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“新工科”大类招生背景下的实践课程体系研究

  • 教育论文
  • 2021-05-04

肖宜 苏凯 胡志根

[摘 要] 当下工科实践教学课程体系受到“新工科”、大类招生及进一步深化改革等内外驱动力的极大作用和影响,亟待把握全面提高人才培养能力的核心点,适应国家战略发展需要,对实践课程体系进行创新和重新构建。该文针对工科改革背景进行了深入分析,并给出了改革措施和工科大类培养模式的当前发展动态,基于对原工科专业实践课程体系的讨论,提出了“新工科”专业实践体系改革设计的四大模块,需以“引导、拓展、专业实践及综合实践”为阶段课程核心,平衡好扩展和进阶的关系,全面提升工科专业人才质量,适应行业发展和企业需要,以期对高等教育面临的“新工科”建设具有借鉴参考价值。

[关键词] “新工科”;大类招生;实践课程

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324(2021)01-0094-04    [收稿日期] 2020-11-13

一、“新工科”大类招生及教育改革趋势

2017年2月18日“新工科”的概念被提出,历经了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等阶段的酝酿,高校“新工科”建设开始进入实施阶段。而教育部于2020年6月高等学校教学指导委员会工作会议上再次强调,高等教育面向未来需要做好的四项重点工作:一是建设一流专业,启动一流专业认证标准的研制工作;二是建设一流的课程,提出未来两年课程建设指南;三是建设一流的基地,指导和跟踪“拔尖计划”2.0基地建设;四是对课程思政进行研究,研究专业教学中所蕴含的思想政治元素。在这种背景下,“新工科”的改革创新就必须深化本科教育教学改革,推动服务战略需求,提升专业内涵,辐射引领专业建设水平整体提升,牢牢抓住全面提高人才培养能力的核心点。

在“深化‘新工科建设”本科教育教学改革的问题上,提出了在学分制上做1+N项系列综合改革举措。在学分制上强调以学分积累作为学生毕业标准,学生在基本修业年限内未修满学分的可实行缴费注册学习,完善学分标准体系,严格学分的质量要求,建立学业预警和淘汰机制,健全学分制落实的途径。N项系列改革上强化思想政治教育、鼓励和引导学生刻苦学习,深化高校专业供给侧改革,加强组织保障。

“新工科”的基本理念是继承与创新、交叉与融合、协调与共享。基于以上培养要求和改革趋势,“新工科”的建设越来越需要人才培养链与产业链、创新链有机衔接,强调学科知识融合工作场所知识及学科的交叉。在这样的背景下,國内多所综合性大学推出了工科大类招生,降低转专业门槛。比如清华大学于2017年将49个招生专业整合成16个专业大类进行招生,在自由转专业方面,提供了近20个第二学位和15个左右辅修学位,充分体现了通专融合的概念。2019年又对一部分大类进行新的探索,“四年贯通制”培养,自由选课;无须再进行专业确认;其中土木类在全国高校率先获准设立宽口径的本科培养专业,涵盖了土木工程、水利工程、工程管理、交通工程和海洋科学工程五个专业方向。土木大类整体实施大类招生、大类培养和大类出口,毕业获得土木水利与海洋工程专业的双学士学位证书。培养方式为本科第一、二年主修十大类通识教育,第三、四年完成主修专业和辅修专业的学习,并获得双证书。本科双学位培养模式可综合理科优质资源和工科优势,利于学科交叉融合的特色人才培养。武汉大学在2020年推出工科试验班(一流学科群)招生方案,即将动力与机械学院、电气与自动化学院、土木建筑学院和水利水电学院4个学院共15个工科专业方向作为一个大类招生。工科试验班将在第一学年进行基础教育培养,实行宽口径、大平台的专业教育,强调“厚基础、宽口径、高素质、强能力”。第一学年结束后,根据学生兴趣、学习成绩、学院专业计划数,双向选择确定具体学院和专业,进而实施下一步的本科培养。

这些改革动态和大类培养模式的推进,对本科实践教学体系设计和构建提出了严峻的要求和挑战。原工科专业本科培养模式类似于建筑架构体系,属于顺序结构“精雕细琢”,而在“新工科”宽口径的培养路径和大学当下推出的专业志愿选择相对自由的背景下,本科生会在大学第一学年的第一学期进行志愿的第一次选择,即是否选择就读工科专业,在大学第一学年第二学期进行“志愿的二次选报”,进入工科的具体专业,这需要基于实践认识下的“知识深化”和“架构描绘”,才能吸引本科学生就读工科专业并选择合适的相应学科专业,以契合行业对工科专业人才需求的目标。在先进企业与高校纷纷建立起实践教学基地等多途径实践平台的基础上,怎么将“价值观+知识+态度+实践+创业”等目标与实践课程模块相结合,成为实践课程体系设计亟须解决的问题,在丰富的实践课程体系内涵下,还需要考虑包含实践教学活动的目标体系、内容体系、管理体系和保障体系等要素的协调设计。因此,“新工科”大类招生及深化改革背景下的实践课程体系是摆在当前本科培养方案中需要改革的核心要素。

