中国工科教育正经历系统性重塑

　　2026年夏天，上海大学工程训练中心的实训车间里，一群学生正围着一条模块化可重构的智能产线忙碌。他们并非在完成某个预设答案的实验，产线旁贴着的是中国商飞提供的真实制造难题：如何在有限成本约束下优化某型飞机零部件的装配流程？没有标准答案，只有矛盾与约束。

　　同一时间，上海交通大学机械与动力工程学院的课堂上，大三学生正在答辩他们从零开始设计的一台原创机器人。从市场调研到概念设计，从方案论证到实物样机，他们走完了工程师从0到1的全过程。

　　这两个场景，指向同一个正在发生的深刻变革：中国工科教育正在经历一场系统性重塑。数据显示，2025年，校企联合招收培养工程硕博士近2.6万人，首届2100多名工程硕士中71%留在了本领域企业。一场已持续了8年的全国性教育改革——新工科建设，正在“改头换面”。

　　在新一轮科技革命与产业变革浪潮中，传统工科的时代短板是什么？新工科改革的核心突破点在哪里？如何赋能高端制造、人工智能、新能源等新兴产业发展？《新民周刊》记者采访了上海大学工程训练中心主任郭帅和上海交通大学机械与动力工程学院郭为忠教授。

上图：汽车工程专业的大学生参加电动方程式大赛，在赛道中上演速度与“算法”。

传统工科三个“时代短板”

　　专家认为，新工科教育改革应从教学机制、考核评价、认证体系等多层面发力，不断适应时代发展需要。

　　长期以来，中国工科教育形成了“学科化、院系制”的封闭培养模式。课程以知识传授为中心，课堂以教师讲授为主，学生以考试分数为标尺。这种模式培养出的工程师，擅长解题，却不擅长“发现问题”；精通理论，却缺乏动手创造的能力。

　　2023年，教育部等五部委印发《普通高等教育学科专业设置调整优化改革方案》，要求到2025年优化调整高校20%左右学科专业布点。教育部学位管理与研究生教育司副司长郝彤亮坦言，国际竞争的新格局、“工科理科化”的老问题，迫切需要通过改革破局。

　　上海大学工程训练中心主任郭帅则引用陆游的诗句，形容传统工科教育的价值根基——“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”金工实习（即基础性实践课程）曾是工科学生不可或缺的工程认知环节，意思是只有在亲手做过、实践过，才能对制造过程留下印象。

　　但郭帅也坦言，仅仅靠基础的实践课程，无法培养出拔尖的人才。传统金工实习存在“很大的问题”，它是一个单一技能的训练，而非能力导向的训练。学生按统一图纸在固定工位上被动操作，至少有三重局限：内容固化、与产业前沿脱节；工种割裂、只见树木不见森林；被动接受、创新空间被压缩。

　　这是新工科的第一个短板，即技能训练与产业需求的脱节。另外就是与真实工程场景的割裂。学生面对的是标准教学件，不是真实产业命题；练的是单点技能，不是完整工程链条。结果就是知识结构“窄”、能力结构“虚”、解决复杂问题“弱”。

　　天津大学新工科教育中心主任顾佩华更直接地指出，传统工科专业壁垒固化，难以匹配跨领域技术融合需求；课程体系更新滞后于产业技术迭代速度，导致人才培养与市场需求存在“时间差”。

　　郭为忠教授则从另一个维度剖析了传统工科的局限，即第二个短板，学科壁垒与系统思维的缺失。他认为，传统工科课程最大的“时代病”，是知识体系与时代发展脱节。原来的机器就纯机械，就是纯骨骼，你推它，它就动；不推它，它就没有智能。学科与学科之间的鸿沟泾渭分明。而今天的机器人是多学科综合的产物，既有机械，又有控制、传感器、算法。

　　“原来的传统工科以及它建立的一套知识体系，就有点不适应了。”郭为忠指出，以往的传统工科教育理念过于强调专业化，在人才培养中容易造成知识面窄、人文底蕴和创新能力不足的情况。“你不能光是只懂机械，不懂别的。”

　　第三块短板更为深层，从“跟跑”到“领跑”的能力断层。郭为忠做了一个清晰的判断：改革开放后，中国工业走的是“引进消化吸收”的路子。机器是国外发明的，我们参照它、模仿它。但现在，中国从跟跑到并跑，慢慢到领跑。“领跑，你再也没有参考的东西了。这个时候也就意味着我们的学生思维必须改变。”

　　新工科调整的背后，是深刻的倒逼，即产业升级等不及。面向先进轨道交通装备、新能源汽车、航空航天装备、高档数控机床和机器人等先进制造业重点领域，国家已启动高技能人才集群培养计划。传统工科的知识体系、教学模式和评价标准，正在被时代重新审视。

从课堂到场景的突围

　　破题之后，如何解题？两位专家给出了各自的答案。尽管路径不同，但他们均指向同一个方向：让工科教育回归工程本身。

　　郭帅认为，新工科改革的核心突破点，不是知识叠加，也不是技能叠加。而是要实现从知识传授变成能力重构的底层逻辑变革。新工科的“新”，是以能力为轴心，构建系统性、融合性、实战性三位一体的全新工程教育范式。

　　上海大学工程训练中心提出了“基础更基础，综合更综合”的理念。所谓“基础更基础”，强调基础训练从单纯操作技能转向概念思维建构，引导学生理解底层原理、形成可迁移的工程认知，“不只是技能，而是举一反三的能力、底层思维的能力”。

