如何培養(yǎng)新工科人才的思維能力*
——以麻省理工學(xué)院新工程教育轉(zhuǎn)型為例

覃麗君 王建梁

一、問題的提出

新工科人才思維能力的培養(yǎng)不僅是我國新工科建設(shè)的重要內(nèi)容,也是國際工程教育界關(guān)注的重點議題。2017年,我國啟動新工科建設(shè)。教育部在新工科建設(shè)“北京指南”中明確指出,要培養(yǎng)新工科人才的批判思維、設(shè)計思維、工程思維、數(shù)字化思維、工程管理思維及工程倫理思維。[1]同年,工程教育翹楚、世界一流大學(xué)麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)啟動了新工程教育轉(zhuǎn)型(New Engineering Education Transformation,NEET),創(chuàng)造性地提出了NEET思維方式(Ways of Thinking,WoT)。2018年,魯斯·格雷漢姆(Ruth Graham)博士在《全球工程教育現(xiàn)狀》(The Global State Art of Engineering Education)中指出,工程人才思維能力的培養(yǎng)受到新加坡、澳大利亞、荷蘭等國高等教育機構(gòu)高度重視,包括系統(tǒng)思維、設(shè)計思維等。[2]2021年6月修訂的《華盛頓協(xié)議》(Washington Accord)及2022年8月發(fā)布的第3版CDIO教學(xué)大綱(CDIO Syllabus v3.0)也對工程人才的思維能力進(jìn)行了重點強調(diào),包括批判思維、創(chuàng)造思維、計算思維、反省思維等。

作為新工科改革的國際典型案例,NEET備受關(guān)注,其影響力不斷提升,學(xué)生規(guī)模不斷擴大,2022年已達(dá)到230余人。[3]作為NEET的三大創(chuàng)舉,思維方式、項目中心式課程(project-centric curriculum)及跨學(xué)科串聯(lián)(cross-departmental threads)也開始成為學(xué)界關(guān)注的熱點話題。[4]雖然思維方式提出時間最早,與NEET構(gòu)想同步,于2016年就已形成了雛形[5],但目前學(xué)界主要研究范疇包括NEET框架[6]、課程體系[7]、課程組織模式[8]、內(nèi)容與內(nèi)在邏輯等[9],對NEET思維方式及其培養(yǎng)機制的探討仍有一定空間。不僅如此,根據(jù)MIT的調(diào)查,新工科人才思維能力的培養(yǎng)取得了較好成效,有研究價值。以倫理思維為例,學(xué)生總體持積極態(tài)度,以李克特五級評分,大二學(xué)生給4.2-4.7分,大三學(xué)生給3.8-4.1分。[10]其他反饋意見包括倫理思維模塊的學(xué)習(xí)是值得的;建立了倫理概念與真實世界、自身學(xué)習(xí)之間的聯(lián)系;開始深入思考倫理問題;對未來從事工程師工作有幫助等。[11]

基于此,本研究以NEET為典型案例,試對思維方式培養(yǎng)機制進(jìn)行系統(tǒng)分析,以期為我國新工科人才思維能力的培養(yǎng)提供參考。為獲得案例最新信息,同時交叉驗證已有材料,2022年11月,研究對NEET專門負(fù)責(zé)思維方式課程開發(fā)、教學(xué)、測評工作的相關(guān)教師進(jìn)行了訪談,獲取了目前存在的問題、最新變動及最新教學(xué)大綱等數(shù)據(jù)。

二、是什么：NEET思維方式的定義及結(jié)構(gòu)

NEET思維方式是應(yīng)對復(fù)雜挑戰(zhàn)的認(rèn)知性路徑與能力,旨在幫助學(xué)生個體及學(xué)生在團(tuán)隊中工作時學(xué)會終身有效且高效的自主思考、規(guī)劃及學(xué)習(xí)能力。[12]該思維方式是一個多維結(jié)構(gòu),由12種思維組成。[13]

(1)制造。發(fā)明和創(chuàng)造以往不存在的技術(shù)人工物,通過與CDIO(Conceive,Design,Implement,Operate)理念相關(guān)的產(chǎn)品和系統(tǒng)傳遞價值理念。

