新工科背景下基于“新三中心”的課程體系改革研究

張迪 劉麗麗 任志宏

[摘 ?要]隨著互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)態(tài)勢的持續(xù)增長，行業(yè)對ICT人才供給側(cè)在數(shù)量和質(zhì)量層面都提出了更高的要求。傳統(tǒng)的高等教育培養(yǎng)體系逐漸難以支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才的質(zhì)量需求。本文在新工科背景下基于應(yīng)用型本科服務(wù)地方ICT行業(yè)人才培養(yǎng)，探索以“新三中心”理念為指導(dǎo)的軟件工程專業(yè)課程體系改革，以及支撐課程體系改革的基層學(xué)術(shù)組織變革和學(xué)校、企業(yè)、社會三方深度協(xié)同促進(jìn)培養(yǎng)體系持續(xù)改進(jìn)的措施，系統(tǒng)闡述了ICT行業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)機(jī)制，以期為教育教學(xué)改革提供參考。

[關(guān)鍵詞]新工科 ?新三中心 ?應(yīng)用型 ?人才培養(yǎng)

基金項目：陜西省高校教育教學(xué)改革重點項目“新工科背景下ICT行業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新研究”（項目編碼：19BZ065）;陜西省社會科學(xué)基金項目“人工智能背景下的高校學(xué)生行為數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)投入度關(guān)聯(lián)分析研究”（立項號：2019Q019）;校級新工科研究與實踐項目“新工科人才培養(yǎng)中個性化教學(xué)資源建設(shè)路徑研究——以軟件工程專業(yè)為例”（項目代碼：2020GKZD002）。

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引 ?言

隨著ICT產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)對人才的知識、能力等層面的要求也在發(fā)生變化，高校人才培養(yǎng)如何能匹配產(chǎn)業(yè)不斷變化的人才需求，為社會發(fā)展供給合適的人才，是高校各專業(yè)應(yīng)持續(xù)探索和研究的課題。本文基于對行業(yè)發(fā)展、高校發(fā)展的調(diào)研及分析，以及美國高等教育“以學(xué)生為中心”教育理念的啟示，對西安歐亞學(xué)院軟件工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行了改革，通過近幾年實踐取得了良好效果。

新工科背景下ICT行業(yè)人才培養(yǎng)趨勢

《2018年中國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》指出ICT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三個要點：第一，產(chǎn)業(yè)加速了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)的發(fā)展推動了人工智能浪潮;第二，可融合、賦能各行業(yè)，智慧城市、智能交通、智慧醫(yī)療、智慧教育等在技術(shù)的推動下快速革新;第三，技術(shù)支撐新場景，5G支撐了互聯(lián)網(wǎng)新的應(yīng)用場景。Deloitte Insight在《Tech trends 2019》指出，未來十年，ICT行業(yè)的技術(shù)趨勢集中在AI、IOT、AR/VR的發(fā)展上。面對行業(yè)發(fā)展趨勢，教育界在引領(lǐng)和應(yīng)對方面也形成了國際性的指導(dǎo)思路，2017年2月，《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》發(fā)布，希望各地高校開展新工科研究實踐活動，深化工程教育改革，推進(jìn)新工科的建設(shè)與發(fā)展。MIT（麻省理工學(xué)院）在2017年啟動了“新工程教育轉(zhuǎn)型”計劃，該計劃總結(jié)了全球工程教育新興領(lǐng)導(dǎo)高校及其所具備的特點：1.以學(xué)生為中心的設(shè)計;2.以技術(shù)為導(dǎo)向的企業(yè)家精神;3.基于項目的積極學(xué)習(xí);4.對工程設(shè)計和學(xué)生自我反思的雙重重視;5.思維能力的鍛煉（創(chuàng)新思維、交叉思維的培養(yǎng)）;6.綜合能力的培養(yǎng)（不只限于知識學(xué)習(xí)，還有交叉學(xué)科知識儲備）;7.對工程“基礎(chǔ)”的嚴(yán)謹(jǐn)性要求。計劃還指出了未來工程教育的發(fā)展方向：一是向社會相關(guān)工程和外部工程邁進(jìn)。如學(xué)生在選擇課程時具有選擇性和靈活性，可進(jìn)行多學(xué)科學(xué)習(xí)，使自身具備全球視野和經(jīng)驗。二是促進(jìn)了新一代工程教育領(lǐng)導(dǎo)者的出現(xiàn)。所提供的課程為“以學(xué)生為中心”的大規(guī)模綜合性世界級課程，且以多學(xué)科設(shè)計項目為基礎(chǔ)，學(xué)生能夠獲得豐富的課外知識，并對其進(jìn)行反思和應(yīng)用，同時，還有眾多校際聯(lián)合課程，將校外個性化在線學(xué)習(xí)與校內(nèi)實踐體驗式學(xué)習(xí)充分結(jié)合，以凸顯學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，可促進(jìn)新一代工程教育領(lǐng)導(dǎo)者出現(xiàn)。

