“新工科”背景下基礎教學改革路徑探析

李石濤，滕 勇

（沈陽工業大學基礎部,遼寧遼陽111000）

一、研究背景

“國勢之強由于人，人材之成出于學”，隨著“新工科”概念提出，我國人才培養的理念得到了不斷的豐富和發展，如何培養具有創新思維、具有操作能力、具有國際化眼光和戰略視野的高素質綜合性復合型新興工科專業人才已成為必須認真思考和解決的問題[1-3]。為了解決這個問題，我國教育部于2017年正式推出了“新工科”計劃，并出臺了系列指導性文件，為未來培養“新工科”專業性人才提供了頂層設計，為未來開拓工程教育改革提供了思路。“新工科”計劃提出后，各地高校都積極響應并推進相關教學改革。綜合各地教學改革成效來看，成效顯著，但具體教學改革主要集中在專業領域，比如人工智能、智能制造、物流設計、機器人、區塊鏈、云計算等新興工科專業得到了不斷的豐富和發展，在人才培養過程中非常重視實踐能力的培養，注重對傳統專業進行改造與升級[4-5]。總體來說，“新工科”理念已融入高等教育培養人才的過程中并初見成效，但高校更多地聚焦專業教學改革，對公共基礎教學中數學、物理、外語類課程改革意愿不強、重視不夠。作為人才培養過程中的公共基礎課程在人才培養過程中處于非常重要的環節，是否能夠活學活用，真正學懂弄通不僅決定著人才培養過程中其專業能力的提升，更決定著面向新問題時創新思維的培養及綜合能力的持續提高。加強基礎教學是提高學生科學文化素質和提高專業水平的需要，是終身教育和文化交流的需要，是提高身體和心理素質的需要。

二、“新工科”背景下基礎教學改革現狀

（一）基礎教學改革重視不夠

“新工科”改革理念一經提出便得到各地高校大力支持與推動，特別是2018年教育部辦公廳發布《教育部辦公廳關于公布首批新工科研究與實踐項目的通知》后，全國各高校都將“新工科”建設作為主要工作內容著力推進相關專業學科的改革，具體表現為目前高校提出的方案把更多的注意力集中在學科或專業課程的改革上。大部分研究都集中在對學科專業的調整規劃，對專業課的教學改革、校內外實習實訓基地建設、校企聯合培養等內容進行，使“新工科”專業建設研究蓬勃發展。相較于專業課改革，對基礎教學改革重視程度相對不夠，部分高校領導與教師認為基礎教學由于其自身特點，改革空間較小，對基礎教學改革的重視程度不高，導致“新工科”背景下專業課教學改革熱火朝天，而基礎教學改革卻星星點點，少之又少。

（二）基礎教學改革認識不足

部分高校在“新工科”建設的大背景下已認識到基礎教學改革的重要性，但由于“新工科”背景下基礎教學改革的時間較短，成功的經驗不多，對專業建設效果支撐不明顯，導致基礎教學改革處于探索階段。“新工科”背景下的基礎教學改革中改革理念有待完善，主要表現在基礎教學改革與專業學科建設明顯脫節與滯后，大部分基礎教學改革就基礎教學改革而改革，重視基礎知識的掌握而忽視基本素質的提高，基礎課程與專業課程的有效銜接不夠。

（三）基礎教學改革方式不多

教學改革方式是推進“新工科”背景下基礎教學改革的有效載體，教學方式直接影響著基礎教學改革學生的接受程度和理解深度。而當前“新工科”背景下基礎教學改革的推進過程中教學方式方法的創新明顯不夠，大部分基礎課程的改革還局限于正常的講授式，研討式或現場觀摩式還比較少。另外，基礎課程改革的授課模式創新不多，對新媒體、移動互聯網等新科技的應用較少，使“新工科”背景下基礎教學改革僅局限于教學樓內，學生接受熱情不高，理解深度不夠，靈活運用基礎學科知識解決專業領域問題的能力不強，創新能力與動手能力得不到鍛煉與提高。“新工科”背景下基礎教學改革方式的不完善直接拉低了“新工科”背景下基礎教學改革的效果。

（四）基礎教學改革整體性不強

國內外工程教育研究呈現出一種態勢，即國外起步早，國內起步晚；學科改革研究多，基礎教學研究少；工程能力培養研究多，科學文化素質培養研究少；單一課程研究多，整體改革研究少，特別是專門將“新工科”背景下如何建設基礎教學的新范式作為研究對象的不多，深入研究的不多，所以“新工科”背景下基礎教學改革基本屬于單打獨斗的狀態，對“新工科”背景下基礎教學改革的設計缺乏宏觀的頂層整體設計，在現實推進過程中呈現出走一步看一步的狀態。正是因為缺乏整體設計，所以“新工科”背景下基礎教學改革的效果并不明顯，基礎教學改革不明顯又引起眾多教師對“新工科”背景下基礎教學改革的必要性的探討，產生后退思想，形成惡性循環。

三、“新工科”背景下基礎教學改革路徑

基于當前我國“新工科”背景下基礎教學改革的現狀，可以發現“新工科”背景下基礎教學改革研究的較少，研究中存在著重視度不夠、理念不完善、方式有待創新、整體設計不強等問題，要解決這些問題，深入推進“新工科”背景下基礎教學改革，必須具有戰略眼光，統籌兼顧，充分發揮教師和學生的主動性和能動性。

