袁怡佳 夏萌 吉宏俊 呂智國 陸佳亮 邵凌翾 高曉楠
摘? 要:新工科建設(shè)旨在革新卓越工程師人才的教育培養(yǎng)模式,多學(xué)科交叉融合是其重要一步。上海交通大學(xué)巴黎卓越工程師學(xué)院借鑒法國工程師學(xué)校的教育體系,在基礎(chǔ)教育階段積極探索跨學(xué)科融合教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生解決問題的綜合能力和實(shí)踐創(chuàng)新素養(yǎng)。該文將闡述學(xué)院如何開展基礎(chǔ)課程的多學(xué)科交叉實(shí)踐教學(xué),調(diào)研學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)與學(xué)習(xí)效果,為面向新工科卓越工程師培養(yǎng)的基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)提供借鑒與思路。
關(guān)鍵詞:跨學(xué)科實(shí)踐;基礎(chǔ)課程;綜合工程能力;新工科;法國工程師教育
中圖分類號:G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? 文章編號:2096-000X(2024)20-0013-04
Abstract: The construction of new engineering aims to innovate education and training mode of outstanding engineering talents, and the interdisciplinary integration is an important step for it. SJTU Paris Elite Institute of Technology (SPEIT) draws inspiration from education system of French engineering schools and actively explores interdisciplinary integration teaching in the basic curriculum stage, cultivates students' comprehensive problem-solving abilities and practical innovation literacy. This article will present how SPEIT conducts interdisciplinary practical teaching of basic courses, investigates learning experience and effect of students, and provides reference and ideas for practical teaching of basic courses aimed at cultivating outstanding engineers in the new engineering field.
Keywords: interdisciplinary practice; basic courses; comprehensive engineering capacity; new engineering; French engineering education
近年來,從“復(fù)旦共識”到“天大行動”,再到“北京指南”,新工科建設(shè)成為了我國新時期高等工程教育改革的指導(dǎo)方針[1]。鐘登華院士強(qiáng)調(diào),新工科是以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念,以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑,培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新性卓越工程人才[2]。建設(shè)跨學(xué)科多學(xué)科融合教育是新工科建設(shè)人才培養(yǎng)的重要手段,契合了新工科建設(shè)要求,是復(fù)雜社會發(fā)展的內(nèi)在要求,是時代前行的基本需要[3]。跨學(xué)科教育儼然成為國內(nèi)各大高校關(guān)注的熱點(diǎn),院系紛紛積極探索培養(yǎng)跨學(xué)科高素質(zhì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)模式。
