新工科項目化課程：內涵、要素、特征

陳語時，劉琳婧，張世邦

（1.東莞理工學院，廣東 東莞 523015；2.東莞城市學院，廣東 東莞 523419）

倡導學習方式革命與教學模式變革的新工科教育，是高等教育適應現代產業發展需求，實現新工科人才培養的必然。現代產業追求在現代技術與社會環境中的創新發展，尤其復雜工程問題，具有顯著的學科交叉性和社會關聯性。新工科人才的突出特征在于其解決復雜工程問題的能力。構建新工科項目化課程，以項目牽引產教融合，以課程強化能力培養。構建工程問題項目化，項目解題課程化，課程實施實作化，課程評價成果化的新工科人才培養綜合載體，將學生能力培養置入真實社會與產業環境中，以學生發展為中心，使學生從知識獲取走向實踐創新，實現高質量新工科人才培養。

一、新工科項目化課程的內涵

（一）項目與項目化學習

《辭海》將“項目”定義為，完成一個具體目標而設計的一系列系統化行動步驟，可由交付成果來標志其結束且區別于重復性日常工作。“工程”在辭海中有三層含義：其一，是將自然科學原理運用于工農業生產中形成的學科總稱；其二，指具體的基本建設項目；其三，指涉及面廣、需各方合作、投入人力物力的活動[1]。美國項目管理協會（project Management Institute，PMI）在其出版的《項目管理知識體系指南》（Project Management Body of Knowledge，PMBOK）中，將項目定義為：項目是為創造獨特的產品、服務或成果而進行的體系化的工作。是人們通過努力，運用各種方法，將人力、材料和財務等資源組織起來，根據商業模式的相關策劃安排，進行一項獨立一次性或長期無限期的工作任務，以期達到由數量和質量指標所限定的目標[2]。

綜合可見，項目的基本特征表現如下。項目具有目標性特征，項目是一項復雜并相互關聯的具有獨立體系的活動，源自明確的問題，有明確的定義與嚴格的目標要求；項目具有唯一性特征，通常呈現非常規性、非重復性；項目具有可限制性，有確定的約束條件，須在特定的時間、成本、資源限定內，依據規范完成；項目具有風險性，在實施過程中受各種不確定因素與環境條件的影響。在突顯工程教育的新工科語境中，項目更直接反映未來工程人才，進入社會與產業所面臨的工作任務常態。項目的整體結構與任務目標，更系統關聯社會、人文、倫理及環境諸要素，更清晰、更直接地反映產教協同的一致成果目標。

項目化學習的源起，可以追溯至美國著名教育家威廉·赫德·克伯屈，其所創設的基于學習者內在動機和學習目標的教學組織方法——設計教學法[3]。設計教學法遵循其老師，著名教育家杜威的“做中學”的教育思想，其核心在于圍繞實際問題，以打破學科界限的“做”，促進知識融合轉化為能力[4]。20 世紀90 年代以來，世界各國都將學習方式的轉變作為課程改革的重要內容，紛紛倡導“主題探究”與“設計學習”的課程活動，如，日本在課程體系中設置“綜合學習時間”，德國廣泛推廣以行動為導向的項目教學法，中國臺灣地區突出成果導向的項目化學習[5]。

（二）新工科項目化課程

新工科項目化課程是將新工科人才培養模式與項目化學習相融合的課程模式。新工科項目化課程以產教融合為基礎，因循產業思維，遵循工程邏輯，以學生為中心，以任務為核心，以問題為原點，以成果為導向，實現能力關聯與知識外延拓展，使學生在項目中系統完整地學習與訓練，掌握解決問題的系統邏輯與整體思維，實現跨學科的知識融合與解決問題的能力構建。

新工科項目化課程的核心是綜合運用知識與技能來解決復雜工程問題，培養的是學生在復雜的社會環境與工作狀態中做出判斷并采取行動的能力，課程目標指向工作任務的完成。區別于傳統單元性項目課程、案例教學課程[6]，新工科項目化課程要求高等教育與產業實際需求充分融合，共同將具有明確目標的產業復雜工程問題項目化，以項目為載體，產教協同圍繞問題目標構建課程體系、組織課程內容、強化實踐實做，反復修正改進，成果多元評價，通過項目實現社會、環境、人文與企業生產、技術、管理、經營及服務諸復雜要素的綜合系統呈現，在實現項目目標，解決問題的過程中，使學生全面掌握解決問題的方法、路徑，使學生解決復雜工程問題能力的全面提升。

