面向未来的新工科建设——新理念新模式新突破

▲王义遒

作者：王义遒，北京大学原常务副校长、教授

来源：《高等工程教育研究》2018年第01期

摘要：本文从文化视角探讨“新工科”建设。基于北京大学在20世纪90年代从应用理科衍生新型工科的尝试，作者认为文化在这里起着重要作用。理科与工科具有不同的亚文化，学校的整个体制机制都会对新工科建设产生影响，滋生各种问题。解决这些问题的关键在于“融合”，首先是科学与人文的融合，以及在实践层面上各种要素的紧密整合。文章从理论和实践两方面分析了这种融合的可能性和可行性，并结合“新工科”建设的教学实践提出了实现“合”的四条具体意见。文章最后认为“新工科”建设的前瞻要求是创新需求。

关键词：新工科，文化，亚文化，融合，需求创新

一、新工科何以为“新”

“新工科”建设成为当下中国高等教育的一条最为亮丽的风景线。从2017年2月18日制订“复旦共识”，教育部高教司随即在20日发出了开展研究和实践的通知，4月8日有“天大行动”，6月9日产生了“北京指南”。不到四个月，就出现了四个大动作，可谓中国高等教育史上所罕有。

“新工科”何以为“新”？教育部高教司《关于开展新工科研究与实践的通知》中规定了“新”的主要内容为五点，即：工程教育的新理念，学科专业的新结构，人才培养的新模式，教育教学的新质量和分类发展的新体系。这五个“新”都是以高等工程教育要适应国家面临新时代新经济的发展为依据的。其背景就是国家提出创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，实施“中国制造2025”、“互联网+”、“一带一路”等战略，以及“工业4.0”概念的提出与第四次工业革命悄然到来的形势。相应地在产业贸易上则出现了大量新技术、新产品、新业态、新模式。对此，吴爱华等人的文章已做了详尽细致的描述，阐明了“新工科”建设的必要性和迫切性。[1]但是对于上述五个“新”的内容、意涵，以及究竟如何落实、运作等具体问题，还有许多值得继续深入研究与探讨的空间。“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”以及教育部的相关文件都已经指明了方向，提出了任务，做出了规划，并制订了深入研究和实践的项目与课题。这对于开展这场研究和讨论，以及目前已经开始进行的实践，具有重要的指导意义。我们认为，在研究和讨论中应该结合新经济中有关教育的因素（对人力资源的要求、基于认知和信息科学进步的新学习方法与教学技术的应用等）和世界与我国高等教育发展的规律和历史、现状与趋势，重在分析研判当下我国高等教育，特别是高等工程教育影响新经济推进与发展的各种具体细节和长期郁积而持续存在的实际问题，切忌笼统空泛地讨论一般概念，例如“范式”之类。

从具体工作而言，“新工科”建设无非就是两类。一是根据新经济和新工业革命的要求，新建或从头开设一些“新工科”专业，或是根据其科学与工程技术的内涵与意向创设一批新的非以“专业”命名的教学形式或组织。它们可以从原来“综合大学”中产生，比如，从有的“应用理科”专业衍生出“新工科”，或者从高等学校与研究机构、甚至企业协作联合组成。二是将原有的传统工科专业按照“新”的要求改造升级为“新工科”。在这种改造过程中，就要细密分析研判原有工程教育中哪些是合理有用的珍贵传统，哪些是需要扬弃的过时的“旧”东西。“新”是与“旧”相比较而言的，不知“旧”，焉有“新”？只有这样才能做到“守正创新”。这种分析研判不仅要非常细致周密，而且还是十分繁琐复杂的，我们需要花费不少精力与功夫。

对建设“新工科”的讨论，多数都是围绕新经济所蕴含的科学技术内涵来展开的，因为新经济毕竟是科技创新的产物。这可说是“硬件”。本文打算从文化的角度（“软体”）来进行审视和探讨，因为归根到底大学依然是一个文化机构，不可能因其对发展经济的重要影响而成为一个经济实体。限于个人经历，我想从北京大学建设新型工科的早期尝试说起。这样便于从实际问题出发，而不是从概念来论是非，从而揭示“新工科”建设中可能出现的一些难题及其化解的路子。

