杜 巖 謝謨文 李長(zhǎng)洪 李 遠(yuǎn)

（北京科技大學(xué) 土木與資源工程學(xué)院，北京 100083）

錢學(xué)森先生曾談到，自然科學(xué)承擔(dān)認(rèn)識(shí)世界的任務(wù)，是工程科學(xué)發(fā)展的有力支撐［1］。 工程科學(xué)中的問(wèn)題，有一些帶有根本、基礎(chǔ)的性質(zhì)，往往需要從基本原理上加以解決［2］，所以在教育理念中，數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)理論教學(xué)不可或缺，這是新工科創(chuàng)新發(fā)展的理論基石和前進(jìn)動(dòng)力。 十九世紀(jì)初牛津大學(xué)由于只重視古典學(xué)科而停滯不前，但隨著其增設(shè)了數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)理論的研究和教育，成就了其現(xiàn)代化的工科體系，又重新成為世界頂尖學(xué)府［3］。 在“第二屆中國(guó)高等工程教育峰會(huì)”上，教育部吳巖司長(zhǎng)的主旨報(bào)告中將新工科范疇定義為理科和工科兩個(gè)互相交疊大圓的交疊部分。 因此，在新工科的教育理念中，不僅需要加強(qiáng)工科自身前沿理論的學(xué)習(xí)，還需要加強(qiáng)數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)理論的融合聯(lián)系，從而更好地應(yīng)對(duì)以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的四新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

近幾十年，隨著技術(shù)科學(xué)（如土木工程、航空工程等）的蓬勃發(fā)展，為工業(yè)界輸送了大量科技人才，這也間接促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展。隨著5G 時(shí)代的到來(lái)，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展使我國(guó)工程教育邁入了新時(shí)代［4］。 這也要求我國(guó)的高等工程教育面向人工智能、新材料、新能源等關(guān)鍵領(lǐng)域拿出原創(chuàng)性成果［5］。 徐俊等［6］分析了當(dāng)前培養(yǎng)新工科人才的背景和迫切性，探討了綜合性高校建設(shè)新工科的優(yōu)勢(shì)，例如利用其原有的學(xué)科布局實(shí)現(xiàn)工科與數(shù)學(xué)、物理學(xué)及化學(xué)等多個(gè)自然科學(xué)的交叉融通，打破學(xué)科間的技術(shù)壁壘；張志慶和閆統(tǒng)江［7］針對(duì)以石油為主的工科院校，提倡建設(shè)特色鮮明、學(xué)科交叉融合的理科專業(yè)群，通過(guò)聚焦大數(shù)據(jù)、新材料和新能源，為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)新能源工科專業(yè)的急需人才；陳偉等［8］通過(guò)分析新工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)邏輯和過(guò)程邏輯，認(rèn)為支撐新工科人才培養(yǎng)的知識(shí)體系需要突出與自然科學(xué)的有機(jī)融合；鄭麗娜［9］通過(guò)厘清新興工科專業(yè)形成和發(fā)展的邏輯，得出與自然科學(xué)理論等多學(xué)科交叉融合是新興工科的固有特征這一結(jié)論；王義遒［10］通過(guò)回顧新中國(guó)成立以來(lái)，尤其是“蘭州會(huì)議”以后30 年高等教育改革發(fā)展情況，認(rèn)為自然科學(xué)理論是未來(lái)新生產(chǎn)力、新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)與后盾，并將在新工科、新農(nóng)科、新醫(yī)科乃至新文科建設(shè)中發(fā)揮積極作用。 越來(lái)越多的專家學(xué)者認(rèn)識(shí)到，新工科建設(shè)與人才培養(yǎng)離不開(kāi)自然科學(xué)理論的支持。 基于此，本研究圍繞新工科專業(yè)課教學(xué)開(kāi)展自然科學(xué)理論融合教學(xué)實(shí)踐，以期實(shí)現(xiàn)自然科學(xué)理論體系與新工科知識(shí)理論的完美構(gòu)架，為新工科專業(yè)課程體系建設(shè)與人才培養(yǎng)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展提供參考。

