新工科理念下普通高校工科專(zhuān)業(yè)教與學(xué)的探索

趙青云 崔艷 劉帥

[摘要]文章針對(duì)普通高校工科學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程中存在的問(wèn)題，結(jié)合新工科建設(shè)的現(xiàn)實(shí)背景，對(duì)普通高校教師的教和學(xué)生的學(xué)進(jìn)行了深入的分析，提出了適應(yīng)新工科理念普通高校的教與學(xué)的改革措施，以提升普通高校的辦學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。

[關(guān)鍵詞]新工科;教學(xué)改革;人才培養(yǎng)

[中圖分類(lèi)號(hào)]G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]2095-3437（2020）05-0040-03

2017年，隨著新工科建設(shè)“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”“北京指南”的先后提出，關(guān)于新工科的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系課題的研究也得到了開(kāi)展。汕頭大學(xué)原執(zhí)行校長(zhǎng)顧佩華教授認(rèn)為新工科伴隨著所服務(wù)的企業(yè)、行業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)歷形成、發(fā)展、成熟等階段后，成為將來(lái)常規(guī)的學(xué)科。我們應(yīng)該動(dòng)態(tài)地理解新工科的理念，以發(fā)展的思維持續(xù)實(shí)施新工科教育改革。作為地方高校工科專(zhuān)業(yè)，要適應(yīng)新工科的發(fā)展，就要牢記我們培養(yǎng)學(xué)生就是要讓學(xué)生成為能夠服務(wù)企業(yè)和行業(yè)并推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的創(chuàng)新型的工程科技人才。這就給普通高校的工科教學(xué)提出了新的要求。

目前，普通高校工科專(zhuān)業(yè)在人才培養(yǎng)上還側(cè)重于基本理論和基本知識(shí)的教學(xué)，開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的力度不夠，與新工科所要求的以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來(lái)為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，具有戰(zhàn)略性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)化、開(kāi)放式的特征的內(nèi)涵相差甚遠(yuǎn)。普通高校工科專(zhuān)業(yè)應(yīng)以新工科建設(shè)為契機(jī)，大膽探索與改革，其中改革和探索教師如何教的模式和學(xué)生如何學(xué)的模式尤為重要。

一、關(guān)于教師“教”的探索

（一）重塑課堂教學(xué)，授之以“漁”而非“魚(yú)”

多少年來(lái)，教師都以傳道、授業(yè)、解惑為己任，這充分體現(xiàn)了以教師為中心的教育理念。教師的教無(wú)非是將自己的所知、所學(xué)毫無(wú)保留地教給學(xué)生，但難以改變學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，學(xué)生難以充分發(fā)揮探索知識(shí)的主觀能動(dòng)性。古人講授人以魚(yú)，不如授人以漁。授人以魚(yú)只救一時(shí)之急，授人以漁則可給一生之需，傳道、授業(yè)、解惑是授學(xué)生以“魚(yú)”，而不是授學(xué)生以“漁”。所以，為了使所培養(yǎng)的學(xué)生成為有能力的卓越的工程師，就需要教師將自己學(xué)習(xí)研究的經(jīng)驗(yàn)傳遞給學(xué)生，改變教師“滿(mǎn)堂灌”和學(xué)生“被動(dòng)學(xué)”的模式，探索以學(xué)生為本，注重學(xué)生個(gè)性發(fā)展的新模式，使學(xué)生能夠掌握對(duì)知識(shí)探索的正確方法。學(xué)生在自我求知的過(guò)程中，會(huì)接觸到專(zhuān)業(yè)的未知領(lǐng)域，這就需要教師不斷學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生保持對(duì)該領(lǐng)域的興趣并提升其能力。在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，應(yīng)采用“精講多練”的模式，教師的講解應(yīng)僅限于實(shí)踐的原理和目標(biāo)，對(duì)于目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程則更多地交給學(xué)生，由學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生大膽探索并提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）強(qiáng)化教師工程背景，引進(jìn)企業(yè)資源

