基于新工科人才核心素養(yǎng)導向的教學改革研究與實踐

摘要：本文以核心素養(yǎng)為突破點，探索新工科人才核心素養(yǎng)的培育路徑，進行教學改革研究與實踐。以智能制造裝備技術專業(yè)群為例，構建基于KAPO的“新工科”人才核心素養(yǎng)結構模型，確定專業(yè)群培養(yǎng)目標；重構專業(yè)群組織架構，構建四層遞進的新型專業(yè)群課程體系；組建專業(yè)融合、跨界參與的新型教學團隊，開發(fā)新型融媒體立體化活頁式教材；組織以學生為主體的“崗課賽證創(chuàng)育”六維融通的新工科教法；開發(fā)可量化的全過程跟蹤的核心素養(yǎng)評價體系。實踐表明，此次研究對推動教學改革與創(chuàng)新以及緩解就業(yè)結構性矛盾具有實踐意義，有利于促進產業(yè)鏈轉型升級。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；新工科；KAPO；四層遞進

引言

新工科是面向未來的工程教育，基于《中國教育現(xiàn)代化2035》中提出的“制定緊跟時代發(fā)展的多樣化高等教育人才培養(yǎng)質量標準”明確核心素養(yǎng)，確定人才培養(yǎng)質量標準的內核和維度，為培養(yǎng)新工科人才的核心素養(yǎng)提供準則，指出推進教育現(xiàn)代化的基本理念，注重全面發(fā)展、終身學習。也強調要提高知識，培養(yǎng)奮斗主義精神，要發(fā)展具有中國特色世界先進水平的優(yōu)質教育，通過明確學生發(fā)展核心素養(yǎng)要求，確立人才培養(yǎng)質量標準的內核和維度[1-2]。以核心素養(yǎng)為導向的新工科人才培養(yǎng)致力于探索“培養(yǎng)什么人”和“怎樣培養(yǎng)人”的問題，以智能制造裝備技術專業(yè)群為例，需要深入分析專業(yè)培養(yǎng)目標、培養(yǎng)規(guī)格和課程體系，提出具有創(chuàng)新性和實踐性的教學理念、教學方法和教學評價[3]。本文以智能制造裝備技術專業(yè)群為例，研究如何基于新工科人才核心素養(yǎng)進行教學改革，以培養(yǎng)能夠適應、支撐、引領新經濟、新技術、新業(yè)態(tài)、新模式的創(chuàng)新型工程人才。

一、構建新工科人才核心素養(yǎng)KAPO模型，確定專業(yè)培養(yǎng)目標

KAPO模型由美國教育心理學家杰羅姆·布魯納提出，由知識與技能目標（Knowledge & Skills）、情感態(tài)度與價值觀目標（Emotional attitude & Values）、過程與方法目標（Process & Steps）3個維度，加上教學事件（Occurance）一個核心組成[4]?！叭S一中心”的KAPO核心素養(yǎng)結構模型，既體現(xiàn)了“新工科”人才核心素養(yǎng)的維度、素養(yǎng)內涵及素養(yǎng)間的相互關聯(lián)，更強調學習事件對素養(yǎng)培育的關鍵作用。該模型既有目標，又有達成目標的有效學習事件，為核心素養(yǎng)的制定提供了參考依據，也為核心素養(yǎng)的培育提供了可行性路徑，強調選取適應“新工科”人才核心素養(yǎng)發(fā)展的學習事件，動態(tài)調整3個維度的素養(yǎng)內涵及素養(yǎng)權重，才能促進學生的綜合素養(yǎng)達到最佳狀態(tài)[5]。

基于新工科人才核心素養(yǎng)導向的KAPO模型是一個穩(wěn)定的、動態(tài)化的三棱錐模型，三維目標隨著產業(yè)升級與行業(yè)發(fā)展動態(tài)調整，緊密圍繞三維目標及時調整教學事件，以實現(xiàn)學生核心素養(yǎng)的最優(yōu)發(fā)展[6]。深入調研“新”長三角區(qū)域高新產業(yè)園區(qū)、優(yōu)質企業(yè)群，了解行業(yè)發(fā)展與企業(yè)需求，對新工科建設目標進行分析，研究新工科人才應當具備的核心素養(yǎng)，將新工科人才培養(yǎng)與核心素養(yǎng)有機結合，構建符合“中國標準”“國際理念”的基于KAPO的“新工科”人才核心素養(yǎng)結構模型，見圖1。

