以Capstone課程建設為抓手促進地方普通高校新工科建設研究

劉艷瓊,吳 怡

（福建師范大學,福建 福州 350117）

新工科是在新科技革命、新產業革命、新經濟背景下工程教育改革的重大戰略選擇,是今后我國工程教育發展的新思維、新方式?！靶鹿た啤崩砟畹膶崿F除了重點院校之間達成的“天大行動”和“復旦共識”外,缺少以立足和服務地方產業發展和轉型升級的普通地方高等學校的有力支撐是不完全、不充分發展的。同時,“新工科”理念是普通地方高校建設工科、實施工程教育的又一不可錯失的機遇。福建省A高校是省屬綜合性大學,在工科發展上以“辦有特色的工科”為理念,在機遇與挑戰并存的新時代主動作為,以積極姿態主動推動工科專業加入IEET工程教育認證。

Capstone課程是IEET工程教育認證必備課程和重要考查項目,其課程特點、教學理念、教學模式和教研方法等具有實踐性、開放性、頂端性和協作性等特征。課程的這些特性是推進工程教育人才培養模式改革的重要理念,從而推動普通地方高校主動適應新工科發展理念和主動把握工程教育發展機遇?？偨Y和反思Capstone課程的特點、實施和不足,以期推動普通地方高校工程教育在“新工科”發展理念下的主動發展和跨步發展。

一、Capstone課程實踐概況

本研究項目基于福建省A高校參與工程教育認證專業在Capstone課程的實踐經驗,總結課程實踐的創新性理念和實踐的成功經驗,反思課程實施的不足。關于課程的實踐總結如下：

（一）Capstone課程的概念

Capstone課程一般譯為頂峰課程或頂點課程。課程的開展是以高年級學生為對象,在專業教師指導下,三人一組綜合運用掌握的技能和知識解決課程設計的綜合問題,從而幫助學生梳理本科階段所學知識,促進學生綜合能力大幅度提升的課程。Capstone課程具有頂端性、協作性、整合性和實踐性等特征。Capstone課程教學模式在工程教育領域的鋪開,有力拓展了學生的視野、綜合能力、專業核心能力和技能。

（二）Capstone課程的特征

區別于傳統課程以及傳統課程教學模式,Capstone課程在引入之后就促發一系列教學改革效應。該課程在課程模式、教學特點和教學內容具有如下鮮明的特征：

1.Capstone課程的頂端性

從頂端性看,Capstone課程在人才培養的最后階段以綜合問題為導向,夯實學生“先學”基礎,理順“先學”與“現學”的關系,搭建理論與實踐的橋梁,促進在實踐中應用和檢驗理論。高質量的課程選題在知識應用的頂端,站在學生理論應用的實踐高度,促進學與用的深度融合。真正得到落實的培養基礎是選題完成的關鍵。區別于精英式學科競賽、大學生創新創業訓練計劃項目,Capstone課程的普惠性使所有學生都能以課程為平臺獲得所學應用于實踐的機會,并獲得頂峰體驗。

2.Capstone課程的協作性

Capstone課程以理論與實踐相結合的系統性、綜合性問題為導向,讓學生以團隊形式完成項目,從而促進學生團隊協作能力的養成。這種團隊協作模式突出分工與整體協調的能力,打破以學生自主學習為主的模式,促使學生互相配合、相互協調、取長補短、共同提高,促進學生適應以團隊的形式解決問題,取得以單個人的力量所不能取得的成果。

3.Capstone課程的整合性

整合性是Capstone課程的重要特點之一,首先,課程開設的基礎是前階段所學的技能和知識,反之,Capstone課程反推學生將碎片化的知識和技能整合為相互聯系的知識塊或實踐技能串,為學生向社會、向職場過渡堅實知識和技能的基礎；其次,Capstone課程整合工科人才的“軟實力”——工程倫理、工程素養、學科前沿、責任感等,為學生就業奠定文化實力；最后,Capstone課程是學以致用的過程,在“用”的過程自查知識掌握的短板和實踐技能的弱項,同時做好心理準備,以更成熟的心態融入社會。不僅讓學生掌握以何為生的生活技能,還讓學生理解何以為生的生存智慧,提升學生對自然、社會、人生的道德責任和精神品質。