(2)發(fā)現(xiàn)。通過探究、識別及生產(chǎn)新的知識推進(jìn)社會及世界知識的不斷發(fā)展。

(3)人際交往。能與他人互動,能理解他人,包括溝通、傾聽、領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊、與他人協(xié)作、建立協(xié)作網(wǎng)絡(luò)、倡導(dǎo)與引領(lǐng)變革。

(4)個體能力與態(tài)度。具備主觀能動性、判斷力及決策力,有社會責(zé)任感、靈活性與自信,能遵守道德并正直行事,并致力于終身學(xué)習(xí),包括培養(yǎng)倫理性思維。

(5)創(chuàng)造性思維。能通過深入、專注的思考孵化新的想法,有意識地闡明與表達(dá)新的思考與想法,采取行動予以驗證,從而形成新的、有價值的東西。

(6)系統(tǒng)性思維。面對復(fù)雜性與模糊性時,能夠通過檢驗情境中相互關(guān)聯(lián)的各要素來預(yù)測整體。

(7)批判與元認(rèn)知思維。通過觀察、體驗或交流等方式收集相關(guān)信息,對這些信息進(jìn)行分析與評估,據(jù)此判斷某一概念、產(chǎn)品或過程的價值或有效性。

(8)分析性思維。采取系統(tǒng)性、邏輯性的工作方法分解事實并解決問題,運用理論、建模、數(shù)字分析等方式識別因果關(guān)系并預(yù)測結(jié)果。

(9)計算性思維。通過應(yīng)用計算機編程的基本結(jié)構(gòu)(如抽象、模塊化、遞歸)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法及計算來理解物理、生物及社會系統(tǒng)。

(10)實驗性思維。開展實驗獲取數(shù)據(jù),包括選擇測量方法、確定驗證數(shù)據(jù)的程序、提出并檢驗假設(shè)。

(11)人本主義思維。形成對社會及其傳統(tǒng)、制度等的整體理解,包括人類文化、人類思想體系、藝術(shù)表達(dá)方式、社會的政治經(jīng)濟(jì)框架等。

(12)學(xué)會如何學(xué)習(xí)。自主思考和自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知性路徑。

三、怎么培養(yǎng)：NEET思維方式培養(yǎng)機制

(一)開發(fā)大一到大四全學(xué)段思維能力課程

1.開設(shè)大一本科生思維方式選修課

自2020年秋季以來,NEET團(tuán)隊開始開設(shè)面向全校大一新生的選修課——發(fā)現(xiàn)思維方式的神奇之處：NEET!該課程有三大目標(biāo)：第一,幫助學(xué)生理解分析性思維、創(chuàng)造性思維、制造、系統(tǒng)性思維等重要概念;第二,幫助學(xué)生把這些概念與特定的方法、工具及技術(shù)聯(lián)系起來;第三,幫助學(xué)生利用特定的方法、工具及技術(shù)迎接與眾不同的挑戰(zhàn)。[14]根據(jù)訪談教師提供的教學(xué)大綱,2022年秋季學(xué)期的選修課從9月12日到12月12日,持續(xù)13周,來自數(shù)字化城市、自動機器、氣候與可持續(xù)系統(tǒng)、生命機器4個NEET串聯(lián)的教師共同開發(fā)課程并輪流授課。

2.開發(fā)大二至大四本科生思維方式課程模塊

在選修課的基礎(chǔ)上,NEET團(tuán)隊開發(fā)了僅面向大二至大四NEET入選學(xué)生的思維方式專門課程——思維方式模塊(Ways of Thinking Module)。[15]每個課程模塊約90分鐘,通過串聯(lián)項目課(project class)授課。串聯(lián)項目課是圍繞某一主題有意識、有目的地構(gòu)建的一系列相互銜接、難度逐漸遞增的若干研究項目組成的有機式項目集成,體現(xiàn)出跨學(xué)科性。[16]通過這種授課方式,新工科人才思維能力的培養(yǎng)能更好地與特定的串聯(lián)主題結(jié)合起來。

