新工科背景下本科教育教學(xué)改革探

張菁 王立新 王立晶 于碩

關(guān)鍵詞：新工科;本科院校;教育教學(xué);改革實(shí)踐;策略

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，以及“中國制造2025”國家戰(zhàn)略和“一帶一路”倡議的全面實(shí)施，現(xiàn)代社會呈現(xiàn)出新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，對工程科技類人才的要求逐漸提高，而這對本科教育教學(xué)工作提出了全新的挑戰(zhàn)?！靶鹿た啤币庠谕七M(jìn)高等工程教育改革實(shí)踐， 提高工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)成效，充分發(fā)揮高等工程教育的作用，培養(yǎng)更多應(yīng)用型人才。為此，各高校必須立足當(dāng)下，明確推進(jìn)本科教育教學(xué)改革實(shí)踐的重要性，并結(jié)合實(shí)際，采取多種方式方法，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程能力，將學(xué)生培養(yǎng)成高素質(zhì)、復(fù)合型工程技術(shù)人才。本文對新工科背景下本科教育教學(xué)改革實(shí)踐策略進(jìn)行探析， 以期培育出符合時(shí)代發(fā)展需求的高質(zhì)量人才。

一、新工科背景介紹

所謂新工科，是對新興產(chǎn)業(yè)的一種加持，也是對高校傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造。目前，學(xué)術(shù)界并未針對“新工科”給出明確、精確的定義，但大眾基本對“新工科”范疇達(dá)成了共識。新興產(chǎn)業(yè)所涉及的專業(yè)，如人工智能、機(jī)器人、云計(jì)算、智能制造等專業(yè)，以及傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造，都是我國在新經(jīng)濟(jì)、新起點(diǎn)背景下，為應(yīng)對新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革提出的新概念。對于高校而言，新工科既包含以往本科教育教學(xué)從未涉及的新興工科專業(yè)，也涵蓋對以往工科專業(yè)的升級改造，如將新理念、新技術(shù)、新模式等融入傳統(tǒng)的建筑工程、材料、自動化、機(jī)械、系統(tǒng)工程、采礦等專業(yè)，以提高工科教育教學(xué)質(zhì)量。高校作為社會產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)人才的重要培育陣地，其教育教學(xué)質(zhì)量會直接影響到社會和國家的建設(shè)與發(fā)展。因此，基于新工科背景，本科教育教學(xué)改革實(shí)踐強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)是構(gòu)建新結(jié)構(gòu)、新體系。只有保證新結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相匹配，新體系能夠促進(jìn)高等教育、社會教育相互融合發(fā)展，新工科的作用才能得以發(fā)揮， 才能促進(jìn)高校傳統(tǒng)工科教育的升級，更好地為社會建設(shè)和發(fā)展助力。

二、本科院校教育教學(xué)現(xiàn)狀

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國有一千余所高校開設(shè)了工科類專業(yè)，如土木工程、建筑工程、材料、機(jī)械、系統(tǒng)工程等專業(yè)，工科學(xué)生人數(shù)占學(xué)生總數(shù)的十分之三。但從現(xiàn)階段來看，我國工程類人才培育質(zhì)量與發(fā)達(dá)國家還存在明顯差距，競爭力與實(shí)力明顯不足。一些大學(xué)生進(jìn)入企業(yè)工作后，往往表現(xiàn)出無法適應(yīng)工作、所學(xué)知識和實(shí)際應(yīng)用相脫節(jié)的情況，這與高校教育教學(xué)的理念、思想、內(nèi)容、模式及方式方法有直接關(guān)系。在傳統(tǒng)教育觀念的引導(dǎo)下，高校更加側(cè)重理論教學(xué)，忽視實(shí)踐教學(xué)，注重學(xué)生對理論知識的掌握， 輕視對學(xué)生應(yīng)用和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。實(shí)際上，理論教學(xué)內(nèi)容要想真正發(fā)揮作用，就需要體現(xiàn)在具體實(shí)踐中。理論結(jié)合實(shí)踐，有助于豐富學(xué)生的理論知識，提高學(xué)生的問題解決能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。鑒于此，在新工科背景下，高校應(yīng)當(dāng)積極完善教育教學(xué)體系， 推動高等教育的改革、創(chuàng)新發(fā)展，這是目前所有本科院校應(yīng)當(dāng)積極思考并實(shí)踐的重要課題。就我國高等工程教育現(xiàn)狀來看，基本都是在大一、大二開基礎(chǔ)課，大三開專業(yè)基礎(chǔ)課，大四開專業(yè)課，實(shí)踐環(huán)節(jié)所占學(xué)時(shí)比例較小。此外，大多數(shù)工科專業(yè)本科教學(xué)的培養(yǎng)方案、師資力量、教學(xué)評價(jià)體系等也存在不足之處，高校應(yīng)采取針對性策略，在新工科背景下積極落實(shí)應(yīng)用型、實(shí)踐型人才培養(yǎng)工作。