（一）提高基礎課改革重要性的認識

思想是先導，只有充分認識到“新工科”背景下基礎課程改革的重要性，才能使基礎課程改革落到實處。要有針對性的加大宣傳與引導，提高教師和學生對“新工科”背景下基礎課程改革的必要性的認識。首先要明確“新工科”理念的內涵與實質是提高學生的創新思維和解決實際問題的能力，而隨機應變妥善解決現實中各類問題的基礎除了專業知識外，基礎學科知識的掌握深度是決定專業知識是否運用自如的有效工具。其次要從國際視角及長遠眼光來分析清楚專業課和基礎課的關系，不能只重視專業課程的創新與完善，而忽視基礎課程的創新與改革，并將這種新理念進行宣傳。再次，要不斷完善基礎課程改革制度，加大對基礎課程改革的資金支持力度，激發基礎課程教師推動“新工科”背景下基礎課程改革的熱情。

（二）打通基礎教學和專業教學的壁壘

要推進“新工科”背景下基礎教學改革必須打通基礎教學和專業教學的壁壘，實現基礎教育和專業教育有機結合。按照“新工科”人才培養目標推進基礎教學改革，改變傳統的教學安排，改變在教學學時、教學內容、教學要求上不同專業的差異性較小的現狀，充分考慮不同的專業對教學內容的要求程度的差異，對不同專業設計不同的講授重點。而要做到這一點必須推動基礎課教師同專業教師進行廣泛溝通和科學論證，在深入溝通的基礎上對基礎課程體系進行針對性的重新構建。任課教師要與專業教師進行深入溝通，結合不同專業確定具有針對性的教學內容，對專業和基礎教學的聯系有一個非常清晰的認識，也要了解基礎知識與所教專業知識相關的合適例子，從而更好的實現基礎教學和專業教學的有機統一。

（三）優化配置基礎課程教學

要積極創新“新工科”背景下基礎課教學方式改革，綜合運用網絡授課、研討教學、互動教學等方式，提高基礎課程改革效果。當然教學方式只是教學改革的載體，除了創新教學方式，推進教學改革外，還必須對基礎教學課程有一個整體設計。一方面積極了解學生的專業特點與培養目標，另一方面也要了解所教課程在后續專業課程應用的范圍，尋找基礎課與后續專業課知識的最佳結合點，并針對不同專業的需求和培養目標，配置多種課程套餐，講授難易，體現專業需求特色，完成個性化培養。例如化工類專業不需要線面積分和無窮級數，對重積分僅需二重積分；電氣智能化等專業后續專業課如信號與系統、數字信號原理等課程所需數學知識較多，對數學課要求較高；國際貿易專業對外語口語和寫作要求較高；化工類專業對大學物理知識要求較低，但電氣類等專業對物理知識要求較高。在教學過程中，加強教學內容的實用性和針對性，引例、例題都盡可能與后續課程相關聯，讓學生在學習的同時感受到專業氣氛，受到專業熏陶，開闊專業視野，滿足學習專業的需要。另外要積極探索利用優質資源開展教學活動，利用網絡教學平臺，將課件、教學大綱、教師教案、習題及授課錄像等進行開放，實現資源共享。在線答疑，增強教學手段現代化，增強課程對學生的吸引性。

（四）創新基礎教學實踐體系

“新工科”工程教育模式與傳統教學模式最大的區別在于其更加注重對學生創新思維和工程實踐能力的培養。它在知識層面上注重應用性知識的掌握，在能力層面上注重創新能力。基礎教學要圍繞培養目標設置教學內容，要突破傳統實驗教學方式，完善創新基礎教育體系。比如在基礎教學課程中的大學物理試驗課程，傳統的實踐教學要求以教師為主導，學生統一要求的情況下進行試驗，這種情況下的實踐使得學生沒有自主選擇和創新意識，嚴重制約了學生的創新能力的培養。以創新型人才培養為目標，開放實驗教學平臺，不僅僅局限于時間的開放，還包括空間的開放和對象的開放，滿足學生對實驗課程更深層次的學習要求。成立課外開放性實踐教學平臺，實行開放式教學組織模式。鼓勵學生開展自主、探究式學習，允許學生自行設計、安排、實施實驗過程。邀請專業教師和基礎教學教師定期開展針對指導，開展針對相關理論技術知識的自主學習，充分釋放學生的創造潛力和研究熱情。學生通過研究應用實驗技術、設計新型實驗裝置，更好的掌握物理學及其相關領域的綜合性、交叉性知識體系，為后面的專業學習奠定廣泛基礎，進而激發學生銳意進取，不斷提高創新的精神，培養學生實踐能力和創新能力，提高學生綜合素質。

（五）發揮教師和學生的主動性

“新工科”理念要求學生是自主學習者而不是被動接受者，教師是引導者而不是灌輸者。要推進新工科理念下的基礎教學改革，必須充分發揮教師和學生的主觀能動性，變傳統的“要我學”為“我要學”。比如在大學數學課程教學中將Matlab、SAS等數學軟件介紹給學生，讓學生不僅知道如何學，更清楚為何學，激發學生學習興趣，充分發揮學生的學習能動性，進而培養學生的動手能力。再比如通過開設《數學建模》課程，將學生領入到更廣泛的領域中，嘗試通過運用各領域所學知識來綜合解決問題，從實驗中去學習、探索和發現數學規律，自覺地運用數學知識和方法來分析解決問題。鼓勵教師參加學術交流，了解國內外相關領域研究最新動態，跟上時代發展的步伐。只有充分發揮教師和學生的主觀能動性，才能真正使課堂活起來，激發學生的學習熱情與動力，才能真正發揮出基礎學科在培養新工科人才的作用進而滿足“新工科”人才培養需要。

四、結語

基礎教學改革要求不斷加強基礎課程教學內容、教學模式、教學方法、教師隊伍等方面的改革，充分發揮基礎教學對“新工科”人才培養的推進作用，逐步形成“新工科”背景下基礎教學改革的新范式，促進“新工科”建設取得更好效果。