其他的串聯(lián)項目課如數(shù)字城市(Digital Cities)通過城市與環(huán)境技術(shù)應(yīng)用實驗室、眾包城市：市政技術(shù)原型等培養(yǎng)學(xué)生的分析、計算等思維;氣候與可持續(xù)系統(tǒng)(Climate &Sustainability Systems)通過設(shè)計思維與快速原型入門等為學(xué)生提供設(shè)計類練習(xí)和動手實踐參與項目的機會,培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計、創(chuàng)造、問題識別、人際交往及快速原型化等思維;生命機器(Living Machine)通過沉浸式研究的微流體裝置或芯片器官等實驗培養(yǎng)學(xué)生的實驗思維、設(shè)計思維。

(二)采取多樣化的教學(xué)策略

1.明確思維方式的學(xué)習(xí)結(jié)果

NEET明確了思維方式的學(xué)習(xí)結(jié)果,為新工科人才思維能力的培養(yǎng)指明方向。[18]

倫理思維的學(xué)習(xí)結(jié)果包括：(1)能認(rèn)識到工程活動與道德之間的密切關(guān)系;(2)能認(rèn)識到工程決策在何時具備道德性影響;(3)能運用道德推理來指引工程決策;(4)能評估工程決策對個體及社會環(huán)境的影響。

批判性思維的學(xué)習(xí)結(jié)果包括：(1)能將看似封閉的自治系統(tǒng)概念化為包括人類各種選擇的異質(zhì)性社會技術(shù)系統(tǒng);(2)能認(rèn)識到不同形式的成本與收益;(3)能認(rèn)識到并回應(yīng)技術(shù)系統(tǒng)和人類各種選擇所隱含的競爭性及政治性本質(zhì)。

學(xué)會如何學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)結(jié)果包括：(1)能識別知識存在的特定環(huán)境,知道知識不存在于真空之中;(2)能識別不同類型的知識及何種類型的知識存在于何種環(huán)境中;(3)能使用恰當(dāng)工具和策略檢索并使用信息資源,用于開展學(xué)習(xí)活動;(4)能識別出未解決的問題,并用它們?nèi)リU釋還需知道或理解的內(nèi)容;(5)能圍繞一個研究問題形成并審視自己的想法及相關(guān)理論,以此指引自己的工作;(6)能理解社會上存在的各種偏見,了解偏見是如何影響知識形成及知識創(chuàng)新的;(7)能認(rèn)識到所從事的工作及所屬領(lǐng)域其他人的工作在更宏觀層面的社會性及歷史性影響;(8)能認(rèn)識到自身的能動性,并能采取相關(guān)策略、形成實踐方案,幫助人類更平等、更多途徑地獲取各類知識,并從知識中獲益。

2.推出配套的信息化學(xué)習(xí)資源

割草裝置的轉(zhuǎn)向部分主要由電機和減速機構(gòu)構(gòu)成。減速機構(gòu)的主要作用是增大電機的轉(zhuǎn)矩, 減速比越大, 轉(zhuǎn)矩也越大。參考后輪驅(qū)動傳動減速機構(gòu)設(shè)計，轉(zhuǎn)向部分傳動機構(gòu)也采用齒輪三級傳動減速，其中，傳動比

為跟上智能時代教育數(shù)字化、智能化的發(fā)展趨勢,NEET于2021年11月開始推出與思維方式配套的信息化學(xué)習(xí)資源——NEET學(xué)習(xí)插件。每個學(xué)習(xí)插件由一個10分鐘左右的學(xué)習(xí)視頻和一份包含3個題項的反思性作業(yè)組成。學(xué)習(xí)插件的研發(fā)整合了多學(xué)科資源,由NEET與MIT眾多院系專家共同研發(fā),與思維方式課程模塊配套。如創(chuàng)造性思維由NEET、建筑與規(guī)劃學(xué)院負(fù)責(zé);倫理性思維由NEET及人文、藝術(shù)與社會科學(xué)學(xué)院語言學(xué)與哲學(xué)系負(fù)責(zé);學(xué)會如何學(xué)習(xí)由NEET、圖書館負(fù)責(zé)。[19]2021年秋季學(xué)期推出的學(xué)習(xí)插件為“工程師的倫理性思維”,其他學(xué)習(xí)插件的研發(fā)工作正在進(jìn)行中。