三、推進(jìn)本科教育教學(xué)改革實(shí)踐的價(jià)值導(dǎo)向

1.革新教育觀念有助于推動社會發(fā)展

基于當(dāng)前社會整體發(fā)展趨勢，各行各業(yè)對人才的需求數(shù)量及質(zhì)量均日益提升。尤其在新工科背景下，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)和行業(yè)的誕生及發(fā)展，使得傳統(tǒng)技術(shù)、方法難以適應(yīng)當(dāng)今社會發(fā)展需求?？梢哉f，新產(chǎn)業(yè)、新行業(yè)的出現(xiàn)，推動了社會發(fā)展。作為人才培養(yǎng)重地的本科院校，應(yīng)當(dāng)緊隨社會發(fā)展趨勢、根據(jù)時(shí)代發(fā)展需要，革新教育教學(xué)觀念，充分發(fā)揮工科專業(yè)的優(yōu)勢，不斷豐富專業(yè)內(nèi)容，提升教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生掌握扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和技能，為學(xué)生日后步入工作崗位和社會打好基礎(chǔ)?？梢姡究圃盒８镄陆逃^念，培養(yǎng)新領(lǐng)域人才，強(qiáng)化人才信息化認(rèn)知，對促進(jìn)社會穩(wěn)定發(fā)展具有重要的作用。

2.滿足企業(yè)對工科人才的迫切需求

近年來，我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，推動了企業(yè)在所屬領(lǐng)域的發(fā)展，而企業(yè)對人才的需求和要求也發(fā)生了巨大變化，這對本科教育教學(xué)工作提出了更高的要求。高校應(yīng)加快推進(jìn)工科專業(yè)教學(xué)改革實(shí)踐，加大對各專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，積極與時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)，注重提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，從而滿足企業(yè)需求。事實(shí)上，一些本科院校工科專業(yè)學(xué)生步入工作崗位后，存在知識脫離實(shí)際的情況，無法將在學(xué)校學(xué)到的知識靈活應(yīng)用到工作中，還需要參加崗前專業(yè)培訓(xùn)，這對企業(yè)及學(xué)校都產(chǎn)生了不良影響，而且也降低了學(xué)生的工作自信心。因此，高校應(yīng)加強(qiáng)本科教育教學(xué)的改革創(chuàng)新，縮短學(xué)生與工作實(shí)踐之間的距離，使學(xué)生更好地滿足企業(yè)對專業(yè)人才的要求。

