“新工科”背景下以學生為主體的問題導向型創新人才培養模式的研究

周潔

（上海工程技術大學，上海 201620）

教育部從2017年開始逐步推進“新工科”建設，強調“新工科”建設必須符合新時代社會發展需求，著力培養具備創新能力的高水準、高水平、高層次的新型應用工程人才。“創新能力”被著重指出，這是未來工科人才必備的素質。工科課程教學培養重點應該放在學生工程能力的訓練和創新思維的培養方面。在以往教學中，通常教師在課堂中處于主導地位，以教師對學生的單向信息輸出為主，學生被動地接受教師灌輸的知識，沒有主動地參與到課程環節中，造成課程教學和工業生產需求內容脫節，學生所學知識脫離實際應用，大大降低了學生求知主動性，難以調動學生探索知識的積極性[1]。而問題導向型教學模式是將學生置于現實、生動、有趣的問題情境中，啟發學生積極思考，團隊合作參與，提煉出科學知識，進而應用新知識解決實際問題[2]，這些正是學生進入實際工作崗位急需和必備的素質，因此更容易實現“新工科”要求的課程學習目標。

以問題為導向的培養方式起源于丹麥奧爾堡大學，這種教學模式能夠充分調動學生的積極性，培養學生團隊協作及創新能力，經過60多年的發展，已經在丹麥奧爾堡大學、加拿大麥克馬斯特大學、瑞典林雪平大學等取得顯著成果[3]。在中國也已有這方面的研究，比如戴鴻麗[4]在“項目融資”課程教學中采用問題導向型教學方法，指出該教學方法對于激發學生學習興趣、加強知識點連貫性和增強學生領會知識深度方面成效顯著。徐嬌玲[5]在“日本文學史”課程教學中采用“問題導向型”和“研討式”相結合的教學方法，指出該法改變了教師為主導的傳統授課方式，提高了學生的參與程度和學習積極性，體現學生的課堂主導地位，有助于培養學生發現問題、獨立思考及解決問題的能力。孫連云[6]在“中國古代文學”課程中采用問題導向式教學模式，在課堂教學中發現并提出問題，進而組成團隊探究、解決問題、反思、總結、形成知識的整體節奏，最后指出問題導向式教學方法是促進創新型人才、應用型人才培養的有效措施。

1 以學生為主體的問題導向型創新人才培養模式研究內容

1.1 教學團隊構建

以工科專業教師為主，邀請具有多年工作經驗的生產企業的專業技術人員，組建教學能力、實踐能力兼備的“雙師型”師資隊伍。同時鼓勵專業教師到相關企業進行實踐鍛煉，了解企業需求，加強對學生實踐能力的培養。

1.2 構建以學生為主體、問題為導向的課程模式

目前，傳統的教學方法以講授法為主，雖然教師為了便于學生理解會在教學中融入多媒體和現代教育教學技術，但這也只是教學輔助手段。教學方法的單一導致學生在課堂教學中的積極性和主體性被忽視。長此以往，課堂氣氛沉悶，學生思維僵化，不愿主動思考，學生的創造性無法充分發揮。為打破這種僵局，可將具有實踐意義的課題融入工科課程中，可來源于教師正在研究的課題、書本中的疑難問題，還可以來源于日常生活中學生通過觀察總結出來的問題，或者企業及其他組織機構公開發布的仍未解決的問題。獲取和提出問題時需要學生查閱相關資料，咨詢企業和組織，調查研究并及時歸納總結，找到具有一定創新性和實際研究價值的項目。巧妙設計教學環節，使學生帶著問題進課堂，通過查閱相關資料培養學生發現問題、獨立思考、團隊協作能力。在解決問題的過程中始終以學生為主體，教師適時引導，發掘學生的創新能力，既深化了學生對理論內容的理解，也提高了解決實際工程問題的能力。

1.3 課程評價體系的建立

課程評價體系不能以考定分數為標準，如果以試卷形式考核課程內容，會使學生死記硬背概念性知識，結合實際的內容將被忽視，學生只注重結果而不注重過程，導致學生認為考試前突擊復習也可以取得理想成績，解決實際問題的能力未被重視。為了使學生靈活掌握課程內容，需要綜合學生在課題實施中的參與程度、查閱資料的全面性、思考問題的創新性及課題的完成程度進行綜合考量，結合進度對階段性成果以小組為單位采用PPT形式匯報，教師針對課題相關問題尤其是創新性通過問答的形式給出階段成績，組內和組間可以互評，并指出存在的問題和下一步思路，教師綜合各階段成績給出期末總成績。

2 以學生為主體的問題導向型創新人才培養模式研究方法

2.1 將具有實踐意義的課題融入工科課程

理論內容主要以講解科學知識，解決學生實際完成課題當中發現的工程問題為主。教師在講授課程內容時應注意挖掘實際工程問題中的理論因素，鼓勵學生獨立思考，自己發現問題，自己探究解決辦法，加強團隊協作，小組成員間不斷溝通完善思路，及時向教師反饋研究進度，共同商討最優方案，這樣更容易與學生產生共鳴，調動學生學習興趣，自然而然地提高學生的創新能力，達到事半功倍的成效。

