新工科背景下課程教學改革現狀分析與啟示

唐靜靜 齊文麗 徐雪萌

摘 ?要：為了準確了解新工科背景下課程教學改革的現狀，找出研究熱點，研究存在的問題和不足，明確未來的發展方向。文章采用詞頻分析、內容分析等方法對以新工科為背景的課程教學改革研究進行了定量分析，并據此提出其研究熱點和趨勢。

關鍵詞：新工科;課程;教學改革;定量分析;研究現狀;趨勢

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）13-0112-03

Abstract： In order to accurately understand the research status of curriculum teaching reform under background of "New Engineering"， it is important to find out hotspots， study problems and deficiencies， and make clear the development direction. This paper adopts the methods of word frequency analysis and content analysis to make a quantitative analysis of the current research， and puts forward the research hotspots and trends accordingly.

Keywords： New Engineering; curriculum; teaching reform; quantitative analysis; research status; trends

一、概述

科技革命和產業變革正以指數級速度重構全球創新經濟版圖，為應對這一輪新的變革，國家推動了一系列重大創新驅動戰略，如“一帶一路”、“中國制造2025”、“互聯網+”等。新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟蓬勃發展，對我國工程科技人才提出了更高的要求[1]。為響應國家戰略需求，2017年2月至6月，教育部陸續推出復旦共識、天大行動和北京指南，構成了新工科建設的“三部曲”，開拓了工程教育改革的新路徑。隨著新工科建設的不斷推進，以新工科建設為背景的課程教學改革已成為各工科類院校課程建設關注的重要問題。

為了全面了解新工科背景下課程教學改革研究的現狀，本文以公開發表的相關課程教學改革文獻為研究對象，以定量分析的方式對現有成果進行分析，發現存在的問題，明確課程教學改革未來的研究方向，促進改革的良性發展。

二、研究方法

本文采用文獻題錄信息統計分析軟件SATI、社會網絡分析軟件Ucinet 對文獻樣本進行詞頻統計分析和內容分析，定量研究當前新工科背景下課程教學改革的熱點問題。采用詞頻統計分析對文獻關鍵詞進行定量分析，以獲取新工科背景下教學改革研究的熱點。采用內容分析法分析文獻的研究方法和對象，發現現存的問題，明確未來的研究方向。

三、研究過程及結果分析

（一）樣本提取

本文分析的文獻樣本來源于CNKI數據庫。以主題為“新工科”+“教學改革”+“課程”進行檢索，檢索時間范圍自2017-2019年，共檢索文獻264篇。剔除會議、關聯度不緊密的期刊論文共27篇，獲取有效論文樣本共237篇。

從論文樣本的發表數量情況看，2017年共計發表20篇，2018年共計發表196篇，2019年1月發表21篇。可見自2017年2月“新工科”建設提出以來，各高校積極開展新工科背景下的課程教學改革。從2019年1月份的論文發表數量來看，新工科背景下的課程教學改革依然是工程教育的熱點領域，相關的研究成果數量依然會持續上升。

利用SATI軟件對樣本論文進行載文期刊統計。以“來源”為對象進行頻次統計，并按核心期刊/CSSCI、非核心期刊兩大類進行分類，統計各期刊載文數量如表1所示。

核心期刊載文數量為17篇，非核心期刊載文數量為220篇。載文期刊學科類型主要集中在社科類，其他的類型的期刊分布較為分散。由載文期刊的分布情況可見，新工科背景下的課程教學改革研究多數還處于初期探究階段，高層次的研究成果相對較少，該研究領域還有很大的空間亟待深入探索。

（二）關鍵詞頻次統計

關鍵詞代表論文關注的熱點問題。詞頻較高的關鍵詞基本可體現領域的研究熱點。本文采用SATI對樣本論文關鍵詞進行頻次統計：從CNKI數據庫中導出Endnote文獻數據，將其導入SATI軟件，進行關鍵詞字段提取，并統計頻次。剔除含義邊界模糊的關鍵詞，如：改革、人才。剔除具體的課程關鍵詞，如：機械制圖、大學物理。合并含義相近的關鍵詞，如混合式、混合式教學合并為混合式教學。取頻次大于等于2的關鍵詞進行分析，按照頻次由高到低進行排列，如表2所示。該表所列關鍵詞占總體關鍵詞數量的35.52%。