二、北京大学建设新型工科的早期尝试

1952年全国高等学校院系调整，北京大学成为一所以文理基础学科为主的“综合大学”。当时规定的任务“主要是培养在理论科学或基础科学（自然和社会）方面从事研究或教学工作的专门人才”，“是其他高等学校和研究机构的基础，是国家文化和科学发展的重要标志”。[2]这种规定虽然赋予了北大以十分崇高光荣的使命，但是在国家以工业化为主体的经济建设这一中心任务里不免有点被边缘化。尽管当年北大教师也从事着一些科研活动，但规模不大，特别是与经济建设第一线密切相关的应用研究与科技开发任务与项目课题很少。因此北大科研经费远少于规模相近的工科类大学，更显出学校办学经费拮据，常常捉襟见肘。更有甚者，由于北大任务偏重于理论和基础科学，在历次政治运动中，尤其是“大跃进”及之后，总被批判为严重脱离国家的革命与建设实际。这几乎注定成为北大领导的一条“罪状”。因此，历任北大领导，特别是1957年陆平任党委书记和校长之后，都竭力想摆脱这种困境，在继续保持理论和基础学科的优势条件下，努力发展一些应用科学技术。

实际上，在1955、1956年国家酝酿和提出“向科学进军”口号时，北大就率先开设了计算数学、半导体物理、核物理和放射化学等新兴应用性科学与技术学科，争取为国家经济建设、工业化、科技和国防现代化做出自己较大贡献。1958年，在原物理系基础上建立和分设了技术物理（含放射化学）、地球物理和无线电电子学三个系。这样，北大名义上就拥有了一批应用或技术科学学科。在“文化大革命”中招收工农兵学员时，为了紧密联系国家建设实际，更是将一些专业改造为以典型产品命名的专业，如雷达、频标、中草药等。

改革开放之后，北大在学科建设和科研上提出了“扬长补短”的方针，明确将“巩固与加强应用学科”放在重要地位。学校决定以“新型综合大学”为建设目标，设立了多个由文理工管学科相结合的交叉科学研究中心，其中有管理科学中心（丁石孙校长亲自挂帅）、环境科学中心、信息科学中心（原规划拟建的材料科学中心，经多方努力而未果），以及稍后的石油天然气研究中心、中国经济研究中心、纳米科学技术中心等科研和研究生培养机构。此后，又明确要求从一些应用理科中衍生出一批有别于传统工科的新型工程技术学科。其中有：信息工程、生物工程、精细化学与分子工程、微电子与光电子技术等。[3]如果加上要发展连接传统语言学、哲学、心理学、神经生物学、数学、人工智能与计算机科学的新语言学和认知科学等新兴综合基础学科，这些新学科已经包含了第三次和第四次工业革命的基因。结合这些学科建设，北大设置了一些新专业，调整了某些院系名称，正式打出了“工程”旗号。比如，建立了“化学与分子工程学院”，设置了“工程科学”、“结构工程”等专业。而20世纪90年代初及之前建设的15个国家或部门重点实验室和两个“工程中心”，多数都以应用性和“工程”命名，如“蛋白质工程与植物基因工程”、“生物膜工程”、“生物有机分子工程”等。

新世纪北大已经设立了“信息与工程学部”，成立了“工学院”，其下设置了材料科学与工程、工业工程与管理、航空航天工程、力学与工程科学、能源与资源工程、生物医学工程等系，其师资队伍和教学科研的水平在全国已名列前茅。目前北大能培养工科人才的院系还有：信息科学技术学院、软件与微电子学院、环境科学与工程学院、化学与分子工程学院、建筑与景观设计学院等。北大还正在筹建新型的农学院。

从当下看来，20世纪90年代我们发展应用学科、筹建新型工科的努力只是部分地达到了原先的期望。比如，学校应用研究和技术开发项目课题有长足进展，科研经费显著增长；学校创办了若干前端科技企业，在国内有一定影响，对学校办学经费的短缺稍有补益。例如，建立了以王选为首开发的汉字计算机激光照排技术为基础的“北大方正公司”。然而，我们原来预期的目标却并未完全达到。我们原设想，“新型综合大学”就是能将基础科学、应用科学和工程技术相结合，教学、研究与技术开发及产品生产（即“学研产”）统筹兼顾的大学；甚至在一个院系机构里也可使它们紧密结合，组织在一起，彼此促进，使院系学研产均衡发展，从而根本上改变“理论脱离实际”的面貌。

