新工科背景下課程教學(xué)改革現(xiàn)狀分析與啟示

唐靜靜 齊文麗 徐雪萌

摘 ?要：為了準(zhǔn)確了解新工科背景下課程教學(xué)改革的現(xiàn)狀，找出研究熱點(diǎn)，研究存在的問(wèn)題和不足，明確未來(lái)的發(fā)展方向。文章采用詞頻分析、內(nèi)容分析等方法對(duì)以新工科為背景的課程教學(xué)改革研究進(jìn)行了定量分析，并據(jù)此提出其研究熱點(diǎn)和趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：新工科;課程;教學(xué)改革;定量分析;研究現(xiàn)狀;趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）13-0112-03

Abstract： In order to accurately understand the research status of curriculum teaching reform under background of "New Engineering"， it is important to find out hotspots， study problems and deficiencies， and make clear the development direction. This paper adopts the methods of word frequency analysis and content analysis to make a quantitative analysis of the current research， and puts forward the research hotspots and trends accordingly.

Keywords： New Engineering; curriculum; teaching reform; quantitative analysis; research status; trends

一、概述

科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正以指數(shù)級(jí)速度重構(gòu)全球創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)版圖，為應(yīng)對(duì)這一輪新的變革，國(guó)家推動(dòng)了一系列重大創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，如“一帶一路”、“中國(guó)制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等。新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對(duì)我國(guó)工程科技人才提出了更高的要求[1]。為響應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略需求，2017年2月至6月，教育部陸續(xù)推出復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南，構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”，開(kāi)拓了工程教育改革的新路徑。隨著新工科建設(shè)的不斷推進(jìn)，以新工科建設(shè)為背景的課程教學(xué)改革已成為各工科類院校課程建設(shè)關(guān)注的重要問(wèn)題。

為了全面了解新工科背景下課程教學(xué)改革研究的現(xiàn)狀，本文以公開(kāi)發(fā)表的相關(guān)課程教學(xué)改革文獻(xiàn)為研究對(duì)象，以定量分析的方式對(duì)現(xiàn)有成果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，明確課程教學(xué)改革未來(lái)的研究方向，促進(jìn)改革的良性發(fā)展。

二、研究方法

本文采用文獻(xiàn)題錄信息統(tǒng)計(jì)分析軟件SATI、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件Ucinet 對(duì)文獻(xiàn)樣本進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)分析和內(nèi)容分析，定量研究當(dāng)前新工科背景下課程教學(xué)改革的熱點(diǎn)問(wèn)題。采用詞頻統(tǒng)計(jì)分析對(duì)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞進(jìn)行定量分析，以獲取新工科背景下教學(xué)改革研究的熱點(diǎn)。采用內(nèi)容分析法分析文獻(xiàn)的研究方法和對(duì)象，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的問(wèn)題，明確未來(lái)的研究方向。

三、研究過(guò)程及結(jié)果分析

（一）樣本提取

本文分析的文獻(xiàn)樣本來(lái)源于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)。以主題為“新工科”+“教學(xué)改革”+“課程”進(jìn)行檢索，檢索時(shí)間范圍自2017-2019年，共檢索文獻(xiàn)264篇。剔除會(huì)議、關(guān)聯(lián)度不緊密的期刊論文共27篇，獲取有效論文樣本共237篇。

從論文樣本的發(fā)表數(shù)量情況看，2017年共計(jì)發(fā)表20篇，2018年共計(jì)發(fā)表196篇，2019年1月發(fā)表21篇。可見(jiàn)自2017年2月“新工科”建設(shè)提出以來(lái)，各高校積極開(kāi)展新工科背景下的課程教學(xué)改革。從2019年1月份的論文發(fā)表數(shù)量來(lái)看，新工科背景下的課程教學(xué)改革依然是工程教育的熱點(diǎn)領(lǐng)域，相關(guān)的研究成果數(shù)量依然會(huì)持續(xù)上升。