由表2可見，新工科背景下的課程教學改革研究熱點主要集中在：實踐類課程以及實驗教學的改革、課程的教學模式改革、學生的創新能力及工程應用能力的培養、OBE教育理念在課程教學中的應用、面向新工科教育的教學方法探索等方面。

（三）關鍵詞共現相異度分析

對表2的20個高頻關鍵詞進行共現相異度分析，表3為部分關鍵詞共現相異矩陣。

表3體現了各關鍵詞間的相異性。相異度系數范圍在0-1之間，數值越小表示兩個關鍵詞之間的相異性越小，即二者之間的相互影響程度越大。

（四）研究主題聚類分析

將關鍵詞相異度矩陣導入Ucinet軟件進行聚類分析，采用CONCOR繪制聚類圖。經過整理得到近兩年來新工科背景下課程教學改革的主題分類：教學模式、教學方法、課程體系、目標及評價。

1. 教學模式

教學模式是在特定的教育理念下展開的課程教學活動框架和教學程序，是課程教學的基礎。自2013年我國加入《華盛頓協議》以來，基礎的教育理念逐漸由強調學科體系的理念逐漸轉變為以成果為導向的OBE教育理念。在OBE理念的主導下，CDIO工程教育模式被各大高校積極采用，成為工程專業課程教學模式改革的參照。在新經濟、新業態的需求下，課程教學改革更加重視學科知識融合和教學方式的混合使用。“融合、混合”成為新工科背景下課程教學模式改革的亮點。對樣本論文研究發現，約84%的課程改革在以CDIO工程教育模式為基礎，結合現代教育信息技術，創建具有特色的混合式教學模式。混合式教學模式的“工程”性較為突出。時代背景下的新工科人才不僅要具備工程技術能力，還要具備創新創業能力及國際化綜合能力。如何從全面能力培養的視角審視現有的工程教育理念和教學模式，加強新工科背景下課程教學模式的內涵建設，使其更加符合新工科人才培養的要求，將是課程教學改革理論研究的重點和趨勢。

2. 教學方法

教學方法是課程教學能夠有效達到預期目標的重要手段。隨著先進教育信息技術的發展，課程的教學方式產生了巨大的變化。MOOC、在線課程、微課成為近幾年來課程教學改革研究的熱點，云教育、SPOC教學、智慧教學等方式逐漸引入課程教學。87%的樣本論文采用傳統課堂教學和網絡學習相結合的線上線下混合式教學模式。對樣本研究發現，以項目驅動教學法為主的課程教學展開良好。線上教學設計因受到傳統教學體制、教育理念、教師對先進教育信息技術的掌握程度等多方因素影響，還未能深度融入傳統的課堂教學。線上教學缺乏明確的教學方法和過程設計，多數情況下僅作為資源庫、線上測試的工具。從已有精品課、慕課使用情況來看，普及到各高校專業課使用情況較少。主要由于非線上課程開發團隊的教師對于線上課程資源的使用權限低，無法將已有的線上課程與自己的課堂教學深度融合。“北京指南”中提到：探索工程教育信息化教學改革，推進信息技術與工程教育深度融合，創新‘互聯網+環境下工程教育教學方法，提升工程教育效率，提高教學效果[2]。未來的課程教學必然朝著多樣性、混合型課程形態發展，如何將線上課程教學真正融入在校課程的教學過程中，使線上線下教學深度融合將成為教學方法的研究趨勢。