但是，我们并未全部得到这个结果。总体上说，学校的基本学科布局和研究态势没有发生大的变化。“方正”等公司的建立，并没有相应地产生出学研产交融的学科和教学体系。对“化学与分子工程学院”，我们原设想，“分子工程”就是要按照化学原理，根据社会需求有目的地提出某种特定材料的性能指标要求，然后有针对性地设计出合成与制造工艺，经过小试、中试等实践环节，实现批量生产，提供产品。这种程序与现在的CDIO的产业链运作相当近似，我们希望按照这种构思，建设一种密切联系基础学科、应用学科的新型工科的教学体系来。当年北大化学学科已有一批科研成果可开发成产品，在医药、农畜、环保与安检等行业中具备广泛应用前景，但除了个别依靠外界投资、北大以技术入股形式组成产业进行了批量生产外，多数并未转化为工业产品，形成产业。这说明我们还没有能够完整地建立起一条教学研究产业链，真正完成“新型工程”的学科建设。这其中当然有缺乏技术设施条件、缺乏具有工程生产能力的队伍等原因，但北大人思想观念（价值取向、教学目标、评价标准、学术氛围等因素）和整个体制机制并未有机地配套改变也有密切关系。我们将后两者都看成是大学“文化”的影响。

三、文化在新工科建设中的作用

上述的大学“文化”主要是指北大由学科定位所确立的学术观念深入人心。文化好比土壤，工科这朵花移植到以文理科为本位的土壤中就较难长好。文理基础学科以科学“求真”为核心理念，探究天地凡事凡物的内在规律——真理。这即浙江大学前校长竺可桢所说的“求是”，其精神是“只问是非，不计利害”。[4]这种利害不仅是对科学工作者个人而言，而且包括社会与民族国家。大学，尤其是“综合大学”，作为一个学术文化机构，不是经济或政治机构，奉这种精神为圭臬，追求“高深学问”，“思想自由、兼容并包”，“自由之思想、独立之精神”。以此来看经济和政治利益，多少带点亵渎神圣的感觉。这种传统的影响不仅遍及广大教师学生，而且统治着社会舆论，以致至今仍有人质问当年北大办公司是否正确，媒体仍将“莫须有”的“推倒南墙”作为北大迎合市场诱惑而“堕落”的典型。

可是，服务于经济建设的“工科”却是“求善”的，谋求社会和个人的财富和福祉。它以人们的物质和精神财富不断增长为目标，讲究“投入产出”关系，实际上就是投资追逐回报或利润的最大化。发展经济的动力来自这种增长欲望，其本源在于人的无限需求和欲望。市场经济和消费主义之所以成为当今社会的一条主线，其源盖出于此。党的十九大报告说，中国特色社会主义进入新时代，社会主要矛盾转化为人民日益增长的美好生活需要与不平衡不充分的发展之间的矛盾。因此发展经济、追求公平，仍是我国长期的奋斗目标。“新工科”建设正是为加速实现此目标所做的一个努力。

那么，一所大学，甚至一个院系，能否将“求真”和“求善”协调统一起来？“求真”和“求善”、“是非”和“利益”是否可以兼容？从上述北大“新工科”建设的早期尝试来看，似乎相当不容易，两种文化的冲突好像成为了当今一些大学里面演出的重头戏！

其实，从根本上来说，“真善美”本来是可以协调一致的。眼花缭乱、纷繁复杂的大千世界，其内在规律用语言或数学符号表述出来，确实非常简洁、对称，完全符合人们的美感。经济活动追求利润最大化，也是人力与自然资源最佳使用的体现，也是“善”。不过要使“真善美”真正能和谐统一，还必须通过人。

正像笛卡尔的名言“我思故我在”意味着科学的“求真”精神，表达了人们要求认识世界的愿望；培根的口号“知识就是力量”代表了科学的“求力”弘旨，体现着人们渴望改造世界的宏愿和胆识。然而，后者却是一把双刃剑，“力”既可用于建设，也可用于破坏；既可为人类创造幸福，也可能带来灾难。科学真理本身无所谓“有用”或“无用”，但是利用科学原理形成的技术与工程，可以造福或贻害人类。看似“无用”的科学原理和规律，却是工程技术原始创新的源头；而且越是看来毫无用处的科学大发现、大理论，越是可能产生前所未有的实用功效，即所谓“拔抻之用是为大用”。相对论、量子理论等都是原始技术创新、颠覆性创新之源。他们分别提供了核能，半导体器件，激光，原子钟，量子通信、传态与计算等划时代的工业革命技术。科学技术会带来幸福还是灾害，取决于运用者的人文素养，他的世界观、价值观，他对人生、自身、他人、社会、世界和整个自然的态度。