二、原工科专业实践体系设计

从大学本科教育改革来看,2017年“新工科”概念提出后,工科专业培养方案需要与时俱进,专业课程体系设计随之进行了大量的讨论和更新。对于应用型学科而言,实践性教学是学科教学中的核心和关键环节[1]。但专业实践体系却相对变化不大。专业培养方案是以适应社会经济发展需要,培养具有良好的修养与道德水准,能够承担社会责任,具有创新精神的工科专业人才为目标。培养的毕业生在工程及行业相关领域具有一定的就业竞争力,并有能力进入研究生阶段学习;能够通过继续教育或其他的终身学习途径拓展自己的知识和能力;毕业后能够承担工程类的对应工作;毕业后经过数年实际工作的锻炼,预期获得职业工程师资格或者具备高水平的工作能力;能够在工作团队中作为成员或领导者来发挥有效的作用。

专业实践体系围绕培养目标,集中实践性教学设计包括:专业实习(认识实习、生产与毕业实习)、课程设计、毕业设计和社会实践等,其中每门课程设计一般安排1~2周,毕业设计一般安排14周。实践体系一般是大学一年级进行本科概论的实践学习,主要对工科专业基本理论和知识的行业背景进行深入的认识;了解国内外相关学科、领域的前沿发展现状和趋势;第一学年设计通识课程,如国情教育与社会实践设置为2个学分计36学时,进行2周的生产劳动课程;第二学年设计一些实验课程,培养学生一定的实验设计和实施的能力,使其具有归纳、整理、分析实验结果,撰写报告的能力;掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识;掌握文献检索、资料查询、信息获取的基本方法及信息处理的能力,通过实践活动的组织锻炼一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力,以及在团队中发挥作用的能力;对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力。在实践课程体系中最重要的两个环节是认识实习和毕业实习。认识实习一般安排1周计0.5学分,是本科生认识自己所学专业的实习,是引导学生从“门外人”变为“门内人”、跨入专业的起步环节。通过到工程现场进行听讲、观察和提问,明白专业的重要性和发展趋势,了解行业实际工作、认识行业领域的过程等,形成对本专业的感性认识和基本概念,增进对从事专业的自豪感和使命感。生产与毕业实习一般安排1个学分为2周,是工科专业本科生必修课程,是学生获得工程师基本训练的实践性环节,也是一项综合性的社会实践活动。通过实地教学实习,巩固、扩大和深化课堂所学的基础理论和专业知识,较为系统地了解行业领域中专业应用到各个阶段的要求、设计的原则、使用的方法,进而认识到理论在设计中的运用,达到理论与实践相结合的目的。毕业实习一般安排在本科第四学年的最后一个学期,并且在学生进行了一个阶段的毕业设计之后,针对毕业设计中的问题,到实际工程所在地进行实地考察。

虽然原工科专业实践体系设计模块比较成熟,课程培养目标明确,实践地和实践内容经过了相当一段时间的反复打磨,在人才培养的过程中发挥了相当积极的作用,但是该体系与改革发展要求匹配度不高,现阶段更强调的是人才的创新素质,即需要具有思维上的活跃度和知识点扩展的广度。可是,实践课程授课教师会因为一些惯性思维,在课程改革上裹足不前,不愿意探索交叉学科和新实践领域,造成当前实践课程改革在体系框架上较难突破。

三、“新工科”专业实践体系改革设计

如何按照“新工科”的理念,对当前的课程体系、实验教学模式进行改革,如何以新经济为导向着重培养学生的实践创新能力及开阔国际视野,已成为“新工科”建设的重要内容[2]。在“新工科”大类招生下,备受关注的高校“新工科”建设开始进入实施阶段,与老工科相比,“新工科”的“新”字对应的是新技术、新产业,也包括对传统工科专业的升级改造。“新工科”更强调学科的实用性、交叉性与综合性,尤其注重数据、信息、人工智能、智能制造、通信、电子控制、软件设计和互联网等新技术与传统工业技术的紧密结合。以水利水电工程专业为例,“新工科”发展水利需要从工程水利转向生态水利、智慧水利,重视多学科交叉。