普通高校的教師大多沒(méi)有工程的經(jīng)歷，正因如此，他們對(duì)工程實(shí)際不了解或者了解不多，不能了解企業(yè)的真正需求，對(duì)學(xué)生的教學(xué)也局限于書(shū)本的理論，不能擺脫本本主義，閉門(mén)造車(chē)。這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生往往不能很快適應(yīng)工程實(shí)踐的需要。要以工程為背景培養(yǎng)學(xué)生，可以通過(guò)以下幾種方式：第一，招聘具有企業(yè)或相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師。讓企業(yè)工程師走上講臺(tái)，從事教學(xué)科研工作，將工程實(shí)際與理論相結(jié)合，使學(xué)生的理論學(xué)習(xí)有了明確的現(xiàn)實(shí)需求，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這就需要改革普通高校學(xué)歷至上的招聘標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)識(shí)到那些在企業(yè)工作的非碩士、博士工程師，他們豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)非常有用。第二，對(duì)教師進(jìn)行工程實(shí)踐鍛煉。從高校招聘的教師，雖然其學(xué)術(shù)造詣很深，但缺少工程教育，不能將自己所學(xué)與工程實(shí)際相結(jié)合，因此一定要注重校企合作，將教師“下放”到企業(yè)進(jìn)行工程學(xué)習(xí)，參與到企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的研發(fā)當(dāng)中，提高教師的工程素質(zhì)，也為企業(yè)項(xiàng)目研發(fā)提供理論支持。個(gè)別高校讓新招聘的教師帶薪去企業(yè)工作并享受企業(yè)員工的待遇，這樣對(duì)教師的工程實(shí)踐鍛煉的效果要比去企業(yè)考察、實(shí)習(xí)好得多。而且，從企業(yè)工作返校的教師，其教學(xué)質(zhì)量和課程設(shè)計(jì)的合理性能夠得到企業(yè)的及時(shí)反饋，有利于學(xué)校及時(shí)進(jìn)行課程教學(xué)改革，以適應(yīng)企業(yè)和社會(huì)的實(shí)際需要，并以工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)去培養(yǎng)學(xué)生、提高學(xué)生的工程素質(zhì)。第三，招聘具有工程設(shè)計(jì)和研究經(jīng)驗(yàn)的教師。從事過(guò)工程設(shè)計(jì)和研究的教師，能夠更好地了解當(dāng)前研發(fā)動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)學(xué)校和產(chǎn)業(yè)科研合作與技術(shù)轉(zhuǎn)移。第四，建立校企共同培養(yǎng)人才機(jī)制。學(xué)校制定的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和方法都要充分考慮企業(yè)對(duì)人才能力素質(zhì)的需要，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高教師的工程素養(yǎng)，進(jìn)而提升其培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)的水平。

（三）專(zhuān)業(yè)交叉融合，重構(gòu)教師知識(shí)體系

在新工科理念下，工科教育的新范式是要求學(xué)生具備以創(chuàng)新回應(yīng)當(dāng)前需求、面向未來(lái)的新理念，以多學(xué)科交叉融合的專(zhuān)業(yè)體系的新結(jié)構(gòu)，營(yíng)造新型工程師培養(yǎng)的新生態(tài)系統(tǒng)的新模式，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具備創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新質(zhì)量，使專(zhuān)業(yè)建立達(dá)到工程教育認(rèn)證要求的新體系。要實(shí)現(xiàn)新工科理念所要求的這些“新”，教師不僅要熟悉本學(xué)科的前沿知識(shí)，還要對(duì)相關(guān)的交叉學(xué)科進(jìn)行深入的研究，重新構(gòu)建自己的知識(shí)體系。第一，教師要養(yǎng)成不斷學(xué)習(xí)的習(xí)慣。俗話說(shuō)，“活到老學(xué)到老”，教師只有潛心學(xué)習(xí)才能接觸到本學(xué)科的前沿領(lǐng)域，才能不斷充實(shí)自己，才能在講課中融人多個(gè)學(xué)科的新知識(shí)和新技術(shù)。第二，要把教師送出去。普通高校教師需要經(jīng)常性地去一些一流院校進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，吸取先進(jìn)的教學(xué)理念和學(xué)科知識(shí)。第三，把專(zhuān)家請(qǐng)進(jìn)來(lái)。普通高校需要把校外的專(zhuān)家請(qǐng)進(jìn)來(lái)，通過(guò)短期或長(zhǎng)期的合作，為普通高校的工科教育注入新鮮的血液和先進(jìn)的教學(xué)理念，以教師的知識(shí)更新帶動(dòng)學(xué)生視野的開(kāi)闊，激勵(lì)學(xué)生不斷對(duì)新的未知領(lǐng)域進(jìn)行探索，培養(yǎng)符合新工科要求的人才。

