新工科背景下理工科課程思政教學的優(yōu)化策略

李漫紅，于三三，母繼榮，李雅俠，朱立軍

(沈陽化工大學 教務處，遼寧 沈陽 110149)

2018年，多部委聯(lián)合發(fā)布《關于加快建設發(fā)展新工科實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》，明確高校要培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展為理念，同時具有工程倫理意識與相關職業(yè)道德的現(xiàn)代工程師。次年，成立“全國新工科教育創(chuàng)新中心”，增設數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術專業(yè)點336個，撤銷工業(yè)設計專業(yè)點等416個?！靶鹿た啤狈桨钢荚谂囵B(yǎng)能夠解決復雜工程問題，同時富有高度人文素養(yǎng)和社會責任感的工程類創(chuàng)新人才，更加要求專業(yè)課程與思想政治理論、社會主義核心價值觀、中國傳統(tǒng)文化、現(xiàn)代科學技術等形成多重交叉與重疊，從而成為培養(yǎng)厚植愛國主義情懷的科技創(chuàng)新人才過程中的堅實基礎。

1 新工科背景下工程教育課程思政建設的內(nèi)涵

新工科背景下面向未來的工程教育所要求的不是單純地解決問題的工程師，而是應該能夠在“更高的層次和境界上進行創(chuàng)造性的工作”，實現(xiàn)《高等學校課程思政建設指導綱要》所要求的培養(yǎng)學生探索未知、追求真理的責任感和使命感。立德樹人是高校人才培養(yǎng)的根本任務，通過價值觀引導與專業(yè)課教學有機融入的課程思政，其重點是通過專業(yè)知識傳授培養(yǎng)高階工程能力，其方法在于創(chuàng)設工程教育“職業(yè)場景”的學習情境，其路徑重在通過交叉學科提升工程素養(yǎng)傳承價值導向，目標任務是實現(xiàn)專業(yè)知識、能力培養(yǎng)與價值觀引導的內(nèi)在契合。

1.1 要發(fā)揮工程教育專業(yè)知識的整體育人功能，滿足產(chǎn)業(yè)提質(zhì)升級的發(fā)展需求

新工科背景下的工程教育既要培養(yǎng)具有良好科學素養(yǎng)、能夠解決復雜問題的工程技術人才，也需要能夠引領產(chǎn)業(yè)變革的工程創(chuàng)新人才[1]。工程教育要培養(yǎng)能夠滿足當前產(chǎn)業(yè)和行業(yè)亟須的各種層次和類型的工程技術人才，就需要在課堂上傳遞完整、具體、明確的“高深知識”，同時引導學生形成可探索且不斷發(fā)展的“認知能力”。因此，課程思政實際上是要求在教育過程中將專業(yè)教育的學科知識整合到一定的邏輯關系和知識體系中，在基于客觀規(guī)律性和自然認知的普遍性前提下,使專業(yè)知識、價值理念以及精神追求在更高層次的有機結合，幫助學生邁入高階認知思維階段，實現(xiàn)以背誦、記憶思想政治的“絕對知識”為主(如基本原理、社會理論等)向結合實際所處的社會、經(jīng)濟和政治環(huán)境來探究“三觀”的轉變，并在這個過程中形成共同經(jīng)驗和價值追求。

1.2 要創(chuàng)設工程教育“職業(yè)場景”學習情境，適應服務國家創(chuàng)新戰(zhàn)略新要求

新經(jīng)濟形勢下的新技術、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè),要求工程教育要以能夠多角度解決復雜工程問題為導向，突破專業(yè)工程知識的認知局限，提升工程人才的思考力。為此，在開展專業(yè)課的教學過程中創(chuàng)設“職業(yè)場景”，能夠在講授專業(yè)知識過程中融合工程實際的復雜性、協(xié)同性、智能化和綠色化，“使各類課程與思政課程同向同行形成協(xié)同效應”。一方面，課程思政教育過程實則是一種持續(xù)的教育狀態(tài)，即難以通過一門課程或一次講座等實現(xiàn)工程教育中的課程思政目標，要持續(xù)關注學生的“知行統(tǒng)一”，培養(yǎng)多樣性和不確定性的工程觀點，并能夠在任何情境下做出正確的價值判斷，對復雜問題加以分析和解決；另一方面，“職業(yè)場景”的教學情境要求課堂教學的組織形式應是理論與實踐相結合，以工程思維啟發(fā)為著力關鍵﹐以職業(yè)倫理滲透為價值依托。這是因為工程師的教育培養(yǎng)周期是呈現(xiàn)“專業(yè)認知+思政素養(yǎng)”提升的“螺旋式上升”過程，要根據(jù)學生所掌握的專業(yè)知識和思政認知的程度，不斷調(diào)整課程思政教育的實踐方式。

