新型工科研究生課程體系建設探索

陳謙 李愛東 葉鵬飛

摘 要：建設新型工科研究生課程體系意義重大，需要針對知識結構、授課方式、師資隊伍和課程系統性等制約新型工科研究生培養的主要問題，結合國家要求、社會需求和國際經驗確立建設目標，通過優化研究生培養方案、借鑒名校課程建設經驗、打造國際水準教師團隊、重視實踐型課程教學、出版一流研究生教材等手段，構建體現學科特色、學科交叉、本碩博貫通、國際一流水準的新型工科研究生課程體系。

關鍵詞：新型工科；課程體系；研究生培養

工科是憑借科學和技術原理，解決實際問題的學科；傳統工科是采用基礎科學原理，結合生產實踐經驗，逐步發展起來解決工程實際問題的學科。隨著新一輪科技和產業革命的到來，國家正在實施創新驅動發展戰略，圍繞著新材料、新能源、信息技術和生物醫學等戰略新興產業，迫切需要培養大批新型工程科技人才。傳統的工程教育已經不能適應新技術、新產業、新經濟的發展要求，探索新型工程學科研究生教育改革勢在必行。

南京大學現代應用與工程學院于2009年底由材料科學與工程系（1993年成立）和固體微結構物理國家重點實驗室（1984年成立）組建而來。針對新型工科發展對基礎理學縱深知識的運用和對多學科交叉融合的技術創新提出的新要求，學院在2010年初就意識到建設新型工科研究生培養體系的重要性，尤其是完善碩、博研究生課程教育體系是培養工作的重要抓手。學院自那時起開始探索建設新型工科研究生課程體系。

一、新型工科人才培養課程體系面臨的主要問題

（1）課程知識陳舊，專業結構老化。新型工科大多從應用型理科演變而來，課程體系基本維持在原有的數理課程基礎之上，并加入少量工科專業課程。從教學內容看，大部分知識已明顯陳舊，只能勉強應付基礎性學科人才的培養，但從工科人才培養的角度，已完全與新時代工科發展脫節。從教學體系看，理科教學思維濃重，將工科類課程與理科類課程簡單結合，整個教學體系的拼湊痕跡非常明顯，不是自成一體的工程教育體系。這樣的課程難以滿足未來工程高新技術和國家戰略新興產業對工程類人才厚基礎、能創新、復合型的要求。

（2）課程模式單一，授課形式僵化。基于從理科轉型而來的原因，課程多以基礎類型課程為主，授課形式也以理論闡述、數理推導、工程模擬介紹為主體。應對理科類學生的教學勉強可行，但距離工科類學生教學，還缺少大量方法類課程、研討類課程、工程實踐類課程。從授課形式看，目前課程仍以大量講述性的授課方式開展，缺乏交互性、實踐性、體驗性、仿真性和前沿性。這樣的授課環境很難培養出適應現代工程技術需求的專業人才。

（3）欠缺高水平、國際化的師資隊伍。教師是課程傳授的主體，教師的能力與眼界決定了課程的質量。原有教師隊伍往往以理科教學見長，缺乏工科培養的經驗，授課主體單一，評價方式單一；且大多是校內本專業培養起來的師資，國際化程度低，對工程發展前沿掌握較弱，不具備國際競爭實力。長期以來受“重科研、輕教學”影響，師資在課程建設上的投入本身較弱，再向新型工科體系轉型，壓力很大。以上狀況導致課程教學缺乏學習主動性、交叉研究性（問題導向型）和教學實踐性等問題。

（4）碩博研究生課程缺乏系統性。國內研究生培養體系分為碩士和博士兩個層級。轉型前，研究生課程主要針對碩士培養，博士課程的科目和內容較薄弱。課程體系龐大而結構層次不夠清楚，缺乏系統性和科學性。碩士課程沒有考慮工科培養與理科培養的差異，課程方案對學分數的追求遠遠超過碩士培養的實際需求，導致碩士生為達到學分要求不得不應付課程學習，過多占用了科研時間。博士課程方案反而開不出高質量、有指導性的工程實踐課程，僅停留在碩士課程的簡單堆疊上。這樣的課程體系缺乏知識傳授與能力培養的系統性配合，不利于培養研究生的創新意識和創新能力。