利用SATI軟件對(duì)樣本論文進(jìn)行載文期刊統(tǒng)計(jì)。以“來(lái)源”為對(duì)象進(jìn)行頻次統(tǒng)計(jì)，并按核心期刊/CSSCI、非核心期刊兩大類進(jìn)行分類，統(tǒng)計(jì)各期刊載文數(shù)量如表1所示。

核心期刊載文數(shù)量為17篇，非核心期刊載文數(shù)量為220篇。載文期刊學(xué)科類型主要集中在社科類，其他的類型的期刊分布較為分散。由載文期刊的分布情況可見(jiàn)，新工科背景下的課程教學(xué)改革研究多數(shù)還處于初期探究階段，高層次的研究成果相對(duì)較少，該研究領(lǐng)域還有很大的空間亟待深入探索。

（二）關(guān)鍵詞頻次統(tǒng)計(jì)

關(guān)鍵詞代表論文關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。詞頻較高的關(guān)鍵詞基本可體現(xiàn)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文采用SATI對(duì)樣本論文關(guān)鍵詞進(jìn)行頻次統(tǒng)計(jì)：從CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)出Endnote文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，將其導(dǎo)入SATI軟件，進(jìn)行關(guān)鍵詞字段提取，并統(tǒng)計(jì)頻次。剔除含義邊界模糊的關(guān)鍵詞，如：改革、人才。剔除具體的課程關(guān)鍵詞，如：機(jī)械制圖、大學(xué)物理。合并含義相近的關(guān)鍵詞，如混合式、混合式教學(xué)合并為混合式教學(xué)。取頻次大于等于2的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析，按照頻次由高到低進(jìn)行排列，如表2所示。該表所列關(guān)鍵詞占總體關(guān)鍵詞數(shù)量的35.52%。

由表2可見(jiàn)，新工科背景下的課程教學(xué)改革研究熱點(diǎn)主要集中在：實(shí)踐類課程以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革、課程的教學(xué)模式改革、學(xué)生的創(chuàng)新能力及工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)、OBE教育理念在課程教學(xué)中的應(yīng)用、面向新工科教育的教學(xué)方法探索等方面。

（三）關(guān)鍵詞共現(xiàn)相異度分析

對(duì)表2的20個(gè)高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)相異度分析，表3為部分關(guān)鍵詞共現(xiàn)相異矩陣。

表3體現(xiàn)了各關(guān)鍵詞間的相異性。相異度系數(shù)范圍在0-1之間，數(shù)值越小表示兩個(gè)關(guān)鍵詞之間的相異性越小，即二者之間的相互影響程度越大。

（四）研究主題聚類分析

將關(guān)鍵詞相異度矩陣導(dǎo)入U(xiǎn)cinet軟件進(jìn)行聚類分析，采用CONCOR繪制聚類圖。經(jīng)過(guò)整理得到近兩年來(lái)新工科背景下課程教學(xué)改革的主題分類：教學(xué)模式、教學(xué)方法、課程體系、目標(biāo)及評(píng)價(jià)。

1. 教學(xué)模式

教學(xué)模式是在特定的教育理念下展開(kāi)的課程教學(xué)活動(dòng)框架和教學(xué)程序，是課程教學(xué)的基礎(chǔ)。自2013年我國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》以來(lái)，基礎(chǔ)的教育理念逐漸由強(qiáng)調(diào)學(xué)科體系的理念逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐猿晒麨閷?dǎo)向的OBE教育理念。在OBE理念的主導(dǎo)下，CDIO工程教育模式被各大高校積極采用，成為工程專業(yè)課程教學(xué)模式改革的參照。在新經(jīng)濟(jì)、新業(yè)態(tài)的需求下，課程教學(xué)改革更加重視學(xué)科知識(shí)融合和教學(xué)方式的混合使用?！叭诤稀⒒旌稀背蔀樾鹿た票尘跋抡n程教學(xué)模式改革的亮點(diǎn)。對(duì)樣本論文研究發(fā)現(xiàn)，約84%的課程改革在以CDIO工程教育模式為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代教育信息技術(shù)，創(chuàng)建具有特色的混合式教學(xué)模式?；旌鲜浇虒W(xué)模式的“工程”性較為突出。時(shí)代背景下的新工科人才不僅要具備工程技術(shù)能力，還要具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及國(guó)際化綜合能力。如何從全面能力培養(yǎng)的視角審視現(xiàn)有的工程教育理念和教學(xué)模式，加強(qiáng)新工科背景下課程教學(xué)模式的內(nèi)涵建設(shè)，使其更加符合新工科人才培養(yǎng)的要求，將是課程教學(xué)改革理論研究的重點(diǎn)和趨勢(shì)。

