新工科背景下传统工科专业建设思路——以课程建设为切入点

盛志琴 梁中魁

(1.武汉大学动力与机械学院；2.中国地质大学）

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017 年2月以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。在国家积极推动创新驱动发展，实施“一带一路”倡议以及“互联网+”“中国制造2025”等重大战略的同时，以新产业、新技术、新模式、新业态为代表的新经济蓬勃发展，对工程科技人员提出了更高的要求，迫切需要加快工程教育进行改革创新，推进新工科的建设与发展，开展实施新工科的研究和实践。

新工科建设计划实施以来，各个高校优化课程结构、更新知识体系、创新教育教学手段，培养了一批多样化、创新型的卓越工程师人才。笔者结合多学科工科院系现状，以课程建设为切入点，试图探索在新工科建设背景下，传统工科如机械、能动等专业如何转型升级、改革创新，构建新工科专业体系与人才培养结构。

一、优化课程内容，夯实学生专业知识

（一）以课程建设为依托，打破专业建设壁垒

从顶层设计打通专业建设壁垒、搭建交流平台，将学科基础相同的教师进行组合，比如将物理、化学等与材料相结合，推出跨院（系）优质基础课，促进学科交叉融合及课程改革创新，培养宽口径、厚基础的复合型人才，让学生既学好基础知识，又能掌握学习其他学科文化的方法。

（二）优化学分结构，切实淘汰“水课”

优化课程体系，压缩培养方案总学分，将课程内容进行整合，推出大类平台课与专业核心课，减少专业选修课，对选课人数太少的课程实行撤课等淘汰措施，将时间留给学生，鼓励学生自主探索，将繁重的课堂学习转化为以问题为导向的自主学习。

（三）夯实学生专业基础，实现优质课程整合共享

打造优质专业课程，避免同类型课程“多而不强”，结合国家级和省级一流课程“双万计划”建设契机，力争建设一批国家级一流本科课程。设立示范课堂建设项目，引领带动课堂教学质量整体提高，继续开展以课堂教学为中心的教学研究立项工作，关注教学研究成果在教学中的实际应用，以“青椒论坛”和分享会等形式举行项目中期检查和结题报告，扩大课堂教学学术的示范推广效应。

二、改革教学方法，多方式协同育人

一直以来，高校的教学手段都比较单一，以教师课堂授课为主，互动教学内容偏少，现代信息技术和现代教学手段利用较少，教师无法及时掌握学生的学习状况以快速调整教学内容和节奏，学生兴趣低、参与度不够、主动学习能力不足。同时，现今海量信息迎面扑来，知识获得日益便捷，教师感受到来自学生和新技术的压力，以传授知识为主的课堂很难激发学习兴趣。因此，在教学过程中，教师要因课制宜选择课堂教学模式与方法，变革传统教学观念，真正以学生的“学”为中心，通过学生“学”的情况，反馈教师“教”的效果，多种教学手段相结合，实现协同育人，达到教学相长的目的。

首先，推行“大班授课、小班研讨”的模式，激发学生思考，参与课堂教学。学校课堂教学中，借鉴国外课堂中的讨论小组方式，合理安排教学与讨论时间，以一定的比例分配，在课程教学上，梳理理论知识、课程结构和内容，提出难点和重点，引入教学案例。小组讨论时，可以定期设立教学沙龙（中英文并用）和知识盲盒等新方式，在小班课堂上进行讨论，通过引导式提问与选择性追问进行启发式教学。这种方式强化师生互动、生生互动，鼓励学生探索解决问题的方法，培养学生创新性、批判性思维，杜绝教师“满堂灌”、学生被动听的现象，可以充分调动学生的学习积极性，并有助于学生利用学习内容和学习时间的“分散性”，激发其自身学习动力，完善其学习目标。

