基于“全人”教育理念的新工科項(xiàng)目化課程教學(xué)改革

黃玉梅

（南通大學(xué)，江蘇南通226019）

0 引言

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革正在不斷深化，人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)與智能制造等新技術(shù)迅速發(fā)展。在跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的深度融合中，高等工程教育也迎來了新的挑戰(zhàn)。

自2017年起，教育部推出“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”等系列指導(dǎo)性文件，凝聚了新工科建設(shè)的廣泛共識(shí)，引導(dǎo)各高校積極開展新工科建設(shè)的多元探索。新工科倡導(dǎo)學(xué)科交叉和跨界融合，目標(biāo)是培養(yǎng)具有“家國情懷、國際視野和創(chuàng)新精神”的卓越工程人才。在人才培養(yǎng)中，課程是其核心要素，學(xué)生在大學(xué)階段獲得最根本、最直接的受益來源于課程，因此突破傳統(tǒng)工程教育特點(diǎn)，對(duì)新工科課程教學(xué)進(jìn)行改革顯得尤為迫切和重要。

1 推行“全人”教育理念，加大新工科建設(shè)力度

新工科建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，運(yùn)用先進(jìn)的教育理念，作為貫穿系統(tǒng)工程始終的“主線”，全面有序推進(jìn)新工科建設(shè)才能得以保障。源于20世紀(jì)70年代的“全人”教育理念，現(xiàn)已成為推動(dòng)高等教育改革的重要思潮。積極推行“全人”教育理念，以此加大新工科建設(shè)力度。

1.1 “全人”教育的內(nèi)涵及特點(diǎn)

美國著名人本主義心理學(xué)家羅杰斯于20世紀(jì)70年代提出：“全人”教育（holistic education）是以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知素質(zhì)、情意素質(zhì)全面發(fā)展和自我實(shí)現(xiàn)為教學(xué)目標(biāo)的教育，它以使受教育者通過個(gè)性的充分發(fā)展而獲得運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和技能為社會(huì)進(jìn)行價(jià)值創(chuàng)造的能力［1］。“全人”即指完整的個(gè)人，“全人”教育的教學(xué)觀以學(xué)生為中心，學(xué)生的情感或是意志都得到極大的關(guān)注，有利于學(xué)生發(fā)展，向著“全人”的目標(biāo)前進(jìn)。

“全人”教育整合了“以社會(huì)為本”與“以人為本”兩種教育觀點(diǎn)，形成既重視社會(huì)價(jià)值，又重視人的價(jià)值的教育新理念?！叭恕苯逃匾晫W(xué)生軟技能的培養(yǎng)，如獨(dú)立思考能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力、家國情懷和國際視野以及個(gè)人內(nèi)驅(qū)力的挖掘。

1.2 新工科建設(shè)的人才培養(yǎng)特點(diǎn)

相較于傳統(tǒng)工程教育特點(diǎn)，新工科建設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。傳統(tǒng)工程教育為社會(huì)輸入了大量的基層技術(shù)人員，由于他們知識(shí)結(jié)構(gòu)單一，解決復(fù)雜問題能力有限，職業(yè)通道存在瓶頸。新工科具有綜合性、交叉性、跨學(xué)科等特點(diǎn)，要求本科教育培養(yǎng)的人才成為創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)、工程專業(yè)素養(yǎng)高、具有國際視野的高素質(zhì)復(fù)合型領(lǐng)軍人才，以適應(yīng)未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。

2 重塑知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，培養(yǎng)復(fù)合型領(lǐng)軍人才

新工科建設(shè)對(duì)高等教育人才培養(yǎng)提出了新要求，為了實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)復(fù)合型領(lǐng)軍人才這一培養(yǎng)目標(biāo)，傳統(tǒng)工程教育專業(yè)知識(shí)單一的特點(diǎn)亟待變革。重塑知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，強(qiáng)化人才核心素養(yǎng)成為推進(jìn)新工科建設(shè)的重要內(nèi)容之一。