3. 課程建設

實踐類課程教學改革在所研究的樣本論文中占比約為60%，教學改革研究成果較為突出。所有的課程建設焦點課歸納為課程體系的重構。“重構”是課程體系改革的焦點，具體表現為學科融合、產學融合的課程體系重構。基于新工科人才的高素質復合型，傳統的課程體系已經無法滿足新工科人才培養的需求。各高校積極探索相應專業新工科人才的培養目標，并以人才培養目標為導向進行課程體系重構，或創建新課程來支撐人才培養目標。例如郭志明、鄒小波等以物理類知識體系為主線，從基礎物理、工程物理、應用物理三個層面重構食品工程專業課程體系[3]。

教材是課程教學的有形知識載體，隨著教育信息技術的不斷發展，教學新方式不斷涌現，傳統的教材顯然從編寫的思路到出版的形式均遠遠落后于時代的發展。黃寶忠，李琰輝等人通過研究新工科視域下傳統教材存在的問題，認為教材應該從單一教材到教材體系，靜態出版到動態出版，紙質教材到網絡學習空間等三個方面進行升級和內容重構。并預計“紙質+網絡”互相打通的全媒體融合型教材將成為未來教材出版的主流形式[4]。教育出版服務于教育創新大局。基于新工科建設的新趨勢，教材從內容、形式上應與國家重大戰略保持同步。探討如何從以學科知識體系為主線的傳統編寫框架中跳出來，以新工科人才培養為目標，按照學習認知規律，以學生為中心來編寫教材，將成為課程教學改革研究的重要方向，而從樣本論文的研究內容來看，目前對于新工科背景下的教材改革研究相對較少，缺乏實證研究成果。

4. 能力培養及評價

培養學生工程實踐能力、創新能力、學習積極性是多數當前新工科課程教學改革中能力培養的焦點，課程的工程特色明顯。工程教育者一直致力于探索新工科建設的內涵及人才的關鍵能力，剔除以能力培養作為課程教學目標改革的參考。吳濤，劉楠等認為，新工科人才關鍵能力應包含專業精神、專業能力、可持續發展能力等三個維度的九項能力：家國情懷、生態意識、職業道德、工程思維能力、工程實踐能力、創新創業能力、終身學習能力、跨界整合能力、領導能力。并認為在課程的教學過程中，應將新工科人才的關鍵能力全面貫徹于教學的全周期[5]。現階段課程教學改革側重于工程實踐能力和創新能力的培養，對于專業精神和可持續發展能力的培養相對薄弱。在未來的課程教學改革中需要進一步深刻理解新工科建設的內涵、明確新工科人才關鍵能力在課程體系中的培養方案及評價機制，使課程教學目標更加精準，與新工科人才培養目標達到同頻共振，突顯“新工科”課程特色。

四、結束語

本文基于關鍵詞頻統計和共現分析，歸納了現階段課程教學改革的熱點集中在課程教學模式、教學方法、課程體系、對工程能力的側重培養及評價。教學模式改革以OBE教育理念為指導，傳統課堂教學和網絡教學相混合的教學模式為主要形式。項目式教學是課程教學改革中多數課程采用的教學方法，網絡教學過程缺少明確的教學方法，線上線下教學融合度不高。探索線上線下深度融合的教學方法是新工科課程教學改革的重要方向。新工科背景下的課程教材從內容、形式上還未達到成功轉型，有待進一步開發使其與國家重大戰略保持同步。從課程教學全周期來看，新工科課程內涵建設有待進一步加強，應準確把握人才關鍵能力要素，并將其全面貫徹于課程教學的全周期，通過多階段、多維度的過程性評價持續改進課程，使其與新工科措施同頻共振。

參考文獻：

[1]“新工科”建設復旦共識[J].高等工程教育研究，2017（01）：10-11.

[2]新工科建設指南（“北京指南”）[J].高等工程教育研究，2017（04）：20-21.

[3]郭志明，鄒小波，姜松，等.面向新工科的食品專業物理類課程群建設支撐工程人才培養[J].食品與機械，2018，34（08）：216-219.

[4]黃寶忠，李琰輝.新工科人才培養背景下的教育出版轉型[J].中國出版，2018（16）：40-45.

[5]吳濤，劉楠，孫凱.“新工科”視域下工程人才關鍵能力的思考[J].黑龍江高教研究，2018（03）：156-160.