“新工科”背景下工科課程教學內容改革探索

張震 張芳

摘要：“新工科”背景下，深化工科課程教學內容改革與實踐，培養高素質創新型人才，已成為當前工科院校教育改革與發展的主題。該文以新疆理工學院為例，分析當前工科課程教學存在的四類問題，探討改進工科教學模式、優化教學環節、重構課程體系、優化人才創新能力培養模式、加強校企合作等五種改革實踐措施，并對改革預期成果進行了展望，期望通過改革與實踐，培養出專業知識儲備豐富、工程實踐能力突出、專業視野及創新思維寬廣的高級應用型人才。

關鍵詞：新工科改革創新型人才實踐

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ?文章編號：1672-3791（2021）03（a）-0000-00

Exploration on Teaching Content Reform of Engineering Course Under the Background of Emerging Engineering Education

—Taking Xinjiang Institute of Technology as an Example

ZHANG Zhen? ZHANG Fang

（Xinjiang Institute of Technology， Aksu， Xinjiang Uygur Autonomous Region，843000 China）

Abstract：Under the background of emerging engineering education， it has become the theme of education reform and development in engineering colleges to deepening the reform and practice of engineering course teaching content and cultivating high quality and innovative talents. Taking Xinjiang Institute of technology as an example， this paper analyzes the four kinds of problems existing in the current engineering course teaching， and discusses five reform practical measures， such as improving engineering teaching mode， optimizing teaching links， reconstructing curriculum system， optimizing talent innovation ability training mode and strengthening school enterprise cooperation， and looks forward to the expected results of the reform. It is expected that through reform and practice， senior applied talents with rich professional knowledge reserve， outstanding engineering practice ability， broad professional vision and innovative thinking will be cultivated.

Key Words： Emerging engineering education; Reform; Innovative talents; Practice

開展“新工科”建設是教育部深入學習貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想，寫好高等教育“奮進之筆”，打好提升質量、推進公平、創新人才培養機制攻堅戰的重要舉措[1]。面向工科專業和課程進行新的探索和改革，是當前較為基礎及重要的改革內容。該文以新疆理工學院為例，對如何改革工科課程教學內容、改進工科人才創新能力培養模式、發揮創新機制對人才培養和學科建設的帶動作用、加快教育教學成果向現實生產力的轉化進行了探討。

1現階段工科課程教學主要存在的問題

1.1 教學方法過于傳統

現階段，教學存在以“三中心”——“教師、教材、課堂”為主的問題[2]，教師課堂講授專業知識，學生被動接受知識，課堂教學很死板。學生只注重教師規劃的重點內容，不會拓展、融匯、貫通，往往通過死記硬背教師強調的重點課本知識以獲得好成績，缺乏主動思考及創新;教師在教學中沒有“以學生為中心”，往往自顧自念PPT、念教材，不關心學生在講臺下面做什么、學什么，缺乏互動性、啟示性教學;有的教師與學生互動雖然較多，但只是講授專業知識，理論與實踐脫節嚴重，存在“重知識、輕能力”“重理論、輕實踐”“重繼承、輕創新”的現象[3]。

1.2 重專業輕拓展

目前，工科專業過于強調專業知識，專業課程多、知識點雜、學習難度大，學生學習起來“難于招架”，沒有精力和時間涉獵其他學科;教師上課過程中只注重該專業的知識，沒有融入其他學科的相關知識，講授的內容知識面窄、綜合性弱、創新率低，使得學生接收的知識較為單一。以上種種導致了工科專業出現了“重專業輕拓展”的現象，局限了學生的視野，忽略了學生綜合能力的培養。

1.3 教學與科研脫節

各工科專業實驗設備雖能滿足本科教學需求，但科研型、創新型實驗設備不多，面向學生開放的科研、實驗設備更是少之又少;由于各工科專業年輕教師居多，項目申報困難，獲批的科研項目很少，部分教師雖承擔了科研項目， 但在實際教學中僅是講授教材內容，沒有結合自己的科研項目內容，忽略了將科研成效用在教學中的重要性，導致教學、科研相脫節;部分學生雖加入了教師的科研團隊，但創新、拓展能力不足，積極主動性不高，只是“埋頭苦干”“機械工作”，遵照教師要求操作、完成實驗，至于為什么這么做、原理是什么，學生不是很了解，教學與科研之間的聯系只是浮于表面。