3.強調(diào)參與式設(shè)計教學(xué)理念

基于參與式設(shè)計(participatory design)教學(xué)理念,NEET團(tuán)隊融合案例教學(xué)法、反思教學(xué)法等方法培養(yǎng)新工科人才的思維能力。其核心是學(xué)生作為聯(lián)合設(shè)計師(co-designer)參與整個設(shè)計過程。

以“工程設(shè)計中的倫理性思維”為例[20],圍繞“智能家居系統(tǒng)”設(shè)計案例,學(xué)生參與整個設(shè)計過程,形成切實的工程設(shè)計體驗,認(rèn)識到工程設(shè)計中的倫理道德兩難困境(ethical dilemma),進(jìn)而理解與工程設(shè)計相關(guān)的各種價值觀,掌握各種價值觀的不同取向,分析各種價值取向的利弊及相互之間存在的沖突,最終形成倫理性思維。具體教學(xué)包括以下五個緊密聯(lián)系的環(huán)節(jié)。

環(huán)節(jié)一：教師指出工程設(shè)計中不同的價值觀對應(yīng)不同的工程設(shè)計方案。如工程設(shè)計中的倫理道德兩難困境需符合4個方面的要求：有2種及以上的設(shè)計決策、有2種及以上的相關(guān)價值觀、不同設(shè)計決策的價值觀取向不同、沒有價值觀占據(jù)統(tǒng)治性或主導(dǎo)性地位。

環(huán)節(jié)二：以荷蘭東謝爾特?fù)醭遍l為案例,教師展示工程設(shè)計與價值觀取向之間的關(guān)系,如安全性與生態(tài)關(guān)懷之間的沖突(見表1)。[21]

表1 荷蘭東謝爾特?fù)醭遍l案例中的倫理價值觀

環(huán)節(jié)三：教師引入?yún)⑴c式設(shè)計、聯(lián)合設(shè)計師等術(shù)語,給出價值觀分析的三個維度：價值性(什么是好的)、功能性(什么是有用的)及藝術(shù)性(什么是美的)。

環(huán)節(jié)四：教師指出工程設(shè)計中的倫理思維貫穿整個設(shè)計過程,包括移情-定義-構(gòu)思-原型-測試(empathize-define-ideate-prototype-test)。

環(huán)節(jié)五：教師指出完成“智能家居系統(tǒng)”工程設(shè)計的相關(guān)要點。包括如何實現(xiàn)參與式設(shè)計、如何明確不同組合家庭(如2大3小、2大1小等)的設(shè)計需求、如何明確可能出現(xiàn)沖突的相關(guān)價值觀(如安全性、便利性、隱私性、透明度、包容性、正義等)等。

最后,學(xué)生需完成如下反思作業(yè)。第一,給出真實世界中存在的道德兩難困境案例。案例可來自任何領(lǐng)域或?qū)W科,不限于科學(xué)、工程等。指明案例所涉及的兩難困境及相關(guān)的至少兩種價值觀。包括商業(yè)性、便利性、生態(tài)關(guān)懷、包容性、正義、隱私、安全性、透明度等。第二,指出兩難困境的解決方案,并分析解決方案存在的問題。如果該困境并未解決,則分析為何沒有解決。第三,針對該兩難困境,給出更好的解決方案,并描述設(shè)計解決方案的過程。給出的方案需與案例涉及的價值觀相關(guān)。[22]

4.開發(fā)思維方式教學(xué)與評價框架

通過訪談得知,NEET開發(fā)了思維方式教學(xué)與評價的框架：SAFO(System,Architecture,Function,Outcomes)框架。SAFO包括系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、功能、結(jié)果等要素。系統(tǒng)指技術(shù)工程系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)指系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),即該技術(shù)工程系統(tǒng)是什么,如何運作。功能指系統(tǒng)的功能,即該系統(tǒng)有什么功用,能夠做什么。結(jié)果指系統(tǒng)的結(jié)果,即該系統(tǒng)緣何存在,其功用如何影響社會。2022年秋季學(xué)期,教師已開始要求學(xué)生用SAFO框架展示挑戰(zhàn)項目的解決方案,運用OPCloud、CAD對該框架進(jìn)行概念化、可視化、原型化。

