基于新工科理念的多層次互助型教學(xué)模式探索*

房海秋，趙錦程，王 凱

(1 中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程學(xué)院，山東 青島 266580；2 青島大學(xué)電氣工程學(xué)院，山東 青島 266071)

隨著世界范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國家經(jīng)濟(jì)水平的不斷增長，我國的發(fā)展對于化工行業(yè)的發(fā)展質(zhì)量要求越來越高，這樣就需要化工前沿和精細(xì)化生產(chǎn)得到更好的發(fā)展，從而來滿足經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展需求。2016年，“新工科”的研究和實(shí)踐被正式提上了章程，教育部指出：要加快建設(shè)“新工科”，大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)改革，推進(jìn)高校實(shí)踐教學(xué)的改革與創(chuàng)新工作。

新時代的發(fā)展推動了新經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，新經(jīng)濟(jì)發(fā)展呼吁“新工科”建設(shè)。高等教育改革之路，“新工科”建設(shè)起著至關(guān)重要的作用，更需要堅(jiān)持以本為本推進(jìn)，打好提升質(zhì)量、推進(jìn)公平、創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制的攻堅(jiān)戰(zhàn)。用實(shí)際行動、求實(shí)效的精神推進(jìn)新型教學(xué)模式。本文基于新工科建設(shè)理念，對教學(xué)模式進(jìn)行了改革探索，構(gòu)建了基于新工科理念的課程體系，并基于該體系提出了以學(xué)生為中心的多層次、互助型教學(xué)模式。

雖然近年來我國在化學(xué)工程領(lǐng)域已經(jīng)取得了長足的發(fā)展和進(jìn)步，但隨著世界范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)水平的迅猛發(fā)展，為滿足我國高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會要求，我國對于化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展質(zhì)量要求也越來越高，特別是高端核心化工技術(shù)的發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開人，只有擁有一支優(yōu)秀的科研隊(duì)伍，才能保證我國的化學(xué)工程技術(shù)在世界競爭的浪潮中立于不敗之地[1-3]?；瘜W(xué)工程人員的技術(shù)水平是影響化學(xué)工程發(fā)展的關(guān)鍵。部分操作人員由于沒有經(jīng)過專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，對化工設(shè)備使用不當(dāng)或者操作不熟練，在一定程度上也制約了我國化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展[4]?，F(xiàn)如今中國整個化工領(lǐng)域的形勢為：

(1)需要化工人員具有自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐轉(zhuǎn)化能力；

(2)需要化工人員具備適應(yīng)社會的綜合能力；

(3)需要化工領(lǐng)域改變傳統(tǒng)封閉式教學(xué)體制。

而美國提出的“開環(huán)大學(xué)”模式，改變了人才選拔的途徑和基礎(chǔ)，打破了考學(xué)升學(xué)的傳統(tǒng)，形成了獨(dú)特的混合學(xué)生校園，打破了年齡結(jié)構(gòu)，使學(xué)生之間更容易建立起合作、強(qiáng)勁與持久的社會網(wǎng)絡(luò)，從而使化工領(lǐng)域可以得到一大批高素質(zhì)、高水平的人才[5-8]。其中開環(huán)大學(xué)與傳統(tǒng)大學(xué)的區(qū)別如表1所示[9]。

表1 開環(huán)大學(xué)與傳統(tǒng)大學(xué)的區(qū)別

因此，中國化工教育領(lǐng)域的僵局可以借鑒“開環(huán)大學(xué)”教育模式來打破。為此，本文基于新工科理念，提出了一種新的班級教學(xué)模式——基于學(xué)生主觀能動性的多層次、互助型教學(xué)模式。該模式符合中國高等教育發(fā)展的方向，擺脫了傳統(tǒng)高等教育的辦學(xué)思想。

1 基于學(xué)生主觀能動性的多層次、互助型教學(xué)模式

在當(dāng)今國際競爭日益激烈的環(huán)境下，大學(xué)教育面臨著來自社會和政府的巨大壓力，大學(xué)教育必須重構(gòu)，尋求一條適應(yīng)當(dāng)代社會—經(jīng)濟(jì)和社會—政策環(huán)境的新路。新工科人才培養(yǎng)理念是“以學(xué)生為中心，為需而教，因用而學(xué)”。為此，本文提出了一種基于“新工科”理念的學(xué)生主觀能動性的多層次、互助型教學(xué)模式。