（四）以市場(chǎng)為導(dǎo)向，重構(gòu)課程體系

美國(guó)總統(tǒng)經(jīng)濟(jì)顧問(wèn)委員會(huì)報(bào)告認(rèn)為在雇主、雇員和學(xué)校間存在信息鴻溝，主要表現(xiàn)在：雇主知道什么技能重要，而雇員和教育機(jī)構(gòu)缺乏最新的信息，反應(yīng)滯后于需求的改變;學(xué)校與產(chǎn)業(yè)隔絕，致使培養(yǎng)具有雇主需要技能的工作大軍非常困難;協(xié)調(diào)雇主、雇員和教育機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系對(duì)于應(yīng)對(duì)重塑技能挑戰(zhàn)最關(guān)鍵。這個(gè)問(wèn)題在我們國(guó)家的工科教育中表現(xiàn)得更為突出。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，常常有自己所學(xué)的東西在社會(huì)上有什么用處的疑問(wèn)，教師們也是兢兢業(yè)業(yè)按照教學(xué)計(jì)劃完成教學(xué)任務(wù)，企業(yè)卻總抱怨招來(lái)的學(xué)生什么都不會(huì)。這跟教師不能很好結(jié)合市場(chǎng)的需求來(lái)開(kāi)展教學(xué)有很大關(guān)系。所以，普通高校工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)一定要把握市場(chǎng)的需要，建立企業(yè)和學(xué)校定期溝通機(jī)制，形成完整的人才培養(yǎng)體系。通過(guò)調(diào)研與企業(yè)研討等手段，明確市場(chǎng)真正的需求，堅(jiān)持面向市場(chǎng)、立足應(yīng)用、強(qiáng)化實(shí)踐、突出創(chuàng)新的教學(xué)理念，使師資結(jié)構(gòu)、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、評(píng)價(jià)體系符合新工科建設(shè)和市場(chǎng)的需求，利用自身完整的人才培養(yǎng)體系，利用企業(yè)的資源并接受企業(yè)的檢驗(yàn)，提升普通高校工科學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

二、關(guān)于學(xué)生“學(xué)”的探索

（一）突出學(xué)科交叉，培養(yǎng)綜合素質(zhì)

當(dāng)今科學(xué)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。在新一輪科學(xué)科技創(chuàng)新活躍時(shí)期，信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、智能化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迅速融合，顛覆了人們對(duì)以往生活的認(rèn)識(shí)。在這個(gè)迅速融合的過(guò)程中，以前針對(duì)某一特定產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人才，已不能滿(mǎn)足新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，這就要求現(xiàn)今的工科學(xué)生學(xué)習(xí)不能僅僅局限于自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而要以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，面向未來(lái)大數(shù)據(jù)、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的要求，對(duì)相關(guān)的領(lǐng)域進(jìn)行探索，努力成長(zhǎng)為符合新工科要求的復(fù)合型工程技術(shù)人才。