1.3 以學科交叉為途徑加強思政育人成效，實現(xiàn)培養(yǎng)面向未來發(fā)展的工程人才

新工科背景下的課程思政應強調(diào)工程和思政的“雙重”吸引力和感召力，必須堅定不移地從中國工程實踐中提煉精神內(nèi)核，用時代要求豐富新思想、發(fā)掘新材料、歸納新問題?！肮こ讨R沒有國界，但是工程師是有國籍的”，課程思政絕對不是“課程+思政”的簡單合體，而是交叉學科背景下的合力育人。挖掘相對抽象的工程知識本身所蘊含的如科學精神、環(huán)保意識、工程美學、工程倫理、團隊意識、協(xié)作精神、創(chuàng)新精神、職業(yè)素養(yǎng)等“隱性”思政元素[2]。目前，推進課程思政深入開展的關鍵就是如何用整合多學科教育教學資源有效地將“理念、知識、技術、經(jīng)濟、社會、環(huán)境、法律、人文”等在內(nèi)的知識點有機嵌入工程教育的整體框架中。同時，在橫向聯(lián)通上強調(diào)協(xié)同育人，合力提升學生的素養(yǎng)與能力，做到全要素的有序滲透，統(tǒng)合調(diào)動多主體全方位協(xié)調(diào)參與，為課程思政教育的高質(zhì)量發(fā)展搭建起良好的發(fā)展平臺，包括匯聚各主體的教育教學資源、實現(xiàn)學校的“小課堂”與社會的“大課堂”有序銜接如圖1所示。

圖1 “新工科”背景下工程教育課程思政示意框架

2 新工科背景下理工科課程思政教學方法探究

課程思政應通過充分挖掘通識課、專業(yè)課和實踐課本身的思政元素，讓學生在專業(yè)知識的漸進掌握中踐悟精髓,引導學生在認識世界﹑解釋世界﹑改造世界過程中樹立正確的立場、觀點，進而提升當代大學生的家國情懷、價值追求、科學(工程)精神、職業(yè)操守，實現(xiàn)以“潤物無聲”的隱性方式實現(xiàn)對大學生的價值引領[3]。

2.1 基礎課要充分挖掘能夠體現(xiàn)價值觀的思政元素

理工科基礎課包括數(shù)學、物理、化學等方面的課程，是后續(xù)專業(yè)知識學習的重要基礎，需要以科學層面的知識傳授、科學衍生和邏輯推導等教學為主。為此，在開展專業(yè)課程教學科學性的同時，要充分發(fā)揮學生已掌握的馬克思主義基本知識，打造特色鮮明的能夠體現(xiàn)價值觀的育人環(huán)節(jié)。例如，在講授“大學物理”中“麥克斯韋方程組”時，通過講解高斯磁定律、麥克斯韋安培定律，進而引導學生理解變化的磁場如何產(chǎn)生電場的法拉第感應定律解釋場源影響電磁場，培養(yǎng)學生科學的世界觀，觀察力和思維力。在教學過程中，描述麥氏方程所表現(xiàn)出的深刻、對稱、優(yōu)美，進而自然地將形象化的“美育”引入到抽象化的物理理論教學之中，感受自然科學所獨具的均衡對稱、奇異相對等“美”學特征。引導學生從“美”視角理解科學規(guī)律，在客觀看待事物、掌握知識的過程中提升審美價值觀，進而培養(yǎng)學生追求科技自立自強的卓越意識。

2.2 專業(yè)課要融入工程應用情境提升工程專業(yè)素養(yǎng)