一、自然科學(xué)與工程科學(xué)的辯證關(guān)系

自然科學(xué)理論往往圍繞某一定律和準(zhǔn)則展開(kāi)，這些定律或互相獨(dú)立，或內(nèi)在邏輯完全符合自洽一致性，成為人類認(rèn)識(shí)客觀世界的基本原則與認(rèn)知體系。 自然科學(xué)是對(duì)自然事物和現(xiàn)象的探索，是人類改造客觀世界的前提。 因此，應(yīng)用新的自然科學(xué)理論去解決工程科學(xué)中的技術(shù)問(wèn)題是工程科學(xué)發(fā)展的必然選擇。 雖然自然科學(xué)是工程科學(xué)的基石，兩者雖然是密不可分的依存關(guān)系，但也具有明顯的界限與區(qū)別：

（一）工程科學(xué)與自然科學(xué)的設(shè)計(jì)初衷不同，導(dǎo)致工程科學(xué)的理論完整性不足

自然科學(xué)理論往往具有通用性，幫助人們了解和認(rèn)識(shí)外界事物存在的客觀規(guī)律；而工程科學(xué)理論往往從實(shí)際出發(fā)，運(yùn)用這些已探索的自然科學(xué)知識(shí)解決工程中存在的實(shí)際問(wèn)題［11］。 工科強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的可實(shí)現(xiàn)性，不可避免會(huì)犧牲理論的完整性［12］，這也造就了兩者在底層的框架體系設(shè)計(jì)上就存在不可調(diào)和的矛盾。

（二）工程科學(xué)與自然科學(xué)的適用范圍不同，導(dǎo)致工程科學(xué)理論的普適性不足

自然科學(xué)的一些定律往往需要放之四海而皆準(zhǔn)，應(yīng)用的對(duì)象和范圍涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，為人們所熟知，例如牛頓三大力學(xué)定律；而工程科學(xué)理論往往只應(yīng)用于本學(xué)科領(lǐng)域，一些準(zhǔn)則和方法多通過(guò)工程經(jīng)驗(yàn)所得，因此只適用于本學(xué)科或是本學(xué)科部分相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，普適性不足。

（三）工程科學(xué)與自然科學(xué)的適用對(duì)象不同，導(dǎo)致工程科學(xué)理論的精確性不足

自然科學(xué)理論在描述宏觀物體時(shí)做了極大的簡(jiǎn)化，使其成為理想的宏觀物體，而工程科學(xué)理論的對(duì)象是自然界存在的非理想物體，因此，工程科學(xué)理論在面臨這些復(fù)雜物體時(shí)，還需考慮多種不確定性因素的影響。 實(shí)際工程的復(fù)雜性使得工程科學(xué)無(wú)法像自然科學(xué)理論一樣完美無(wú)缺。

只有厘清自然科學(xué)與工程科學(xué)理論體系之間的辯證關(guān)系，把握好工程科學(xué)理論的3 個(gè)不足，才能積極開(kāi)展新工科專業(yè)課程建設(shè)，進(jìn)而培養(yǎng)出新工科人才。

二、新工科專業(yè)課的自然科學(xué)理論教學(xué)實(shí)踐

大學(xué)生在自然科學(xué)理論方面已經(jīng)形成了相對(duì)成熟和完整的知識(shí)體系，但由于自然科學(xué)和工程科學(xué)具有上述三大界限區(qū)別，因此在許多新工科專業(yè)課教學(xué)中很少?gòu)淖匀豢茖W(xué)中的一些定律開(kāi)展教學(xué)，使得學(xué)生在高中建立的自然科學(xué)理論體系與工程科學(xué)專業(yè)知識(shí)理論之間存在一條潛在的鴻溝。 因此，在自然科學(xué)理論體系構(gòu)架的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)工科專業(yè)知識(shí)理論的教學(xué)實(shí)踐，才能真正消除鴻溝。 基于自然科學(xué)與工程科學(xué)的辯證關(guān)系，我們以土木工程新工科專業(yè)課中的3 個(gè)知識(shí)點(diǎn)為教學(xué)案例，開(kāi)展自然科學(xué)理論與新工科專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的融合教學(xué)實(shí)踐。