1.1 寬領(lǐng)域教學(xué)理念

開環(huán)大學(xué)彈性學(xué)制和終身教育理念對我國大學(xué)教育領(lǐng)域具有積極的啟示作用；而開環(huán)大學(xué)鼓勵學(xué)生工作后返回學(xué)校再學(xué)習(xí)的實(shí)踐教學(xué)模式也為我國的開放大學(xué)與傳統(tǒng)大學(xué)教育的結(jié)合具有啟示作用[10-12]。因此在培養(yǎng)方面，化學(xué)工程領(lǐng)域可以采用“學(xué)習(xí)-工作-再學(xué)習(xí)”的教育模式，使本領(lǐng)域中的優(yōu)秀人才可以回爐再造，促進(jìn)本專業(yè)學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的增長，使他們通過用實(shí)踐來檢驗(yàn)真理，用知識來充實(shí)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)共贏。

新工科背景下應(yīng)適應(yīng)新工科對高校人才培養(yǎng)的要求，主動進(jìn)行改革，培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力，培養(yǎng)“新工科”人才[13-15]。在考慮相關(guān)文獻(xiàn)的創(chuàng)新模式，在此基礎(chǔ)上對原有的教學(xué)方式進(jìn)行了相應(yīng)的改革[16-20]，改革措施為：

(1)科研成果商業(yè)化：設(shè)立科技中心和創(chuàng)業(yè)中心，將科研成果商業(yè)化，鼓勵化工學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的同時進(jìn)行創(chuàng)業(yè)，激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新思維。

(2)跨領(lǐng)域?qū)W習(xí)交流：可以采取一些類似于國際交換、增長學(xué)制、擴(kuò)充課程內(nèi)容和跨學(xué)科綜合教學(xué)的措施，培養(yǎng)學(xué)生的商業(yè)敏感性，使他們的學(xué)術(shù)視野更加開闊，科研實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷更加豐富，拓寬化成果的應(yīng)用范圍。

1.2 多層次教學(xué)管理

采用多層次的教學(xué)管理方法可以打破我國化工教育固有的正規(guī)教育和非正規(guī)教育的界限，實(shí)現(xiàn)“時時能學(xué)、處處可學(xué)、人人皆學(xué)”的辦學(xué)理念。同時，可以利用現(xiàn)如今網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)實(shí)施更加精準(zhǔn)的綜合服務(wù)，建立“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的新型管理機(jī)制，推動管理流程和決策機(jī)制的再造，為學(xué)科規(guī)劃、教學(xué)管理、學(xué)生管理、科學(xué)決策等提供依據(jù)。

除此之外，還可以打破傳統(tǒng)封閉的課程結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好自主選擇課程，無論僅是線上課程，還是線下課程。學(xué)院必須專注于自己的特色和優(yōu)勢，形成具有差別優(yōu)勢的學(xué)校課程體系。除此之外，還可以營造開放靈動的學(xué)習(xí)空間，以便更好的支持多樣化的教學(xué)方式?；谛鹿た评砟畹恼n堂教學(xué)模式不再是傳統(tǒng)的講解理論知識，而是選擇以學(xué)生為中心，結(jié)合學(xué)生的個性發(fā)展、知識和能力水平，因材施教，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)勇于實(shí)踐、敢于質(zhì)疑的課堂氛圍。具體表現(xiàn)為：

(1)創(chuàng)新教師布局，鼓勵靈活設(shè)計(jì)教師，配備可移動、易于變換的桌椅設(shè)施，提供更加豐富的技術(shù)資源，支持教師開展多樣性的教學(xué)活動；

(2)探索非正式學(xué)習(xí)去，開展包括學(xué)習(xí)角、開放式長廊、社會性活動空間以及生活休閑空間等方面的探索；

(3)擴(kuò)展學(xué)校的公共空間，給學(xué)生提供更多的活動和交往空間，讓學(xué)生在交往中建立自己的人際關(guān)系；

(4)打造數(shù)字化學(xué)習(xí)社區(qū)，建設(shè)人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的學(xué)習(xí)型社會。

1.3 互助型實(shí)踐教學(xué)