上海交通大學(xué)巴黎卓越工程師學(xué)院(以下簡稱“中法學(xué)院”)借鑒法國高等工程師學(xué)校的教育體系,致力培養(yǎng)新工科背景下,符合現(xiàn)代工程發(fā)展要求、具備綜合工程技術(shù)能力的國際化創(chuàng)新型人才。中法學(xué)院人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)方式及培養(yǎng)計(jì)劃主要借鑒法國工程師的培養(yǎng)理念,同時融合中國高等教育的模式與培養(yǎng)要求,創(chuàng)立了獨(dú)特的“基礎(chǔ)教育階段+工程師階段”的人才培養(yǎng)方式與課程體系[4]。學(xué)生在最初2.5年的基礎(chǔ)教育階段不分專業(yè),進(jìn)行工科通識教育:采用“大數(shù)學(xué)”和“大物理”覆蓋數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及機(jī)械、能源、材料和通信等應(yīng)用學(xué)科外沿,輔以人文管理課程、工程實(shí)習(xí)實(shí)踐的通識教育,打破傳統(tǒng)的專業(yè)及學(xué)科壁壘,形成多學(xué)科交叉綜合的課程體系。工程師階段分為機(jī)械工程、信息工程、能源與動力工程進(jìn)行專業(yè)培養(yǎng)?;A(chǔ)教育階段來源于法國工程師培養(yǎng)體系中的“預(yù)科”[4],側(cè)重強(qiáng)化數(shù)、理、化和計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)習(xí),旨在夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識儲備,構(gòu)建完整的知識體系,培養(yǎng)跨學(xué)科思維及解決問題的綜合工程能力。
基于“以學(xué)生為中心,以產(chǎn)出為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)”的OBE(Outcomes-based Education)教學(xué)理念,中法學(xué)院自2012年建院伊始,就在基礎(chǔ)教育階段持續(xù)開展與摸索具有學(xué)院特色的“分層融入式”跨學(xué)科教學(xué)(此文皆以物理化學(xué)教學(xué)為例,數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)類似):不同層面包括物理學(xué)科不同分支之間,物理與化學(xué)之間,物理化學(xué)與數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)之間。并將其融入各個教學(xué)環(huán)節(jié),包括日常課堂教學(xué)及探究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐項(xiàng)目。筆者曾針對上述教學(xué)環(huán)節(jié)在不同層面實(shí)施跨學(xué)科教育的開展情況及效果進(jìn)行過調(diào)研,問卷調(diào)查對象為學(xué)院經(jīng)過基礎(chǔ)教育階段學(xué)習(xí)的四屆學(xué)生。結(jié)果顯示,學(xué)生對于跨學(xué)科綜合實(shí)踐項(xiàng)目的體驗(yàn)及評價最高,并表示希望增加類似跨學(xué)科交叉實(shí)踐教學(xué)[5]。
實(shí)踐是科學(xué)理論的基礎(chǔ)。新工科要求工程人才要有更高水平的實(shí)踐能力、終身學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)造性思維、文化素質(zhì)和大視野等[6]。學(xué)生只有通過不斷地實(shí)踐才能真正地掌握知識與提高技能,實(shí)踐教學(xué)因而是人才培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié)。源于跨學(xué)科綜合實(shí)踐項(xiàng)目的學(xué)生滿意度高,中法學(xué)院近年來一直在實(shí)踐課堂中進(jìn)一步探索跨學(xué)科融合教學(xué)模式。通過強(qiáng)化教學(xué)活動中的跨學(xué)科實(shí)踐,全方位提高學(xué)生的學(xué)科及工程技術(shù)能力。學(xué)科能力包含理解、建模、分析、運(yùn)算和驗(yàn)算等,工程技術(shù)能力包含應(yīng)用知識、自主研究、創(chuàng)新、跨學(xué)科、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及交流表達(dá)等。
一? 物理化學(xué)相關(guān)教學(xué)介紹
基礎(chǔ)教育階段的物理化學(xué)課程每學(xué)期平均112~160學(xué)時(每周7~10學(xué)時),由中法學(xué)院物理與化學(xué)教學(xué)組采用團(tuán)隊(duì)教學(xué)完成所有教學(xué)任務(wù),匯聚一批高水平的中法基礎(chǔ)課程教師,其中,法方教師皆為法國教育部認(rèn)證委派的預(yù)科教師。除傳統(tǒng)大班授課的理論課2學(xué)時之外,系統(tǒng)還配置多元實(shí)踐教學(xué),包括小班化教學(xué)(人數(shù)控制在20人左右)的實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課及跨學(xué)科綜合實(shí)踐項(xiàng)目等。習(xí)題課每周2學(xué)時,實(shí)驗(yàn)課平均每周或每兩周2學(xué)時。