（一）邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算

對(duì)于工程師而言，穩(wěn)定性系數(shù)已被應(yīng)用了數(shù)個(gè)世紀(jì)，成為人類評(píng)價(jià)巖土體穩(wěn)定與否的合理指標(biāo)［13］，是土木工程專業(yè)課教學(xué)中最主要的知識(shí)點(diǎn)之一。 以黏結(jié)性土坡為例，根據(jù)簡(jiǎn)單條分法，其穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算公式如下［14］：

根據(jù)牛頓第一定律，當(dāng)抗滑力=下滑力時(shí)，則邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)抗滑力＜下滑力時(shí)，則邊坡失去平衡穩(wěn)定狀態(tài)。 而我們所得的安全系數(shù)通常大于1，抗滑力＞下滑力，按照牛頓第一定律，邊坡因有受力作用，而不應(yīng)該保持靜止?fàn)顟B(tài)，看似這個(gè)安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果與牛頓第一定律相悖。

牛頓第一定律給出了一個(gè)沒(méi)有加速度的參考系，使人們對(duì)邊坡穩(wěn)定性的研究有了科學(xué)依據(jù)，但在工程實(shí)際中，我們往往得到的抗滑力大于下滑力，是指我們計(jì)算的抗滑力是破壞時(shí)刻的抗滑力，或者說(shuō)是其抗滑強(qiáng)度，從而更好地評(píng)價(jià)坡體的安全性以指導(dǎo)工程實(shí)踐。 基于第一個(gè)區(qū)別，牛頓第一定律給出了物體保持穩(wěn)定的條件，而公式（1）則在此基礎(chǔ)上給出了物體保持穩(wěn)定的冗余度，方便現(xiàn)場(chǎng)工程師實(shí)現(xiàn)邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

在課堂教學(xué)中，首先需要幫助學(xué)生了解自然科學(xué)與工程科學(xué)的設(shè)立初衷不同，即牛頓定律幫人們找出宏觀物體運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，而安全系數(shù)的計(jì)算則是幫助人們更好地認(rèn)識(shí)邊坡的穩(wěn)定程度。 相對(duì)于當(dāng)下評(píng)定邊坡的靜止與運(yùn)動(dòng)，一個(gè)反映邊坡穩(wěn)定程度的系數(shù)會(huì)給工程人員一個(gè)極大的便利，方便進(jìn)行設(shè)計(jì)或進(jìn)行工程決策，成為目前工程師評(píng)判邊坡穩(wěn)定不可或缺的重要指標(biāo)之一。

（二）摩爾庫(kù)倫強(qiáng)度準(zhǔn)則

在進(jìn)行滑坡災(zāi)變等一系列教學(xué)經(jīng)典案例中，最經(jīng)典的是摩爾庫(kù)倫理論。 該理論將黏聚力和內(nèi)摩擦角的指標(biāo)融入坡體穩(wěn)定性的計(jì)算中。 黏聚力和內(nèi)摩擦角是表征巖土體強(qiáng)度最基礎(chǔ)的參數(shù)，往往可以通過(guò)傳統(tǒng)的三軸壓縮實(shí)驗(yàn)得到。 因此相對(duì)于單一的強(qiáng)度，這兩個(gè)指標(biāo)不僅考慮了巖土體的粘接強(qiáng)度，同時(shí)也考慮了巖土體間摩擦力的影響，而摩爾庫(kù)倫強(qiáng)度準(zhǔn)則成功地將這兩個(gè)指標(biāo)應(yīng)用在土木工程眾多邊坡失穩(wěn)案例中。 大量現(xiàn)場(chǎng)案例應(yīng)用表明，基于該理論所得結(jié)果在更加貼切實(shí)際的同時(shí)，也大大簡(jiǎn)化了工程師的計(jì)算量，從而更好地解決本學(xué)科面臨的實(shí)際工程問(wèn)題。

