新工科背景下通識教育課程體系改革探究

摘? 要：新工科建設要求高校加快工科本科課程體系改革，主動應對新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，服務“中國制造2025”“碳達峰·碳中和”等國家戰(zhàn)略。該文以工科專業(yè)機械工程為對象，對本科階段的通識教育體系的改革進行探討，分析目前高校工科專業(yè)在通識教育方面存在的主要問題，并基于“價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授”三位一體的教育理念，對通識教育提出具體改革措施和建議，為傳統(tǒng)工科專業(yè)的發(fā)展和高質(zhì)量人才的培養(yǎng)提供一種新思路。

關鍵詞：新工科；通識教育；教學改革；三位一體；機械工程

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）18-0052-04

Abstract： The construction of "new engineering" requires the universities to speed up the reform of undergraduate curriculum system， to actively respond to the new round of scientific and technological revolution and industrial transformation， and serve the national strategies of "Made in China 2025"， and "peak carbon dioxide emissions and carbon neutrality". This paper discusses the reform of the general education for the undergraduate， analyzes the main problems existing in the general education of the engineering majors， and finally provides some specific reform suggestions for the general education according to the trinity of "value shaping， ability training， and knowledge imparting". It provides a new idea for the development of traditional engineering majors and the cultivation of high-quality talents.

Keywords： new engineering; general education; reform in education; three-in-one; mechanical engineering

為了在新一輪科技競爭中占據(jù)主動地位，使我國科技發(fā)展實現(xiàn)從量到質(zhì)、從單點到系統(tǒng)的突破，教育部正在全國各個高校積極推進新工科建設，以期全面助力我國創(chuàng)新型卓越工程科技人才的培養(yǎng)，提升我國人才的國際競爭力和號召力，為我國產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供人才支撐。新工科建設對機械工程等傳統(tǒng)工科專業(yè)的人才培養(yǎng)也提出了更高的要求和目標。隨著科學技術的不斷創(chuàng)新以及機械學科的高速發(fā)展，機械工程專業(yè)不再是傳統(tǒng)意義上單一、分散的機械產(chǎn)品設計與制造加工，新理論、新概念和新工藝的不斷涌現(xiàn)給機械學科帶來了前所未有的發(fā)展機遇。在多學科交叉與融合這一機械學科改革的重要發(fā)展趨勢下，形成了以智能制造、人工智能、微納制造等為代表的全新研究領域。例如現(xiàn)代機械設計已不再屬于純工程技術范疇， 而是作為自然、人文和社會科學相互交叉、基礎理論與工程技術高度融合的設計學科出現(xiàn)在人們的視野中，這就要求機械專業(yè)方面的學生一方面需具有系統(tǒng)的產(chǎn)品設計、制造等領域的綜合素質(zhì)以及通過創(chuàng)新思維解決實際工程問題的本領，另一方面需具備一定的團隊合作、溝通交流與表達、組織領導和決策等綜合能力。

清華大學在2018年針對機械學科的發(fā)展提出了“雙T”理念，即培養(yǎng)引領行業(yè)發(fā)展的科學家和具有卓越領導力的工程師；同時強調(diào)學生獨立思考能力以及創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，致力于面向新時期中國制造培養(yǎng)創(chuàng)新設計人才。機械學科發(fā)展的新趨勢對機械專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)，為了培養(yǎng)具有全球視野、健全人格、正確價值觀的創(chuàng)新型人才，傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不再適應時代的發(fā)展，急需進行改革創(chuàng)新。課程學習作為人才培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)之一，在培養(yǎng)高質(zhì)量復合型創(chuàng)新型人才方面發(fā)揮著重要的基礎作用。因此，如何構建適應未來機械學科發(fā)展的人才培養(yǎng)課程體系已成為機械專業(yè)新工科建設的重點和關鍵之一。其中通識教育作為高等教育的重要環(huán)節(jié)，不僅是提高學生認知水平、綜合素質(zhì)和人文修養(yǎng)的重要手段，也是學生學習專業(yè)課程、開拓視野、培養(yǎng)科學研究創(chuàng)新精神的重要支撐。因此，構建合理的通識教育體系是實現(xiàn)上述教育理念的一個重要手段，也是新工科背景下機械專業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展和人才培養(yǎng)的重要保障。