理論課采用啟發(fā)講授法,通過系統(tǒng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)理論證及跨物理分支、物理化學(xué)交叉聯(lián)系講解,構(gòu)建知識框架體系,注重理論聯(lián)系實(shí)際,循循善誘地調(diào)動學(xué)生積極性,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識、跨學(xué)科等能力。習(xí)題課實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂,邀請學(xué)生上黑板邊書寫求解過程邊解釋解題思路,教師從旁指導(dǎo)并作進(jìn)一步講解。在學(xué)生加深理解理論、拓寬知識在實(shí)踐中應(yīng)用的同時,也培養(yǎng)其應(yīng)用知識、交流表達(dá)等能力。實(shí)驗(yàn)課學(xué)生兩兩分組實(shí)驗(yàn),兩名任課教師參與指導(dǎo)。遵循問題導(dǎo)向,通過部分命題自主探究,既強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)際操作技能,也培養(yǎng)其創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力。將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來,能讓死板的課本知識變得生動直觀,讓學(xué)生樂于接受、易于記憶,更好地理解和掌握理論知識,明白理論對實(shí)踐起到指導(dǎo)及檢驗(yàn)作用。開放式提問的多元實(shí)踐探究,給予學(xué)生更多自主創(chuàng)新的空間,使其由“被動接受”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃犹剿鳌保龠M(jìn)學(xué)生高階思維能力的發(fā)展,提高學(xué)生解決問題的綜合實(shí)踐能力。
物理化學(xué)課程采用促進(jìn)學(xué)生綜合工程能力發(fā)展的持續(xù)性考核制度,激勵學(xué)生進(jìn)行有規(guī)律的學(xué)習(xí)。考核方式包括出勤、口試、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、階段測試及期末考試等。其中,實(shí)驗(yàn)課采用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的考核:教師根據(jù)學(xué)生的課堂實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)及課后實(shí)驗(yàn)報告給予學(xué)生綜合評價,考查學(xué)生的理解、分析、實(shí)現(xiàn)、驗(yàn)證及交流能力。每次實(shí)驗(yàn)的評價細(xì)則更是針對具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而制定,做到“因材施考”??谠囎鳛閷W(xué)院工程師教育的一個重要特色,除最終得分,采用綜合能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的等級量表作為輔助評價,考查學(xué)生的讀題審題、建模分析、運(yùn)算求解、檢查驗(yàn)算及表達(dá)交流能力?!爸R+技能+態(tài)度”的多元化、過程性考核全面真實(shí)地評價學(xué)生的綜合能力及學(xué)習(xí)效果,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知自我,進(jìn)而反思和調(diào)適,實(shí)現(xiàn)“以評促學(xué)”。
跨學(xué)科綜合實(shí)踐項(xiàng)目,學(xué)生自由組合3~4人為一組,選定物理、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)其中的某一命題。運(yùn)用在課堂上學(xué)過的各學(xué)科知識,經(jīng)過分析討論、理論建模計(jì)算、Python等軟件編程得出最終結(jié)果。最后撰寫法語報告,并作法語答辯。項(xiàng)目全程由數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)、物理化學(xué)及法語教學(xué)組教師共同指導(dǎo)。學(xué)生在完成實(shí)踐項(xiàng)目的過程中,不僅要充分理解本學(xué)科的基本知識和核心理論,還要綜合運(yùn)用其他學(xué)科的方法和技術(shù)來解決問題,學(xué)生在實(shí)踐過程中不斷學(xué)習(xí)、主動探索,將理論與實(shí)際有機(jī)結(jié)合,真正實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”[7]。