(三)資助NEET思維方式培養(yǎng)研究項目

自2020年以來,MIT共資助了7個思維方式培養(yǎng)研究項目,見表2。[23]資助來自MIT副校長辦公室管理的阿貝洛夫卓越教育基金(d’Arbeloff Fund for Excellence in Education)設(shè)置的NEET專項基金。[24]

(四)設(shè)計系列跨學(xué)科挑戰(zhàn)項目

跨學(xué)科挑戰(zhàn)項目依托一個串聯(lián),以一種思維方式的培養(yǎng)為重心。學(xué)生以獨立作業(yè)、小組合作等方式完成挑戰(zhàn)。每個跨學(xué)科挑戰(zhàn)項目持續(xù)約2周。表3為2020年的挑戰(zhàn)項目。[25]表4為2022年的挑戰(zhàn)項目,來自訪談教師提供的2022年秋季學(xué)期教學(xué)大綱。

表3 2020年的挑戰(zhàn)項目

表4 2022年的挑戰(zhàn)項目

(五)構(gòu)建跨院系組織合作機制

MIT構(gòu)建了跨院系組織合作機制,對全校不同院系的資源進(jìn)行跨學(xué)科整合,實現(xiàn)思維能力培養(yǎng)資源的最佳組合。例如,制造思維由工程學(xué)院創(chuàng)客空間負(fù)責(zé);發(fā)現(xiàn)能力由理學(xué)院負(fù)責(zé);人際交往能力由斯隆管理學(xué)院負(fù)責(zé);個體能力與態(tài)度(如倫理思維)由語言與哲學(xué)系、工程學(xué)院戈登工程領(lǐng)導(dǎo)力項目負(fù)責(zé);創(chuàng)造性思維由建筑與規(guī)劃學(xué)院建筑系負(fù)責(zé)[26];系統(tǒng)性思維由數(shù)據(jù)、系統(tǒng)與社會研究所負(fù)責(zé);批判與元認(rèn)知思維由科學(xué)、技術(shù)與社會項目、J-WEL世界教育實驗室、歷史系、人類學(xué)系負(fù)責(zé);分析性思維、實驗性思維由工程學(xué)院各系負(fù)責(zé)[27];計算性思維由電子工程與計算機科學(xué)系負(fù)責(zé);人本主義思維由人文、藝術(shù)與社會科學(xué)學(xué)院負(fù)責(zé);學(xué)會如何學(xué)習(xí)由MIT圖書館負(fù)責(zé)。[28]

(六)對接產(chǎn)業(yè)界對人才的思維能力需求

為對接產(chǎn)業(yè)界需求,NEET對40余位高級經(jīng)理人、40余名知名校友及通用公司等知名企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研。[29]調(diào)研內(nèi)容包括按重要性為各思維方式打分、指出存在的問題等。產(chǎn)業(yè)界的反饋意見為人際交往、個體能力與態(tài)度、分析性思維的重要程度最高,其次為實驗性思維、制造、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造性思維、系統(tǒng)性思維、批判與元認(rèn)識思維、計算性思維及人本主義思維;MIT畢業(yè)生亟需增強的是人際交往、系統(tǒng)性思維;建議增加第12種思維方式——學(xué)會如何學(xué)習(xí)。[30]基于調(diào)研結(jié)果,NEET按重要性程度對思維方式進(jìn)行了排序,著重培養(yǎng)新工科人才的創(chuàng)造性思維、學(xué)會如何學(xué)習(xí)、個體能力與態(tài)度、制造及系統(tǒng)性思維,并增加了第12種思維方式。來自通用公司和波音公司的工程師也通過指導(dǎo)研討、項目課及頂石項目參與了新工科人才思維能力的培養(yǎng)過程,實現(xiàn)了與產(chǎn)業(yè)界需求的深度對接。

四、學(xué)什么：總結(jié)與啟示

(一)重視新工科人才思維能力的培養(yǎng)