（二）立足產(chǎn)業(yè)需求，強(qiáng)化工程背景

學(xué)習(xí)的最終目的是要為社會(huì)、為企業(yè)行業(yè)服務(wù)，而普通高校學(xué)生目前的學(xué)習(xí)與企業(yè)行業(yè)的需求嚴(yán)重脫節(jié)，企業(yè)、學(xué)校和學(xué)生存在著信息鴻溝，學(xué)校與企業(yè)之間合作的契合度、產(chǎn)教融合的緊密度不足。其主要表現(xiàn)在學(xué)生的動(dòng)手能力差，學(xué)生所學(xué)非企業(yè)、行業(yè)所迫切需求，這就導(dǎo)致高校培養(yǎng)的人才對(duì)口就業(yè)率不高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻在高校招不到合適人才，因此倡導(dǎo)以工程為背景的學(xué)習(xí)已經(jīng)迫在眉睫。第一，學(xué)生在校期間要著重培養(yǎng)動(dòng)手能力。普通高校工科學(xué)生用于實(shí)踐鍛煉的時(shí)間很少，其實(shí)踐教學(xué)的時(shí)間也僅僅為總課時(shí)的五分之一到四分之一，而且用于實(shí)踐的學(xué)習(xí)內(nèi)容也比較陳舊，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中基本上是被動(dòng)接受知識(shí)，不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)很好地理解理論知識(shí)。因此，在強(qiáng)調(diào)掌握專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，要加強(qiáng)工科學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)，并且在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中盡量增加設(shè)計(jì)性、制作性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，盡量減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，做到理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。第二，鼓勵(lì)學(xué)生參加國(guó)家組織的有助于提高實(shí)踐操作能力的競(jìng)賽。比如全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、機(jī)器人大賽、數(shù)學(xué)建模大賽、挑戰(zhàn)杯大賽等，這些大賽的題目，不僅在內(nèi)容和形式上都體現(xiàn)了創(chuàng)新的理念，而且也與工程實(shí)際相結(jié)合。通過(guò)這些案例化實(shí)踐，在賽中學(xué)、賽中練，不僅能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，還能夠提高學(xué)生的思維創(chuàng)新能力和綜合技能。目前，由于普通高校的經(jīng)費(fèi)有限，參賽的隊(duì)伍不是很多，不能對(duì)所有的工科學(xué)生進(jìn)行鍛煉，所以為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，需要高校增加經(jīng)費(fèi)投入，保障80%以上的學(xué)生都能夠得到相應(yīng)的鍛煉。第三，利用產(chǎn)學(xué)結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生的工程背景。學(xué)校培養(yǎng)工科學(xué)生，其目的是為企業(yè)所用，因而要重視研究企業(yè)對(duì)人才的要求與培養(yǎng)企業(yè)所需要的人才。新工科背景下，要以“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”為牽引，以院校資源整合與共享為基礎(chǔ)，以校企聯(lián)合培養(yǎng)合作教學(xué)模式為動(dòng)力，以轉(zhuǎn)型改革發(fā)展為主線，從而有效解決理工科專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題，改革和創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和理念，在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。這就需要企業(yè)與學(xué)校共同研討，企業(yè)要讓學(xué)校知道企業(yè)的所需，學(xué)校可根據(jù)企業(yè)的要求進(jìn)行個(gè)性化、訂單式的培養(yǎng)，并且建立校企合作的實(shí)習(xí)基地，定期將學(xué)生安排到企業(yè)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)學(xué)習(xí)，利用企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、實(shí)踐環(huán)境和實(shí)踐仿真軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，以企業(yè)正式員工的要求對(duì)待學(xué)生，這樣能讓學(xué)生真正體驗(yàn)產(chǎn)品的推動(dòng)和生產(chǎn)過(guò)程，其理論知識(shí)也能夠得到提升和鞏固。在工作單位的生產(chǎn)學(xué)習(xí)，是將理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合的全面教育。學(xué)生經(jīng)歷了就業(yè)技能的訓(xùn)練，全面了解了相關(guān)工作的性質(zhì)，有利于其以后的擇業(yè)就業(yè)，這些合格的畢業(yè)生將成為社會(huì)重要的生力軍，也可以提高所在學(xué)校的知名度和影響力。加拿大滑鐵盧大學(xué)經(jīng)過(guò)60年（1957-2017年）的實(shí)踐，50%的學(xué)生參加每4個(gè)月在學(xué)校和企業(yè)之間切換，學(xué)校有3800多個(gè)企業(yè)合作伙伴，學(xué)生的就業(yè)率高達(dá)97.6%。可見(jiàn)，有效的產(chǎn)學(xué)合作對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程背景是非常有用的。以工程為背景的學(xué)習(xí)，不僅能夠提高學(xué)生的工程素養(yǎng)，也能夠?yàn)槠髽I(yè)培養(yǎng)所需要的人才。

（三）立足新工科要求，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才是工程本科人才培養(yǎng)工作的目標(biāo)，新工科也將創(chuàng)新能力作為工程技術(shù)人才的關(guān)鍵能力來(lái)培養(yǎng)。在今天的信息時(shí)代，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，創(chuàng)新成果也層出不窮。培養(yǎng)普通高校工科學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)，既符合新工科建設(shè)的要求，也能夠提高所培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量，提高普通高校的知名度和社會(huì)的認(rèn)可度。第一，激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新的興趣。人一出生就充滿(mǎn)著對(duì)未知世界的好奇心，只是在被灌輸各種既有知識(shí)的過(guò)程中逐漸減少對(duì)未知知識(shí)的好奇心。要成為合格的工科畢業(yè)生，在學(xué)習(xí)過(guò)程中就要對(duì)一切既有認(rèn)識(shí)持批判和懷疑的態(tài)度，重拾好奇心，放開(kāi)手腳，大膽創(chuàng)新，在高校支持的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中提升自己的創(chuàng)新實(shí)踐能力。第二，大膽發(fā)揮想象力。世界的發(fā)展和進(jìn)步離不開(kāi)人的想象力。要鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)揮自己的想象力，發(fā)散思維，捕捉創(chuàng)新靈感，培養(yǎng)求異和創(chuàng)新的思維能力，提高核心競(jìng)爭(zhēng)能力。

三、結(jié)語(yǔ)

未來(lái)的人才應(yīng)具備使命感與價(jià)值感，具備大工程學(xué)科的空間感，具備不同領(lǐng)域理念與概念之間聯(lián)系的能力，具備創(chuàng)新能力和創(chuàng)新作為。普通高校要培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的新時(shí)代的工科人才，就要以未來(lái)人才應(yīng)具備的能力和要求培養(yǎng)學(xué)生，在新工科發(fā)展中發(fā)揮普通高校工科專(zhuān)業(yè)的作用。