專業(yè)課主要是教授學生未來參與社會生活的工程知識和職業(yè)能力，專業(yè)課占人才培養(yǎng)計劃中較大比例，在人才培養(yǎng)課程體系具有核心地位，在人才培養(yǎng)中起到非常關鍵的作用。工科專業(yè)課往往具有較強的應用背景,教學往往依托具體的工程應用情境，教學情境搭建是專業(yè)課課程思政建設的重要依托。例如在為高校機械類專業(yè)學生講授“工程流體力學”這門專業(yè)主干課時，可以讓學生自主設計減小流動阻力的可行方案，這個過程中學生在處于真正應用情境的時候，需要主動計算流場、流動阻力和流體對固體的作用力。由于流體邊界層的分離，會使流體脫離物體，產(chǎn)生大量脫落渦旋，造成很大的能量損失——稱為形狀阻力。因此可以自然引入飛機機翼及輪船設計為流線型、高爾夫球表面設計帶有凹坑均是為了減小形狀阻力的案例。在幫助學生掌握基于流體力學原理設計相關工藝流程和結構過程中提升工科學生的工程倫理，引導學生用辯證唯物主義方法論分析流體力學問題，進而提升專業(yè)素養(yǎng)和工匠精神。

2.3 實踐課要注重培養(yǎng)解決未知復雜工程問題的能力

工程實踐在于培養(yǎng)未來工程人才應具備的整體工程思維，正如馬克思所說“實證精神就是科學的起點”。實踐課是將課堂理論知識轉化為實踐能力的初始環(huán)節(jié)，目前實踐類課程的實驗或方案大多是預設的,也有相對標準的答案用于校驗和評分，但仍應鼓勵學生提出現(xiàn)實的問題和真實的觀點,引導學生利用新工具和新知識，大膽探索并創(chuàng)新辦法，解決未知的復雜工程問題，進而在實操過程中理解馬克思主義唯物辯證法的聯(lián)系觀。例如計算類學生在編寫程序過程中就會始終需要用唯物主義的辯證觀點分析問題，即當前狀態(tài)是“過去歷史的總結”，這是動態(tài)規(guī)劃策略之所以效率高的一個主要原因，通過對狀態(tài)轉化方程和局部解存儲的分析，從全局角度設計路徑求最優(yōu)解。在采用動態(tài)規(guī)劃策略處理問題時，既考慮局部利益又要兼顧整體利益，因此動態(tài)規(guī)劃策略解決問題同貪心策略相比，動態(tài)規(guī)劃更具有大局觀，更有整體意識。在教學過程中，通過比較兩種策略的差異，進而引導學生在面對人生的選擇時，不能只顧眼前利益，而忽視長遠利益。要學會運用辯證法正確處理局部和整體的關系。

3 新工科背景下理工科課程思政優(yōu)化策略的實施路徑

新工科背景下理工科專業(yè)在開展課程思政過程中，還存在課程思政元素的挖掘與知識傳授的融合度不夠，在專業(yè)課教學中對思政理論理解不深，課堂上不能自覺地傳導正確的科學技術觀、工程倫理和社會主義核心價值觀等現(xiàn)象；課程思政的主體性和主動性不足，課程思政管理工作還沒能形成合力，部門之間還存在管理“藩籬”；部分專業(yè)教師并沒有把專業(yè)課的思政教育上升到人才培養(yǎng)體系重大戰(zhàn)略的高度。正是這些問題的客觀存在，要求我們在優(yōu)化課程思政策略過程中要在遵循教書與育人的規(guī)律前提下，主動對標服務國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略、服務行業(yè)和企業(yè)的需求，通過理論與實踐的融合提升學生解決實際問題的能力，在組織開展“大工程”的實踐實訓過程中實現(xiàn)知識與能力的協(xié)同、技術與素養(yǎng)的平衡，培養(yǎng)能夠支撐甚至引領未來發(fā)展的多類型、多層次的工程全鏈條創(chuàng)新人才，為我國經(jīng)濟的提質(zhì)升級提供人才支撐。

3.1 調(diào)整課程與思政的定位，提升專業(yè)課實踐的適切性

新工科背景下的課程思政要主動結合日趨復雜的國際競爭發(fā)展形勢，自覺將科技自立、創(chuàng)新自主、技術自強與自然科學知識本身所蘊含的家國情懷、愛國主義等相結合，立足新時代的發(fā)展要求，為國家和民族的共同福祉貢獻才華。課程思政是推動全員、全過程、全方位育人的現(xiàn)實選擇。要通過發(fā)揮課程主渠道的優(yōu)勢，在項目研討、個案分析、教學案例等實踐教學與資源建設中充分融入思想政治教育的元素。教學方式要貼近大學生的成長特點,教學手段要符合工程認知的漸進規(guī)律,教學內(nèi)容要貼近工程實際的客觀要求。要始終堅持思政教育的引領，同時通過總結出可操作、可推廣的課程思政工作方法，擺脫傳授自然科學知識過程中枯燥、單調(diào)的課堂氛圍，進而提升課程思政與專業(yè)知識的結合效果，構建起具有科學性的課程思政教學體系。