2.1 “壓強(qiáng)理論”知識(shí)結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建

根據(jù)物理學(xué)中的“壓強(qiáng)”（P=F/S）理論，其中F為壓力，S為受力面積，P即為壓強(qiáng)。在壓力一定的條件下，受力面積越大，壓強(qiáng)即越小。在新工科人才培養(yǎng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系（見圖1）構(gòu)建中，突出的專業(yè)特長即“一專”作為F，寬廣的學(xué)科知識(shí)面即“多學(xué)科”作為S，復(fù)雜綜合性工程問題的難度系數(shù)為P。在此可解讀為，新工科相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，在掌握一門專業(yè)特長后，注重跨學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)和積累，學(xué)科知識(shí)面廣，其感知的復(fù)雜綜合性工程問題難度系數(shù)就越小，即解決實(shí)際問題的能力就越強(qiáng)。多學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備是未來工程師迎接科技挑戰(zhàn)的必要能力，“全人”教育注重學(xué)科交叉，需要受教育者掌握多學(xué)科知識(shí)，這與新工科“壓強(qiáng)理論”知識(shí)結(jié)構(gòu)體系中重視均衡寬廣的工程知識(shí)基礎(chǔ)相呼應(yīng)。

圖1 新工科“壓強(qiáng)理論”知識(shí)結(jié)構(gòu)體系

2.2 新工科復(fù)合型領(lǐng)軍人才的核心素養(yǎng)

在新近召開的黨的十九屆五中全會(huì)中，習(xí)近平總書記發(fā)表重要講話多次提及“創(chuàng)新”一詞，堅(jiān)持創(chuàng)新核心地位。無論是科教興國戰(zhàn)略，還是人才強(qiáng)國戰(zhàn)略，“創(chuàng)新”無不放在首位來強(qiáng)調(diào)。要成為適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展特征、契合新經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的新工科復(fù)合型領(lǐng)軍人才，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新實(shí)踐能力至關(guān)重要，這也是新工科卓越工程人才的核心素養(yǎng)。創(chuàng)新的基本要素由知識(shí)視野、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維構(gòu)成，創(chuàng)新的知識(shí)視野要求具有綜合性、廣博性，這與新工科“壓強(qiáng)理論”知識(shí)結(jié)構(gòu)體系中要求具有多學(xué)科知識(shí)面其內(nèi)涵是一致的。

3 堅(jiān)持以學(xué)生為中心，推進(jìn)新工科項(xiàng)目化課程教學(xué)改革

“全人”教育理念強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，重視應(yīng)用情境的創(chuàng)設(shè)和對(duì)學(xué)生有益學(xué)習(xí)經(jīng)歷的創(chuàng)造［2］。“全人”教育重視的是教學(xué)的過程而不是教學(xué)的內(nèi)容，重視的是教學(xué)的方法而不是教學(xué)的結(jié)果?；谶@一教育理念，新工科建設(shè)中積極推進(jìn)項(xiàng)目化課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。項(xiàng)目化課程教學(xué)具有跨學(xué)科學(xué)習(xí)、注重過程性評(píng)價(jià)、綜合運(yùn)用多元化教學(xué)方法等特點(diǎn)，在教學(xué)過程中堅(jiān)持以學(xué)生為主體，同時(shí)以提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、解決實(shí)際問題能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等綜合素養(yǎng)和能力作為新工科人才培養(yǎng)的重要組成部分。

3.1 知識(shí)獲取與能力提升的同步性

傳統(tǒng)的工程教育體系在專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)中，其理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐能力培養(yǎng)存在明顯的先后順序，理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立。在實(shí)際的教學(xué)過程中，有時(shí)因課程設(shè)置相對(duì)獨(dú)立，甚至?xí)斐衫碚撝R(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用的脫節(jié)。