學(xué)校在綜合考量應(yīng)用型人才培養(yǎng)相關(guān)研究和國際工程教育要求、新工科教育要求的基礎(chǔ)上，探索行之有效的教育教學(xué)措施和科學(xué)的課程體系，提出了一種新工科背景下的課程體系改革研究方案。學(xué)校從學(xué)生角度出發(fā)，貫徹“以學(xué)生為中心”的“新三中心”理念（即以學(xué)生發(fā)展為中心、以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心、以學(xué)習(xí)效果為中心），既注重學(xué)科交叉知識的學(xué)習(xí)，又設(shè)置了個性化的學(xué)科專業(yè)及專業(yè)方向，在教學(xué)過程中以實際應(yīng)用為導(dǎo)向，重視多方合作，全面培養(yǎng)學(xué)生的能力。

標(biāo)桿院校研究和現(xiàn)狀分析

1.標(biāo)桿院校研究

麻省理工學(xué)院工科學(xué)院電子工程與計算機(jī)科學(xué)系的課程體系特點在于寬口徑、跨領(lǐng)域、多模式。課程設(shè)置分為必修課、專業(yè)方向、任選課（從200門中任選4門）、高級調(diào)研（任選2門），其中必修課程包括計算機(jī)程序結(jié)構(gòu)與編程、電路與電子學(xué)、信號與系統(tǒng)、計算結(jié)構(gòu)、微分方程等;專業(yè)方向設(shè)置了人工智能、計算機(jī)系統(tǒng)工程、算法引論等，每個專業(yè)方向包含5～6門課程。

新加坡科技設(shè)計大學(xué)作為全球工程教育的新型領(lǐng)導(dǎo)者，以培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者、創(chuàng)新者，滿足社會需求為培養(yǎng)目標(biāo)，課程體系的構(gòu)建主要基于單元的模塊化設(shè)置。課程體系的設(shè)置分為通識課、核心課、選修課。前3學(xué)期學(xué)習(xí)通識課程，第4、5學(xué)期學(xué)習(xí)核心課，第6～8學(xué)期學(xué)習(xí)選修課程，課程清單可視化為不同顏色，便于學(xué)生標(biāo)注。

汕頭大學(xué)全面采用國際最先進(jìn)的CDIO工程教育模式，并結(jié)合我國當(dāng)前對工程師在職業(yè)道德、誠信和專業(yè)素質(zhì)等方面的特別要求，在國內(nèi)率先提出以設(shè)計為導(dǎo)向的EIP-CDIO工程人才培養(yǎng)模式，致力于培養(yǎng)具有雄厚工程科學(xué)基礎(chǔ)、多學(xué)科背景，以及國際視野、優(yōu)秀管理能力和溝通能力的國際化工程師。汕頭大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程培養(yǎng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 ?汕頭大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程培養(yǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

對以上三所高校進(jìn)行調(diào)研，可得出以下總結(jié)：MIT設(shè)置了堅實的系統(tǒng)平臺核心課程體系，具有寬口徑、跨領(lǐng)域、多模式的特點;新加坡科技設(shè)計大學(xué)構(gòu)建了基于單元的模塊化課程體系;汕頭大學(xué)設(shè)計了EIP-CDIO工程人才培養(yǎng)模式，這些做法為西安歐亞學(xué)院的課程體系改革提供了思路和參考。

2.現(xiàn)狀分析

2016年，學(xué)?；趰徫粍偃瘟δＰ瓦M(jìn)行課程體系改革，2017年打通了平臺課程，2018年依據(jù)國家相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范通識課程體系，2019年參考國際化課程體系，依據(jù)有關(guān)專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和資源現(xiàn)狀又一次進(jìn)行課程體系改革。