其次，进行翻转课堂、学案导学、任务型教学等教学新方式。开展翻转课堂，将课堂教学与翻转课堂模式混合，利用课堂教学传授本课程基础知识，翻转课堂上学生以课程相关最新研究和进展为题目，自主搜集资料，并进行课堂展示，教师与学生一起探讨和学习，课后教师根据学生的课堂表现并结合学生的课前预习情况，对翻转课堂进行反馈和评价，此种教学方式锻炼学生信息检索、自主学习、独立思考、团队协作、交流表达等能力，在掌握基础知识的同时了解本课程最新的研究成果。

再次，以学生发展为中心，改进课堂教学手段，进行线上线下教学相结合的混合教学。使用“雨课堂”“珞珈在线”等教学平台，以微课为基础，借助于网络教学平台进行发布，实践线上线下混合式教学模式，打造适应学生线上线下相结合，人人皆学、处处能学、时时可学的泛在化学习的网络新环境、资源学习平台和教学互动平台。通过微课弹幕、网络平台在线提问和讨论、引入“雨课堂”，充分利用其“形成性评价”“快捷的课上测验”等特点，对学生学习效果实现了实时评估和反馈等，教学形式由单一课堂教学转化为多平台互动交流，实现教学效果的及时反馈和改进，形成新型教学模式的闭环控制。

最后，大力引进信息化实用工具。加入多媒体动画演示以及计算机虚拟现实设计等现代手段的应用，增强课程的趣味性和直观性，提升教学的先进性和互动性，给予学生学习的自主性、选择性，使学习结果具有探究性和个性化，提升教学效果。

三、以科研锻炼与学科竞赛为助推器，培养学生创新意识

（一）课堂授课与科研实践相结合

以科研反哺教学，实现协同育人，将国际前沿最新科研成果引入教学，更新教学内容，建设新教材、新讲义；课程设计采用实际工程问题为背景，将理论与实际结合，使学有所用，激发学生参与实验实践的主动性和自主性，培养学生实事求是和创新发现的科学探索精神；采用“以研助学”的新方式，以本科生为主体，建立若干个研究小组，通过个人兴趣爱好自行选择加入导师课题组研究，在科研中学习知识，培养科研素养和创新能力；鼓励本科生参加各类大学生实践创新项目和大赛，激发学生创新、创业的积极性，创新项目的申请、评审、考核和鉴定与科研课题运作模式一致，由专业导师指导学生撰写申请书，开展相应创新实践活动，培养学生创新意识和创业精神。

（二）以学科竞赛驱动创新训练为辅助，提升课堂知识实用性

现在的教学以“灌输”理论为主，实践教学薄弱，内容偏简单，验证性的实验多，综合应用型和探索创新型的实践较少，造成理论教学和工程实践脱节，不利于培养学生解决复杂工程问题的实践能力和创新意识。将学科竞赛与课堂教学相结合，以学生为中心，以培养学生创新能力为导向，开发“课、赛、创”融合的专业课程群，将工程教育与创新实践的理念贯穿其中，构建由公共课程、专业基础课程、专业课程、实践课程及专业实习课程构成的模块化课程体系，注重培养学生对实际工程问题的分析能力和创新意识。在课程内容设计中，贯穿实践能力训练，采用任务驱动、项目驱动等形式，围绕真实项目组织课堂教学，要求学生在项目驱动之下以团队形式合力完成项目规定任务，一方面培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力，另一方面培养学生的科学素养、创新意识和创新能力、探索精神和团队协作精神。同时，积极鼓励动员学生加入学科竞赛团队，对于表现优异的学生给予奖励，并在评奖评优时优先考虑，实现本科全过程的实践能力、技术能力、实践创新能力及综合应用能力的培养。

综上所述，新的形势对人才培养提出了新的要求，各个高校要深化专业建设和改革，努力推动新工科教育的思想创新、理念创新、方法技术创新和模式创新，着力构建新工科人才培养体系，完善课程内容，优化授课方式，打造一流的培养模式，培育更多实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。