二、結合國家要求、社會需求和國際經驗合理確立建設目標

（1）國家要求。課程學習是我國學位和研究生教育制度的重要特征，是保障研究生培養質量的必備環節，在研究生成長成才中具有全面、綜合和基礎性作用，這是教育部《關于改進和加強研究生課程建設的意見》（教研[2014]5號）文件中明確提出的指導意見。課程體系設計的根本依據在于培養目標和授予學位的要求，課程體系應完整貫徹本學科研究生培養目標和學位要求；重視課程體系的系統設計和整體優化，加強不同培養階段課程體系的整合、銜接；課程分類設計要科學，根據一級學科和跨學科需要設置課程，增加研究方法類、研討類和實踐類等課程；增加開設短而精的課程和模塊化課程，探索將在線開放等形式的課程納入課程體系的機制辦法，鼓勵培養單位與企事業單位合作開設實踐性課程。

（2）社會需求。新型工科課程開發應與科學技術和工程實踐緊密結合。課程架構與課程開發既要能滿足當前社會需求、行業標準，又能反映學科前沿與技術進步，面向未來、面向世界一流科技與工程創新人才培養。新課程建設應注重問題導向，善于利用學科交叉，既要與基礎學科縱向交叉，又要與其他應用學科橫向交叉。課程體系要有利于培養單位創新培養模式，提升培養能力，凸顯對工程思維與工程能力的培養，實現培養規模和培養質量的協調發展，將新型工科課程打造成為系統化、高水平、引領性的課程教學體系，實現實質等效與多元協同。

（3）國際經驗。德國是研究生教育的重要發源地，其工科研究生教育也經歷過適應產業變革的要求而調整前進的過程。作為世界一流的機械制造強國，德國在以信息技術為代表的第三次產業革命沖擊下，不得不調整其工程科學博士高級人才培養體系（德國的高等教育培養體系為本科、博士兩級制）。在博士教育改革中[1]，德國工科大學逐步形成了既“專”又“博”的培養目標。（1）將純粹科學與應用科學研究結合起來，延續了工科大學在發展過程中堅持應用性技術研究和側重理論性的應用研究相結合的傳統。（2）在綜合各學科的基礎上創造一種新的認識論，重建主要的知識結構，創造新的組織性概念、方法和技巧。（3）向美國MIT學習，重視實踐課程教學，依托高水平實驗室開展靈活多樣的課程教學和嚴格的科研實踐訓練，突出實踐教學的地位。

美國工程教育一貫領風氣之先，在不斷變革探索中獨樹一幟。然而德國政府為了提高工業競爭力，在新一輪工業革命中占領先機，于2013年提出了“工業4.0”戰略。“工業4.0”戰略一方面推動了工程與技術的融合創新，提升了現代工業競爭力；另一方面，加劇了現代工程的復雜性，構筑了充滿道德挑戰的工程環境。美國高校順勢而為，對工程類研究生開設了獨立型、與技術課程整合型、與非技術課程整合型三類工程倫理課程模式[2]，并在課程教學實踐中大膽突破傳統的倫理講授和單純的案例研究，強調工程倫理教育與工程技術密切結合，將倫理內容巧妙融入工程技術之中，教學模式不斷創新，新型工程類高級人才培養收效明顯。

三、構建特色新型工科研究生課程體系的實踐探索

南京大學現代工程與應用科學學院自2010年開始，已前瞻性地將探索重塑新型工程科學類研究生課程體系作為研究生培養改革的重要抓手，在改革實踐中充分結合教育部新工科教育改革的思路要求，通過承擔江蘇省研究生教改項目“新型工程學科多層次創新型研究生人才培養模式改革與實踐”（2010年）和“構建現代工學研究生國際化培養新體系”（2014年），探索綜合性大學新型工程學科研究生培養模式的改革與創新。

1.調整研究生培養方案，統領研究生課程建設思路

課程設置應該與學科建設、人才培養目標融為一體。現代工程與應用科學學院基于新型工科專業設計方案，結合南京大學博士“四三三”綜合改革和碩士“二三三”教育改革要求，調整修訂院系新工科碩士、博士培養方案，逐步形成具有南大特色的理工融合、學科交叉、碩博貫通、三類（學術研究型、交叉復合型和就業創業型）協同、促進博士拔尖創新人才培養的現代工程與應用科學學院研究生培養模式，充分體現全過程質量控制的內涵式發展思路。