新工科的項(xiàng)目化課程教學(xué)中，在傳授專業(yè)知識(shí)之時(shí)，同步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。以“喚起學(xué)生好奇心，激發(fā)學(xué)生潛能”為目標(biāo)，面向新工科專業(yè)學(xué)生，構(gòu)建逐級(jí)提升的新工科項(xiàng)目化課程體系，即從新生基礎(chǔ)性項(xiàng)目化課程至大二階段的提升性項(xiàng)目化課程，最終大三、大四階段進(jìn)入創(chuàng)新性、研究性項(xiàng)目化課程。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過程中邊學(xué)邊做，運(yùn)用知識(shí)、解決問題的綜合能力逐步加強(qiáng)，知識(shí)獲取與能力提升得以同步。

3.2 多學(xué)科知識(shí)的交叉融合性

“全人”教育倡導(dǎo)實(shí)施工具理性和價(jià)值理性融合的工程教育，注重學(xué)科交叉和課程整合。在理順知識(shí)體系的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目化課程體系遵循新工科教育倡導(dǎo)的知識(shí)獲取與能力提升同步的理念，利用學(xué)習(xí)引導(dǎo)項(xiàng)目“穿針引線”作為多學(xué)科知識(shí)模塊的連接鏈條，融合機(jī)械工程、電氣工程及自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、交通設(shè)備與控制工程等多學(xué)科知識(shí)模塊，形成模塊化的課程體系，旨在突破傳統(tǒng)工程教育課程教學(xué)專業(yè)知識(shí)單一的模式，促進(jìn)學(xué)生對(duì)多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行交叉融合，為解決復(fù)雜綜合性工程問題打好基礎(chǔ)。

多學(xué)科知識(shí)的交叉融合性不僅體現(xiàn)在課程體系模塊化設(shè)計(jì)，還包括將不同課程和不同時(shí)間所學(xué)知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)［3］，設(shè)計(jì)系列競(jìng)賽或項(xiàng)目的子項(xiàng)目。如項(xiàng)目化課程教師團(tuán)隊(duì)根據(jù)某個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目或?qū)W科競(jìng)賽設(shè)計(jì)相應(yīng)的子項(xiàng)目，通過發(fā)布短期項(xiàng)目任務(wù)，組織團(tuán)隊(duì)協(xié)作，學(xué)生團(tuán)隊(duì)集中在一周或兩周內(nèi)完成。此任務(wù)作品不一定作為大創(chuàng)項(xiàng)目或?qū)W科競(jìng)賽的階段性成果，而是重點(diǎn)幫助學(xué)生探索、整合和加強(qiáng)他們正在進(jìn)行的相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)。

3.3 學(xué)生為主體的教學(xué)方法多元化

“全人”教育其真正現(xiàn)實(shí)的教學(xué)目標(biāo)，是“促進(jìn)變化的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)能夠適應(yīng)變化和知道如何學(xué)習(xí)的人”。身處知識(shí)大爆炸時(shí)代，無法預(yù)知更多顛覆性新工科領(lǐng)域的出現(xiàn)，未來社會(huì)對(duì)人才的需求是動(dòng)態(tài)的，即面對(duì)未知的未來，只有學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)和學(xué)會(huì)如何適應(yīng)變化的人，才是真正意義上的人才。新工科項(xiàng)目化課程教學(xué)體系通過在不同階段設(shè)計(jì)符合學(xué)生能力發(fā)展特點(diǎn)的基礎(chǔ)性、提升性、創(chuàng)新性及研究性項(xiàng)目化課程，讓學(xué)生以多元化學(xué)習(xí)方式參與到各類項(xiàng)目化課程中。

3.3.1 項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)

以“機(jī)器人小車的設(shè)計(jì)與制作”為例，這個(gè)項(xiàng)目化課程包含了設(shè)計(jì)思維與工程、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、模擬電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多學(xué)科知識(shí)，不同專業(yè)背景的資深專業(yè)教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合指導(dǎo)、分別授課，每個(gè)項(xiàng)目可安排一名高年級(jí)學(xué)生作為項(xiàng)目助教。項(xiàng)目化課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)教學(xué)大綱要求將相關(guān)資料提前發(fā)布給學(xué)生，包括：專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容清單、自學(xué)過程中可能遇到的問題清單、供以自學(xué)的資源清單及課程學(xué)習(xí)考核方法等，這些資料有效引導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