不仅如此，“工程就是创造有用的人造物”。[5]费孝通以简洁的“人为、为人”四个字来定义“文化”[6]，这样，工程简直就是典型的文化，具有丰富文化内涵。而大部分工程活动是经济活动。经济活动具有其本身特征，一个重要内容就是要核算投入产出，要产生经济利益。这些概念在数量上是有限的，可计算的。科学活动则不同。科学认知是无限的，科学家认识的东西越多，他们认识到其所不认识的东西也越多（一般人相反，以为知道得越多，不知道的东西就越少了），技术人员的技能要求也是无穷的，工匠精神的核心是“精益求精”。这些“无限”与“无穷”都以不尽的投入为前提，这恰恰与经济活动追求产出与投入之比的最大化原则相违背。在产业活动中将更好的技术专利买来束之高阁，继续用旧工艺来生产以尽量发挥其剩余效益来赚取最大利润的事例比比皆是。而科技人员在研发一种新产品时，由于要求“尽善尽美”、“精益求精”，每天都会发现新问题，消灭旧瑕疵，因而迟迟不肯推出新产品，以致受到管理人员指责的案例也屡见不鲜。这也可说是一种“文化冲突”。所以工程、经济还有自己的独特文化，或称其为“亚文化”。这里就显出科学、技术与工程、经济之间的亚文化的不同，往往引致冲突。

这样，大学新工科建设就必然会要求多元文化的共存与融合。这里有两个问题：一是这些不同的文化或亚文化是否能和谐共处，二是这些不同亚文化往往由不同的人员所代表，他们之间能否真诚地协同合作。新工科建设假设第一个问题在“真善美”能取得和谐统一的条件下，在“科教强国”的共同目标下是可以自然解决的，而科技从本源上就出于人文。[7]许多成功大学的办学经验也证明了这一点，大学还凭借这点展现了自己独异的整体文化特征——深沉性和包容性。对第二个问题，则要求大学建立适当的体制机制，以使各类人员各得其所：有人埋头从事他的“无用之学”，有人则没日没夜地做着“有用之物”。他们各自充分发挥自己的积极性，相安无事，领导就可任其所为而实行“无为而治”，从而实现学校的大治。因此，“新工科”建设首先要求大学能通过做人的工作和建立适当机制将科学与人文两种文化融合为一体。

四、融合——构建新工科的教育实践层面

建设“新工科”，硬件很重要，这里仅就高等教育实践层面的文化（观念与制度）方面做些探讨。对此，教育部官方、“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”和许多学者[8][9]都不约而同地强调了一个关键因素——融合。这不奇怪，因为新经济、新产业强调人的分工，有分工就要注重“融合”，这是发挥资源最大利用率的一条捷径。产业如此，教育自然要跟着这样做了。

“融合”由“融”和“合”两个字组成，它们各自代表略有不同的意义。“融”强调的是一个个体里多种元素有机地结合在一起。这里各种元素互相渗透，彼此都多少有点“化合”了。“化”而后才能“融”。比如，学校以“研究高深学问”为宗旨由多种学科学者共同组合在一起，由于他们都具有高度的理性与智慧，能够彼此深度理解，达致所谓“万物并育而不相害，道并行而不相悖”。笔者也多次指出，科学与技术的动力都来自人文，其态度、方法、应用也受人文的导向。[7]这种多元文化包容形成一个统一的、内涵丰富的整体文化，是大学文化深沉性和包容性的体现。“合”则重在不同个体组织在一起，有集合、联合、结合、汇合、复合、综合、整合、合作等，强调的是力量的汇集，互相取长补短，凝聚成为一种合力，从而发挥集中突破的攻坚力量。

