新工科背景下基于“新三中心”的課程體系改革研究

張迪 劉麗麗 任志宏

[摘 ?要]隨著互聯網經濟態勢的持續增長，行業對ICT人才供給側在數量和質量層面都提出了更高的要求。傳統的高等教育培養體系逐漸難以支撐產業發展對人才的質量需求。本文在新工科背景下基于應用型本科服務地方ICT行業人才培養，探索以“新三中心”理念為指導的軟件工程專業課程體系改革，以及支撐課程體系改革的基層學術組織變革和學校、企業、社會三方深度協同促進培養體系持續改進的措施，系統闡述了ICT行業應用型人才的培養機制，以期為教育教學改革提供參考。

[關鍵詞]新工科 ?新三中心 ?應用型 ?人才培養

基金項目：陜西省高校教育教學改革重點項目“新工科背景下ICT行業應用型人才培養模式創新研究”（項目編碼：19BZ065）;陜西省社會科學基金項目“人工智能背景下的高校學生行為數據與學習投入度關聯分析研究”（立項號：2019Q019）;校級新工科研究與實踐項目“新工科人才培養中個性化教學資源建設路徑研究——以軟件工程專業為例”（項目代碼：2020GKZD002）。

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻標識碼：A

引 ?言

隨著ICT產業的高速發展，產業對人才的知識、能力等層面的要求也在發生變化，高校人才培養如何能匹配產業不斷變化的人才需求，為社會發展供給合適的人才，是高校各專業應持續探索和研究的課題。本文基于對行業發展、高校發展的調研及分析，以及美國高等教育“以學生為中心”教育理念的啟示，對西安歐亞學院軟件工程專業的課程體系進行了改革，通過近幾年實踐取得了良好效果。

新工科背景下ICT行業人才培養趨勢

《2018年中國互聯網產業發展報告》指出ICT產業發展的三個要點：第一，產業加速了數字化轉型，大數據、云計算技術的發展推動了人工智能浪潮;第二，可融合、賦能各行業，智慧城市、智能交通、智慧醫療、智慧教育等在技術的推動下快速革新;第三，技術支撐新場景，5G支撐了互聯網新的應用場景。Deloitte Insight在《Tech trends 2019》指出，未來十年，ICT行業的技術趨勢集中在AI、IOT、AR/VR的發展上。面對行業發展趨勢，教育界在引領和應對方面也形成了國際性的指導思路，2017年2月，《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》發布，希望各地高校開展新工科研究實踐活動，深化工程教育改革，推進新工科的建設與發展。MIT（麻省理工學院）在2017年啟動了“新工程教育轉型”計劃，該計劃總結了全球工程教育新興領導高校及其所具備的特點：1.以學生為中心的設計;2.以技術為導向的企業家精神;3.基于項目的積極學習;4.對工程設計和學生自我反思的雙重重視;5.思維能力的鍛煉（創新思維、交叉思維的培養）;6.綜合能力的培養（不只限于知識學習，還有交叉學科知識儲備）;7.對工程“基礎”的嚴謹性要求。計劃還指出了未來工程教育的發展方向：一是向社會相關工程和外部工程邁進。如學生在選擇課程時具有選擇性和靈活性，可進行多學科學習，使自身具備全球視野和經驗。二是促進了新一代工程教育領導者的出現。所提供的課程為“以學生為中心”的大規模綜合性世界級課程，且以多學科設計項目為基礎，學生能夠獲得豐富的課外知識，并對其進行反思和應用，同時，還有眾多校際聯合課程，將校外個性化在線學習與校內實踐體驗式學習充分結合，以凸顯學生的學習主體性，可促進新一代工程教育領導者出現。

學校在綜合考量應用型人才培養相關研究和國際工程教育要求、新工科教育要求的基礎上，探索行之有效的教育教學措施和科學的課程體系，提出了一種新工科背景下的課程體系改革研究方案。學校從學生角度出發，貫徹“以學生為中心”的“新三中心”理念（即以學生發展為中心、以學生學習為中心、以學習效果為中心），既注重學科交叉知識的學習，又設置了個性化的學科專業及專業方向，在教學過程中以實際應用為導向，重視多方合作，全面培養學生的能力。