新工科項目化課程的建設與實施是涵蓋課程設計、實施與評價的一體化過程。它將復雜、真實的產業問題，以項目化的完整形式、市場化的全過程呈現，讓學生自主面對挑戰，在探究、解決問題的過程中，邊探究、邊學習，開展調查研究、設計解決路徑、決策解決方案，直至呈現項目的最終成果。學生設計、實踐、完成項目任務的過程，就是掌握所需的知識和技能，提升綜合能力、解決復雜問題的過程。

二、新工科項目化課程的要素

新工科項目化課程包含諸要素：產教融合的課程建設機制，成果導向的課程設計路徑，學做交織的課程實施模式，成果導向的多元評價體系等。

（一）產教融合的課程建設機制

新工科人才培養的關鍵是教育與產業的長期持續融合發展。產教融合是新工科項目化課程建設的前提，是新工科人才培養區別與傳統人才培養的關鍵特征。以產業需求為導向，在高等教育的學科組織體系與產業的創新發展目標間，構建起人才培養的協同載體與產教融合的資源聚合平臺，實現產學資源凝聚，目標任務協同，是社會發展的需要，也是高等教育在新形勢下的新任務。

新工科人才解決復雜工程問題的能力，來源于知識的綜合掌握與技能的實踐訓練。產教融合建設課程，可實現課程項目來源于產業實際，并將產業解決問題的目標要求與實現方式引入課程。在產業項目化解決問題常態思維引導下，產學合作，共同將產業問題作為目標任務，以項目化的方式，科學構建新工科項目化課程體系；產教協同，從學生主體認知特點出發，圍繞問題解決，構建知識節點與問題關聯的知識結構體系；產教共同，將高等教育的課程建設與實施方法，和產業解決問題的模式與方法對接，充分溝通合作，協同開展項目設計與實施；依據工程邏輯，產教共同系統梳理項目目標需求，將項目目標任務進行分析、分解，拆分成若干個能力需求模塊，依能力需求模塊對應組織課程，課程對應知識與技能內容，課程內容圍繞任務目標。教學方式實現學用一體，做中學，學中做，以做促學，以學促做，充分體現以任務為中心，解決問題需要什么，學生就學習什么，教師就講授什么，打破學科知識邏輯體系，代之以解決問題的能力構建邏輯，培養學生在實踐中運用知識解決復雜工程問題的能力。

新工科項目化課程有明確的目標成果要求，課程成效的評價在產業與市場。需要順應產業思維、遵循工程邏輯，接受市場檢驗。新工科項目化課程建設的主體是高校，源頭是產業；其建設與實施的過程是產教協同既要圍繞項目需求，解決產業問題，完成項目任務目標，又要以學生為主體，實踐訓練與培養學生能力，實現知識貫通與綜合能力提升的過程；項目作為復雜工程問題，涉及面廣，要系統全面地處理工程與社會、技術與市場等復雜關聯關系，對產業是常態，對教育則陌生。因此，新工科項目化課程建設與實施過程，產業與教育的合作無時不在，無處不在。產教的深度融合與高度協同，才能保證新工科項目化課程建設的質量與成效，構建高校與產業融合協同的課程開發與實施機制至關重要。

（二）成果導向的課程設計路徑

新工科項目化課程是依據目標任務成果開展的課程設計反向工程，是目標任務的具體化。目標成果是激發學生學習動機的最好動力，項目化課程的設計路徑正是以目標成果為起點，分析要達成目標成果所需的任務構成與工作步驟，分解為所需要的能力構成與知識組件，并將目標成果所關聯的社會倫理、資源環境、經濟法律和效益安全等方面的知識歸入相應的環節，最終確定課程內容與實施方式的過程。可見，以項目成果為導向，反向設計課程內容的課程設計路徑，明顯不同于學科課程的范式與結構。

課程設計的成果導向是指，課程目標要清晰地以項目任務目標為引導，圍繞學生主體，構建解決復雜工程問題的能力培養目標。課程內容與課程實施要在任務目標引領下，緊密圍繞課程目標，循序漸進實現能力培養目標。要構建針對性的圍繞能力提升的知識學習與實踐活動，配置教學內容及教學資源，遵循工程邏輯，層層推進。要重點明確各教學實踐活動內容之間的性質關聯與知識銜接，強化課程關聯與能力組合培養，實現綜合運用，促進能力提升。新工科項目化課程實施，需要教師確定課程教學活動的關聯模式，準備好組織方式、實施形式，配備完整的時間、空間和設備、物質條件等。