在实现新时代新经济和追求“真善美”的共同目标要求下，大学实现“融”原则上是可行的。对于北大这样原“综合大学”来说，则更需要清除鄙夷“工”的陈旧观念（按潘光旦的说法，其实在儒释道统治中国文化之前，“工”曾是很受重视的，“工”字上下两横表示天和地，中间一竖有通天地之意，取法乎天，取材于地，以成物的人和事叫做工，是圣人所为。后来中国文化只关心人和人际关系，就将工视为“奇技淫巧”了[10]），这不算太难，因大家有共同的发展目标。

所以在这场讨论中，大家谈得更多的还是“合”字。比如对学生的教学要求，希望做到文理工管知识齐备，学科交叉复合，理论与实践兼优等；在培养模式上，要求做到官产学研结合，校企合作，中外合作；在教学体制上能够实现师生结合、教学相长，校际联合，本研结合（联读），充分利用与联合社会力量和互联网+，实行开放办学，等等。似乎要做到“合”，相当不容易。

然而，根据笔者在北大组织交叉学科与多学科攻关的经验教训，在实际工作中真正要做到“融”，也并不容易。比如知识分子中“文人相轻”陋习时有流露，上游知识学科的学者往往不大看得起下游学科的。学数学的总觉得物理的数学处理不够严格，学物理的认为化学规律最后总得由物理理论来解释。有时候，因为一个术语、一种设备的俗名在不同学科里有异而互相瞧不起，合作不起来。要真正做到能“融”，关键是要能尊重人，包容“异己”，不同学科不同行业的人能互相尊重，取长补短，不以己之长贬人之短。一个团队里每个人都要为共同目标而奋斗，这涉及人的品格与态度。海尔提倡的“人单合一”管理模式就是这种精神的体现。所以新工科建设要着力打造这种“融”的人文精神。

而要发挥“合”的优势，必须要实现强强联合，才能做到1+1>2。如果是强弱联合，甚或是弱弱联合，则不但难以发挥“合”的优势，甚至还会造成矛盾百出，成事不足，败事有余，1+1<2，甚至1+1=0。因此，要发挥由各个体集成的“合”的力量首先要将这个“1”做强，才能有效。做强“1”，实质上就是团队里每人各有所长，能做人所不能。即各有“专精”，才能合成“强大”！

这样，从产业整体上的“融合”，到新工科教育上要求的“融合”，分解到对每一个学生，尤其是本科生，我们的要求应是既“融”且“专”。教育上的根本办法还是实施《国家十三五规划纲要》中所指出的“通识教育和专业教育相结合的培养制度”。至于文理工管、交叉复合的“合”也可留给产业或后继研究生阶段去完成（除了少数以“复合”为专业的，可用专门的学习计划来完成）。

这里从文化的角度着重就学生培养方面的问题，谈点个人看法。

首先，工科直接面对人民日益增长的美好生活的需要，什么是“美好”，如何使这种需要均衡地、充分地得到满足？正像爱因斯坦曾对美国加州理工学院学生谆谆告诫过的那样：“你们只懂得应用科学本身是不够的。关心人的本身应当始终成为一切技术上奋斗的主要目标；关心怎样组织人的劳动和产品分配这样一些尚未解决的重大问题，用以保证我们科学思想的成果会造福于人类，而不致成为祸害。在你们埋头于图表和方程时，千万不要忘记这一点！”[11]了解人，理解人的需求与社会的组织运行，懂得必要的历史发展和经济活动，特别是产业经营管理的规律等，原本就是工科的内涵。所以工科的人文内涵是很丰富，远胜于理科的。因此，专业教育中就要充分贯彻人文精神，绝不能只见“物”，不见“人”。通识教育中再开些人文社会科学课程，就更有助于建立正确的人生观、世界观、价值观，做到既能“融”，又懂得组织管理。

无论什么新技术、新产品、新业态和商贸新模式，都是建立在新的前沿和先进科学技术之上的。这包括：材料科学与纳米技术、新能源科学技术、信息科学技术、量子科学、分子生物学、神经生物学、计算机科学技术、航空航天、精准医学等。数学的广泛应用更成为当代科学技术发展的支柱。所有这些新科学技术都孕育于数学、物理、化学、生物、地学等基础学科之中。无论是传统工科，还是新工科，其技术基础都来自这些理科，原始创新、颠覆性创新，没有基础理科知识，就像无本之木、无源之水。所以美国著名大学的工科，都有很强的理科背景；我国改革开放后，工科院校加强理科教学科研也是普遍意愿和着力所为的。