新工科人才思維能力的培養(yǎng)是我國新工科建設(shè)的重要內(nèi)容,也是當(dāng)前國際工程教育界關(guān)注的重要議題。2022年11月,NEET進(jìn)一步強調(diào),設(shè)計、制造、原型化是思維能力培養(yǎng)的核心要素。[31]在新工科建設(shè)不斷推進(jìn)的背景下,我們需高度重視新工科人才思維能力的培養(yǎng)問題。如制定明確的新工科人才思維能力培養(yǎng)目標(biāo);順應(yīng)智能智造時代要求,按優(yōu)先級排列需重點培養(yǎng)的思維,如創(chuàng)造性思維、制造思維等;設(shè)置專項基金,加強研究,深入把握思維能力的本質(zhì)屬性、具體表現(xiàn)、生成機制;開發(fā)思維能力課程,創(chuàng)新教學(xué)組織形式與教學(xué)方法,提高思維能力培養(yǎng)成效;整合多樣資源,構(gòu)建科學(xué)的培養(yǎng)支持機制等。

(二)開發(fā)貫通式思維能力跨學(xué)科課程

NEET構(gòu)建了貫通大學(xué)四年的全學(xué)段思維能力跨學(xué)科課程。雖然目前我國部分高校開設(shè)了思維能力培養(yǎng)相關(guān)課程,但存在系統(tǒng)性與貫通性不足及跨學(xué)科性不明顯的問題?；诖?我國可根據(jù)不同年級新工科人才的培養(yǎng)需求,開發(fā)一體化、貫通式、全學(xué)段、跨學(xué)科思維能力培養(yǎng)課程。例如,通過通識教育課程模塊開發(fā)大一思維能力課程,重點強調(diào)通識性與入門性;通過專業(yè)課程模塊開發(fā)大二、大三思維能力課程,對思維能力進(jìn)行進(jìn)階培養(yǎng),輔以實踐領(lǐng)域的代表性案例,對制造思維、系統(tǒng)性思維、倫理思維等進(jìn)行特別強調(diào);通過實習(xí)實踐、跨學(xué)科項目等實踐性較強的課程培養(yǎng)大四學(xué)生的高階思維能力;引入思維能力的復(fù)雜概念、多樣方法等,輔以更多的真實世界存在的跨學(xué)科實踐案例,實現(xiàn)更為系統(tǒng)的學(xué)習(xí);增加小組活動,重點關(guān)注學(xué)生運用創(chuàng)造、制造、人際交往、學(xué)會學(xué)習(xí)等多樣思維解決真實世界復(fù)雜問題的能力等。

(三)發(fā)揮有機式項目集成的作用

串聯(lián)是NEET三大創(chuàng)舉之一,是有機式項目集成。通過各類有機聯(lián)系、難度逐漸遞增的項目集成,新工科人才有機會超越學(xué)科限制,了解真實的社會問題,也能通過具體的實踐活動提高解決復(fù)雜社會問題的能力。我國也需注重發(fā)揮各類有機式項目集成的作用。如圍繞特定主題有意識、有目的地構(gòu)建系列項目,確保各項目的難度逐漸遞增,為新工科人才思維能力的培養(yǎng)提供貫穿大學(xué)四年的持續(xù)性支持;大一、大二主要開展個人項目或2人項目;大三主要開展3-5人小組項目;大四可開展人數(shù)更多的大型項目等。在項目主題選取與項目設(shè)計的過程中,也需整合多方資源,收集思維能力研究專家、產(chǎn)業(yè)界專家、專業(yè)課教師、通識課教師及學(xué)生等多元主體的意見,確保項目的典型性與代表性,反映真實世界的復(fù)雜問題,同時也符合思維能力的發(fā)展規(guī)律,切實促進(jìn)思維能力的發(fā)展。

(四)創(chuàng)新思維能力評價方式

根據(jù)訪談,NEET通過SAFO框架、分析NEET教學(xué)大綱、獲得師生的評價與反饋意見、學(xué)生完成實踐作業(yè)等方式評價新工科人才思維能力的發(fā)展情況。為提高評價科學(xué)性,NEET也計劃在未來采取更多樣化的評價方式,包括形成性評價、總結(jié)性評價、增值評價、對照實驗等。訪談教師也特別指出,由于無法有效區(qū)分NEET教育活動與其他教育活動對學(xué)生思維能力發(fā)展的影響,所以目前較難開展控制實驗。