（三）學做一體的課程實施模式

交織而非獨立。新工科項目化課程的實施過程是學習與實踐相互交織的過程，并貫穿于課程實施的始終。學做一體是新工科項目化課程的基本形式，倡導“做中學、學中做”，與杜威的教學理念一脈相承[7]。新工科項目化課程的實施，倡導知識獲取與能力提升同步的理念，通過項目牽引多學科知識的聯接鏈條，融合多學科知識模塊，形成模塊化的課程體系，與傳統工程教育課程教學專業知識單一的模式不同，多學科知識的交叉融合，為學生綜合運用知識與技能，解決復雜工程問題打好基礎。

整體而非單元。傳統的工程教育體系以學科為中心進行課程組織，課程依知識單元分類進行設置，理論知識與實驗實踐環節保持一定獨立性，學生圍繞學科進行知識學習，在學科體系中解決問題，理論學習與實踐能力培養存在較明顯的先后順序。新工科的項目化課程實施中，知識的學習與技能的應用緊密聯系，問題喚起學生好奇，解題激發學生潛能，在獲取知識之時，同步進行實踐運用，實踐過程中邊學邊做，邊做邊學。針對問題，獲取知識并運用，成為提升解決問題能力的主要途徑。圍繞項目整體任務目標，不斷學習并運用知識和技能來解決問題，形成在復雜的工作情境中作出判斷并采取行動的能力。

團隊而非個體。構建跨學科的教與學組織體系，是保障新工科項目化課程實施的關鍵。新工科項目化課程以“團隊”為基本組織形式，強調師生、生生及項目活動的所有人員相互合作，形成“學習共同體”。跨專業的師資組合成為項目化教學的跨學科師伴團隊，跨專業的學生構成項目化學習學伴團隊，師伴與學伴，共同構建成為新工科項目化課程的教學與學習主體，形成圍繞項目任務目標的跨學科團隊組合。在“學習共同體”中，成員之間密切合作，每位成員共享思維成果，充分交流互動。

（四）基于成果的多元評價方式

新工科項目化課程具有鮮明的工程教育特征。其課程的評價主要聚焦于對學生學習成果的評價，當然也包含對課程建設與實施效果的評價。

新工科項目化課程對學習效果的檢驗與評價的目的，聚焦的是學生最終達成解決問題的頂峰成果，而不是給學生劃層次與分等級，是強調學生對學習成效的自身認知，強調學習成果峰值評價而非過程評價。學生在項目化課程學習某環節的學習失敗，只作為其改進與提升的依據，不影響最終成果。新工科項目化課程評價區別于傳統高校課程評價，傳統課程評價普遍存在開放性與關聯性不足，忽視學生對知識的融合與技能的實際運用，以知識掌握的程度作為指標去考核學生成績的情況。也不同于傳統教育將學生每次學習的結果進行累積，加權累積結果代表最終成果，將學生的學習過程融入最終成果的評價方式。

在“互聯網+”時代，知識獲得已經不存在障礙，但學習動力成為了稀缺資源。技能的獲得也不再困難，但綜合運用并解決問題成為罕見。成果導向的意義在于學習是圍繞目標而開展的，是展示未來產業發展前景與市場未來需求，激發學生的學習動力的。同時，成果導向的新工科項目化課程目標，具有過程復雜與結果多樣的特性，對學生學習成效的評價，應當對應學生綜合開放的思維模式與綜合運用知識與技能的能力，對應學習過程的多層次性、項目成效與結果的多樣性，應當建立基于成果的多元評價方式，全面反映學生的學習過程，充分揭示和描述學生在能力綜合運用與團隊項目合作中彰顯的特質，以實現新工科項目化課程在人才培養中的完整意義。

三、新工科項目化課程特征

新工科項目化課程具有鮮明的多元素關聯的新工科項目化課程特征。

（一）產業意境吸引，工程情境沉浸

新工科項目化課程營造產業發展意境，在具現實意義的、挑戰性的產業應用環境中，營造具有現實意義，影響未來的產業發展意境，使未來與現實的應用交匯場景，市場認同與吸引用戶的誘人元素，吸引學生積極投入項目，發揮主觀能動作用，創造性地解決項目中獨特而又相互聯系的各種問題，最終實現任務目標。