模型中以知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀為三維目標，將新工科人才應該具備的核心素養(yǎng)有機關聯(lián)至三維目標；同時，三維目標指向適應新工科人才核心素養(yǎng)發(fā)展的學習事件，三維目標通過事件學習進行統(tǒng)籌，為教學事件的設計提供參考依據及考核標準，有利于提升教學質量，在一定程度上保證了新工科人才核心素養(yǎng)培育落地的可操作性[7-8]。模型中強化家國情懷、全球視野、法治意識和生態(tài)意識，重視設計思維、工程思維、批判性思維和數字化思維，強調創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、自主終身學習、溝通協(xié)商能力和工程領導力。

“智造型”人才是適應智能制造需求的新型人才，是適應信息技術與制造技術深度融合的交叉復合型人才。依據KAPO模型，確定了智能制造裝備技術專業(yè)群核心能力。情感態(tài)度與價值觀目標對應核心能力為自主學習能力、技術遷移能力、交流溝通能力、創(chuàng)新精神、工匠精神和愛國情懷；知識與技能目標對應核心能力為智能裝備和產線操作與應用、運行與維護，智能設備升級改造和技術管理，智能控制系統(tǒng)集成應用能力；過程與方法目標對應核心能力為智能裝備和產線安裝運維的工程思維、數字化思維、設計思維、批判性思維。

二、基于KAPO模型，動態(tài)調整專業(yè)群，重建課程體系

以服務地方產業(yè)與行業(yè)發(fā)展為出發(fā)點，以“新”長三角智能制造產業(yè)鏈需求為導向，精準對接長三角地區(qū)智能裝備產業(yè)對人才的新需求，建立與產業(yè)轉型升級相適應的人才培養(yǎng)新需求及專業(yè)動態(tài)調整機制，按照產業(yè)發(fā)展邏輯重構智能制造裝備技術專業(yè)群的組織架構，實現(xiàn)專業(yè)群的動態(tài)調優(yōu)。

根據KAPO智能制造裝備技術專業(yè)核心能力，構建“底層共享、中層分立、高層互選、頂層綜合”四層遞進的新型專業(yè)群課程體系。底層共享的課程群為專業(yè)群平臺課程，有智能制造基礎、人工智能導論、工業(yè)互聯(lián)網導論、電工電子、工程制圖、C語言程序設計等課程，主要培養(yǎng)學生的基本素養(yǎng)、設計思維素養(yǎng)、勞動素養(yǎng)、家國情懷素養(yǎng)、法治素養(yǎng)、安全素養(yǎng)等；中層分立的課程群，具有一定的專業(yè)特色，主要培養(yǎng)學生的工程思維素養(yǎng)、職業(yè)能力素養(yǎng)、數字化思維素養(yǎng)、專業(yè)認同素養(yǎng)等；高層互選課程群是為學生提供的個性課程，有工業(yè)數據采集與邊緣服務、智能制造設備安裝與調試、工業(yè)機器人應用編程、智能運動控制系統(tǒng)集成與應用、工業(yè)互聯(lián)網網絡運維與調試等課程，主要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐素養(yǎng)、終身學習素養(yǎng)、工程實踐素養(yǎng)、理念創(chuàng)新素養(yǎng)等；頂層綜合課程群主要為智能產線綜合實踐，用于培養(yǎng)學生的工程實踐素養(yǎng)、工程領導素養(yǎng)、協(xié)調溝通素養(yǎng)、科技報國素養(yǎng)等。