本文以軟件工程專業(yè)學(xué)生大三和大二的課程清單為例進(jìn)行分析。該專業(yè)學(xué)生在大學(xué)二年級每學(xué)期上課10門課，每周課外學(xué)習(xí)時間為1天。這一天，學(xué)生不僅要完成課程作業(yè)，還要參加社團(tuán)活動。但該專業(yè)學(xué)生在大學(xué)三年級時，每學(xué)期僅有5門課，課下有充足的時間投入到課程作業(yè)和課程內(nèi)容鞏固中。

通過對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合自我診斷，筆者發(fā)現(xiàn)該專業(yè)目前存在兩方面問題：

（1）課程目標(biāo)不明確，學(xué)生能力支撐不足。在課程群組內(nèi)及課程群組之間課程目標(biāo)的銜接度不夠;教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的標(biāo)準(zhǔn)化程度不一;課程評價對課程目標(biāo)的可觀測性、可量化性有待優(yōu)化。

（2）學(xué)生課下鞏固學(xué)習(xí)投入較少。因?qū)W習(xí)壓力較大，學(xué)生可用的課下復(fù)習(xí)時間較少;學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)度不夠，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動力;因課下學(xué)習(xí)資源提供不足，學(xué)生未能科學(xué)規(guī)劃學(xué)習(xí)時間，既沒有緊緊抓住零散的學(xué)習(xí)時間，也未充分利用寒暑假的集中休息時間。

基于“新三中心”理念的課程體系改革實踐

美國本科教育在1980年以后開始進(jìn)行“以學(xué)生為中心”的教育改革。趙炬明認(rèn)為美國本科教育改革的三個主要觀點是：以學(xué)生發(fā)展為中心、以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心、以學(xué)習(xí)效果為中心。

1.以“新三中心”理念為指導(dǎo)的課程體系改革

結(jié)合對標(biāo)桿院校的調(diào)研及其現(xiàn)狀分析，再參考趙炬明教授的“新三中心”理念，學(xué)?；贠BE成果導(dǎo)向理念設(shè)計人才培養(yǎng)過程，形成了整體的課程體系改革思路。

（1）以學(xué)生發(fā)展為中心。在學(xué)生培養(yǎng)的全過程中，不僅要關(guān)注學(xué)生青春期特定的發(fā)展任務(wù)，還要發(fā)掘?qū)W生的潛力，促進(jìn)其全面發(fā)展。因此，學(xué)校在制訂培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系設(shè)計等各個環(huán)節(jié)中均著重考慮如何促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。從學(xué)校應(yīng)用型定位出發(fā)，結(jié)合市場對應(yīng)用型人才的需求，在課程體系改革的培養(yǎng)目標(biāo)環(huán)節(jié)設(shè)置了看得見的目標(biāo)，并同學(xué)生保持統(tǒng)一認(rèn)知，幫助學(xué)生樹立奮斗目標(biāo)，規(guī)劃清晰的培養(yǎng)路徑。在規(guī)劃培養(yǎng)路徑時，學(xué)校通過多級項目串聯(lián)專業(yè)課程，并用專業(yè)課程魚骨圖為學(xué)生設(shè)置可視化成長路徑。課程體系內(nèi)容緊密對接市場需求，適應(yīng)行業(yè)變化，具備快速遷移的能力。學(xué)?；谡n程體系改革思路，形成了“2+1+1”的人才培養(yǎng)模式，即前2年主要完成通識課程和學(xué)科基礎(chǔ)（平臺）課程的學(xué)習(xí)，中間1年完成專業(yè)方向課程學(xué)習(xí)，最后1年進(jìn)入企業(yè)實習(xí)，積累工作經(jīng)驗。同時，學(xué)校還為學(xué)生開設(shè)了國際工學(xué)院及本碩連讀等項目，促進(jìn)學(xué)生多元化發(fā)展。課程體系改革框架如圖2所示。