二? 基礎(chǔ)課程跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展與實(shí)施
面臨招生多元化帶來的生源多樣性,中法學(xué)院關(guān)注到新生存在個體差異,為滿足不同學(xué)生的能力發(fā)展需求,在零法語基礎(chǔ)新生進(jìn)行密集法語學(xué)習(xí)的第一學(xué)期,開設(shè)基礎(chǔ)綜合數(shù)理實(shí)踐項(xiàng)目。此課程對于免修基礎(chǔ)法語課程的學(xué)生,即法語水平較高的國際生、語言保送生為必修課,對于學(xué)有余力的學(xué)生為選修課。由基礎(chǔ)教育階段的數(shù)理教師及工程師階段的專業(yè)教師共同參與指導(dǎo),根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有知識、能力水平確定項(xiàng)目主題及內(nèi)容供學(xué)生選擇。實(shí)踐項(xiàng)目涵蓋不同專業(yè)領(lǐng)域,涉及數(shù)理計(jì)算機(jī)等多學(xué)科知識技能。學(xué)生自由組隊(duì),完成若干項(xiàng)目實(shí)踐。物理主題有光的折射實(shí)驗(yàn)與模擬、地震波的自動檢測等;數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)主題有森林火災(zāi)的模擬、創(chuàng)建和解決迷宮等;專業(yè)主題有天氣預(yù)測軟件的開發(fā)、預(yù)測核能系統(tǒng)行為的機(jī)器學(xué)習(xí)替代模型等。對于每個項(xiàng)目,學(xué)生構(gòu)建理論模型,動手實(shí)驗(yàn)、基于數(shù)學(xué)解析進(jìn)行數(shù)值模擬,對比實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果,分析二者差異原因,并提出改進(jìn)方法。最后,每組全體學(xué)生將做項(xiàng)目答辯,評審小組由三位來自不同專業(yè)領(lǐng)域的教師組成,全方位、跨學(xué)科地檢驗(yàn)項(xiàng)目的完成情況及展示效果。通過多學(xué)科交叉融合的自主性研究,將專業(yè)教育融入基礎(chǔ)教育,讓學(xué)生在理解掌握數(shù)理計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)知識的同時,培養(yǎng)其創(chuàng)新、跨學(xué)科、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等意識與能力。
鑒于項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施效果,數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)與物理化學(xué)教學(xué)組采用團(tuán)隊(duì)教學(xué),在基礎(chǔ)教育階段各年級陸續(xù)協(xié)作開設(shè)數(shù)理實(shí)驗(yàn)課。依據(jù)數(shù)理課程的教學(xué)安排及進(jìn)度,共同準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。強(qiáng)化跨學(xué)科教學(xué)以“問題”為中心,選題上要注重選擇現(xiàn)實(shí)情境下的真實(shí)問題,并基于問題增進(jìn)學(xué)科間的內(nèi)在聯(lián)系[8]。每次實(shí)驗(yàn)圍繞一個物理問題或模型展開,例如大一主題有電子電路基礎(chǔ)中網(wǎng)絡(luò)等效電阻的求解,大二主題有熱力學(xué)基礎(chǔ)中熵的統(tǒng)計(jì)意義,大三主題有電磁學(xué)基礎(chǔ)中的色散關(guān)系。針對每個主題,數(shù)理教師設(shè)計(jì)一系列從簡入繁、由易到難,層層深入、環(huán)環(huán)相扣的自主探究步驟。將相關(guān)的數(shù)學(xué)理論及方法有機(jī)地融入物理主題的分析與處理,再通過編程實(shí)現(xiàn)問題的求解與討論。舉例質(zhì)點(diǎn)力學(xué)中擺的研究,物理模型從單擺到雙擺,運(yùn)動情況從小角度到大角度,情景假設(shè)從無阻尼到有阻尼,并將線性代數(shù)及微分方程的相關(guān)計(jì)算融合到物理研究,最后通過數(shù)值模擬分析并探討物理問題。教師通過協(xié)作教學(xué),加強(qiáng)不同基礎(chǔ)學(xué)科之間的交叉融合,拓展教學(xué)內(nèi)容的廣度及深度。學(xué)生通過深度學(xué)習(xí)的跨學(xué)科實(shí)踐,一方面實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識與信息技術(shù)的內(nèi)容情景化,提高其學(xué)習(xí)興趣及熱情,另一方面促進(jìn)跨學(xué)科思維及解決問題能力的提升。
