至孫濤自己也解決不了。怎么辦？

找資源、做溝通，從事醫(yī)療機器人研究后，孫濤常常帶著賀志遠去天津醫(yī)院、北京301醫(yī)院等，向醫(yī)學(xué)專家學(xué)習(xí)請教。“孫老師工作繁忙，但只要是研究上的問題，不管多小，他都會抽出時間幫我們分析、解決。”賀志遠說。

改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，培養(yǎng)新興領(lǐng)域工程科技人才，新工科建設(shè)需要加強研究和實踐。而關(guān)注實踐、服務(wù)實踐，不僅是孫濤對自己，也是對學(xué)生的要求。

幾年前，孫濤的碩士研究生閆巍偶然間在醫(yī)院看到，為了給病人做好骨折復(fù)位，一位醫(yī)生拿著尺子，對著患者的X光片找位置、測數(shù)據(jù)，一站就是兩個多小時。

能不能將醫(yī)生從繁重的精確測量和計算工作中解放出來，提高診療效率？閆巍帶著疑問詢問孫濤。“這是從實踐中發(fā)現(xiàn)的真問題，也是當(dāng)前的難點?！笨隙ㄖ啵瑢O濤干脆帶著學(xué)生一起開始了這項研究。

從機械工程跨入醫(yī)工交叉領(lǐng)域，孫濤和團隊成員有些犯怵。每天背誦醫(yī)療專業(yè)術(shù)語、自學(xué)醫(yī)學(xué)知識、在一線觀摩手術(shù)……孫濤帶領(lǐng)學(xué)生們跨過了一道道坎，團隊研發(fā)的“下肢骨折精準復(fù)位手術(shù)與量化康復(fù)一體化機器人系統(tǒng)”獲批2018年度國家重點研發(fā)計劃支持，孫濤也因此成為該領(lǐng)域最年輕的項目負責(zé)人之一。如今，這項成果還在不斷地被孫濤和團隊深化、升華。

“卓越工程師是要將自己的發(fā)展和國家、行業(yè)的發(fā)展緊密聯(lián)系起來的。”幾個月前，在2021年世界智能制造大會上，孫濤和團隊的“跨尺度多材質(zhì)鑄造件智能加工機器人技術(shù)”入選2021年中國智能制造十大科技進展，之前還獲得天津市技術(shù)發(fā)明一等獎和中國好設(shè)計金獎。這一技術(shù)攻關(guān)的背后，正是國家基礎(chǔ)性鑄造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域在零部件高效加工制造方面突破世界性技術(shù)難題。

親身參與、全力推動、立人先立己，走在新工科育人的大路上，孫濤步履堅定。

《中國教育報》2022年05月06日第1版