　　而“综合更综合”，强调综合训练从系统整合转向跨场景能力迁移，引导学生在边界模糊、多重约束的任务中完成问题定义、系统建模、接口适配和权衡决策，是把真实的工程场景拿出来，多学科、复杂问题、矛盾约束，让学生去解决接口的问题、风险的问题、模型验证的问题。这套理念让上海大学工程训练中心在2023年教育部对国家级工程训练实验教学示范中心评估中排进前五，2026年更拿到了上海市教学成果特等奖。

　　如果说郭帅的改革方向是‘拆掉实训中心的墙’，那郭为忠的路径则是‘重建课堂里的路。他的解题思路同样清晰。他在上海交大机械与动力工程学院推动了一门课的改革——把《机械原理》和《机械设计》两门经典课程融合为一门新课。改革的依据是“两个系统观”：第一，对现代机器的认知要有系统观，即机器不是机、电、控等零散部件的堆砌，而是一个整体；第二，机器从无到有的创新设计过程也要有系统观。换言之，学生既要知道一台机器为什么是一个整体，也要知道这个整体是怎么被一步步设计出来的。

　　更大的变革在教学模式上。郭为忠提出了“双主线并行”贯穿式项目式教学，也就是课堂教学与课外项目设计制作贯穿整个学期。

　　在郭为忠教授的课堂上，学生要完成一条“课外主线”：从市场调研开始，到概念设计、方案论证，再到实物样机。“学生在我的课程里面，就把未来工程师的完整训练做了一遍。”这套模式从2008年开始摸索，到2012年两课融合创建新课开始推广至全院学生，至今已实践了18年。

　　学生的成果很具体，就是整机设计方案和实物样机，并鼓励申报发明专利。郭为忠说，国内不少企业的发明专利是部件级的、局部的，但“整机专利”非常少。而他的学生，拥有的是整机原创的设计能力。

　　一直以来，传统教学中，老师出的题目是有预设答案的——我知道答案，就看你的答案跟我的对不对得上。但真实世界不是这样。郭帅举了一个例子：把真实的工业场景放到课堂上，它有价格约束、时间约束、材料约束，在有限约束的情况下，找到最佳问题的解。这是工程能力，也是综合思维的能力。

　　上海大学工程训练中心做了一个大胆的设计：模块化柔性可适配多工业场景的平台。他们把不同工业场景中的共性元素抽离出来，变成底层的“积木模块”，企业来了一个新场景，就用这些模块重新组合。硬件模仿不了的地方，用数字仿真补上。目前，该训练中心已经实现了中国商飞大飞机制造的全流程模拟，从设计到仿真到测量到装配，“从头看到尾”。

　　郭帅告诉《新民周刊》，未来的工科人才不会有太多学科限制，上海大学的工程训练面向全校专业开放，让工科学生具有艺术修养，让艺术生具有工科思维。不同学科的学生在一个团队里为一个项目做设计，就像真实的工程项目一样。

　　郭为忠的做法异曲同工。他的课程有一个重要的环节，邀请企业的技术专家来做学生项目的评委。“企业专家出的题，那就是真正的工程问题，因为他每天上班就是要解决这些问题。”学生专注产业难题，在真环境中研究真问题。

上图：上海大学工程训练中心在2023年教育部对国家级工程训练实验教学示范中心评估中排进前五，2026年更拿到了上海市教学成果特等奖。

什么是卓越工程师

　　新工科建设并非始于今日。2017年，《复旦共识》《天大行动》《北京指南》相继出台，构成了新工科建设的“三部曲”。教育部随后认定612个项目为首批“新工科”研究与实践项目。2020年，《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》提出深化新工科建设。2022年，教育部以实质化校企联合培养为牵引，正式启动卓越工程师培养改革。2025年12月，教育部发布《卓越工程师教育认证标准》。

　　四年时间，卓越工程师培养改革取得积极进展，打破了高校“学科化、院系制”的传统工科人才培养模式。但进展背后，困惑同样存在。

　　郭帅坦言：“不但是学生迷茫，其实很多老师也很迷茫。他们对新工科的理解也没有那么深刻。”郭为忠也观察到：“很多学校对新工科的认知，就是学一点信息、学一点人工智能、学一点这个、学一点那个，就叫新工科了，这不是，根本不是。”

　　学生的困惑更具体。工科专业学习难度大，挑战集中在学业压力、实践能力培养、团队合作、创新思维、职业规划等方面。有专家提醒：“选专业别盲目追‘新’，适配比热门重要。”传统工科正在剧烈转型，学生必须拓宽知识面，不能太“专”，尤其是在人工智能大发展的今天。

　　面向未来，两位专家给出了各自的判断。

　　郭为忠认为，AI能做的只是在“已有”的基础上加工，它所有的信息来源都是已经有的，它目前还没有从0到1的创造能力。未来的卓越工程师，恰恰要具备这种从0到1的整机创造能力。他给学生的寄语是“星星之火，可以燎原”。

　　郭帅的判断更具象。他认为AI时代人机协作是必然趋势，未来的工程师要把握AI不擅长的领域，包括模糊地带的、复杂风险的、约束不那么明显的。什么样的人才是满足时代需求的创新性工程人才呢？他们不但应对当前的变化，还要塑造未来。郭帅心目中的卓越工程师画像是马斯克，能跨越多个领域，且每个领域都能做好。“连接力非常重要，人与不同系统进行连接。”

　　从“破题”到“解题”，新工科正在重塑中国未来工程师的模样。他们不再只是会操作机器的技能型人才，而是具备系统思维、多学科视野和0到1创造能力的卓越工程师。这条路才刚刚开始，但方向已经清晰。记者｜吴雪