对于工程技术本身自然要分门别类地加以修习，掌握比较熟练的专业本领与实践技能，做到“专精”。在面向新产业情况下，有点令人困惑的是：对于原有“综合大学”来说，有没有，或什么是“工科”的共同基础课程，原来对传统制造业是十分重要的，如画法几何与工程制图、机械设计等课程，是否还必需？应用理科与“新工科”界限在哪里？甚至传统工科升级改造为“新工科”也会成为问题。对此，我们将有另文阐述。

这样，文理工管四大类知识都必不可少，还要理论联系实际，能够动手操作，解决各种实际问题。这种教育要求虽然合理，但本科毕竟一般只有四年，要修满以上四大类课程，还要有一定的深度和广度，再加上大量实验实习实训实践，时间已很不够。学生还受到天赋资质、兴趣爱好、学业基础等个性的限制；学校还受定位特色、服务面向、师资状况、设施条件、地域环境等种种约束。教学只能在这些约束条件下做文章，寻找最佳出路与解决方案。

出路就在于要对学生实行分层次、类型、阶段和岗位去向来加以培养。产业运营是有不同分工的，有人侧重于生产第一线的操作，有人侧重于研究开发新技术、新工艺、新产品，有人侧重于经营管理与销售服务。生产无论怎样自动化、智能化、个性化、定制化，实现全过程机器人操作，这种分层或分工也会存在。那怕就是只有几个人组成的小公司，也会是这样。分工要求各人的素养、知识、能力结构就会有些不同，因而教学要求和培养模式也会略有差异。例如，清华大学前校长、当年实际执掌西南联大校务的梅贻琦就指出：“工学院毕业的人才，对于此一工程与彼一工程之间，对于工的理论与工的技术之间，对于物的道理与人的道理之间，都应当充分了解，虽不能游刃有余，最少在这种错综复杂的情景之中，可以有最低限度的周旋的能力。唯有这种分子才能有组织工业的力量，才能成为国家目前最迫切需要的工业建设的领袖”。[12]他是要培养工业领军人物的，所以体现着“通才教育”的工科人才培养思想。恕笔者孤陋寡闻，对国外高校的工科教育十分生疏，但对一些美国名校的电机工程学科（所谓“Double E”）的课程体系略有所知，觉得它们与物理系的似乎相差无几。我问他们，你们的毕业生怎么能开发电机、上高压线？他们说，这得由工厂自己来培养，有半年时间足够了。可见他们的工业部门具有很强的继续教育能力，要是在中国，这样的毕业学生，会被谴责为动手能力差、理论脱离实际。这就是国情不同。不过这样的学生由于基础宽厚扎实，在研发岗位上就能得心应手，做出创新性的业绩来。

可见，同属“新工科”，对学生的培养要求和课程体系应该是分层和分类，各有所长的，不能用同一个标准、同一套体系来囊括。

这种分层分类是产业分工的天然反映，既可体现在不同高校的定位特色中，也可落实在同一学校不同学生个体选择的“因材施教”原则里。所以，新工科教育是多样化的，一所学校里也要实行灵活的、依据学生个性而异的分类教学制度。

上面我们强调，工程本身含有丰富的人文内涵，在大学“新工科”本科阶段完全可以做到在专业课程中渗透人文精神及相关的经管知识。但也要注重开设适当的通识课程。我们曾长期实施过于偏狭的专业教育模式，其主要弊病是使人失去人格，成为“工具”，教育功能从“育人”变成“制器”。近代社会强调现代化、工业化，过度看重“专”，懂物不懂人，其结果使人的作用也难以发挥。通识教育的主要作用是要补充专业课程在“立德树人”上之不足，做到“育人”、“成器”兼得；同时，还可给不同工科人才适当增加一些当代生活所必需的文理基础学科知识，如文史哲、艺术以及相对论、量子物理、生物基因等。