標桿院校研究和現狀分析

1.標桿院校研究

麻省理工學院工科學院電子工程與計算機科學系的課程體系特點在于寬口徑、跨領域、多模式。課程設置分為必修課、專業方向、任選課（從200門中任選4門）、高級調研（任選2門），其中必修課程包括計算機程序結構與編程、電路與電子學、信號與系統、計算結構、微分方程等;專業方向設置了人工智能、計算機系統工程、算法引論等，每個專業方向包含5～6門課程。

新加坡科技設計大學作為全球工程教育的新型領導者，以培養技術領導者、創新者，滿足社會需求為培養目標，課程體系的構建主要基于單元的模塊化設置。課程體系的設置分為通識課、核心課、選修課。前3學期學習通識課程，第4、5學期學習核心課，第6～8學期學習選修課程，課程清單可視化為不同顏色，便于學生標注。

汕頭大學全面采用國際最先進的CDIO工程教育模式，并結合我國當前對工程師在職業道德、誠信和專業素質等方面的特別要求，在國內率先提出以設計為導向的EIP-CDIO工程人才培養模式，致力于培養具有雄厚工程科學基礎、多學科背景，以及國際視野、優秀管理能力和溝通能力的國際化工程師。汕頭大學計算機科學與技術專業核心課程培養結構示意圖如圖1所示。

圖1 ?汕頭大學計算機科學與技術專業核心課程培養結構示意圖

對以上三所高校進行調研，可得出以下總結：MIT設置了堅實的系統平臺核心課程體系，具有寬口徑、跨領域、多模式的特點;新加坡科技設計大學構建了基于單元的模塊化課程體系;汕頭大學設計了EIP-CDIO工程人才培養模式，這些做法為西安歐亞學院的課程體系改革提供了思路和參考。

2.現狀分析

2016年，學校基于崗位勝任力模型進行課程體系改革，2017年打通了平臺課程，2018年依據國家相關質量標準規范通識課程體系，2019年參考國際化課程體系，依據有關專業認證標準和資源現狀又一次進行課程體系改革。

本文以軟件工程專業學生大三和大二的課程清單為例進行分析。該專業學生在大學二年級每學期上課10門課，每周課外學習時間為1天。這一天，學生不僅要完成課程作業，還要參加社團活動。但該專業學生在大學三年級時，每學期僅有5門課，課下有充足的時間投入到課程作業和課程內容鞏固中。

通過對以上數據進行分析，結合自我診斷，筆者發現該專業目前存在兩方面問題：

（1）課程目標不明確，學生能力支撐不足。在課程群組內及課程群組之間課程目標的銜接度不夠;教學設計和教學實施的標準化程度不一;課程評價對課程目標的可觀測性、可量化性有待優化。

（2）學生課下鞏固學習投入較少。因學習壓力較大，學生可用的課下復習時間較少;學習挑戰度不夠，學生缺乏學習動力;因課下學習資源提供不足，學生未能科學規劃學習時間，既沒有緊緊抓住零散的學習時間，也未充分利用寒暑假的集中休息時間。

基于“新三中心”理念的課程體系改革實踐

美國本科教育在1980年以后開始進行“以學生為中心”的教育改革。趙炬明認為美國本科教育改革的三個主要觀點是：以學生發展為中心、以學生學習為中心、以學習效果為中心。