當(dāng)前，我國大學(xué)生尤其是化工領(lǐng)域的學(xué)生幾乎都要進(jìn)行社會實(shí)踐，但是，這種社會實(shí)踐的存在只是一種形式，學(xué)生很少在這樣的社會實(shí)踐中得到提升，因?yàn)榛ゎI(lǐng)域的實(shí)習(xí)場地具有危險設(shè)施，嚴(yán)重威脅實(shí)習(xí)人員的安全，很容易出現(xiàn)因操作不當(dāng)而釀成的慘劇。新的互助型實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式首先更新了教育理念，從以課本知識為主的教學(xué)模式向以實(shí)踐為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，注重學(xué)生的實(shí)踐能力，并且在平時的訓(xùn)練中，根據(jù)專業(yè)所面向的職業(yè)崗位需求進(jìn)行針對性的訓(xùn)練。其次是更新課程結(jié)構(gòu)，從理論型教學(xué)模式向?qū)嵺`型轉(zhuǎn)變，學(xué)生學(xué)習(xí)知識的方式不僅僅是從教師講授來獲得，還可以通過自身實(shí)踐得到的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為滿足社會需求的學(xué)用型創(chuàng)新人才。最后，還更新了教學(xué)內(nèi)容，不再把社會實(shí)踐當(dāng)作是一個空殼，而是結(jié)合科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，針對性地將實(shí)踐內(nèi)容跟上優(yōu)勢行業(yè)的步伐，提高課堂知識在實(shí)踐過程中的利用率，完成學(xué)校與社會的有效對接。

通過將實(shí)踐和社會網(wǎng)絡(luò)二者有機(jī)的聯(lián)系在一起，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中與學(xué)長組成小組，不僅促進(jìn)了學(xué)生間的實(shí)踐交流，而且形成了更緊密的社會網(wǎng)絡(luò)。斯坦福大學(xué)更是采用種分散的模式來維護(hù)寬廣的網(wǎng)絡(luò)。在這一方面，可以吸取斯坦福大學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，通過建立各高校之間的合作，建立線上線下網(wǎng)絡(luò)教育平臺、交流平臺，使學(xué)生能夠根據(jù)自己的興趣提升自己、壯大自己，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

2 教學(xué)效果

本文以中國石油大學(xué)2016級化學(xué)工程專業(yè)兩個班同學(xué)為例，其中一個班級按照學(xué)校之前的教學(xué)模式培養(yǎng)(對照組)，另一個班級按照本文新的教學(xué)模式培養(yǎng)(實(shí)驗(yàn)組)，將兩個班級2017年取得的成果作比較，分析驗(yàn)證本文教學(xué)新模式的可行性。

(1)學(xué)習(xí)成績方面：

這里，本文選取了每學(xué)年分值相同，內(nèi)容相似的幾門課程進(jìn)行分析驗(yàn)證。各學(xué)年班內(nèi)成績統(tǒng)計(jì)情況如下：

圖1 各成績區(qū)間人數(shù)分布情況

從圖2可以對比得到，作為對照組班級的成績分布比較符合正態(tài)分布，其中絕大部分處在70分以上，但是仍然有2個人掛科，這可能是因?yàn)榇笠坏酱蠖倪^度造成的。大一時還保持有高中的學(xué)習(xí)習(xí)慣，所以學(xué)習(xí)都比較努力，而大二之后由于適應(yīng)了大學(xué)的慢節(jié)奏，有部分同學(xué)開始懈怠，從而造成了班級整體成績的下滑，甚至出現(xiàn)掛科現(xiàn)象。至于為何適應(yīng)大學(xué)后會降低學(xué)習(xí)成績，原因主要還是傳統(tǒng)的大學(xué)生活比較安逸，沒有高中那么緊迫，自由度太高，同學(xué)之間的交流更多的是學(xué)習(xí)之外的事情。同時，經(jīng)過了緊迫的高中學(xué)習(xí)節(jié)奏以及明確的奮斗目標(biāo)，見識過大學(xué)的輕松生活后，學(xué)生突然失去了前進(jìn)方向、奮斗目標(biāo)，變得迷茫。而實(shí)驗(yàn)組班級的成績卻明顯好于對照組，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是實(shí)行了本文提出的新型教學(xué)模式。學(xué)生無論在教室還是在校園，都能接觸到自己感興趣的知識，無時無刻不在學(xué)習(xí)。同時，課堂的教學(xué)方式也變的更加新穎，打破了傳統(tǒng)教學(xué)方式的呆板、死氣沉沉，帶動了課堂氣氛，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性；課下有很多學(xué)習(xí)設(shè)施、團(tuán)體，使某些志同道合的同學(xué)匯集在一起，激發(fā)想象力，從而做出很多富有新意的實(shí)驗(yàn)成果，而這些成果又被學(xué)院看中資助，使他們看到了前進(jìn)的方向，以此，形成了一個良性循環(huán)。