其次，需要强调的是，为了做强，不管哪种方式的教学、什么课程的教学，最根本的任务是要使学生学会自主地“学”。在科技日新月异的当下，学生能自主地学，未来社会出现什么新东西都能理解掌握，什么困难都能克服。笔者曾说过，教学教学，有教有学，施教为学，所教是学。为了能够“学”，不但要有好的学习态度，有从“未知”过渡到“已知”的渴望，虚怀若谷地尊重“知”；而且要掌握自主学习的核心要素：尊重人，能虚心地与人沟通、交流，会使用沟通交流的基本工具——语言、文字、数学符号、计算机、网络，以及未来将出现的各种智慧工具。

学习的另一个基本内容是思维方法。每一种特殊的学科与技术都有其独特的思维方法。例如，追求产品精益求精是科学技术的思维方法和精神，但从事产业营销的却更看重性价比，以取得最大收益。然而，学习也有最重要的科学共同的思维方法，这就是逻辑思维。当代信息化社会，人们随处都可获得新信息、学到新知识，但它们都是碎片化的，既难以记住，更不能灵活应用。人们运用逻辑思维的方法，可使这些碎片化的信息和知识系统化，就能够深入理解和记忆，从而得到有效利用。对于科技创新以及其它各种创新来说，形象思维或发散思维、批判性思维也有十分重要的作用。对此，不少学者已经做过许多详细论述（例如[13]），不再赘述。只想指出一点，通识教育中开设一点思维方法的专门课程固然是一种办法，但更重要的是要在所有教学或课外活动中贯彻和渗透思维训练的内容。

第三，建立一套从教学到生产的完整的人才培养体系。学生从课程中只能学到系统知识，能力要从各种实践中获得。产业中研发、运营、管理等能力都要在相应实践中去锻炼。为此，学校就要提供相应的活动，包括实验、实训、实习等实践条件。学校作为一个教学研究的文化单位，很难全部满足，这是困扰我们过去难以真正形成完整的“工科”教学体系的重要原因之一。学校有能力承担并完成应用性科研项目、技术开发与产品试制等任务，却由于缺乏适当的配套工艺工程技术设施和人员而难以实施设计定型、制造生产、销售服务等环节，从而实现产业人员完整培养的全过程。因此，这根链条要依靠企业界合作协助才能完成。在20世纪，这样的企业很难找到，我们曾不得不自办企业。可惜校办企业一旦成为“企业”了，也就不能完全将培养人作为自己的本分了，所以有时候也不能完全按照大学的意愿成为人才培养链中的一环。这是我们当时的苦恼之一。不过，这也与当时中国还没有形成新经济新产业的潮头相关。现在整个社会气氛要好多了。

能不能找到并建立起良好的校企合作关系，关键在于学校能不能提供优秀毕业生和先进的重大创新，特别是原始创新和颠覆性创新的科研开发成果，做到1+1>2。从这个意义上来说，要建设好“新工科”，就是要追求出卓越的教学与科研成果。你有好学生、好东西，企业就会主动来找你配合了。王选团队将计算机、激光、中文等文理工不同学科的人员团结在一起所产出的成果，打破了“用汉字不能现代化”的魔咒，开辟了一个新产业，也促进了北大“计算机应用”学科的建设。笔者曾访问过几所成功的职业技术学院，他们的校企合作非常紧密有效，其原因也在于他们能提供出色的学生与较强的技术开发能力。

第四，将学校整体作为全面的育人平台。我们不能只把学校正式安排的各种教学环节作为学生获取各种知识、技能和素养的全部渠道。学生的许多实用知识和能力往往是在课外多方面的实践活动中、在与教师和学生群体的日常接触与交流中获得的。哈佛大学文理学院前院长罗索夫斯基曾说：“在哈佛，我常听人说，学生们从相互间学到的东西比从教师那里学到的东西还要多……我把它看成是对一个巨大的、多样化的、经过精心挑选的、才能出众的学生群体的赞美，它给每个成员提供了个人成长的无与伦比的机会”。[14]

所以，学校整个环境都要用以使学生展示个性优势、潜力和特长，从而使之成为培养有用之才的大舞台。我们知道，在美国顶尖的金融和科技产业中，印度裔领军人才的比例要远高于华裔。比尔·盖茨曾赞誉印度理工大学是“一所改变世界的神奇学府”。我们不能对这所学校的课程体系和教学质量做太多恭维，但他们能使学生们热衷于参与各式各样的科技或社会活动，并要顽强地力争在这些活动中崭露头角、展露业绩，生龙活虎地显示和锤炼自己的交流组织和领导管理的才干与能力，确实是中国高校中所鲜见的，令人印象深刻。[15]这条经验使人们进一步认识到人才主要是在生活实践中培养和锻炼出来的。这要求学校教学和学生的学校生活是非常开放的，与社会密切联系的，生动活泼和充满竞争的。