2.2 調動學生課上課下參與的積極性

教師授課時，將課堂內的理論知識延伸到現實生活，使學生帶著具體工程問題去學習相關課程知識。在備課過程中，教師精心設計教學環節，課程中給學生提供主動參與的機會，使學生找到主人翁的感覺，自我價值感得到提升，產生自我認同感，充分調動學生的思維，進而激發學生的自我潛能，調動學生的主觀能動性，這樣學生會更愿意參與教學活動，在完成理論學習的同時也調動了學生的學習積極性。在課堂教學過程中，不同學生的個性特點和心理獲得感不同，應培養和提高學生的知識獲取能力。在完成教師課程課題的過程中，培養了學生的創新能力、自主學習能力和團隊協作能力，在課題完成的同時學生獲得參與感和成就感，課堂教學質量也會明顯提高。

2.3 組建特色課程“雙師”團隊

邀請知名工程企業技術人員聯合設計課題，課題內容結合教學內容且有實際研究價值。對于學習過程中存在的問題，引導學生帶著問題查閱相關資料、發散思維加以解決。工科專業教師雖然熟悉專業知識，具有較高的理論水平，但是對于實際生產中遇到的具體工程問題可能并不了解，可以到企業中考察學習，了解企業中實際存在的技術問題，和實際教學相結合，針對企業所需人才應具備的工程技能有針對性地進行培養，適應市場需求。與企業技術人員聯合組建課程團隊是切實可行的有益探索，他們熟悉并掌握實際生產運行流程，洞悉生產中存在的技術難題，可以有針對性地開展實踐教學，解決實際工程問題。教師與技術人員相結合，各自發揮特長又相互促進交流，保障工科課程教學順利開展，實現創新型人才的全過程、全方位培養。

3 以學生為主體的問題導向型創新人才培養模式實施步驟

3.1 對于學生而言

3.1.1 選擇具有實踐意義的課題

在中國，醫學專業雖然較早引入這種教學模式，但是問題多由教師設定提出，這些問題偏知識性、因果性，與社會實際需求關聯并不是很大。為了調動學生的學習積極性，設定的課題可以來自教師正在研究的課題、書本中的疑難問題，還可以來源于日常生活中學生通過觀察總結出來的問題，或者是企業及其他組織機構公開發布的仍未解決的問題。以小組為單位查閱相關資料，咨詢企業和組織，調查研究并及時歸納總結，找到具有一定創新性和實際研究價值的項目。項目的數量以每個小組2～3項為宜，教師可以采用和小組成員交流協商的方式，綜合課時、研究可行性、與課程內容的相關性確定最優課題。

3.1.2 查閱相關資料，小組協作完成課題

確定課題后首先學習課程相關的理論知識，及時查閱相關資料，盡可能收集全方位信息，根據資料擬定課題實施策略，小組根據成員的性格特點和優勢分工協作完成課題，小組成員間及時交流，將成員間無法解決的問題及時反饋給教師，師生共同協商下步實施方案。在課題實施中，加強基礎理論知識的學習和掌握。聯系實際的課題因為具有成果應用性，學生在解決問題的過程中會出現反復溝通與調整的階段，這個過程可以鍛煉學生的溝通表達能力、換位思考能力和團隊協作能力，最終課題研究成果被采納會使他們產生創造的成就感和體會到團隊協作的重要性。

3.1.3 課程匯報

根據教師安排的匯報周期，以小組為單位匯報階段性研究成果，根據反饋及時調整方案并制定下一步課題安排，在學期結束時制定出課題的最終解決方案，與師生分享課題完成過程中的收獲與不足。

3.2 對于教師而言

3.2.1 創設情境，為學生選課題提供思路與條件

前期將理論知識以課件的形式提供給學生，供學生提前預習、實時學習和鞏固復習。根據課程內容為學生提供可供參考的課題，但是并不限制只能在此范圍中選擇，學生可根據實際情況提出自己感興趣的題目。在學生已經學習基本理論知識的前提下，對學生選擇的課題進行預判，同意實施、修改實施或更改課題。

3.2.2 課堂引導，答疑解惑

在實施課題過程中始終以學生為主體，以問題為導向，及時與學生進行溝通交流，啟發學生利用學科基礎知識解決實際工程的問題，注重學生專業知識的理解和掌握，注重對學生自主學習、創新思維、團隊協作能力的培養。真實的課題因為沒有完全一致成果的借鑒，改變了學生以往學習中產生的依賴心理，由被動回答教師提出的問題、從課本中尋找現成的答案，轉變為自我探尋解決問題的方法、途徑和操作過程。對于課題實施過程中學生無法解決的問題，可以適時引導，及時溝通更改完善研究策略，也可和企業專業技術人員溝通共同解決問題。不同的學生具有不同的性格特點和成長環境，思考問題的角度也會不盡相同，因材施教，針對不同的學生采用不同的方式進行引導，學生就會擁有與眾不同的想法，這些是傳統教學方法所不具有的。

3.2.3 評價總結，知行合一

在階段任務完成的基礎上通過整合確定最終解決方案，對各小組的課題完成情況進行綜合評價，評價內容包括課堂參與程度、查閱資料的全面性、思考問題的創新性、課題的完成程度，完成過程中個人的貢獻程度，最終給出客觀分數，以小組為單位分享課題完成過程中的經驗教訓。課后教師根據具體實施情況完善后期課程教學，使工科教學達到知行合一的教學目的。

4 小結

以學生為主體的問題導向型人才培養模式將學生置于現實、生動、有趣的問題情境中，啟發學生積極思考，主動參與課題研究，有利于激發學習興趣，提高學生學習和動手實踐的積極性，在課題完成過程中歸納總結出由問題引申出的科學知識，應用新知識解決實際問題。同時在互動過程中增強了教師的參與感，從教學內容的設置、教學設計的安排、教學過程的監控獲得學生對教學方法的真實反饋，有助于提升教學質量，實現教學相長。