四、新工科背景下本科教育教學(xué)改革的策略

1.革新本科教育理念

在新工科背景下，本科教育教學(xué)進(jìn)行改革創(chuàng)新的首要任務(wù)就是革新教育理念，從思想層面認(rèn)識到新工科背景下社會、行業(yè)、企業(yè)對各類人才的需求和要求，各類人才除了要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識外，還應(yīng)當(dāng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用能力，成為復(fù)合型、應(yīng)用型、實(shí)踐型人才。因此，本科院校必須積極推進(jìn)新工科理論與實(shí)踐建設(shè)，從教育教學(xué)思想、機(jī)制、模式等方面進(jìn)行創(chuàng)新，重新定義學(xué)科導(dǎo)向，逐步轉(zhuǎn)向以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)，改變以往各專業(yè)分離的狀態(tài)，逐步實(shí)現(xiàn)跨界交叉融合發(fā)展。同時(shí)，還要立足當(dāng)下，引領(lǐng)學(xué)生從適應(yīng)服務(wù)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樽鲋我I(lǐng)社會發(fā)展的人才，成為推動社會發(fā)展的棟梁之材。本科院校只有革新教育理念，應(yīng)用圍繞工程教育改革的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新體系，才能促進(jìn)本科教育持續(xù)健康發(fā)展。

2.建設(shè)“雙師型”師資隊(duì)伍

“百年大計(jì)，教育為本。”教師作為教育教學(xué)工作的第一實(shí)施者，師資隊(duì)伍水平直接關(guān)乎著本科教育的整體質(zhì)量。尤其在新工科背景下，新理念、新模式、新體系要想得以有效落實(shí)，就必須通過教師這一主體來實(shí)現(xiàn)。因此，本科院校應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)建設(shè)“雙師型”教師隊(duì)伍，提高教師的實(shí)際能力，促使教師深入了解何謂新工科、如何落實(shí)教學(xué)目標(biāo)，以確保教師經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驖M足學(xué)生的學(xué)習(xí)訴求、人才培養(yǎng)要求，不斷提高學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力和專業(yè)素養(yǎng)。

一方面，本科院校在建設(shè)“雙師型”教師隊(duì)伍過程中，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“培養(yǎng)、引進(jìn)、使用并重”的原則，強(qiáng)化學(xué)術(shù)帶頭人、學(xué)術(shù)骨干的培養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，可以積極從國有大中型企業(yè)、技術(shù)型事業(yè)單位聘請專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)教師。與此同時(shí)，學(xué)校應(yīng)當(dāng)加大培養(yǎng)青年教師的力度， 注重提高青年教師的教學(xué)能力。學(xué)?？梢酝ㄟ^“青年教師教學(xué)能力提升工程”“博士化工程” 等一系列具有較強(qiáng)針對性的教師培養(yǎng)工程，為青年教師提供發(fā)展的平臺，逐步打造一支結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)素養(yǎng)高的師資隊(duì)伍。另一方面，學(xué)校應(yīng)當(dāng)結(jié)合新工科要求不斷規(guī)范和完善教學(xué)過程，明確教師教育教學(xué)考核制度， 以保證教育教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，學(xué)校還應(yīng)當(dāng)落實(shí)教學(xué)督查機(jī)制，提高教師對教育教學(xué)改革的重視程度。校、院領(lǐng)導(dǎo)及教學(xué)督導(dǎo)部門可以采取不定期聽課的方式，鼓勵青年教師積極參與教學(xué)競賽活動，這不僅可以激發(fā)教師的教學(xué)競爭意識，還可以進(jìn)一步提升學(xué)院的教學(xué)水平。

3.推進(jìn)課程體系改革

本科院校在新工科背景下開展教育教學(xué)改革的過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身實(shí)際，明確辦學(xué)宗旨和建設(shè)目標(biāo)，再根據(jù)新工科專業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，從教育教學(xué)實(shí)際出發(fā)，優(yōu)化應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。在具體實(shí)踐過程中，學(xué)校應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以教學(xué)體系改革為基本支撐，始終圍繞培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力這一核心目標(biāo)， 并注重發(fā)揚(yáng)院校優(yōu)良傳統(tǒng)，利用實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)條件等軟硬件優(yōu)勢，強(qiáng)化工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)效果。需要注意的是，無論采用哪種方式推進(jìn)課程體系改革，學(xué)校都要始終堅(jiān)持“以學(xué)生為本”的思想，確保教學(xué)具有思想性、先進(jìn)性、邏輯性，融入實(shí)踐能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高等教育理念，始終凸顯以學(xué)生為主體的課程建設(shè)思想，將各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的最新科技成果傳遞給學(xué)生，幫助學(xué)生樹立新的學(xué)習(xí)目標(biāo)，明確發(fā)展方向。在基本框架完善后，學(xué)校還要結(jié)合學(xué)科內(nèi)容， 積極完善學(xué)科基礎(chǔ)課程、核心課程、通識教育課程，以及選修課程、實(shí)踐教學(xué)等課程體系，多層次、多維度地落實(shí)學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)，確保專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達(dá)到一定水平，并促使院校逐步形成具有自身鮮明特色的專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)體系。