課程設置必須依據研究生專業培養方案。在教學實施過程中，學院將培養方案中明確的培養目標和學位要求作為課程體系設計的指南，完整貫徹新型工科專業研究生培養目標和學位要求，堅持將工程能力培養作為核心、創新能力培養作為要點，拓寬學科交叉的基礎知識傳授，加強不同培養階段課程體系的整合、銜接，完美實現碩博課程體系的貫通，體現學科、專業培養方案對課程建設的統領作用。

2.借鑒國內外名校課程經驗，設計一流課程體系

為了建設一流的課程體系，學院分別對國內外工科教育見長的高校的工科專業課程設置開展研究和借鑒。一些教師在國際交流訪學過程中實地對英國（牛津大學、劍橋大學）、美國（哈佛大學、麻省理工學院、耶魯大學、斯坦福大學、加州大學伯克利分校、洛杉磯分校、普林斯頓大學、康奈爾大學、密西根大學、賓州州立大學）、新加坡（國立大學）等國的工科名校課程體系進行了深入的研究，我們還研究分析了2007年學科評估材料科學類排名前十的國內高校課程設置狀況。經調研，學院課程建設得出如下意見：

（1）課程設置。在加強固有理工類專業核心基礎課程建設的同時，增設足夠數量的方法類、實踐類、交叉前沿類和轉型類課程，讓學生擁有更寬的課程結構自主選擇權。建立新型工科碩博貫通課程體系，實現分層分類分階段的知識傳授，形成與國際接軌的多元化研究生人才培養課程體系。利用學院國際化師資隊伍優勢，打造全英語或雙語教學的精品專業課程。

（2）教學方式。改革傳統的傳授式、填鴨式教學，向研討課、培訓課、小組合作項目、研究型學習和實踐性教學轉變。授課主體由原來的教師為主向師生互動轉變，鼓勵學生開展自主式、研究性學習，將學生塑造成課程學習主體。評價方式由單純的考試或書面報告，向包含presentation、project work、實踐教學表現等多維評價標準轉變，加強課程考核的效度、信度和難度。

（3）科研訓練。學術型博士生課程、碩博貫通課程將全面培養和提升研究生學術素養、學術交流和科研創新能力作為首要任務，以必修的形式加以強化固定。在此類課程建設中，增加學術型研究生的專題研討課（seminar）、學科前沿論壇、研究生開題報告、科研項目模擬申請、學術會議訓練、科研創新項目、教學輔助實習等科研訓練內容的短課。同時，明確要求學術型博士研究生跨一級學科選修課。

3.外引與內培相結合，打造國際水準教師團隊

為了開展國際一流水平的教學，建設國際一流的師資隊伍，學院積極引進全球高層次人才。例如，學院借助中組部“千人計劃”項目，累計引進“千人計劃”學者5名和“青年千人”32名（含外籍非華裔教師2名），涉及材料、物理、環境、生物、能源、通信等學科領域，占教師隊伍比例近半數。

學院還注重本土師資人才的培育，特別是為青年教師發展創造良好條件。借助學校專門培育優秀青年教師的“登峰B獎勵計劃”，學院鼓勵并支持優秀本土青年教師到國外高水平大學和研究機構進修、訪問并開展合作研究，特別強調向其他學科領域的延伸。學院積極開展國家級、省部級創新團隊建設，以形成中青年學術骨干為主體、銳意進取、充滿活力的教師梯隊，目前已形成1個國家自然科學基金委創新群體、3個教育部創新團隊、3個江蘇省創新創業團隊。

4.重視新工科課程實踐型教學，提升創新能力培養

學院為了加強實踐類教學，開設了短小、精練的與新型工科研究方向密切結合的研究生選修課程（8～15學時）；針對已裝備的各類實驗儀器，開設了專門的操作培訓課程；加強了與Seminar有關的學術活動、教學實踐與專題研究。

學院以各級科研團隊的科研項目為依托，鼓勵研究生積極參與到國家級、省部級和企業的科研項目中做出高水平的研究工作和原創性的成果。學院制訂了各類獎學金評定細則，以激發研究生從事科研的積極性和主動性，特別將研究生的科研實踐參與情況及取得的科研成果作為主要衡量指標。

學院積極與高科技企業合作，申報江蘇省研究生工作站、工程實踐基地，與地方政府合作建設各類產學研平臺，依托工作站、實踐基地、產學研平臺引進江蘇省產業教授、行業兼職導師，建設一批實踐類課程，開拓實踐類教學途徑，促進新型工科研究生培養。