一? 通識教育的現(xiàn)狀

通識教育的核心在于培養(yǎng)學生正確的人生觀和價值觀，使之成為一個能夠獨立思考、擁有健全人格的“世界公民”。通識教育主要聚焦人文、自然和社會科學三個方面，包括基礎科學知識講授、健全人格的培養(yǎng)以及正確價值觀體系的構建，幫助學生探究人類精神的自由、心靈的富足、生命的價值以及思想的升華[1]。哈佛大學在1945年發(fā)表了《自由社會中的通識教育》[2]，對大學通識教育進行了詳細描述，認為通識教育需要關注學生價值體系的構建以及心智品性的培養(yǎng)，包含了教育中除專業(yè)知識和技能之外的幾乎所有方面，包括價值判斷、藝術鑒賞、批判分析和抽象思維、深度學習、歷史意識和溝通表達等。

目前學界公認的通識教育模式始源于美國，通識教育與專業(yè)教育并舉的模式已經(jīng)成為美國一流本科教育的基本形態(tài)。哈佛大學和耶魯大學等專業(yè)性、綜合性教育前沿基地是美國開展通識教育的先行者和踐行者，它們在通識教育課程設計、體系構建、模式探索等方面進行了大量的實踐。美國大學本科教育的通識課程體系在長期發(fā)展中主要形成了兩種結構模式：一是以哈佛大學、斯坦福大學為代表的分布課程模式，二是以麻省理工學院為代表的核心課程模式[3]。前者給予學生更大的選課自主權，要求學生從除自己專修領域外的包括人文藝術、社會科學、自然工程與科學等其他類別和領域中選修一定學分課程，而后者則基于特定開發(fā)的綜合性跨學科一體課程或者構成一定課程序列的核心課程，對幾乎所有專業(yè)學生采取統(tǒng)一標準，選課自由度相對較低。這兩類課程模式的共性之處在于主要課程都設置在本科的前兩年，并且要求學生均衡選擇、全面學習（表1）。

相對而言，英國的通識教育與美國不同，一直主張人文教育為主體，特別注重人文社科和文化教養(yǎng)的教育，反而忽視了對專業(yè)技能和科學技術等方面的培養(yǎng)。隨著工業(yè)革命和科學技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，英國高校已經(jīng)形成了一種將通識教育融入日常專業(yè)教育中的不明確分離通識教育和專業(yè)教育的課程模式，逐步實現(xiàn)專業(yè)教育通識化[4]。例如牛津大學[5]設立了三大學科群，包括工程學、計算機科學、英語等在內(nèi)的Ⅰ科專業(yè)，包括古典文學、古現(xiàn)代歷史、現(xiàn)代經(jīng)濟學在內(nèi)的II科專業(yè)以及包含政治經(jīng)濟學、古典哲學和管理學的III科專業(yè)，同時課程設置具有階段性，學生需要完成一定的基礎課程之后才能進入下一階段的學習。肯特大學[5]則采用設立人文科學部、社會科學部以及自然科學部的方式進行課程設置，三大學部分別設置2～3門基礎課程。除正規(guī)課程之外，許多高校會同時輔以講座、研討會、辯論以及帶有娛樂性質(zhì)的俱樂部社團活動等形式，幫助學生通過多方位學習實現(xiàn)知識的融會貫通。

日本二戰(zhàn)后從美國引進的大學通識教育體系經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前主要形成了通用核心型、分類必修型和自由選修型三種課程單獨培養(yǎng)或者結合使用的課程模式[6]。其中東京大學實行大類招生，采用了四步走的本科培養(yǎng)機制：先進行兩年通識教育，然后再進行專業(yè)分流，最后完成兩年專業(yè)技能教育[7]。在經(jīng)過文理科分類招生后，教養(yǎng)學部針對通識教育建立數(shù)理信息、物質(zhì)生命、思想藝術、社會制度、國際地域和人類環(huán)境六個門類的核心課程群，并為不同類別學生制定相對統(tǒng)一的研修標準進行培養(yǎng)，同時加之社團第二課堂以及師生自發(fā)組織的各類文化活動等實現(xiàn)對正規(guī)通識教育課程的補充。相較于東京大學，京都大學[7]轉(zhuǎn)而建立規(guī)模較小的依附于專業(yè)學部的國際高等教育院，實行以“人文·社會科學模塊”“自然科學模塊”“信息學科模塊”“外語模塊”“健康·體育模塊”“職業(yè)生涯形成模塊”“綜合科學模塊”“少數(shù)教育科目模塊”八個模塊為基礎的通識教育課程體系。

