新工科背景下傳統(tǒng)工科專業(yè)建設(shè)思路
——以課程建設(shè)為切入點(diǎn)

盛志琴 梁中魁

(1.武漢大學(xué)動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)）

為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”等一系列國(guó)家戰(zhàn)略，2017 年2月以來(lái)，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國(guó)模式、中國(guó)經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)。在國(guó)家積極推動(dòng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，實(shí)施“一帶一路”倡議以及“互聯(lián)網(wǎng)+”“中國(guó)制造2025”等重大戰(zhàn)略的同時(shí)，以新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對(duì)工程科技人員提出了更高的要求，迫切需要加快工程教育進(jìn)行改革創(chuàng)新，推進(jìn)新工科的建設(shè)與發(fā)展，開(kāi)展實(shí)施新工科的研究和實(shí)踐。

新工科建設(shè)計(jì)劃實(shí)施以來(lái)，各個(gè)高校優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)、更新知識(shí)體系、創(chuàng)新教育教學(xué)手段，培養(yǎng)了一批多樣化、創(chuàng)新型的卓越工程師人才。筆者結(jié)合多學(xué)科工科院系現(xiàn)狀，以課程建設(shè)為切入點(diǎn)，試圖探索在新工科建設(shè)背景下，傳統(tǒng)工科如機(jī)械、能動(dòng)等專業(yè)如何轉(zhuǎn)型升級(jí)、改革創(chuàng)新，構(gòu)建新工科專業(yè)體系與人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)。

一、優(yōu)化課程內(nèi)容，夯實(shí)學(xué)生專業(yè)知識(shí)

（一）以課程建設(shè)為依托，打破專業(yè)建設(shè)壁壘

從頂層設(shè)計(jì)打通專業(yè)建設(shè)壁壘、搭建交流平臺(tái)，將學(xué)科基礎(chǔ)相同的教師進(jìn)行組合，比如將物理、化學(xué)等與材料相結(jié)合，推出跨院（系）優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)課，促進(jìn)學(xué)科交叉融合及課程改革創(chuàng)新，培養(yǎng)寬口徑、厚基礎(chǔ)的復(fù)合型人才，讓學(xué)生既學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)，又能掌握學(xué)習(xí)其他學(xué)科文化的方法。

（二）優(yōu)化學(xué)分結(jié)構(gòu)，切實(shí)淘汰“水課”

優(yōu)化課程體系，壓縮培養(yǎng)方案總學(xué)分，將課程內(nèi)容進(jìn)行整合，推出大類平臺(tái)課與專業(yè)核心課，減少專業(yè)選修課，對(duì)選課人數(shù)太少的課程實(shí)行撤課等淘汰措施，將時(shí)間留給學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生自主探索，將繁重的課堂學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為以問(wèn)題為導(dǎo)向的自主學(xué)習(xí)。

（三）夯實(shí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)課程整合共享

打造優(yōu)質(zhì)專業(yè)課程，避免同類型課程“多而不強(qiáng)”，結(jié)合國(guó)家級(jí)和省級(jí)一流課程“雙萬(wàn)計(jì)劃”建設(shè)契機(jī)，力爭(zhēng)建設(shè)一批國(guó)家級(jí)一流本科課程。設(shè)立示范課堂建設(shè)項(xiàng)目，引領(lǐng)帶動(dòng)課堂教學(xué)質(zhì)量整體提高，繼續(xù)開(kāi)展以課堂教學(xué)為中心的教學(xué)研究立項(xiàng)工作，關(guān)注教學(xué)研究成果在教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用，以“青椒論壇”和分享會(huì)等形式舉行項(xiàng)目中期檢查和結(jié)題報(bào)告，擴(kuò)大課堂教學(xué)學(xué)術(shù)的示范推廣效應(yīng)。

二、改革教學(xué)方法，多方式協(xié)同育人

一直以來(lái)，高校的教學(xué)手段都比較單一，以教師課堂授課為主，互動(dòng)教學(xué)內(nèi)容偏少，現(xiàn)代信息技術(shù)和現(xiàn)代教學(xué)手段利用較少，教師無(wú)法及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況以快速調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏，學(xué)生興趣低、參與度不夠、主動(dòng)學(xué)習(xí)能力不足。同時(shí)，現(xiàn)今海量信息迎面撲來(lái)，知識(shí)獲得日益便捷，教師感受到來(lái)自學(xué)生和新技術(shù)的壓力，以傳授知識(shí)為主的課堂很難激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師要因課制宜選擇課堂教學(xué)模式與方法，變革傳統(tǒng)教學(xué)觀念，真正以學(xué)生的“學(xué)”為中心，通過(guò)學(xué)生“學(xué)”的情況，反饋教師“教”的效果，多種教學(xué)手段相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)協(xié)同育人，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

首先，推行“大班授課、小班研討”的模式，激發(fā)學(xué)生思考，參與課堂教學(xué)。學(xué)校課堂教學(xué)中，借鑒國(guó)外課堂中的討論小組方式，合理安排教學(xué)與討論時(shí)間，以一定的比例分配，在課程教學(xué)上，梳理理論知識(shí)、課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，提出難點(diǎn)和重點(diǎn)，引入教學(xué)案例。小組討論時(shí)，可以定期設(shè)立教學(xué)沙龍（中英文并用）和知識(shí)盲盒等新方式，在小班課堂上進(jìn)行討論，通過(guò)引導(dǎo)式提問(wèn)與選擇性追問(wèn)進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。這種方式強(qiáng)化師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生探索解決問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性、批判性思維，杜絕教師“滿堂灌”、學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)的現(xiàn)象，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并有助于學(xué)生利用學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)時(shí)間的“分散性”，激發(fā)其自身學(xué)習(xí)動(dòng)力，完善其學(xué)習(xí)目標(biāo)。