基于第二個(gè)區(qū)別可知，自然科學(xué)與工程科學(xué)的適用范圍不同。 摩爾庫(kù)倫理論通過(guò)多年工程經(jīng)驗(yàn)所得，相比單一的強(qiáng)度，考慮了第三主應(yīng)力的影響，從而可以滿足對(duì)不同深度、重量等坡體的穩(wěn)定性計(jì)算。 雖然表面上看該穩(wěn)定性計(jì)算公式符合力學(xué)分析的要求，但從嚴(yán)格意義上講，它并不是基本的物理力學(xué)參數(shù)。 首先，黏結(jié)力和內(nèi)摩擦角的提出都是基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，并不具有真正的物理意義，只是對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)總結(jié)分析。 因此，在教學(xué)中我們強(qiáng)調(diào)了基于摩爾庫(kù)倫理論所得的穩(wěn)定性系數(shù)是基礎(chǔ)物理理論與巖土工程實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物，而基于該公式的后續(xù)理論推導(dǎo)，并不能嚴(yán)格作為普適性的自然科學(xué)理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐。

因此，在新工科專業(yè)課程教學(xué)中，通過(guò)不斷加強(qiáng)與自然科學(xué)的融合，消除學(xué)生在理論學(xué)習(xí)時(shí)與自然科學(xué)理論體系的矛盾點(diǎn)的同時(shí)，加深了本專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的理解，進(jìn)而構(gòu)建相對(duì)完整的專業(yè)知識(shí)體系，培養(yǎng)嚴(yán)密的邏輯分析能力。

（三）危巖體安全評(píng)價(jià)

在土木工程施工中，巖體崩塌等災(zāi)害的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警一直是困擾現(xiàn)場(chǎng)工程師的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題之一。 由于工程實(shí)際中我們面臨的危巖體往往是極其復(fù)雜的，且有多組結(jié)構(gòu)面，基于此，現(xiàn)場(chǎng)工程師往往通過(guò)對(duì)多組結(jié)構(gòu)面進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，并取最小安全系數(shù)的結(jié)構(gòu)面為潛在破壞面進(jìn)行分析。 經(jīng)典物理力學(xué)中往往也存在多組參考系下的受力分析，現(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)多組潛在結(jié)構(gòu)面進(jìn)行受力分析正是這一理論的應(yīng)用延伸。

由第三個(gè)區(qū)別可知，工程科學(xué)理論的對(duì)象是自然界存在的非理想物體，因此在應(yīng)用延伸的過(guò)程中無(wú)法做到事無(wú)巨細(xì)，例如每個(gè)潛在結(jié)構(gòu)面都無(wú)法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)度的測(cè)量，因此只能通過(guò)相似實(shí)驗(yàn)或相似巖性試塊得到其黏結(jié)力和內(nèi)摩擦角等指標(biāo)，從而最大限度地接近真實(shí)情況。 如果在未來(lái)有更貼切的指標(biāo)進(jìn)行合理分析，不排除對(duì)這些公式進(jìn)行改進(jìn)的可能。 目前，隨著土木工程勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展，固有振動(dòng)頻率等動(dòng)力學(xué)指標(biāo)已實(shí)現(xiàn)了危巖體強(qiáng)度損傷的定量識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)了危巖體的穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算的相關(guān)改進(jìn)和技術(shù)發(fā)展［15］。因此，新工科專業(yè)課程設(shè)計(jì)中不僅需要與材料、機(jī)械等其他工程科學(xué)交叉研究，還需要工程力學(xué)、應(yīng)用光學(xué)等自然科學(xué)新興理論的支撐，才能真正實(shí)現(xiàn)工程難點(diǎn)問(wèn)題的科學(xué)研究與精確分析。