3.2 注重理論與實踐的融合，提升專業(yè)課教學的時代性

隨著技術產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，工程實踐呈現(xiàn)出更快的迭代特征，為此課程思政不是降低學科理論知識地位或是在專業(yè)課中強融思想政治教育，而是應該教會學生可以靈活解決不確定性、不可預見性、應變性、關聯(lián)性等復雜問題[4]。新工科背景下的課程思政不是從專業(yè)課程的“知識”一端擺向“政治”，而是要在擺動的過程中實現(xiàn)教書與育人的平衡。課程思政要善于挖掘自身論體系中的有關事實，以歷史的角度、發(fā)展的態(tài)度，在課程教學中融合相關思政要素，應該更加強調(diào)工程專業(yè)課回歸工程實踐，新經(jīng)濟新技術新業(yè)態(tài)等時代特征應及時反映到專業(yè)課教學中，理論與實踐二者相結合，激發(fā)他們的學習潛能,才能培養(yǎng)出一批能夠融合科學發(fā)現(xiàn)與工程創(chuàng)新的工程人才。

3.3 注重知識與能力的協(xié)同，提升專業(yè)課課堂的聯(lián)動性

課程思政中的“思政”主要側重知識與價值的統(tǒng)一，知識是內(nèi)在前提，能力是外在表現(xiàn)，二者協(xié)同互補，才能發(fā)揮整體功效。強調(diào)各門課程中以思想政治教育為引領，系統(tǒng)挖掘學科知識本身所具有的思政元素，增強課程本身的價值引領。要始終保持工程知識的實踐屬性，在理論知識中穿插必要的實驗環(huán)節(jié)，提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。通過走進實驗室，激發(fā)學生探知欲，將基礎知識與實踐過程以及動手能力有機結合、同步推進。“新工科”課程思政應該以培養(yǎng)“德智體美勞全面發(fā)展的人”為價值追求,立足于人的思想道德養(yǎng)成的系統(tǒng)性特征﹐不僅在教學過程中體現(xiàn)出課程對個體精神成長意義的追問,也要表達出課程對大學生思想和行為的價值引導，最終培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義合格建設者和可靠接班人，如圖2所示。

圖2 理工科課程思政過程中知識與價值統(tǒng)一關系示意圖

3.4 注重技術與素養(yǎng)的平衡，提升專業(yè)課內(nèi)容的倫理性

實際工程的本質(zhì)是復雜的，影響工程成敗往往是技術之外的因素,因此，教學過程中應重視工程背景中的社會環(huán)境、人文倫理、溝通交流等非技術要素?！靶鹿た啤北尘跋屡囵B(yǎng)的合格工程師應該是技術水平與技術素養(yǎng)協(xié)調(diào)、均衡發(fā)展的人才[5]?？梢詫⒅R背景、基礎概念等通過開放共享的在線課程資源進行自主學習，師生交互的課堂上更多以啟發(fā)式、項目式教學實現(xiàn)知識融合與思想引領。將學科專業(yè)教育與思政教育深度融合，共同實現(xiàn)教育價值疊加、教學資源整合、教師隊伍壯大以及教學實效提升的系統(tǒng)工程，培養(yǎng)出具有時代蘊涵和中國特色的“新工科”人才[6]。

4 結語

隨著高技術、高質(zhì)量、高品質(zhì)的“中國創(chuàng)造”加速發(fā)展，勢必對高等工程人才的水平、認知、取向、品質(zhì)有了更高的要求。文章以理工科課程思政元素融入專業(yè)教學為研究對象，深入探討如何在新工科背景下有效優(yōu)化課程思政的可操作性策略。在對現(xiàn)階段課程思政開展過程中存在的認識局限和現(xiàn)實困境進行分析的基礎之上，結合課程性質(zhì)差異提出具體優(yōu)化措施，以期持續(xù)完善課程思政教育促進工程人才素質(zhì)的全面發(fā)展，為進一步更好地實現(xiàn)理工科人才投身服務國家戰(zhàn)略提供新的思路。