其次，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂、學(xué)案導(dǎo)學(xué)、任務(wù)型教學(xué)等教學(xué)新方式。開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂，將課堂教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂模式混合，利用課堂教學(xué)傳授本課程基礎(chǔ)知識(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂上學(xué)生以課程相關(guān)最新研究和進(jìn)展為題目，自主搜集資料，并進(jìn)行課堂展示，教師與學(xué)生一起探討和學(xué)習(xí)，課后教師根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)并結(jié)合學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況，對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行反饋和評(píng)價(jià)，此種教學(xué)方式鍛煉學(xué)生信息檢索、自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、交流表達(dá)等能力，在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)了解本課程最新的研究成果。

再次，以學(xué)生發(fā)展為中心，改進(jìn)課堂教學(xué)手段，進(jìn)行線上線下教學(xué)相結(jié)合的混合教學(xué)。使用“雨課堂”“珞珈在線”等教學(xué)平臺(tái)，以微課為基礎(chǔ)，借助于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行發(fā)布，實(shí)踐線上線下混合式教學(xué)模式，打造適應(yīng)學(xué)生線上線下相結(jié)合，人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)的泛在化學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)新環(huán)境、資源學(xué)習(xí)平臺(tái)和教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)。通過(guò)微課彈幕、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在線提問(wèn)和討論、引入“雨課堂”，充分利用其“形成性評(píng)價(jià)”“快捷的課上測(cè)驗(yàn)”等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)評(píng)估和反饋等，教學(xué)形式由單一課堂教學(xué)轉(zhuǎn)化為多平臺(tái)互動(dòng)交流，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的及時(shí)反饋和改進(jìn)，形成新型教學(xué)模式的閉環(huán)控制。

最后，大力引進(jìn)信息化實(shí)用工具。加入多媒體動(dòng)畫演示以及計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代手段的應(yīng)用，增強(qiáng)課程的趣味性和直觀性，提升教學(xué)的先進(jìn)性和互動(dòng)性，給予學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、選擇性，使學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性化，提升教學(xué)效果。

三、以科研鍛煉與學(xué)科競(jìng)賽為助推器，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

（一）課堂授課與科研實(shí)踐相結(jié)合

以科研反哺教學(xué)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同育人，將國(guó)際前沿最新科研成果引入教學(xué)，更新教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)新教材、新講義；課程設(shè)計(jì)采用實(shí)際工程問(wèn)題為背景，將理論與實(shí)際結(jié)合，使學(xué)有所用，激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的主動(dòng)性和自主性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是和創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的科學(xué)探索精神；采用“以研助學(xué)”的新方式，以本科生為主體，建立若干個(gè)研究小組，通過(guò)個(gè)人興趣愛(ài)好自行選擇加入導(dǎo)師課題組研究，在科研中學(xué)習(xí)知識(shí)，培養(yǎng)科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力；鼓勵(lì)本科生參加各類大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目和大賽，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的積極性，創(chuàng)新項(xiàng)目的申請(qǐng)、評(píng)審、考核和鑒定與科研課題運(yùn)作模式一致，由專業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生撰寫申請(qǐng)書，開(kāi)展相應(yīng)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)精神。

（二）以學(xué)科競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新訓(xùn)練為輔助，提升課堂知識(shí)實(shí)用性

現(xiàn)在的教學(xué)以“灌輸”理論為主，實(shí)踐教學(xué)薄弱，內(nèi)容偏簡(jiǎn)單，驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)多，綜合應(yīng)用型和探索創(chuàng)新型的實(shí)踐較少，造成理論教學(xué)和工程實(shí)踐脫節(jié)，不利于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。將學(xué)科競(jìng)賽與課堂教學(xué)相結(jié)合，以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，開(kāi)發(fā)“課、賽、創(chuàng)”融合的專業(yè)課程群，將工程教育與創(chuàng)新實(shí)踐的理念貫穿其中，構(gòu)建由公共課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、實(shí)踐課程及專業(yè)實(shí)習(xí)課程構(gòu)成的模塊化課程體系，注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題的分析能力和創(chuàng)新意識(shí)。在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)中，貫穿實(shí)踐能力訓(xùn)練，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)等形式，圍繞真實(shí)項(xiàng)目組織課堂教學(xué)，要求學(xué)生在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)之下以團(tuán)隊(duì)形式合力完成項(xiàng)目規(guī)定任務(wù)，一方面培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，另一方面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力、探索精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。同時(shí)，積極鼓勵(lì)動(dòng)員學(xué)生加入學(xué)科競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)，對(duì)于表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生給予獎(jiǎng)勵(lì)，并在評(píng)獎(jiǎng)評(píng)優(yōu)時(shí)優(yōu)先考慮，實(shí)現(xiàn)本科全過(guò)程的實(shí)踐能力、技術(shù)能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力及綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

綜上所述，新的形勢(shì)對(duì)人才培養(yǎng)提出了新的要求，各個(gè)高校要深化專業(yè)建設(shè)和改革，努力推動(dòng)新工科教育的思想創(chuàng)新、理念創(chuàng)新、方法技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新，著力構(gòu)建新工科人才培養(yǎng)體系，完善課程內(nèi)容，優(yōu)化授課方式，打造一流的培養(yǎng)模式，培育更多實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。