4.Capstone課程的實踐性

Capstone課程需要學生發揮主觀能動性,全面應用所學的理論知識和實踐技能解決理論與實踐相結合的系統性、綜合性問題,課程考核依據是完成的實物樣品或實物模型。課程的實踐性體現在課程考核實踐特點、課程內容實踐性和完成課程需要的實踐能力。美國工程教育頂點課程不僅需要提升學生的專業性能力,更要提升非專業性能力,使學生在知、情、意、行等方面獲得全面成長。工程教育認證背景下,專業培養更加強化工程教育的特征,對工程的多項核心能力提出更高要求。

二、工程教育認證背景下Capstone實施概況

福建省A高校以辦有特色的工科為目標,立足省屬重點高校服務地方新技術、新產業和新經濟的基點。該校部分專業加入并通過IEET工程教育首輪認證,一方面實現了與國際工程教育標準實效等質；另一方面發揮著專業全面梳理和重新定位的功能。Capstone課程作為IEET工程教育認證的重要環節,其實施概況如下：

（1）選題類型：理論與實踐相結合的系統性、綜合性問題。

（2）學生組隊方式：3人一組團隊協作,學生在團隊中不同分工。

（3）教師指導方式：確保教師不定時的指導,深度參與研究課題和定期指導兩種模式結合。

（4）指導時間：以學生需求為本,不定期指導和定期師生交流結合。

（5）成果形式：①完成實物樣品或搭建實物模型；②提交5000字以上的課題總結報告,并附實物照片或視頻資料；③小組以自主設計的海報和PPT發表的形式進行成果匯報。

（6）成績評定方式：組成答辯專家組以百分制形式評定成績。

（7）考核的核心能力：①理論知識和專業技能；②團隊協作能力；③項目組織與管理能力；④終身學習能力與興趣。

三、總結新工科建設理念下探究capstone課程的不足,提出可行措施

（一）新工科建設理念下探究Capstone課程的不足

1.行業企業缺位,產學研互通缺失

在工程教育認證背景下,Capstone課程實踐關鍵的不足體現在從Capstone課程選題來看,幾乎全部選題出自高校教師教學章節或教師科研課題。從Capstone課程的設計、選題的設置、供選擇的軟硬件條件配備和指導教師隊伍的構成來看,都鮮見行業企業的角色。工程教育離不開行業企業的參與,但由于大量的科研人員集中在高校、科研院所,一些高校畢業生學用脫節,許多新經濟企業反映最大的問題是人才難求。人才的供給側和需求側的結構性矛盾是普遍存在的,就業難與人才難求并存不僅造成人力資源浪費,而且造成教育資源的浪費和低效。究其原因,主要是地方普通高校在工科的發展成果與企業需求和應用上脫節,高校的工科教學科研成果未能與企業需求緊密結合,導致在人才的需求方和供應方的矛盾。

2.專業壁壘較深,跨學科融合不夠

“新經濟是一個跨行業、跨領域的概念”,新時代跨界融合經濟成為經濟發展的新增長點。地方普通高校發展工程教育立足服務地方經濟的升級換代勢必要在人才供給側主動適應、主動改革和主動超越經濟發展新常態,打破專業局限,促進學科和專業的交叉融合,凸顯交叉學科和跨界專業的特色。

Capstone課程是以專業為基礎開展教學,地方高校往往囿于辦工科教育的經驗不足,發展基礎較薄弱,未能打破專業壁壘較好地實現專業的互通。高等學科分化和交叉學科研究平臺及管理組織的缺乏,導致絕大多數專業學者囿于自己的研究領域而未能進入本專業以外的領域進行交叉研究。

