近日,由东西部10余所高校共同承担的中国教育发展战略学会重点课题“从知识导向到问题导向:西部地方高校工程教育创新发展路径研究”开题研讨会在成都召开。该课题由西华大学牵头,联合南方科技大学、江苏大学、陕西理工大学、西南科技大学、成都工业学院等东西部高校协同开展研究与实践。多位专家针对东西部工程教育的各自特点进行了系统分析,重新审视当前工程教育的现状与挑战,特别是面对全球数字化与智能化的时代背景,如何推动西部地区地方院校工程教育的创新发展进行了深入研讨。这次开题研讨会不仅汇聚了众多专家的智慧,也为东西部工程教育的深入交流与合作搭建了重要平台。
中国工科本科毕业生约占世界总数的38%,工程教育对我国抓住历史机遇、迎接新一轮科技革命和产业变革具有格外重大的意义。面对新一期工业革命带来的变化,新质生产力的发展迫切要求深化人才培养模式改革,构建高质量人才培养体系,重点培养学生的创新思维、科学素养和组织能力,为新质生产力的发展提供高质量的人才支撑。传统高等工科教育模式与未来工程人才需求之间的矛盾日益凸显,知识导向型教育模式已难以满足现代社会对人才的需求,企业“用工慌”与毕业生“就业难”并存的局面,使得传统高等工科教育模式亟需改革。
在此背景下,南方科技大学(简称南科大)作为一所高起点、高定位的公办创新型大学,以其新工科全学程项目引领式的教学方式,为我国高等教育改革提供了有益的尝试。南科大建立的“系统设计与智能制造学院(简称SDIM)”全面贯彻“在多学科融合中同步培养知识与能力”的育人理念,通过宽专交融的课程建设、全学程项目引领式的教学实践,以及蕴含“帮助之心”的过程性评价,逐步引导学生在难度递增的串编项目中主动学习、自由探索。然而,尽管南科大新工科的教学方式具有显著的指导意义,但各个地区各个高校的实际情况不同,因此这种教学方式也需要因地制宜地进行“本土化”落地探索和实践。
与此同时,作为四川省属重点综合性大学的西华大学,也在积极探索适合自身发展的工程教育创新路径。面对西部地区工程教育数字化转型面临的“相较之差”,如技术差异、产业差异和办学能力差异,西华大学工业数字化技术教学团队联合西部其他地方院校,结合南科大SDIM全学程项目引领式的教学模式,创新构建了“课堂-课程-课程群”多阶多层项目制教学方式,实现了“本土化”落地。这一教学方式不仅充分考虑了西华大学的校情学情,也为西部地区地方院校工程教育的创新发展提供了有益的参考。
(1)面向西部地方高校特色构建“课堂-课程-课程群”多阶多层项目制教学。
为解决教学过程中存在的能力培养孤岛和跨学科思维培养难等痛点问题,西华大学试点专业基于 MIT 新工程教育转型(NEET)和I2E2 新工科培养机制,携手南科大SDIM创作团队,建立全学程项目引领式协同教学方式,结合西华大学专业现状及特色,逐层构建了“课堂-课程-课程群”新模式下的“前后贯通、相互衔接、逐步进阶、学科交叉”引导式教学项目,实现跨学科思维和系统能力的培养。通过逐层构建的“目标牵引”课堂微项目、特色综合引导式教学课程和课程群项目,推动学生的“兴趣-挑战-成就感-使命感”螺旋式上升。
(2)打破知识边界与课程边界,建立连贯的知识体系和跨学科协作机制。
西部地区由于经济发展相对迟缓,其高等教育的知识体系主要还是以学科为中心,知识体系相对静态化,有时各课程之间相互独立、不连贯,学习系统性缺失,因此,在课程-课程群综合引导式项目设计时,将项目以工程实践为基础,有效耦合贯通各基础课程和各专业课程内容,打破学科壁垒和课程边界,并巧妙的利用线上课程和微项目进行相互衔接,建立起相对连贯的知识体系和跨学科协作机制。
(3)建立助教协管和三阶讨论机制,促使高阶知识与能力的达成。
建立导师引领、研究生担任课程助教,辅助项目的全过程指导和跟踪,同时采用“传、帮、带”的方式,即高年级学生带低年级学生,实施三阶讨论机制,即项目阶段三的同学辅助解决项目阶段二的问题,项目阶段二的同学辅助解决项目阶段一的问题,将问题高阶化,三阶讨论后无法解决的高阶问题才需要与导师进行分析、解决、评价,通过这种梯度式引导教学的解决方法,保证了每一个学生都实现了知识唤醒、重构、检验,提升了系统综合能力,同时实现项目制教学的持续性和有效性。
(4)创新“以学生为中心”理念下的项目制教学全过程管理和评价机制。
引入数字化管理工具,建立以“甘特图”为基础的引导式教学项目过程评价机制,通过观察“甘特图”中的线条让项目组成员一目了然的了解任务的计划和进展情况,协助教师动态关注每一个团队和成员,针对学生在探究过程中遇到的问题及时处理,对培养过程进行有效的监控。结合“甘特图”项目管理系统功能和教学项目评价管理模块,制定相应的评价标准,形成《项目制教学评价标准手册》,建立有效的评价标准的量化体系,及时收集学生和教师的反馈意见,对教学过程进行持续改进。
建设成效(以西华大学试点专业材料成型及控制工程为例)
西华大学材料成型及控制工程专业在40多年的发展历程中,专业建设自身发展的“小逻辑”始终服从于国家重大战略和经济社会发展的“大需求”。专业以工程实践为主导,以学生为中心,结合“甘特图”的过程性评价,引导学生在难度递增的“课堂-课程-课程群”综合引导式项目中主动学习,通过“教学实施-教学评估-教学优化”的良性循环,最终实现“三堂互融”线上线下混合教学质量的闭环控制。教学创新方法在教创赛等教学竞赛中获全国一等奖1项,二等奖2项。学生在学习观、学习动机和学习策略等方面均有大幅度提升。专业通过中国工程教育认证,获批国家一流专业建设点。
专业顺应新时代高等教育潮流,引入先进的数字化教育技术和工具,成功打造了一批具有地方特色和行业优势的一流课程群。构建整个课程群的知识图谱、数字化教材、线上资源,开发项目制教学管理和评价系统。获批国家首批一流课程1门,教育部“拓金计划”示范课程2门,省级一流课程10余门,实现了五类一流课程的全覆盖。
专业扎根区域经济发展需求,联合多所院校共同推动西部地区工程教育的创新发展,牵头的研究课题获教育部新工科研究与实践项目、中国教育发展战略学会、中国高等教育学会、四川省高等教育人才培养和教学改革重大项目支持,研究成果发表在《高等工程教育研究》期刊(CSSCI源刊)上。近5年在全国各类教育教学会议上做分享报告60余次,与南方科技大学、江苏大学、陕西理工大学、西南科技大学等56所高校、14个社会团队、20余家企业单位的300多人共建并获批四川省第二批虚拟教研室,为推动西部地区工程教育的创新发展注入了新的活力,东西部联手走出一条不同类型高校共研共讨高阶探究式教学的新模式和典范。(图片由彭必友 蒋珍菊 熊异授权提供)