二 通識教育課程體系的改革與構建

《教育部關于2013年深化教育領域綜合改革的意見》[8]指出，要探索把通識教育模式作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要途徑，培養(yǎng)專業(yè)能力扎實、人格健全、具有高度社會責任感的高素質(zhì)人才。近年來，我國多個高校及機構結合國外教育理念的經(jīng)驗開展了“通識教育”中國化的探索。其中浙江大學和復旦大學[9]逐漸形成了以“通識核心課程”為主體的基本課程單元模式，通過不同領域方向的課程的協(xié)同實現(xiàn)跨學科學生培養(yǎng)的目標，課程內(nèi)涵與美國的“核心課程模式”較為接近。而中國科學院大學、中國科學技術大學這兩所理工科院校的通識教育體系極為相似，都包括通識必修課和選修課兩部分，對科學技術類和人文社科類課程分別制定了不同的學習目標和要求。浙江工業(yè)大學[10]近年來新工科通識教育形成了“1+5x”的培養(yǎng)課程結構，學生在學校指定的通識必修課基礎上，可以在“科學素養(yǎng)”“人文情懷”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”等5個類別中各選修一門自己感興趣的課程。此外，還有很多高校近年來開始實行大類招生，實行前兩年通識教育，后兩年專業(yè)教育的培養(yǎng)機制，以及建立基于書院制度的通識教育新模式，來對現(xiàn)有通識課程體系進行創(chuàng)新，全面提升學生的綜合能力。

雖然近年來我國高校在通識課程教育方面取得了很大的進展，在引導學生文理貫通方面取得了一定成效，但是仍然存在一些問題，比如通識教育課程還沒有形成完整的體系，缺乏統(tǒng)籌構建和長遠規(guī)劃，部分通識教育課程的知識存在重疊和碎片化的現(xiàn)象，課程之間缺乏系統(tǒng)設計和內(nèi)在的聯(lián)系以及與社會實踐的有機結合。在這種情況下，學生由于缺乏系統(tǒng)的知識體系，再加之對課程的學習目標不明確，很容易導致學生選課過于片面化、集中化，不利于學生的全面發(fā)展。這些問題不僅限制了我國本科通識教育的發(fā)展，也不利于高質(zhì)量人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。因此，這里我們對現(xiàn)有的通識教育課程出現(xiàn)的問題進行了梳理，從頂層設計層面對工科專業(yè)通識教育課程體系進行全面改革和構建，通過精心設計有內(nèi)在聯(lián)系的通識課程體系，分階段向?qū)W生傳授基本且全面的知識、常識，引導學生進行跨學科探索，結合社會實踐，幫助學生建立完整的知識體系（圖1）。

首先，從課程設計層面需要對工科專業(yè)通識類的課程構建貫通式教學體系，整合現(xiàn)有的課程資源，同時結合行業(yè)發(fā)展，開設若干門前沿通識課程。在此基礎上，根據(jù)課程的特點和知識內(nèi)容，合理設置不同模塊和子模塊的課程分布，解決現(xiàn)有通識教育課程知識重疊和碎片化的問題。各個高校需要根據(jù)機械工程等工科專業(yè)的發(fā)展趨勢，因地制宜，精準施策，構建系統(tǒng)的通識教育課程體系，促進學生的全面發(fā)展。通識教育課程體系可以按照數(shù)理邏輯推理、自然科學技術、社會科學、語言與寫作和人文與藝術五個方向進行大類劃分，每個方向上都設置若干門相關課程供學生選修，除了必修課程之外，其余課程由學生自主選擇，滿足規(guī)定的學分要求即可，引導學生在廣泛的基礎性課程中找到自己的學習興趣點，進而根據(jù)自身的興趣點就相關領域進行更深入地探究，培養(yǎng)學生的學術志趣。當前很多通識課程之間的聯(lián)系性、耦合性、邏輯性不強，很多是獨立存在的，課程之間缺乏內(nèi)在的系統(tǒng)性和延續(xù)性，學生選課時由于學習目標不明確，加之湊足學分、隨意選擇的心理，往往導致所選課程缺乏廣泛性和全面性，長此以往，不僅影響學生的成長，也與通識教育的培養(yǎng)目標相違背。因此還需要教師提前引導學生了解通識教育課程的重要性，給予學生一定的目標引導，賦予學生更大的選課自主權，鼓勵學生在基本知識、基本技能、體育和特色課程中均衡選擇，追求全面發(fā)展。