項(xiàng)目化課程教學(xué)中，項(xiàng)目助教組織學(xué)生討論學(xué)習(xí)中遇到的困難，引導(dǎo)學(xué)生充分互動(dòng)，探究問題的答案。對(duì)于涉及較深專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域及具有多學(xué)科交叉融合特點(diǎn)的綜合性難題，教師團(tuán)隊(duì)結(jié)合各自專業(yè)背景在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部先進(jìn)行討論，梳理解題思路，進(jìn)而給學(xué)生做出詳細(xì)解答。通過項(xiàng)目“穿針引線”，促進(jìn)學(xué)科交叉融合，同時(shí)在教與學(xué)的兩個(gè)維度分別激發(fā)教師或?qū)W生群體內(nèi)的互動(dòng)交流，最終實(shí)現(xiàn)雙向的積極互動(dòng)和反饋。

3.3.2 體驗(yàn)式教學(xué)

體驗(yàn)式教學(xué)是一種情境化教學(xué)，包括案例分析、實(shí)驗(yàn)操作、企業(yè)調(diào)研等，這是基于“全人”教育理念的具體實(shí)踐，“全人”教育理念重視應(yīng)用情景的創(chuàng)設(shè)。在企業(yè)經(jīng)典案例的分析學(xué)習(xí)過程中，項(xiàng)目化課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)可借助現(xiàn)代信息技術(shù)條件創(chuàng)設(shè)案例場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生模擬進(jìn)入案例情境，幫助他們更好地理解如何運(yùn)用專業(yè)知識(shí)有效解決工程領(lǐng)域各種綜合性問題。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生能“身臨其境”跨時(shí)空參與一些具有較大危險(xiǎn)性、現(xiàn)場(chǎng)操作成本較大的工程項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)習(xí)的好奇心。在企業(yè)實(shí)地考察調(diào)研中，邀請(qǐng)企業(yè)高級(jí)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，課堂從學(xué)校搬到企業(yè)，學(xué)生在生動(dòng)的工程實(shí)踐環(huán)節(jié)強(qiáng)化了學(xué)習(xí)興趣。在體驗(yàn)式教學(xué)中，學(xué)生知識(shí)的獲取與能力的提升也得以同步，學(xué)生的情感方面得到較大關(guān)注，遵循了“人本”教育理念。

3.3.3 混合式教學(xué)

通過線上線下混合式學(xué)習(xí)模式，學(xué)生學(xué)會(huì)利用各種渠道和資源獲取知識(shí)的自學(xué)能力。在混合式教學(xué)過程中，應(yīng)打破傳統(tǒng)教育的時(shí)空界限和學(xué)校圍墻，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，促進(jìn)教師跨時(shí)空、跨專業(yè)地開展知識(shí)傳授和創(chuàng)新研究；同時(shí)實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)資源供給的多元化，為其提供滿足個(gè)性化需求的定制化教育。即使不在課堂，沒有教師，學(xué)生也能自主“獲取知識(shí)”“尋找答案”及“解決問題”。

4 結(jié)語

新工科項(xiàng)目化課程教學(xué)考核注重過程性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括：自學(xué)努力程度及自學(xué)工具運(yùn)用能力、書面及口頭表達(dá)能力、跨學(xué)科知識(shí)涉及和運(yùn)用、分析及解決問題能力、時(shí)間管理及效率等。項(xiàng)目化課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目助教分別被賦予對(duì)各環(huán)節(jié)打分的不同權(quán)重，學(xué)生的課程成績(jī)不再由一紙?jiān)嚲頉Q定，而是充分考核學(xué)生的各種綜合素養(yǎng)和能力?；凇叭恕苯逃砟畹男鹿た祈?xiàng)目化課程教學(xué)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程，重視師生雙向反饋，充分培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作溝通能力等，積極推進(jìn)新工科復(fù)合型領(lǐng)軍人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。