新工科項目化課程沉浸于工程情境。項目源于產業實際，問題驅動學生與產業及市場深度聯系，課程的學習過程就是學生與產業、技術、市場充分交互的過程，學生要解決問題，獲得學習成果，就需要在社會、產業、市場中分析問題，遵循工程邏輯，找尋解決問題的方法與路徑，關注工程對社會與環境的影響，通過交流和分享，不斷反思與修正，接受產業與市場的評判。

（二）遵循產業思維，認同市場邏輯

新工科項目化課程遵循產業思維，產業思維就是創新思維，產業只有不斷創新，才能實現持續發展。遵循產業思維，就能夠持續將學科前沿、產業和技術最新發展與應用，置入課程，推動教學內容更新，實現人才培養與產業發展的接軌。遵循產業思維，就是強調圍繞任務目標的整體課程設計，按照任務結構來對課程及其之間的邏輯關系和課程體系進行整體規劃，以解決復雜問題所需要的知識結構關系來組織課程內容。遵循產業思維，就可以使課程擺脫學科束縛，充分體現多學科知識的交叉融合，提升學生在復雜的工作情境中，做出判斷、采取行動、完成任務的能力。

新工科項目化課程認同市場邏輯，強化成果導向，強調在課程設計中，有實現工作任務所獲得的典型產品或服務來使表征具體化。要求學習內涵圍繞任務目標，構建知識學習與能力提升體系，并強調持續改進，讓學生在“做中學、錯中學”，在不斷的實踐嘗試中，教師引導與協助學生通過學習與實踐尋找市場認同的最佳答案，實現項目目標。

（三）貫穿工程邏輯，彰顯工程倫理

新工科項目化課程貫穿工程邏輯，強調知識的整合，突顯理論與實踐教與學的交織融合。傳統高等教育強調學科課程體系，將知識結構切割成課程單元，課程相對獨立，形成界限清晰的知識單元，教學成為孤立的單元課程教學，課程之間缺少銜接協同，弱化了知識單元之間的聯系。新工科項目化課程區別于傳統課程嚴格遵循的程序與過程，聚焦能力需求結構，構建設計課程體系，以課程體系支撐能力結構，使每門課程的知識學習都與能力結構相呼應，最終以項目成果呈現課程目標，學生達成頂峰成果。同時，新工科項目化課程建設具有層次感與動態性，其課程教學體系針對學生成長不同階段的特點，可以設計符合學生能力發展要求的多層次的基礎性、提升性、創新性項目化課程，讓學生以多元化學習方式參與其中。

新工科項目化課程彰顯工程倫理。項目化課程源于產業實際、學于社會環境，聚焦現實問題，呈現實際成果。課程實施過程與目標，高度關聯社會、產業、人文、倫理、環境、資源和安全等要素。面對未知的未來，只有堅守社會責任，遵從工程倫理，才能在復雜變化的社會環境中，成為真正意義上的人才。新工科項目化課程學習強化團隊協作，角色配合、共擔責任與使命，而非個體競爭方式學習，將傳統的競爭式學習要求轉變為自我提升、持續挑戰，為達成頂峰成果而積極在團隊中進行分工合作、協同工作，角色的成效將影響團隊的成效，合作成為成功的關鍵，共同遵從工程倫理，承擔社會責任，成為學生的自主責任與行為要求。

四、新工科項目化課程面臨的挑戰

（一）課程模式對傳統教學管理制度的挑戰

新工科項目化課程與傳統課程相比，其教學理念與課程模式發生了根本性的變化。產教融合使多元思維代替了學科思維，跨界合作使課堂教學更趨近產業生產實際；以學生為中心，老師由主導者變成了引導者；學做一體，理論教學與實踐教學相融合，課堂形態更加反轉生動；成果導向，使學習的狀態與方式超越了傳統意義的課堂。

（二）課程開發對新工科師資能力的挑戰

新工科項目化課程的完整性，要求開發者能夠以點帶面，舉一反三，創新性地設計與開發課程，使課程之間相互關聯，匯聚融合，直到全面解決問題。

（三）課程效果對資源環境配備的挑戰

新工科項目化課程需要良好的產教融合環境與課程實施條件。產業要擔當社會責任，高校要提供人才保障，產教長期合作才能得到保證。建立健全產教融合、產學協同的長效機制，是新工科項目化課程建設與實施的基礎條件。