（二）改革措施

在清晰地認識并總結Capstone課程的不足基礎上,基于以Capstone課程為平臺促進教學改革,促進新工科理念踐行的可操作平臺建設的理念,從以下方面下大力氣、加大力度進行改革：

1.以Capstone課程為抓手,切實建立工科建設與行業代表企業的聯系,敦成產學研高效合作。工程教育是動態、發展的過程,應實時反應產業需求和就業需求變化。以國家戰略需求和地方產業需求為導向的新工科,人才培養應緊跟時代技術革新的潮流,人才具備適應工程技術發展需要,適當時候具備引領行業發展進而創新的能力。這都離不開行業企業在高校工科建設中以及人才培養的全過程發揮重要作用。校企雙方互相支持、雙向介入、優勢互補、資源互用、利益共享是實現高校、大學生和企業三方共贏的重要途徑。人才培養無論是基于新工科發展的需要,還是基于地方高校工科發展服務地方經濟發展的需要,還是創新理念在人才培養和社會發展的重要意義,以課程設計的互通有無為媒介,實現高校與企業的相得益彰。

開放性是Capstone課程教學理念的重要特征之一,多元化教育主體、層次性教育評價體系和跨學科跨行業教學內容是該課程的應有之義。以此為基點推動普通高等教育學校發展新工科更新工科教育理念,堅持“走出去”和“引進來”相結合,組織師生深入行業代表企業,邀請掌握工程技術的工程師和技術工程進校園、進課堂,讓掌握行業關鍵技術,對學科工程人才有代表性需求和創新創業發展企業成為普通高校發展新工科并實現跨越發展的重要動力。

2.以Capstone課程建設為契機搭建跨學科跨專業合作平臺。工程教育跨學科、跨專業融合不是新興事物,全面推進跨界融合既是新工科發展理念的題中之義,又是普通高等學校發展工程教育迎頭趕上并實現跨越式發展的重要契機。（1）跨學科、跨專業搭建師資團隊。從交叉融合的視角探索工程能力培養、工程素養養成和工程問題解決的新路徑和新方法。（2）跨學科、跨專業搭建科研團隊。從交叉學科和跨界融合的視角促進科研選題、科研視角和科研方法的創新。（3）跨學院、跨專業組建學生團隊。適當擴充學生團隊人數上限,以完成綜合性選題為目標,打破專業壁壘,鼓勵學生跨學院跨專業組隊,促進不同專業具備不同學科知識的學生的交流和合作。

3.以高質量完成Capstone課程為目標,深挖課程專業性,拓展課程綜合性,大幅提升工程人才的綜合素質。本研究在調研中發現,只是把專業課學好已成為大多數畢業生的普遍遺憾。可見,學生除專業知識和技能的需求外,對于綜合能力也有很高的需求。綜合素質和學習能力在工程人才的職場競爭和繼續深造會發揮越來越重要的重用。為此,以提高通識教育和養成工程素質為媒介,促進工科人才專業技能提升的同時提升綜合素質和自主學習能力。工程教育的技術性導致很多學習過程中專注工程技術的鉆研。應“中國制造2025”和新一輪科技革命與產業變革的需要,工科人才除“精”且“?！钡膶I能力,更需具備廣博的知識面、自主學習能力和適應能力。

四、結語

“新工科”發展理念毫無疑問是普通高校不可錯失的重要發展機遇,抓住機遇主動作為、積極發展是地方普通高校在工程教育方面實現趕超的唯一路徑。以具有可執行性的微改革為抓手率先開啟全面改革的大幕是地方普通高校高效作為的路徑之一。Capstone課程從實踐過程、課程特征來看與新工科發展理念有很多契合和相通之處,以課程為抓手促進新工科理念實施,促進工程教育改革。