基于數(shù)理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)形式與內(nèi)容,物理與化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)將適宜的編程實(shí)踐融入習(xí)題課。對于某些問題,數(shù)學(xué)理論上存在解析解,但計(jì)算復(fù)雜繁瑣,需用數(shù)值模擬分析方法,通過編程得到數(shù)值解。以往任課教師會將課前得出的數(shù)值結(jié)果在課上展示給學(xué)生。相比“直接知道”的答案,學(xué)生更需要經(jīng)過自主探究得出結(jié)果。教師依據(jù)學(xué)生的編程水平,將部分?jǐn)?shù)值模擬計(jì)算給予學(xué)生自己實(shí)現(xiàn)求解。如波動光學(xué)有關(guān)干涉的習(xí)題課上,要求學(xué)生通過Python編程求解雙縫及多縫干涉的光強(qiáng)分布,并描述分析其圖像。在加深理解物理現(xiàn)象的同時,也提高學(xué)生的編程能力。通過加強(qiáng)學(xué)生課堂參與度,促使其積極主動地去學(xué)習(xí),進(jìn)而提高課堂教學(xué)效率。
三? 基礎(chǔ)課程跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的調(diào)查與研究
針對上述基礎(chǔ)課程跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施開展情況,筆者做了一次無記名問卷調(diào)查。調(diào)查對象為中法學(xué)院在讀的本科一、二、三、四年級學(xué)生,收到問卷共計(jì)135份。
第一部分是學(xué)生對于跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的主觀想法。首先就學(xué)生希望的實(shí)踐教學(xué)類型是跨學(xué)科還是局限于單一學(xué)科進(jìn)行了調(diào)查。絕大部分學(xué)生(81%)希望是跨學(xué)科。基礎(chǔ)教育階段大多為數(shù)理課程,理論性較強(qiáng),局限于單一學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)易使學(xué)生覺得枯燥乏味,學(xué)習(xí)興趣不足??鐚W(xué)科實(shí)踐教學(xué)能使學(xué)生學(xué)會融會貫通地使用相關(guān)學(xué)科知識,有利于構(gòu)建完整的數(shù)理知識體系,提高學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生多角度地去思考與解決問題。調(diào)查二是學(xué)生就開展跨學(xué)科實(shí)踐所帶來學(xué)習(xí)效果的反饋感想。其中,73%的學(xué)生認(rèn)為能使其融會貫通地掌握知識技能;70%認(rèn)為能夠完善知識體系,構(gòu)建完整的理論框架;63%認(rèn)為能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,激勵其自主探究問題;67%認(rèn)為能夠培養(yǎng)高階思維能力及綜合實(shí)踐素養(yǎng)。由此可見,大部分學(xué)生是非常認(rèn)可跨學(xué)科實(shí)踐的教學(xué)效果,它既可深化學(xué)生對科學(xué)理論的理解,又可提升學(xué)習(xí)積極性,并加強(qiáng)學(xué)生解決問題的綜合實(shí)踐能力。
第二部分針對基礎(chǔ)綜合數(shù)理實(shí)踐項(xiàng)目。調(diào)查三是學(xué)生傾向選擇項(xiàng)目課題類型的結(jié)果,72%的學(xué)生選擇專業(yè)類,約45%的學(xué)生分別選擇數(shù)學(xué)、物理與生活實(shí)例類的課題。大多數(shù)學(xué)生傾向選擇專業(yè)類課題,表明學(xué)生更加關(guān)注與專業(yè)相關(guān)的研究課題。調(diào)查四是學(xué)生就開展基礎(chǔ)綜合數(shù)理實(shí)踐項(xiàng)目的反饋感想。