為適應“新”長三角智能制造產業(yè)鏈的數字化轉型升級，智能制造學院教學團隊積極走訪寧波工業(yè)互聯(lián)網研究院有限公司、寧波第二技師學院、蘇州工業(yè)職業(yè)學院等，參與職業(yè)教育工業(yè)互聯(lián)網人才培養(yǎng)與創(chuàng)新發(fā)展研討會，探索工業(yè)互聯(lián)網專業(yè)建設及人才培養(yǎng)方案設計思路，校企協(xié)同共建工業(yè)互聯(lián)網應用專業(yè)，開發(fā)課程體系，建設《工業(yè)互聯(lián)網數據采集技術》《工業(yè)互聯(lián)網標識解析》《工業(yè)互聯(lián)網實施與運維》《數字孿生技術應用》《工業(yè)5G網絡運維》《工業(yè)APP設計與開發(fā)》等課程，積極打造云上數字工廠，賦能數字新質生產力的發(fā)展。

三、探索基于KAPO的人才培養(yǎng)策略，實施教學改革

聚焦“三教”改革，探索基于“新工科”人才核心素養(yǎng)導向的教學改革策略。組建專業(yè)融合、跨界多元參與的新型教學團隊；構建新型融媒體立體化活頁式教材；組織以學生為主體的校企共育、產教融合、崗課賽證創(chuàng)融通、思政協(xié)同的新工科教法，為新工科人才核心素養(yǎng)的培育提供可行的路徑。

在教師方面，組建專業(yè)融合、跨界多元參與的新型教學團隊：聯(lián)合邀請行業(yè)、企業(yè)、職業(yè)教育教學專家、一線教師、思政導師共同組建跨專業(yè)融合的課程師資團隊，為核心素養(yǎng)的培育提供師資保障。在教材方面，開發(fā)新形態(tài)融媒體教材：教材內容對接企業(yè)典型工作任務，學習活動根據工作流程以“工作式”呈現(xiàn)，通過設計引導性問題促使學生自主學習；提供數字孿生模型、虛擬仿真、微視頻、創(chuàng)新項目等融媒體數字資源，有利于提高學生的工程思維素養(yǎng)、數字思維素養(yǎng)、設計思維素養(yǎng)、創(chuàng)新實踐思維。在教學方法方面，組織以學生為主體的“崗課賽證創(chuàng)育”六維融通的新工科教法：依托學院“政校企”產教融合共同體平臺、埃斯頓機器人產業(yè)學院、技能大師工作室與創(chuàng)客工作站，推進教學改革，全面實現(xiàn)“崗課對接、課證融合、賽課結合、課創(chuàng)融合”，融入專業(yè)行業(yè)的新規(guī)范、新標準、新知識、新工藝、新技術，并探索具有課程特色的思政主線，融入勞動精神、工匠精神、擔當精神、勞模精神、科技創(chuàng)新的育人新要求，給課堂注入靈魂，真正實現(xiàn)“校企共育、產教融合、工學結合”，全方位培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

四、構建基于KAPO的核心素養(yǎng)評價體系

秉持“以學生為中心、以新工科人才核心素養(yǎng)為導向、持續(xù)改進”的理念，開發(fā)可量化的全過程學習評價體系及人才培養(yǎng)質量社會跟蹤評估體系，形成多方參與的教學質量保障體系，并將核心素養(yǎng)評價體系融入具體的課程教學評價。

以《工業(yè)網絡與組態(tài)技術》課程為例，結合課程標準，基于KAPO模型，篩選課程對應的核心素養(yǎng)能力，制定課程對應的核心素養(yǎng)指標體系，科學分配核心素養(yǎng)指標權重，并結合KAPO模型將素養(yǎng)指標考核細化到具體知識和行為對應的核心事件，形成具體的可量化的多元過程性評價表。該評價表中情感態(tài)度與價值觀目標占比20%，知識與技能目標占比50%，過程與方法目標占比30%。情感態(tài)度與價值觀目標對應的核心能力占比為：網絡安全防護意識與能力（20%），新型工業(yè)網絡的自主學習能力（20%），網絡創(chuàng)新設計能力（30%），網絡構建的職業(yè)素養(yǎng)（30%）；知識與技能目標對應的核心能力占比為：工業(yè)網絡場景識讀（5%），網絡設備選型、交換機、網關配置管理（15%），工業(yè)設備部署、連接與測試（20%），系統(tǒng)組態(tài)（10%），工業(yè)網絡數據采集與運行監(jiān)控（30%），工業(yè)網絡運維與故障診斷（20%）；過程與方法目標對應的核心能力占比為：工業(yè)網絡安裝與運維技術遷移能力，工業(yè)網絡設計、架構的工程思維（40%），工業(yè)網絡的數字化思維（40%），工業(yè)網絡改造的設計思維（20%）。