《华盛顿协议》为我们建设新工科提供了一个参照标准，但我们不可将此奉为圭臬，亦步亦趋地完全照章办理。我们要在“中国特色”和本校特色上下功夫，使我国“新工科”教育体系成为世界上独树一帜的标杆，为实现中华民族的伟大复兴做出自己应有的贡献。

五、需求创新——瞻望未来的思考

中国人民在民族处在即将沦丧的边缘经过一百多年艰难困苦的努力奋斗，在结合本国国情，不断学习西方先进经验的基础上，终于成为世界第二大经济体，近14亿人口的大国离实现民族伟大复兴的“中国梦”已越来越近。我们正在走着世界上从未有人走过的路，这样一个人口众多、幅员辽阔、差异极大、环境复杂的大国的发展已经无可借鉴了。创新是我们国家持续发展的动力源和唯一法宝。

在生产不断发展的基础上，人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾将逐步得到解决。那时候，人们衣食住行等一般物质需求已经充分满足，民主、法治、公平、正义、安全、环境等方面的要求也将逐步得到解决。那时候，智慧机器人将几乎取代人类所有的体力和一般智力劳动，人类体力和精神上的束缚将大大解放！人们还会要求什么呢？没有需求就不会有进步。那时人们靠什么新需求来推动人类继续进步呢，人类的未来到底会怎样？

习近平在十九大报告中说：“文化自信是一个国家、一个民族发展中更基本、更深沉、更持久的力量”。我们相信，中国人民将从把中国传统文化“天人合一”、“自强不自”、“天下大同”等元素融入世界文明的过程中找到解决答案，和全世界人民一道，共同创造人类的新需求。在这里，“新工科”将担负起自己的独特使命！

参考文献：

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在去年七月的95岁生日聚会上。照片：Marsha Miller / UT Austin

世界上最成功的电池发明者说，他有一个新电池，其目标是电动汽车，其能量密度是现有锂离子电池的两倍，而且一开始实际上在充电和放电时实现了容量的增加。

快速采取：最近记忆中任何主要研究人员最雄心勃勃的声明都是由德克萨斯大学95岁着名教授John Goodenough撰写的一篇论文 ，他发明了几乎所有的电池手机在这个星球上。它在着名的美国化学学会杂志上与合着者Maria Helena Braga和其他两位研究人员合作发表。

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除了关于能量密度和容量的主张之外，该论文的主要主张包括：

• 它是一种固态电池，不使用液体电解质，是造成锂离子电池火灾的主要原因。

• 它不使用钴，几乎所有商用锂离子电池都含有昂贵的金属。近几个月来，中国一直垄断 钴价的市场，价格一路飙升。

• 它可以循环超过23,000次，而典型的电动汽车电池循环1,000次。

Goodenough是诺贝尔化学奖的常年候选人，他在这个领域赢得了极大的尊重，他自己发明或者曾经创造出几乎所有目前销售的主要锂离子电池。

但是，就像一年前 Braga和Goodenough 发表 的 研究 一样，该论文在电池领域引发了一些问题。在与Axios的访谈中，研究人员提出了以下技术问题：

• 记录高的量度：称为“相对介电常数”的度量，其测量在电场中可存储多少能量，可能比以前记录的材料更高。

• 能量储存：纸张不清楚一旦从充电电源中拔出的充电电池能否保持该能量或者电荷是否会简单消失，使用户（例如驾驶员）使用无用电池。

• 容量上升： Axios联系的六位电池研究人员表示，除了作为一个错误的异常情况外，他们在电池循环时从来没有遇到容量上升，而不是下降。

没有看到增加的数据，所有的调查结果都没有加起来。卡耐基梅隆大学助理教授文卡特维斯瓦纳坦说：“想想看，它有一辆可行驶200英里的汽车，五年后可行驶800英里。

• Cal Berkeley 教授GerbrandCeder表示，他们在这些论文上的工作“不是它所说的，我们大多数人都从这个传奇转移了。”