圖2 各成績區(qū)間人數(shù)比重對比情況

由此可以看出，本文提出的基于學(xué)生主觀能動性的多層次、互助型教學(xué)模式在提升學(xué)生學(xué)習(xí)成績方面具有顯著效果。

(2)科研成果方面

這里本文選取了兩個班級2016年各類競賽獲獎情況進(jìn)行對比，來證實(shí)本教學(xué)模式的創(chuàng)新性、合理性。以下是兩個班級2016年各類競賽獲獎情況表。

表2 兩個班級2016年競賽獲獎情況匯總表

從圖3對比中可以清楚看到，作為實(shí)驗(yàn)組的班級無論是國獎，還是省獎，獲獎情況都遠(yuǎn)超對照組。其中的主要原因可能是實(shí)驗(yàn)組在新的教學(xué)模式下，通過結(jié)識更多的興趣伙伴，有了更高的研究興趣，從而得到了更多的研究成果。無論是實(shí)驗(yàn)設(shè)備，還是老師、同學(xué)的知識指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)組都遠(yuǎn)超對照組。而對照組是采用傳統(tǒng)的大學(xué)教學(xué)模式，班內(nèi)學(xué)生基本處于放養(yǎng)狀態(tài)，如果自己不感興趣，不主動去交流，很難有機(jī)會做出實(shí)驗(yàn)成果。

圖3 兩個班級獲獎情況對比

基于新工科理念的教學(xué)改革實(shí)施于中國石油大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)2016級兩個班級的課程后，收到了很好的效果。學(xué)生的學(xué)業(yè)成績、專業(yè)技巧、創(chuàng)新能力方面都得到了提高，獲得許多省獎、國獎，成績比較顯著。由此，可以驗(yàn)證本文新模式的合理性、創(chuàng)新性，在科研成果方面具有顯著效果。

3 結(jié) 語

未來十年，我國要基本建成創(chuàng)新型國家。建設(shè)全民學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會。而以公立本科教育為主體的高等教育已經(jīng)無法滿足多樣化社會成員的學(xué)習(xí)需求。因此，本文提出的基于“新工科”理念下的學(xué)生主觀能動性的多層次、互助型教學(xué)模式具有重要的研究意義。盡管本教學(xué)模式的實(shí)際效果還有待觀察，但斯坦福大學(xué)的改革本身說明高等教育供求關(guān)系發(fā)生變化，中西方社會對繼續(xù)教育、終審教育和實(shí)踐教學(xué)的需求都在增加。因此，我國教育模式不應(yīng)該繼續(xù)沿用舊模板，需要打破常規(guī)，適應(yīng)時代要求。尤其是像化學(xué)工程這種實(shí)踐性強(qiáng)的領(lǐng)域，更應(yīng)該根據(jù)自身情況，酌情轉(zhuǎn)變。將校內(nèi)化工實(shí)驗(yàn)與校外企業(yè)實(shí)際需求相聯(lián)系，培養(yǎng)社會真正需要的實(shí)踐人才。此外，此教學(xué)模式在學(xué)生與學(xué)生之間，學(xué)生與大學(xué)之間建立起了深遠(yuǎn)持久的聯(lián)系，學(xué)習(xí)的場所也不再僅僅局限于大學(xué)校園，而是拓展到世界各地，學(xué)生們從封閉的校園走向開放的全世界。

因此，作為主要高等教育機(jī)構(gòu)的大學(xué)有必要調(diào)整自身結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)學(xué)校與社會的良性互動并為學(xué)生的理論學(xué)習(xí)與社會實(shí)踐搭建平臺；有必要在時間和空間上構(gòu)建開放式大學(xué)，實(shí)現(xiàn)高等教育由特定受教育階段向終身教育轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)大學(xué)校園由固守某一城市向面向全世界轉(zhuǎn)變。

基于新工科理念的學(xué)生互助教學(xué)模式是以社會需求為主，著力解決化工領(lǐng)域技術(shù)人才與社會需求不匹配的現(xiàn)象，培養(yǎng)“適合社會需求、熟練掌握化工技術(shù)”的創(chuàng)新人才。本文開展了基于新工科理念的學(xué)生教學(xué)模式改革與實(shí)踐，取得一些研究經(jīng)驗(yàn)和成果。今后將繼續(xù)深入基于新工科理念產(chǎn)出實(shí)踐教學(xué)模式，深入教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目的，滿足社會的需求。