当今世界正经历百年未有之大变局，随着互联网和信息技术的快速发展，人们的生活方式、价值观念正在发生着改变，世界多极化和经济全球化带给我们诸多挑战。联合国教科文组织为了制定中期战略规划，以“未来十年全球和平面临的最紧迫的挑战”为题，对全世界15000多人开展了调查和访谈，于2021年3月31日发布了《世界2030调查报告》（The World in 2030）。该研究表明：有67％的受访者将“气候变化和生物多样性减少”选为第一挑战，远远超过其他选项。人们最忧虑的是自然灾害频发、极端天气、生物多样性减少等。对于解决这些问题，该报告给出的方案是绿色发展、可持续发展教育、国际合作、科学诚信。这说明，在构建人类命运共同体的过程中，国际社会希望大学能发挥更大的作用，大学应该充分发挥生物、环境等多学科综合优势，为解决人类面临的共同挑战贡献智慧与方案。

近年来，有一种说法认为生、化、环、材是四大“天坑”专业。生、化、环、材是生物类专业、化学类专业、环境类专业、材料类专业等四类专业的统称，涉及的理科和工科专业大约有十几个。在媒体上，人们还可以发现在文科、医科等专业里，都有诸多被称为“天坑”的专业。这些专业也被称为“劝退”专业。之所以认为是“坑”，列出的理由基本上集中在就业情况不是很好、工作环境较差、发展前景灰暗等方面。这一舆论对高中生高考志愿填报时的专业选择和大学的相关专业招生都产生了一定的影响。这些专业是“天坑”还是“富矿”，需要客观分析，不能一概而论。

首先是国家需求。

基于科睿唯安数据库，我们分析了目前我国在生、化、环、材四大学科领域的学术水平。通过对比分析中、美两国学术表现，不难发现：近十年来，我国学者在发文数量上增长较快，目前我国在上述四个学科领域的发文数均超越了美国，但是在学术影响力指标方面，我们还有明显的差距。这个指标在一定程度上反映了我国在这四个学科领域的科研水平，而科学研究的差距又直接影响到了我国相关产业的高水平发展。十三届全国人大四次会议通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》（以下简称“《纲要》”）中，国家把上述领域置于非常重要的位置。在“加强原创性引领性科技攻关”“国家战略科技力量”“打造数字经济新优势”“全面提高公共安全保障能力”等章节中都有专门的规划和部署，特别提到要加强基础学科拔尖学生培养，建设数理化生等基础学科基地和前沿科学中心。《纲要》提出把保障人民健康放在优先发展的战略位置，为人民提供全方位全生命期健康服务。由此可见，生、化、环、材都处在基础性和战略性地位，是国家要重点支持和发展的优先领域。这为四个领域的发展提供了重要机遇，也提出了重大挑战。国家和社会的需求，决定了相关产业未来的发展态势，也必然对人才培养提出了更高的要求。作为国家创新体系的重要组成部分，高校必须坚持“四个面向”，加强基础研究，提升关键核心技术攻关能力，输出一流的成果。高校必须落实立德树人根本任务，输出一大批高素质人才。

其次是当下行动。

为了更好地面向工业界、面向世界、面向未来，主动应对新一轮科技革命和产业变革挑战，教育部、工业和信息化部、中国工程院发布了《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》，明确提出新工科要“改造升级传统工科专业，发展新兴工科专业，主动布局未来战略必争领域人才培养”。新工科的核心是以学生为中心，转变传统的教育思维和育人方式，打通现在的学科专业孤岛，通过跨界交叉融合，聚焦未来科技和产业发展需求，把现代教育技术融入人才培养全过程，重新设计培养方案，激发学生的创新活力和发展潜力。

新工科既是新的人才培养理念，也是改造升级传统工科和发展新兴工科的专业建设策略。相对于人工智能等新兴专业，传统学科专业既是传统的，也是现代的。如果我们对比传统专业历年来的培养方案，就会发现，它们都是铁打的专业名称，与时俱进的人才培养。随着社会不断进步，传统工科专业在新工科的教育理念下不断创新，其根基性和不可替代性不会动摇。但是，如果传统工科专业不能在教学内容、知识结构、培养模式、师资队伍、培养环境等方面跟上时代步伐，就会影响经济发展和社会进步。也就是说，传统工科专业在整体上会继续发展，但有些高校的传统专业会因为其人才培养质量不能满足社会的要求而被淘汰。

最后是未来发展。

大学是知识和人的发展的共同载体，为了培养能应对未来挑战的卓越人才，高校在新工科理念下改造升级传统工科需要处理好以下三个关系：

第一是学生和学科专业的关系。大学的使命是培养人，发展学科的目的也是为了培养人，学科专业的宽度和厚度决定了学生的高度。学科专业要聚焦科技前沿，提高原始创新能力。要与行业企业深度融合，帮助企业提升自主创新能力。要特别重视传统专业与管理、控制、人工智能等学科交叉融合。要注重培养学生的家国情怀和伦理责任，通过系统性和挑战性的实践提高学生的适应力和自我调节能力。高校要推进学科专业一体化建设，建立学科专业动态调节机制，始终把学生置于学科专业建设的核心位置。

第二是多样性与规范性的关系。工程科技日新月异、社会需求日益多元使得对工科人才的要求越来越多样化。同时，工程的规范性和严谨性特征，决定了工科人才的培养必须将规范性作为基本前提。高校要尊重学生的个体差异，在招生、培养、评价等方面，实现多样性、规范性的协调统一。与此同时，教育行政部门要加大调控力度，通过评估和认证等手段，引导高校优化学科层次和专业结构，促进本科专业建设水平提升，尤其是帮助低水平学校提升人才培养质量，促进不同类型高校协调发展。

第三是传承与创新的关系。传统专业积淀深厚，文化传统优良，它们都支撑和见证了国家民族工业和社会发展的历程，这些都是文化育人的重要载体，也是学科专业传承的精神财富。我们要树立系统性、生态性和可持续性的现代工程观，更好地协调人、自然、社会之间的关系。要用现代工程观审视我们的工科人才培养，尊重人才成长规律，吸收借鉴先进的育人经验，推动专创融合创新创业教育改革，把创新创业教育贯穿人才培养全过程，不断创新人才培养模式。只有这样，才能更好地为未来培养卓越人才。