其中,72%的學(xué)生表示提高了解決實(shí)際問題的綜合實(shí)踐能力,約65%的學(xué)生分別表示理解掌握了數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)及相關(guān)學(xué)科或?qū)I(yè)知識;提前接觸了專業(yè)知識,了解了專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景;培養(yǎng)了跨學(xué)科探究、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等意識與能力。調(diào)查五要求受訪學(xué)生就基礎(chǔ)綜合數(shù)理實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)施情況及教學(xué)效果進(jìn)行打分(最低1分,最高5分),平均分為3.6分。從打分均值來看,學(xué)生是認(rèn)可基礎(chǔ)綜合數(shù)理實(shí)踐項(xiàng)目的。
第三部分針對數(shù)理實(shí)驗(yàn)課。調(diào)查六是學(xué)生傾向?qū)嶒?yàn)課類型的結(jié)果,22%的學(xué)生選擇純數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī),46%選擇數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)與物理化學(xué)結(jié)合,32%表示兩者皆可。由此可見,相較于純數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn),多數(shù)學(xué)生更傾向數(shù)理實(shí)驗(yàn)課。通過物理化學(xué)的實(shí)例探究,將數(shù)學(xué)理論知識及計(jì)算機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)換為問題情景,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。調(diào)查七是學(xué)生就開展數(shù)理實(shí)驗(yàn)課所帶來學(xué)習(xí)效果的反饋感想。其中,62%的學(xué)生認(rèn)為通過情景化教學(xué)能使數(shù)學(xué)概念生動化,加深理論理解與掌握;53%認(rèn)為通過物理化學(xué)實(shí)例探究,能夠提高學(xué)習(xí)興趣及熱情;59%認(rèn)為通過數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐,能夠拓展物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的廣度與深度;64%認(rèn)為通過數(shù)理實(shí)驗(yàn)課能夠加強(qiáng)學(xué)科聯(lián)系,提升綜合素養(yǎng)。調(diào)查八要求受訪學(xué)生就跨學(xué)科實(shí)踐在數(shù)理實(shí)驗(yàn)課中的開展情況及教學(xué)效果進(jìn)行打分,平均分為3.6分。由平均分看來,學(xué)生對于數(shù)理實(shí)驗(yàn)課的反饋是正面積極的。
最后是針對編程融入物理習(xí)題課。調(diào)查九是學(xué)生對于物理需用計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行數(shù)值求解的結(jié)果及分析,傾向方式的結(jié)果,22%的學(xué)生選擇老師直接給出,25%選擇自主探究得出,53%表示兩者皆可。相比數(shù)理實(shí)驗(yàn)課的主觀訴求,學(xué)生對于自主編程求解的主觀意愿不強(qiáng),這就需要教師去思考如何調(diào)動學(xué)生自主探究的積極性,而不是形式上地將編程加入物理習(xí)題計(jì)算中。調(diào)查十是學(xué)生就物理習(xí)題課融入編程實(shí)踐所帶來學(xué)習(xí)效果的反饋感想。其中,45%的學(xué)生認(rèn)為能夠通過自主探究,加深物理知識的理解;72%認(rèn)為能夠提高自身編程能力;74%認(rèn)為通過將物理知識融合編程實(shí)踐,能夠提高學(xué)習(xí)物理及計(jì)算機(jī)技術(shù)的積極性;59%認(rèn)為通過理論聯(lián)系實(shí)際,能夠鍛煉解決實(shí)際問題的能力。調(diào)查十一要求受訪學(xué)生就跨學(xué)科實(shí)踐在物理習(xí)題中的開展情況及教學(xué)效果進(jìn)行打分,平均分為3.7分。評分與基礎(chǔ)綜合數(shù)理實(shí)踐項(xiàng)目以及數(shù)理實(shí)驗(yàn)課均值相仿,表明學(xué)生對于物理習(xí)題課融入編程實(shí)踐也是認(rèn)可的。
四? 結(jié)束語