5.出版一流研究生教材，鞏固課程建設成果

經過近十年的努力，學院已建立了一整套碩博貫通課程，形成了與國際接軌的多元化學術型研究生人才培養課程體系。同時，學院利用師資隊伍國際化優勢，積極開展專業課全英語授課或雙語教學。這類課程包括：轉型期基礎課程9門、學科核心課程10門、方法類與實踐類課程12門和交叉類與前沿類課程13門，其中有15門雙語/英語課程，學碩專有課程10門，博士專有課程17門，為研究生提供全方位、多層次、個性化的課程選擇。材料和光學工程專業實踐類、案例類和行業嵌入課程明顯增加，實踐類課程（含案例類和行業嵌入課程）占比超過70%。

為了將課程建設成果長期保存下來，院系積極開展新型工程學科教材與學術專著建設工作，在江蘇高校優勢學科一期、二期建設工程中設立專項基金，鼓勵教師撰寫并出版相關教材，形成了一套極具南大特色、內容新穎、形式多樣的教材叢書。

四、對新型工科研究生課程體系建設的啟示

1.重視課程建設的綱領，以此為據體現特色

課程建設必須有綱，這個綱就是專業培養方案。要開展課程建設，必先修訂專業培養方案。尤其是在新型工科建設的轉型期，培養方案要能體現新工科辦學思路、人才培養目標，而課程設置應切實落實培養目標和辦學思路所必須開展知識傳授的計劃安排，包括課程體系、課程內容、課程類型、授課計劃、授課形式、課后訓練、課程學習要求、課程考核等。這樣才能形成目標明確、特色鮮明、切實可行的新型工科課程教學體系。

2.把握自身學科特點，適時推進學科交叉

在南京大學現代應用與工程學院，“交叉融合”始終是學科發展的主旋律，人才培養也始終圍繞著學科發展目標，堅持“以理為基礎，以工為方向，理工融合”的道路。現代應用與工程學院相對國內其他高校同類院系，學科建設起步較晚，但自成立后不失時機地在材料科學基礎上逐步增加了光學工程、能源工程、生物醫學工程方向，形成了天然的學科交叉，為新型工科人才培養模式的創新提供了契機。

3.國際一流課程應按照國際標準建設

一流高校一流學科應當有一流課程，建設一流課程應借鑒國際一流高校和一流學科的經驗。調整優化課程方案，應充分調研以工科培養見長的國際一流高校和一流學科的課程體系，尋找課程設置、教師配備、授課形式、課程考核等方面的共性特點。同時，提高擁有海外科研經歷的授課師資比例，開設高水平雙語課程，鼓勵研究生到國外高水平大學和著名科研機構進行交流與聯合培養。

4.完善碩博一體化課程體系，并有條件地向本科開放貫通

隨著研究生培養能力的提升，我國高校博士生、碩博連讀生、直博生的數量都在大幅提升。應借鑒國外研究生教育經驗，梳理碩士與博士培養中課程體系的貫通與銜接，這樣有助于更大效度地發揮課程體系對人才培養的支撐作用。應根據人才培養的階段差異，配以不同內容、不同類型、不同形式的課程教學。同時，這樣的碩博貫通課程體系應考慮對學有余力的本科生提供開放選擇的機會，與本科教學推出的DIY課程[3]對接，使工科拔尖人才有脫穎而出的機會。

5.加強課程評價體系建設，保證課程教學實施的質量

課程評價是評判課程體系建設科學性，確保課程教學實施質量的重要手段。新型工科類課程體系建設也不例外，需要定期對課程體系的課程內容、授課形式、授課效果開展自我評價、同行評價和社會第三方評價，明確課程體系建設的效果。借鑒課程評價結果，不斷優化、調整課程體系，保證新型工科課程體系健康發展。

參考文獻：

[1] 全守杰. 德國工科大學的博士生教育探析[J]. 研究生教育研究，2011（6）.

[2] 陳柯蓓，周開發，倪家強. 美國工程倫理教育探析及對我國新工科建設的啟示[J]. 重慶高教研究，2017（3）.

[3] 蔡穎蔚，邵進，鄭昱. 大學師生關系之重構——南京大學DIY研讀課程探索[J]. 中國大學教學，2018（1）.

[責任編輯：夏魯惠]