2. 教學(xué)方法

教學(xué)方法是課程教學(xué)能夠有效達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的重要手段。隨著先進(jìn)教育信息技術(shù)的發(fā)展，課程的教學(xué)方式產(chǎn)生了巨大的變化。MOOC、在線課程、微課成為近幾年來(lái)課程教學(xué)改革研究的熱點(diǎn)，云教育、SPOC教學(xué)、智慧教學(xué)等方式逐漸引入課程教學(xué)。87%的樣本論文采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合的線上線下混合式教學(xué)模式。對(duì)樣本研究發(fā)現(xiàn)，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法為主的課程教學(xué)展開(kāi)良好。線上教學(xué)設(shè)計(jì)因受到傳統(tǒng)教學(xué)體制、教育理念、教師對(duì)先進(jìn)教育信息技術(shù)的掌握程度等多方因素影響，還未能深度融入傳統(tǒng)的課堂教學(xué)。線上教學(xué)缺乏明確的教學(xué)方法和過(guò)程設(shè)計(jì)，多數(shù)情況下僅作為資源庫(kù)、線上測(cè)試的工具。從已有精品課、慕課使用情況來(lái)看，普及到各高校專業(yè)課使用情況較少。主要由于非線上課程開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的教師對(duì)于線上課程資源的使用權(quán)限低，無(wú)法將已有的線上課程與自己的課堂教學(xué)深度融合?！氨本┲改稀敝刑岬剑禾剿鞴こ探逃畔⒒虒W(xué)改革，推進(jìn)信息技術(shù)與工程教育深度融合，創(chuàng)新‘互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下工程教育教學(xué)方法，提升工程教育效率，提高教學(xué)效果[2]。未來(lái)的課程教學(xué)必然朝著多樣性、混合型課程形態(tài)發(fā)展，如何將線上課程教學(xué)真正融入在校課程的教學(xué)過(guò)程中，使線上線下教學(xué)深度融合將成為教學(xué)方法的研究趨勢(shì)。

3. 課程建設(shè)

實(shí)踐類課程教學(xué)改革在所研究的樣本論文中占比約為60%，教學(xué)改革研究成果較為突出。所有的課程建設(shè)焦點(diǎn)課歸納為課程體系的重構(gòu)。“重構(gòu)”是課程體系改革的焦點(diǎn)，具體表現(xiàn)為學(xué)科融合、產(chǎn)學(xué)融合的課程體系重構(gòu)。基于新工科人才的高素質(zhì)復(fù)合型，傳統(tǒng)的課程體系已經(jīng)無(wú)法滿足新工科人才培養(yǎng)的需求。各高校積極探索相應(yīng)專業(yè)新工科人才的培養(yǎng)目標(biāo)，并以人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向進(jìn)行課程體系重構(gòu)，或創(chuàng)建新課程來(lái)支撐人才培養(yǎng)目標(biāo)。例如郭志明、鄒小波等以物理類知識(shí)體系為主線，從基礎(chǔ)物理、工程物理、應(yīng)用物理三個(gè)層面重構(gòu)食品工程專業(yè)課程體系[3]。