知識發(fā)展的內(nèi)在邏輯及問題解決的需要使學(xué)科交叉與融合成為一種必然的發(fā)展趨勢[9]。中法學(xué)院在基礎(chǔ)教育階段中發(fā)展探索跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué),包括開設(shè)跨學(xué)科項(xiàng)目類課程、新增數(shù)理實(shí)驗(yàn)課以及將編程融入物理習(xí)題,調(diào)研顯示學(xué)生皆給予正面積極的反饋。不同教學(xué)組協(xié)同,以跨學(xué)科方式組織實(shí)踐教學(xué),使不同學(xué)科教育從內(nèi)容上而非形式上、從實(shí)質(zhì)上而非表面上形成有機(jī)整合,突破學(xué)科、專業(yè)的邊界,加強(qiáng)學(xué)科間的相互聯(lián)系。通過強(qiáng)化基礎(chǔ)課程的跨學(xué)科實(shí)踐,全方位提高學(xué)生的學(xué)科及工程技術(shù)能力,調(diào)動學(xué)生的自主性與積極性,奠定學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位,使其在實(shí)踐教學(xué)中體驗(yàn)、收獲、展示與交流,促進(jìn)學(xué)生樂于學(xué)習(xí)、善于學(xué)習(xí)。
數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)與物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)將聯(lián)合工程師階段的專業(yè)教師,繼續(xù)鉆研改進(jìn)現(xiàn)有跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)。如豐富數(shù)理實(shí)驗(yàn)課主題內(nèi)容,尤其是有關(guān)專業(yè)科技前沿與實(shí)際應(yīng)用的實(shí)例;如增設(shè)針對跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué),“態(tài)度+知識+能力”的評價方式與標(biāo)準(zhǔn);如對于不同水平學(xué)生實(shí)施“因材施教”等,同時也將共同探索新工科背景下跨學(xué)科教學(xué)的其他模式,如基于學(xué)科整合的跨學(xué)科課程,“整合課程”模式是培養(yǎng)綜合性、復(fù)合型人才的有效選擇之一;基于項(xiàng)目和設(shè)計(jì)思維的合作學(xué)習(xí)模式是培養(yǎng)工程師的有效模式[10]等。
參考文獻(xiàn):
[1] 馬宏偉,張偉偉.新工科力學(xué)課程體系的幾點(diǎn)思考[J].高等工程教育研究,2018(3):6-12.
[2] 鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究,2017(3):1-6.
[3] 田禾,劉力健,張濤,等.新工科背景下跨學(xué)科多專業(yè)融合教育建設(shè)的思考[J].科技風(fēng),2021(22):62-63.
[4] 李萍,鐘圣怡,李軍艷,等.借鑒法國模式,開拓工科基礎(chǔ)課教學(xué)新思路[J].高等工程教育研究,2015(2):20-28.
[5] 袁怡佳,鐘圣怡,歐亞飛,等.中法合辦工程師教育的跨學(xué)科實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué),2017(10):42-45.
[6] 李正良,廖瑞金,董凌燕.新工科專業(yè)建設(shè):內(nèi)涵、路徑與培養(yǎng)模式[J].高等工程教育研究,2018(2):20-24.
[7] 裴鈺鑫,汪惠芬,李強(qiáng).新工科背景下跨學(xué)科人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].高等工程教育研究,2021(2):62-68.
[8] 田娟,孫振東.跨學(xué)科教學(xué)的誤區(qū)及理性回歸[J].中國教育學(xué)刊,2019(4):63-67.
[9] 于汝霜,閻光才.高校教師跨學(xué)科交往研究[J].高等教育研究,2017,38(6):23.
[10] 李麗娟,楊文斌,肖明,等.跨學(xué)科多專業(yè)融合的新工科人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐[J].高等工程教育研究,2020(1):25-30.
基金項(xiàng)目:2023年教育部高等學(xué)校教學(xué)研究項(xiàng)目“中法大學(xué)物理中量子物理課程教學(xué)對比研究”(DJZW202324hd)
第一作者簡介:袁怡佳(1984-),女,漢族,浙江鎮(zhèn)海人,博士,副教授。研究方向?yàn)槲锢砼c化學(xué)教學(xué)、工程師教育、光學(xué)。
*通信作者:夏萌(1989-),女,漢族,江蘇江陰人,博士,講師。研究方向?yàn)闊崮芄こ獭?/p>