例如，在建筑工程專業(yè)教學(xué)改革中，學(xué)?？梢韵葘?shí)施通用工程基礎(chǔ)課程教學(xué)， 如計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、電工電子等，然后讓學(xué)生學(xué)習(xí)建筑信息技術(shù)、建筑環(huán)保等課程，了解建筑行業(yè)最新信息技術(shù)、工業(yè)環(huán)保知識，同時(shí)還要建立建筑學(xué)、土木工程、建筑設(shè)施智能化、工程結(jié)構(gòu)分析、工程造價(jià)、給排水工程等專業(yè)核心課程體系，讓學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)、重點(diǎn)知識，強(qiáng)化專業(yè)能力。而針對工程類人才培養(yǎng)方案的設(shè)計(jì)，應(yīng)適當(dāng)增加實(shí)踐課程的比例，如專業(yè)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)（實(shí)訓(xùn)）、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）、社會實(shí)踐等，以充分發(fā)揮實(shí)踐的作用，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)知識的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

4.創(chuàng)新教育教學(xué)方法

在當(dāng)前信息化、網(wǎng)絡(luò)化背景下，現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展， 為本科教育教學(xué)改革提供了強(qiáng)大技術(shù)支撐。高校在本科教育教學(xué)改革實(shí)踐中，需要將現(xiàn)代教育技術(shù)作為驅(qū)動力來豐富教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。各專業(yè)教師應(yīng)認(rèn)識到現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢，并在教學(xué)工作中積極進(jìn)行創(chuàng)新教育相關(guān)研究，不斷優(yōu)化教育教學(xué)，提升教育的質(zhì)量和水平。信息技術(shù)和多媒體技術(shù)的引入，可以改變單一的教學(xué)環(huán)境，更好地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境， 有助于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，還可以鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新，敢于突破“固有思維”，在不斷創(chuàng)新、探索中形成新思想、新觀點(diǎn)、新理論。

例如，在工科類專業(yè)教學(xué)中，教師可以根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)構(gòu)建兩條完善的課程鏈：從學(xué)科認(rèn)知實(shí)習(xí)到專業(yè)實(shí)習(xí)，再到綜合實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等各環(huán)節(jié)，都融入互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，還可以讓學(xué)生在掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識的過程中了解計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)C 語言、軟件使用、仿真模擬訓(xùn)練、系統(tǒng)工程等內(nèi)容。這兩條課程鏈的相互作用和補(bǔ)充，可以達(dá)到優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量的目的。另外，在實(shí)際教學(xué)改革、實(shí)踐過程中，教師還要積極引入多種教學(xué)方法，如項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法、線上線下混合式教學(xué)法等，充分發(fā)揮微課、慕課的優(yōu)勢，將教學(xué)延伸到課外、社會實(shí)踐中，借助啟發(fā)式、討論式、研究式等多種方式促使學(xué)生深入到專業(yè)知識學(xué)習(xí)中， 掌握更多專業(yè)知識，形成探究、創(chuàng)新意識和能力。