圖2 ?課程體系改革框架圖

（2）以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心。在教育過程中學(xué)生是主體，教師是教學(xué)活動的組織者、引導(dǎo)者、合作者。教師負(fù)責(zé)設(shè)計學(xué)習(xí)活動，幫助學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，在學(xué)生遇到問題時從旁輔導(dǎo)，教師和學(xué)生的角色均發(fā)生了轉(zhuǎn)變。首先，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。教師應(yīng)教導(dǎo)學(xué)生為自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)，使其能主動投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中。教師可從課上和課下的兩方面投入考量學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在課上投入中，教師可通過知識考核、過程管理、有挑戰(zhàn)的課程設(shè)計、在線資源匹配等手段促使學(xué)生加大課上學(xué)習(xí)的投入;課下投入，則可通過開設(shè)工作室、競賽等方式提升學(xué)生的學(xué)習(xí)投入度。其次，培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力。課堂上，教師從教授者向活動/任務(wù)的設(shè)計者和環(huán)境的營造者轉(zhuǎn)變，通過設(shè)計一個個任務(wù)，幫助學(xué)生搭建“腳手架”，使其在完成任務(wù)的過程中掌握學(xué)習(xí)方法，具備終身學(xué)習(xí)能力。

（3）以學(xué)習(xí)效果為中心。雖然學(xué)校進(jìn)行了課程體系改革，也設(shè)計了一系列促進(jìn)學(xué)生投入學(xué)習(xí)的方法和措施，但學(xué)生是否能學(xué)到，怎么體現(xiàn)學(xué)習(xí)效果，如何衡量短期和長期的學(xué)習(xí)效果，仍是需要思考的問題。學(xué)校各專業(yè)的畢業(yè)要求是學(xué)生能夠解決復(fù)雜的工程問題，因此在設(shè)置課程內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系時，應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計流程考慮課程之間的串并聯(lián)關(guān)系，使學(xué)生能夠進(jìn)行系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。基于OBE理念，學(xué)校以成果為導(dǎo)向，倒推課程設(shè)計和具體實施的流程。課程的輸出成果、學(xué)生的學(xué)習(xí)效果均通過課程效果評價進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，所以在課程效果評價方面需全面考量。教師評價部分采用工程認(rèn)證課程達(dá)成度評價、教考分離、同行評價、教師自評等手段;學(xué)生對課程的評價分為已畢業(yè)的校友評價和在校生評價;第三方評價主要參考麥可思及本校質(zhì)量評估中心的意見和建議，通過綜合評價不斷提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。

2.以軟件工程專業(yè)為例的課程體系改革成果

軟件工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是面向移動互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)領(lǐng)域，培養(yǎng)掌握計算機(jī)科學(xué)理論、現(xiàn)代軟件工程方法及主流開發(fā)技術(shù)，具有國際視野，具備較強工程實踐能力、終身學(xué)習(xí)能力，能夠從事軟件系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、測試、管理及服務(wù)等工作的應(yīng)用型技術(shù)人才。將該培養(yǎng)路徑進(jìn)行可視化，如圖3所示。

圖3 ?軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)路徑

該專業(yè)依據(jù)“以學(xué)生為中心”的教育理念，將基于單元模塊化構(gòu)建的課程體系設(shè)計成可視化的學(xué)習(xí)地圖，圖中第1、2、3學(xué)期為通識必修課程，第4學(xué)期為學(xué)科平臺課程，第5、6學(xué)期為專業(yè)方向課程。

在具體的教學(xué)中，該專業(yè)以深化產(chǎn)教融合促進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，將校企融合模式及成果產(chǎn)出與課程體系設(shè)置相關(guān)聯(lián)，以產(chǎn)出結(jié)果反哺教學(xué)，同時促進(jìn)橫向及縱向科研的發(fā)展，具體培養(yǎng)模式如圖4所示。

圖4 ?產(chǎn)教融合式人才培養(yǎng)模式

結(jié) ?語

目前，該研究成果已經(jīng)在學(xué)校的2019級和2020級學(xué)生中進(jìn)行實驗，實施效果良好，下一步將從培養(yǎng)者角度用教學(xué)儀表盤分析學(xué)生的學(xué)程數(shù)據(jù)，以便于企業(yè)通過學(xué)生的畢業(yè)作品和學(xué)程記錄數(shù)據(jù)選擇合適的畢業(yè)生成為其員工，進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)教融合。

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（張迪、劉麗麗、任志宏：西安歐亞學(xué)院信息工程學(xué)院）

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