結語

本文主要研究基于“新工科”人才核心素養(yǎng)導向的智能制造裝備技術專業(yè)群的教學改革，旨在通過“三教”改革，培養(yǎng)一批具備“新工科”人才核心素養(yǎng)的智能制造裝備技術專業(yè)人才。構建基于KAPO的“新工科”人才核心素養(yǎng)結構模型，重構智能制造裝備技術專業(yè)群組織架構和課程體系。聚焦“三教”改革，探索基于“新工科”人才核心素養(yǎng)導向的教學改革策略，并積極開展教學改革，不斷完善改革的實施路徑與措施，以全面培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。通過實踐，學生的核心素養(yǎng)和崗位競爭力均得到顯著提升，近3年，學生獲全國高職院校技能大賽一等獎以及各類省級以上獎項20余項；獲全國高職高?！鞍l(fā)明杯”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎2項、江蘇省職業(yè)院校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽2金1銀1銅；學生主要面向長三角區(qū)域各類企業(yè)就業(yè)，包括博眾精工科技股份有限公司、南京康尼機電股份有限公司等優(yōu)質企業(yè)，企業(yè)對學生滿意度頗高。實踐表明，該研究對培養(yǎng)高質量復合型新工科人才以及緩解就業(yè)結構性矛盾具有實踐意義，有利于促進產業(yè)鏈轉型升級，有效支撐經濟社會高質量發(fā)展。

本文系1.2023年江蘇省高等教育教改研究課題《基于“新工科”人才核心素養(yǎng)導向的教學改革研究與實踐——以智能制造裝備技術專業(yè)群為例》（項目編號：2023JSJG721）；2.2022年中國高等教育學會高等教育科學研究規(guī)劃課題《新工科背景下職業(yè)院校新型融媒體教材的開發(fā)研究》（項目編號：22GDZY0407）；3.2022年南京信息職業(yè)技術學院校級基金《新工科背景下〈工業(yè)網絡與組態(tài)技術〉課程思政的探索與實踐》（項目編號：YS20220201）的研究成果。

參考文獻：

[1]周雯婧，黃白飛，辛俊亮，等. 積極教育視角下新工科人才核心素養(yǎng)的培育研究[J].產業(yè)與科技論壇， 2023， 22 （23）： 274-276.

[2]單欣欣，姜偉.新工科視域下大學生核心素養(yǎng)培育路徑研究[J].承德石油高等?？茖W校學報， 2023， 25 （05）： 69-74.

[3]趙興祥，朱美春. 基于核心素養(yǎng)的智能建造人才培養(yǎng)模式探索[J].高等建筑教育， 2023， 32 （04）： 64-69.

[4]劉永清.“KAPO”模型應用構建核能公眾宣傳機制的思考[J].中國核電，2022，15（01）：97-100+105.

[5]周玲，樊麗霞，范惠明，等. 新工科背景下課程建設現(xiàn)狀研究——基于核心素養(yǎng)的實證調查[J].中國人民大學教育學刊， 2021， （03）： 52-77.

[6]李佳欣.基于核心素養(yǎng)的新工科專業(yè)課程體系研究[D].華東理工大學， 2022.

[7]宋燁.整合提升效能——淺談KAPO模型在電類專業(yè)課教學中的應用[J].考試與評價， 2017， （09）： 142.

[8]許朝山，顧衛(wèi)杰，孫華林.新基建背景下智能制造專業(yè)群人才培養(yǎng)路徑探索[J].中國職業(yè)技術教育， 2020， （28）： 9-14.

（作者單位：南京信息職業(yè)技術學院智能制造學院）

（責任編輯：袁麗娜）