5.完善教學(xué)考核機(jī)制

科學(xué)完善的教學(xué)考核機(jī)制有助于督促教學(xué)工作、開展科學(xué)的教學(xué)評價(jià)，從而推動教學(xué)質(zhì)量不斷提升。例如，為強(qiáng)化管理考試工作，促使考試形式、內(nèi)容更加規(guī)范，學(xué)?？梢越Y(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行考試改革。首先，可以采取教考分離的形式，將重要基礎(chǔ)理論課、專業(yè)課分開，并建立試題庫，由各個(gè)學(xué)院抽取。為進(jìn)一步規(guī)范專業(yè)課考試，應(yīng)當(dāng)保證試卷格式統(tǒng)一，促使學(xué)生理解和掌握學(xué)科基本概念和基本理論。其次，學(xué)?？梢栽趹?yīng)用類專業(yè)課部分采取開卷考試方式。這部分試題及試卷格式?jīng)]有統(tǒng)一的限制，可以為學(xué)生提供較大的學(xué)習(xí)空間。最后，實(shí)驗(yàn)課的考核應(yīng)當(dāng)突出實(shí)驗(yàn)技能，促使學(xué)生更好地掌握學(xué)科基本實(shí)驗(yàn)技能。這部分試題以本學(xué)期學(xué)科實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主， 學(xué)生可以采取隨機(jī)抽簽的方式選擇試題，進(jìn)行現(xiàn)場操作考核。

6.加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)

“新工科”專業(yè)建設(shè)作為本科院校教育教學(xué)改革實(shí)踐的重要方向， 要求學(xué)校注重應(yīng)用型人才、復(fù)合型人才培養(yǎng)，樹立正確的“新工科”工程教育理念，改變以往“重智力輕素質(zhì)”的局面，積極培養(yǎng)具備工程素質(zhì)、實(shí)踐創(chuàng)新能力，能夠適應(yīng)創(chuàng)新型國家發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才。為此，本科院校必須高度重視專業(yè)學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)，將學(xué)科知識內(nèi)容與社會生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合， 拉近學(xué)生與社會之間的距離，為培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和實(shí)踐能力提供重要保障。

首先， 為使學(xué)生盡快掌握學(xué)科生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備使用技能、安全生產(chǎn)要求等，學(xué)校應(yīng)加大資金投入，引入先進(jìn)的設(shè)施設(shè)備、學(xué)科仿真軟件等，為學(xué)生提供良好的實(shí)踐環(huán)境。在專業(yè)教師帶領(lǐng)下，學(xué)生通過仿真實(shí)訓(xùn)掌握學(xué)科內(nèi)容的基本原理、操作要點(diǎn)等，可以提升自身的專業(yè)基本技能、豐富自身的專業(yè)認(rèn)知， 縮短從課堂到工業(yè)生產(chǎn)一線之間的距離。其次，學(xué)校要積極建立開放性實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識的意識和能力， 不斷開拓學(xué)生的思維，強(qiáng)化其創(chuàng)新實(shí)踐意識和工作能力。最后，學(xué)校應(yīng)積極建設(shè)校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，堅(jiān)持通用、實(shí)用的原則為學(xué)生打造實(shí)踐平臺。學(xué)校應(yīng)與企業(yè)建立長效合作機(jī)制，保證學(xué)生能夠深入企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐，還要與企業(yè)針對實(shí)踐各環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)心經(jīng)營， 共同建立規(guī)范化、程序化的實(shí)訓(xùn)基地，從而提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。

五、結(jié)語

總而言之，基于新工科背景，本科教育教學(xué)在改革實(shí)踐過程中，必須明確“新工科”專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，從教學(xué)理念、教學(xué)體系、教學(xué)方法等方面入手，注重提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，從而提升學(xué)生的就業(yè)競爭力、發(fā)展?jié)摿?。同時(shí)，還應(yīng)強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)精神，促使學(xué)生能夠了解專業(yè)所需能力和素質(zhì)，在實(shí)踐學(xué)習(xí)中感受崗位工作的特點(diǎn)、了解工作要求，進(jìn)而不斷提升自身的綜合能力和素質(zhì)， 縮短自身與工作崗位之間的距離。在實(shí)際改革過程中，教師必須牢牢抓住教育理念、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)評價(jià)、教學(xué)環(huán)境等各個(gè)要素，完善課程教學(xué)的質(zhì)量評價(jià)體系，最終落實(shí)工科高質(zhì)量人才培養(yǎng)目標(biāo)。