其次，要強化頂層設計，根據(jù)課程的難易程度和內(nèi)在聯(lián)系分階段、分序列開設通識教育課程，整合課程資源、優(yōu)化課程模塊的內(nèi)部結構，提升課程知識之間的有效銜接和整體的系統(tǒng)性，以幫助學生建立一套比較完整的知識體系，進而讓學生更好地認知、理解世界。通識教育的主要課程一般設在本科一年級和二年級，此時剛進入大學的學生可塑性強，更容易塑造正確的價值觀和世界觀。對于少量梯度深入的課程可以有序遞進、延伸至后兩學年，做到低年級課程廣泛、重基礎，高年級課程深入、重進階。此外，通識教育課程需要與后續(xù)專業(yè)課程實現(xiàn)有效銜接，構建通識-專業(yè)教育的課程鏈，幫助學生實現(xiàn)知識體系的整合與構建，實現(xiàn)通識課程與專業(yè)課程的耦合和貫通式教學。以工科機械工程專業(yè)為例，可以引入一些與機械工程能力培養(yǎng)要求相適應的特色通識教育課程，比如機械科學導論、機械前沿講座、院士報告等，幫助學生接觸和體驗到更廣泛的專業(yè)領域，了解行業(yè)的最新發(fā)展趨勢，開拓學生的視野和認知。此外教師在通識課程的教學過程中，可以通過追溯歷史起源、引入經(jīng)典案例或者閱讀經(jīng)典文獻，來加深學生對這門課的認識，使學生了解這門課對后續(xù)學習乃至未來職業(yè)生涯發(fā)展的重要性。

第三，通識教育課程不應局限在課堂教學，而是需要將通識教育課程和社會實踐相結合，在實踐中加強通識教育，提升學生的學習興趣和科學素養(yǎng)，讓學生體會到基礎知識及理論在工程領域的廣泛應用。當前實踐教學是通識教學環(huán)節(jié)的一個短板，很多通識課的任課教師與實踐教師是分離的，二者之間缺少有效的銜接和密切的配合，此外，很多學生反映進行實踐活動的課時越來越少，老師對實踐課的重視程度也越來越低。因此，通過系統(tǒng)性的實踐教學設計，將通識教育課程和實踐課程有機結合，不僅可以深化理解通識教育課堂所學的知識點，還可以培養(yǎng)學生的動手實踐、團隊合作、寫作溝通和組織領導等綜合能力。因此，對于工科專業(yè)的本科生，應該從入學伊始便在部分通識教育課程的基礎上引導學生參與社會或工程實踐，讓學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、積累經(jīng)驗、成長學習，帶著所遇問題有導向性、目標性地學習基礎課程，進而提高學生自主學習的動力、激發(fā)他們的創(chuàng)新精神，做到實踐活動與通識課程相輔相成、系統(tǒng)協(xié)力助力學生全面發(fā)展。

最后，通識教育課程不能采取專業(yè)課程式的灌輸式教學，而應該做到“以生為本”，采取探究式、參與式的培養(yǎng)模式，把學生的個性化發(fā)展放在首位。通識教育課程以塑造人為目標，培養(yǎng)學生的科學精神、創(chuàng)新意識和人文素養(yǎng)，提升學生的綜合素質(zhì)，使學生的身心變得更加豐盈，變成更“完整”的人。教師在通識課程的教學過程中，可以采用分組討論、課堂翻轉(zhuǎn)、歷史剖析等教學手段，充分調(diào)動學生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的能力；鼓勵學生從不同的角度看待和思考問題，引導學生形成自己的人生觀和價值觀，使學生能夠更好地觀察和認識世界。此外，教師在通識課程的授課過程中，需要融入思想政治教育，加強對學生的人格塑造，注重弘揚中華民族優(yōu)秀文化和社會主義先進文化，激發(fā)學生的社會責任心和愛國意識，引導學生樹立中國特色社會主義理想，將自身發(fā)展與國家命運緊密結合起來，讓學生在學好基礎知識的同時，感受老一輩科學家艱苦奮斗的科研精神，引導學生愛國主義情懷的培育。

三? 結束語

高校在進行新工科人才培養(yǎng)的過程中，需要將通識類課程引入到整個課程體系之中，建立以通識教育為基礎，通專融合的本科教學體系；提升通識課程在大學整個課程體系中的重要性；需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不同類型的通識課程，構建貫通式的通識課程體系，解決知識重疊和碎片化的問題；根據(jù)專業(yè)特色分序列分階段開設通識課程，創(chuàng)新教學形式，將實踐教學融入到通識課程之中，使通識教育與專業(yè)課程實現(xiàn)深度融合。發(fā)揮通識教育在培養(yǎng)學生綜合能力、提高學生綜合素質(zhì)方面的優(yōu)勢，更好地服務于培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型的卓越工程科技人才培養(yǎng)目標。

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基金項目：清華大學本科生教學改革項目“面向‘高端裝備制造人才培養(yǎng)的機械原理課程改革”（ZY01_01）

作者簡介：李津津（1986-），男，漢族，湖北隨州人，博士，副教授，博士研究生導師。研究方向為機械設計及理論。