教材是課程教學(xué)的有形知識(shí)載體，隨著教育信息技術(shù)的不斷發(fā)展，教學(xué)新方式不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的教材顯然從編寫的思路到出版的形式均遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于時(shí)代的發(fā)展。黃寶忠，李琰輝等人通過(guò)研究新工科視域下傳統(tǒng)教材存在的問(wèn)題，認(rèn)為教材應(yīng)該從單一教材到教材體系，靜態(tài)出版到動(dòng)態(tài)出版，紙質(zhì)教材到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等三個(gè)方面進(jìn)行升級(jí)和內(nèi)容重構(gòu)。并預(yù)計(jì)“紙質(zhì)+網(wǎng)絡(luò)”互相打通的全媒體融合型教材將成為未來(lái)教材出版的主流形式[4]。教育出版服務(wù)于教育創(chuàng)新大局。基于新工科建設(shè)的新趨勢(shì)，教材從內(nèi)容、形式上應(yīng)與國(guó)家重大戰(zhàn)略保持同步。探討如何從以學(xué)科知識(shí)體系為主線的傳統(tǒng)編寫框架中跳出來(lái)，以新工科人才培養(yǎng)為目標(biāo)，按照學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，以學(xué)生為中心來(lái)編寫教材，將成為課程教學(xué)改革研究的重要方向，而從樣本論文的研究?jī)?nèi)容來(lái)看，目前對(duì)于新工科背景下的教材改革研究相對(duì)較少，缺乏實(shí)證研究成果。

4. 能力培養(yǎng)及評(píng)價(jià)

培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)積極性是多數(shù)當(dāng)前新工科課程教學(xué)改革中能力培養(yǎng)的焦點(diǎn)，課程的工程特色明顯。工程教育者一直致力于探索新工科建設(shè)的內(nèi)涵及人才的關(guān)鍵能力，剔除以能力培養(yǎng)作為課程教學(xué)目標(biāo)改革的參考。吳濤，劉楠等認(rèn)為，新工科人才關(guān)鍵能力應(yīng)包含專業(yè)精神、專業(yè)能力、可持續(xù)發(fā)展能力等三個(gè)維度的九項(xiàng)能力：家國(guó)情懷、生態(tài)意識(shí)、職業(yè)道德、工程思維能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、終身學(xué)習(xí)能力、跨界整合能力、領(lǐng)導(dǎo)能力。并認(rèn)為在課程的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)將新工科人才的關(guān)鍵能力全面貫徹于教學(xué)的全周期[5]?，F(xiàn)階段課程教學(xué)改革側(cè)重于工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對(duì)于專業(yè)精神和可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)相對(duì)薄弱。在未來(lái)的課程教學(xué)改革中需要進(jìn)一步深刻理解新工科建設(shè)的內(nèi)涵、明確新工科人才關(guān)鍵能力在課程體系中的培養(yǎng)方案及評(píng)價(jià)機(jī)制，使課程教學(xué)目標(biāo)更加精準(zhǔn)，與新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)到同頻共振，突顯“新工科”課程特色。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文基于關(guān)鍵詞頻統(tǒng)計(jì)和共現(xiàn)分析，歸納了現(xiàn)階段課程教學(xué)改革的熱點(diǎn)集中在課程教學(xué)模式、教學(xué)方法、課程體系、對(duì)工程能力的側(cè)重培養(yǎng)及評(píng)價(jià)。教學(xué)模式改革以O(shè)BE教育理念為指導(dǎo)，傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相混合的教學(xué)模式為主要形式。項(xiàng)目式教學(xué)是課程教學(xué)改革中多數(shù)課程采用的教學(xué)方法，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過(guò)程缺少明確的教學(xué)方法，線上線下教學(xué)融合度不高。探索線上線下深度融合的教學(xué)方法是新工科課程教學(xué)改革的重要方向。新工科背景下的課程教材從內(nèi)容、形式上還未達(dá)到成功轉(zhuǎn)型，有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)使其與國(guó)家重大戰(zhàn)略保持同步。從課程教學(xué)全周期來(lái)看，新工科課程內(nèi)涵建設(shè)有待進(jìn)一步加強(qiáng)，應(yīng)準(zhǔn)確把握人才關(guān)鍵能力要素，并將其全面貫徹于課程教學(xué)的全周期，通過(guò)多階段、多維度的過(guò)程性評(píng)價(jià)持續(xù)改進(jìn)課程，使其與新工科措施同頻共振。

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