因此大学工科人才培养的核心目标是培养出创新能力强、实践能力强、知识应用灵活和知识储备深厚的高素质复合型“新工科”人才。“新工科”专业实践体系中首要的任务是将新兴技术的最新发展领域如云计算技术、大数据分析、网络空间安全、人工智能、新能源和绿色材料等技术,与传统专业的主体架构课程进行融合,在实践课程中,探索新模式,建立起能力与课程体系之间的匹配对应关系,以“持续改进”为要点,搭建出能力进阶和知识领域拓展的有效体系。需要从系统改革的思路与社会经济、产业行业的变化和需求适应方面,将培育发展“新工科”和改造提升传统工科作为整体目标,设计完整的实践课程体系方案。根据以上思路,“新工科”的专业实践体系设计应该按“四阶段”原则,即引导、拓展、专业实践及综合实践四个模块来形成递进、统一、稳固、创新的架构。

首先,工科大类招生涉及专业面广,大一新生可能在专业认识上处于非常模糊的状态,而且面临的专业选择也相对广泛,大学志愿选择的自由度又大,该阶段的首要任务是留住学生,即充分展现工科学科专业的发展前景和领域特色,使学生愿意从事工科的专业学习,因此需要成立专门的工科大类联合工作小组,统筹相关学院通过开设专业导论课进行专业引导,而授课教师则需要能在顶层设计上把握专业主要脉络的学者,其课程特点是能有“火花”,让学生可以理解和感受到学科发展的生命力和热度。专业导论课程可以在内容上选择典型的亮点工程,在“大工程”上做文章,注重理念引领。

在第二阶段还未进入专业选择的时候,应在实践课程设计上把握宽口径的要求,实践课程不应限制在专业方向,更应该有信息处理类、计算机类、数据分析类和生态环境基础类等实践方向,并且应以专业学术讲座等方式开展专业介绍和学习辅导,帮助学生了解工科大类专业学习培养方案,以及各细分专业相关情况,为学生的专业分流方向选择和深入了解提供全方位的信息支持。这个阶段需要考虑广度的要求,但又不能脱离工程特性,纯粹变成计算机课程,该阶段课程的设计者应对学生实行区别化教学和引导,尊重学生在课程中激发的创新思路,并帮助学生将其实现,使学生志趣变方法,创新工程教育方式与手段,注重学生分类发展的需要。

实践课程的第三个阶段为专业实践阶段,一般这个阶段安排在大学二年级的下学期,该阶段学生已经选定工科分流专业,专业情绪稳定,在这个阶段的课程体系应与原专业实践体系相衔接,也可将原专业课程体系移植使用,由于实践课程历史悠久、体系完备、结构已经经过较长时间的考验,能更好地夯实专业基础。课程设计可鼓励学生引进新方法、新技术进行课业的讨论,属于“增量补充”,但任课教师应根据专业论证的需要,对应人才培养的“得分点”编制相应的质量标准,避免出现成果“虎头蛇尾”“有始无终”的现象。

第四个模块为综合实践模块,该模块应属需要创新程度最大的模块,工科特色是服务于行业,在国家行政管理体制改革中,各部门职能发生了较大调整,对应的行业发展趋势也有较为重大的变化,考虑到实践与创业必须适应行业产品制造和产业链的需求,为了避免培养过程与最終目标的脱节,建议在综合实践模块对“课程模块+能力目标”矩阵进行动态调整,一是参与培养的企业动态化,二是综合实践项目动态化。目前,部分高校工科院校挂牌了企业类型的实践教学基地,“新工科”实践课程建设的教学团队应引入产业精英和企业高管来与高校教师实现分工合作,评估各个实践基地的特色,将理论与实践经验综合应用做有机融合,全面搭建政府、行业企业、科研单位、协会等主体参与的桥梁与途径;在综合实践项目上要及时总结实施效果好的综合实践类课程,使之案例化、小班化、项目化,也可以及时与企业进行沟通,引入其当下新拓展领域的项目,构建出学科交叉型、项目驱动型、问题导向型和复合应用型等多维实践课程体系,充分利用好综合实践基地,让其发挥实实在在的作用,使人才培养不再“原地踏步”。

四、总结

“新工科”是高等工程教育为了服务国家战略需要而实施的具有中国特色的改革,大类招生是“新工科”实施路线上所开展的有意义培养模式的尝试,是对交叉与融合的育人生态的积极探索,其中实践课程体系的改革研究是重点所在,也是难点所在,实践课程体系应该体现的是“存量翻新”“增量递进”的要求,这对于体系本身和课程授课者来说既有急迫性,又有挑战性。新实践课程体系应在原专业实践教学体系上探讨“四阶段”原则,即引导、拓展、专业实践及综合实践,实现人才培养的螺旋性上升,对应模块的内容设计在参与者、课程涉及点、内容考核上都具有差异性,四大模块之间的搭接、匹配和协调均需要统一,才能形成对“新工科”人才培养的有力保障。

参考文献

[1]胡梦红,刘其根.地方应用型本科院校构建实践教学体系的重要性[J].中国校外教育,2016(07):27.

[2]任玉琢,徐利梅,谢晓梅,等.面向新工科的本科专业培养方案及创新课程设计与实践[J].高等工程教育研究,2019(03):29-32+46.

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