因此在教學(xué)實(shí)踐中，我們通過(guò)最新自然科學(xué)理論與新工科專業(yè)知識(shí)的融通教學(xué)，并依托與數(shù)理學(xué)院等自然科學(xué)專業(yè)學(xué)院共同指導(dǎo)的SRTP 項(xiàng)目等，進(jìn)一步讓新工科學(xué)生更加清楚本學(xué)科理論方法的核心思想，為學(xué)生提供了在新技術(shù)領(lǐng)域做進(jìn)一步研究和創(chuàng)新的發(fā)展空間，進(jìn)而培養(yǎng)面向未來(lái)新興行業(yè)的領(lǐng)軍人才。

三、專業(yè)課程設(shè)計(jì)需融合自然科學(xué)理論

新興的工程科學(xué)往往存在一個(gè)運(yùn)用新發(fā)現(xiàn)的自然科學(xué)理論去不斷創(chuàng)造工程產(chǎn)物的進(jìn)化過(guò)程。這就要求新工科人才培養(yǎng)也應(yīng)該首先使學(xué)生掌握更為先進(jìn)和扎實(shí)的自然科學(xué)理論知識(shí)［16］。 因此在新工科專業(yè)課程設(shè)計(jì)中，首先要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的自然科學(xué)理論體系與工科專業(yè)知識(shí)理論的融合聯(lián)系，這需要教師全方位、多視角、深層次開(kāi)展工程專業(yè)技術(shù)問(wèn)題與新興自然科學(xué)理論體系的融合。只有這樣才能真正形成自然科學(xué)理論體系與工程科學(xué)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的貫通效應(yīng)，培養(yǎng)出具有扎實(shí)自然科學(xué)理論和獨(dú)立創(chuàng)新思維的新工科人才。

第一，新工科專業(yè)課程設(shè)計(jì)要做到自然科學(xué)理論的完整性與工程科學(xué)的實(shí)踐性相統(tǒng)一。 只有夯實(shí)自然學(xué)科理論基石，才能提升工科學(xué)生的創(chuàng)新思維和再學(xué)習(xí)能力。 麻省理工學(xué)院在其新發(fā)布的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中，明確指出要通過(guò)“自然科學(xué)研究改變我們的世界”，這些基礎(chǔ)性的自然科學(xué)理論使得麻省理工學(xué)院在精確基因組編輯、臭氧層等工程科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破［17］。 我們?cè)诠こ炭茖W(xué)專業(yè)課教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)增加與數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)理論和方法的聯(lián)系，夯實(shí)全體學(xué)生的自然科學(xué)理論學(xué)習(xí)的同時(shí)，加深學(xué)生對(duì)本專業(yè)知識(shí)的理解和框架架構(gòu)，讓學(xué)生更加清楚本學(xué)科專業(yè)知識(shí)的理論思想，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生根據(jù)實(shí)際工程需求處理新專業(yè)技術(shù)問(wèn)題的潛能。 因此，不斷將數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)的新理論與新方法應(yīng)用到新工科專業(yè)課程的前沿教學(xué)中，是建設(shè)一流新工科專業(yè)課程的必要條件之一。