1.以“新三中心”理念為指導的課程體系改革

結合對標桿院校的調研及其現狀分析，再參考趙炬明教授的“新三中心”理念，學校基于OBE成果導向理念設計人才培養過程，形成了整體的課程體系改革思路。

（1）以學生發展為中心。在學生培養的全過程中，不僅要關注學生青春期特定的發展任務，還要發掘學生的潛力，促進其全面發展。因此，學校在制訂培養目標、畢業要求、課程體系設計等各個環節中均著重考慮如何促進學生發展。從學校應用型定位出發，結合市場對應用型人才的需求，在課程體系改革的培養目標環節設置了看得見的目標，并同學生保持統一認知，幫助學生樹立奮斗目標，規劃清晰的培養路徑。在規劃培養路徑時，學校通過多級項目串聯專業課程，并用專業課程魚骨圖為學生設置可視化成長路徑。課程體系內容緊密對接市場需求，適應行業變化，具備快速遷移的能力。學校基于課程體系改革思路，形成了“2+1+1”的人才培養模式，即前2年主要完成通識課程和學科基礎（平臺）課程的學習，中間1年完成專業方向課程學習，最后1年進入企業實習，積累工作經驗。同時，學校還為學生開設了國際工學院及本碩連讀等項目，促進學生多元化發展。課程體系改革框架如圖2所示。

圖2 ?課程體系改革框架圖

（2）以學生學習為中心。在教育過程中學生是主體，教師是教學活動的組織者、引導者、合作者。教師負責設計學習活動，幫助學生營造良好的學習氛圍，在學生遇到問題時從旁輔導，教師和學生的角色均發生了轉變。首先，培養學生學習的主動性。教師應教導學生為自己的學習負責，使其能主動投入到學習當中。教師可從課上和課下的兩方面投入考量學生的學習效果。在課上投入中，教師可通過知識考核、過程管理、有挑戰的課程設計、在線資源匹配等手段促使學生加大課上學習的投入;課下投入，則可通過開設工作室、競賽等方式提升學生的學習投入度。其次，培養學生的終身學習能力。課堂上，教師從教授者向活動/任務的設計者和環境的營造者轉變，通過設計一個個任務，幫助學生搭建“腳手架”，使其在完成任務的過程中掌握學習方法，具備終身學習能力。

（3）以學習效果為中心。雖然學校進行了課程體系改革，也設計了一系列促進學生投入學習的方法和措施，但學生是否能學到，怎么體現學習效果，如何衡量短期和長期的學習效果，仍是需要思考的問題。學校各專業的畢業要求是學生能夠解決復雜的工程問題，因此在設置課程內容之間的關聯關系時，應依據產品設計流程考慮課程之間的串并聯關系，使學生能夠進行系統化學習。基于OBE理念，學校以成果為導向，倒推課程設計和具體實施的流程。課程的輸出成果、學生的學習效果均通過課程效果評價進行持續改進，所以在課程效果評價方面需全面考量。教師評價部分采用工程認證課程達成度評價、教考分離、同行評價、教師自評等手段;學生對課程的評價分為已畢業的校友評價和在校生評價;第三方評價主要參考麥可思及本校質量評估中心的意見和建議，通過綜合評價不斷提升學生學習效果，進而提高教學質量。

2.以軟件工程專業為例的課程體系改革成果

軟件工程專業的培養目標是面向移動互聯網等相關領域，培養掌握計算機科學理論、現代軟件工程方法及主流開發技術，具有國際視野，具備較強工程實踐能力、終身學習能力，能夠從事軟件系統設計、開發、測試、管理及服務等工作的應用型技術人才。將該培養路徑進行可視化，如圖3所示。

圖3 ?軟件工程專業人才培養路徑

該專業依據“以學生為中心”的教育理念，將基于單元模塊化構建的課程體系設計成可視化的學習地圖，圖中第1、2、3學期為通識必修課程，第4學期為學科平臺課程，第5、6學期為專業方向課程。

在具體的教學中，該專業以深化產教融合促進應用型人才培養，將校企融合模式及成果產出與課程體系設置相關聯，以產出結果反哺教學，同時促進橫向及縱向科研的發展，具體培養模式如圖4所示。

圖4 ?產教融合式人才培養模式

結 ?語

目前，該研究成果已經在學校的2019級和2020級學生中進行實驗，實施效果良好，下一步將從培養者角度用教學儀表盤分析學生的學程數據，以便于企業通過學生的畢業作品和學程記錄數據選擇合適的畢業生成為其員工，進一步促進產教融合。

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（張迪、劉麗麗、任志宏：西安歐亞學院信息工程學院）

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