基于NEET的經(jīng)驗教訓(xùn),在當(dāng)前不斷推進(jìn)教育評價方式改革的背景下,我國可通過創(chuàng)新評價方式準(zhǔn)確評價新工科人才的思維能力發(fā)展情況。例如,開發(fā)思維能力教學(xué)與評價框架、開展表現(xiàn)性評價及增值評價、關(guān)注新工科人才在實踐中運用思維能力的情況、及時了解師生的反饋意見、建立思維能力發(fā)展檔案、開展設(shè)計良好的對照實驗明確思維能力發(fā)展的各項影響因素、建設(shè)智慧學(xué)習(xí)空間并運用現(xiàn)代智能技術(shù)監(jiān)測思維能力發(fā)展情況等。

(五)構(gòu)建完善的思維能力培養(yǎng)支持機制

雖然MIT構(gòu)建了思維能力培養(yǎng)跨院系組織合作機制,但在實踐中仍存在合作機制表面化的問題。這些問題包括使用的術(shù)語不一致,如批判性思維、倫理思維教師團(tuán)隊均使用“批判性思維”,但定義、內(nèi)涵有所不同;不同課程模塊的內(nèi)容重復(fù),如創(chuàng)造性思維、學(xué)會如何學(xué)習(xí)等模塊均包括利益相關(guān)者等內(nèi)容;各模塊授課時長不一致;思維方式課程模塊與NEET各串聯(lián)的融合度不足,如自動化機器串聯(lián)中呈現(xiàn)的案例與機器人、自動化關(guān)聯(lián)度有待進(jìn)一步提升等。

NEET教師在訪談中指出,出現(xiàn)以上問題的主要原因在于承擔(dān)思維方式教學(xué)工作的部分教師來自MIT其他院系,但是他們并未深度參與NEET,與NEET團(tuán)隊合作不足,導(dǎo)致開展的教學(xué)活動游離于NEET教育目標(biāo),學(xué)生難以內(nèi)化并在實踐中運用所學(xué)知識。

基于以上經(jīng)驗教訓(xùn),為提高思維能力培養(yǎng)成效,我國可構(gòu)建更為完善的思維能力培養(yǎng)支持機制,為新工科人才的思維能力發(fā)展提供系統(tǒng)性支持。例如,深化通識教育課程教師與專業(yè)課程教師之間的合作與聯(lián)系;加強跨學(xué)科平臺與組織的建設(shè),促進(jìn)不同學(xué)科教師之間的交流與合作,助力教師達(dá)成對思維能力培養(yǎng)的深度共識;開發(fā)一致性較強、術(shù)語定義不沖突、內(nèi)容重復(fù)少、與各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)融合度較高,且體現(xiàn)各專業(yè)特色的思維能力培養(yǎng)課程等。

(六)對接社會對新工科人才的思維能力需求

MIT通過對產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行調(diào)研對接社會對人才思維能力的需求,產(chǎn)業(yè)界也通過深度參與新工科人才的培養(yǎng)過程反饋對人才思維能力的要求。隨著現(xiàn)代智能技術(shù)的不斷發(fā)展,社會變遷速度不斷加快,各種技術(shù)層出不窮,我國也需要對接社會對新工科人才思維能力的需求,如對企業(yè)家、產(chǎn)業(yè)界、用人單位、知名校友等進(jìn)行調(diào)研,明確思維能力的內(nèi)涵、結(jié)構(gòu);對各思維打分,排列優(yōu)先級,為高校培養(yǎng)新工科人才的思維能力提供方向指導(dǎo);構(gòu)建產(chǎn)業(yè)界、用人單位等深度參與人才思維能力培養(yǎng)的有效機制;在教育教學(xué)過程中融入真實世界的復(fù)雜問題作為案例或者實踐項目;邀請業(yè)界專家開展講座及承擔(dān)具體的教學(xué)工作,為學(xué)生了解真實的社會問題,通過動手操作開展實踐活動解決真實世界的各類復(fù)雜工程問題提供支持等。