第二，新工科專業(yè)課程設(shè)計(jì)還要做到專業(yè)知識(shí)的顯性教育與基本科學(xué)素養(yǎng)的隱性教育相統(tǒng)一。 這不僅是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的基本要求，也是提高新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑。 近幾年，筆者在土木工程專業(yè)的碩博士論文評(píng)審中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性方面存在較大問(wèn)題，導(dǎo)致論文的部分結(jié)論存疑。 因此，新工科專業(yè)課程設(shè)計(jì)中，應(yīng)全程重視培養(yǎng)工科學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S習(xí)慣和用數(shù)據(jù)說(shuō)話的科學(xué)素養(yǎng)。 在新工科專業(yè)知識(shí)教學(xué)中，專業(yè)教師不斷增強(qiáng)與泛函分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)和概率論等自然科學(xué)學(xué)科的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)的顯性教育和基本科學(xué)素養(yǎng)的隱性教育的統(tǒng)一。 因此在未來(lái)的新工科課程中，不能僅依靠通識(shí)課程與專業(yè)課程的學(xué)分來(lái)分析學(xué)生的全方位培養(yǎng)，例如新工科通識(shí)教育課程旨在用嚴(yán)密的邏輯理論和理學(xué)思維從事新工科專業(yè)方面的理論和應(yīng)用研究，而這些課程的優(yōu)化設(shè)計(jì)使其與新工科專業(yè)課程之間沒(méi)有明顯的界線。

第三，新工科專業(yè)課教學(xué)實(shí)踐需做到新工科專業(yè)的先進(jìn)性與交叉學(xué)科多樣性的統(tǒng)一。 國(guó)外研究實(shí)踐表明，為學(xué)生提供相對(duì)寬松靈活的工程教育環(huán)境，可讓學(xué)生根據(jù)目前新型產(chǎn)業(yè)的崛起實(shí)現(xiàn)多學(xué)科或跨學(xué)科的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而為未來(lái)新工程領(lǐng)域培養(yǎng)具有行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力的工程技術(shù)人才［18］。在新工科專業(yè)教學(xué)中，可將自然科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生的新理論和新方法整合進(jìn)課程體系和教學(xué)內(nèi)容中，一方面這些理論熱點(diǎn)和相關(guān)新聞可引起學(xué)生關(guān)注，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［19］；另一方面可為新工科的課程開(kāi)發(fā)與整合提供前進(jìn)的動(dòng)力，例如這種由教師主導(dǎo)，學(xué)生參與，自然科學(xué)理論驅(qū)動(dòng)，新型產(chǎn)業(yè)支持的模式［20］，可促進(jìn)一部分基于理工類多學(xué)科交叉融合的新工科專業(yè)課程的建設(shè)，為我國(guó)的新工科與一流學(xué)科建設(shè)保駕護(hù)航。

新工科人才培養(yǎng)首先應(yīng)該使學(xué)生掌握更為先進(jìn)和扎實(shí)的自然科學(xué)理論知識(shí)，才能滿足未來(lái)新產(chǎn)業(yè)的人才需求。 在新工科專業(yè)課程設(shè)計(jì)中，需加強(qiáng)工程科學(xué)專業(yè)知識(shí)與基礎(chǔ)性的自然科學(xué)體系的理論融合，并做到三個(gè)“統(tǒng)一”，即自然科學(xué)理論的完整性與工程科學(xué)的實(shí)踐性相統(tǒng)一，專業(yè)知識(shí)的顯性教育與基本科學(xué)素養(yǎng)的隱性教育相統(tǒng)一，新工科專業(yè)的統(tǒng)一性與交叉學(xué)科多樣性相統(tǒng)一。 這些舉措一方面可以激發(fā)學(xué)生研究現(xiàn)代自然科學(xué)理論的興趣，促使學(xué)生應(yīng)用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢砝碚搶?duì)待專業(yè)問(wèn)題，幫助學(xué)生構(gòu)建前沿自然科學(xué)理論與工程科學(xué)專業(yè)知識(shí)體系，從而培養(yǎng)出具有扎實(shí)自然科學(xué)理論和獨(dú)立創(chuàng)新思維的新工科人才；另一方面可以為我國(guó)的新工科建設(shè)服務(wù)，初步形成一套由教師主導(dǎo)，學(xué)生參與，自然科學(xué)理論驅(qū)動(dòng)，新型產(chǎn)業(yè)支持的新工科專業(yè)課程建設(shè)模式，使高等院校的新工科建設(shè)更加適應(yīng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)變革與四新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀需求。