1.4 欠缺學生創新能力的引導

眾多學生學到專業知識后，只能解決課堂中、教材中提到的“對口”問題，不能靈活應用于實踐，遇到的問題稍有變化就束手無策、無法解決;教師在教學過程中缺乏相關創新能力的教育引導，死板、機械教學，導致學生創新能力嚴重缺失。以筆者所教的土木工程專業為例，在該專業實驗教學中，教師過于強調實驗結果的唯一性，沒有建立“非標準答案”機制，學生必須嚴格依照確定的實驗目的和步驟完成實驗，導致學生創新意識、欲望、興趣比較淡薄，缺少思考和變通，教師對學生創新能力的引導、培養極為欠缺。

1.5 教學與實踐脫節

各工科專業年輕教師居多，實踐經驗不足，在教學中往往重理論、輕實踐，只是一味地講授教材內容，不能夠將理論知識與工程實踐相結合，從而導致教學、實踐相脫節;專業課程中雖有各類實習、實訓課程，但教師重視度不夠、學生參與的興趣不高，在實習單位、實訓基地“混來混去”，不能真正地投入到實踐學習中，往往只是為了得到學分而應付差事，部分學生雖有心想去一些較好的專業相關單位、企業進行實習，但由于渠道有限，學校與相關企業沒有建立校企合作關系，導致學生嚴重缺乏企業實踐經驗，畢業后不能很快、很好地適應工作環境、進入工作狀態。

2 改革實踐措施探索

2.1 優化教學模式，培養學生創新意識

針對工科專業學生，改進教學模式主要包含教學組織、教學方法的優化[4]。對于教學組織，專業課可采用班級授課與課題興趣小組相結合、教師全程指導的方式進行。教師提前制定與該專業相關的課題庫，學生根據興趣選題，分為若干課題組，每組研究一個以上課題，課程考核加入課題的階段匯報和專題報告，教師依據每組的課程考核結果評定成績。對于教學方法，做到以學生為中心，優化傳統課堂授課，增加小組調研、討論交流，讓學生有機會表達自己的創新想法。比如：讓學生圍繞某一課題開展“查文獻—創思路—寫報告—開研討—修完善—交報告—用實踐”等一些列環節，具體環節內容見圖1，從而有效吸收專業知識、培養創新意識。

2.2 改進教學環節，增強學生主觀能動性

優化課堂生態，合理安排課前、課中和課后教學環節，培養學生主動學習、互動交流、創新思考的能力。課前，教師通過“雨課堂”“QQ”“釘釘”“MOOC”等在線推送微課、案例、習題等學習材料，科學引導學生預習學習內容，使學生帶著問題進課堂;教師動態關注學生在線預習情況，對學生的課前學習環節進行督導。課中，針對學生的課前預習情況，教師充分發揮參與式、討論式、啟發式等教學方法，對重難點知識進行深入講解和剖析。課后，通過線上教學軟件與學生深入互動，增加交流討論的頻次，實現學生對知識的全面吸收和理解;同時，拓展課中內容，布置發散性的測試題，檢驗學習效果的同時，激發學生的主觀能動性。各環節均以“學生”為中心，豐富師生、生生的交流內容，讓學生在不斷交流、質疑、思考的過程中掌握知識技能，提升實踐能力和創新能力。

2.3 重構課程體系，專業、創新共發展

新工科背景下，工科專業人才培養關鍵在創新能力的培養，優化課程體系是創新能力培養的主要途徑。創新以專業為基礎，創新教育要融入專業教育中。重構課題體系，使專業與創新共繁榮共發展，要做到以下幾點：一是在學生培養課程體系中融入創新教育課程[5]，將創新課程作為必修課程;二是在專業課程中融入創新教育內容，專業課教師進“雙創”課堂，在專業和創新創業雙背景下激發學生創新創業思維和熱情[6]，實現“課程創新”;三是設置創新教育實踐課，融入學生培養實踐環節;四是將專業知識融入創新教育實踐課，讓課程“活”起來，使專業與創新共發展。

2.4 改進過程性培養模式，培養學生創新能力

2.4.1組織參加學科競賽，提升創新設計能力

學科大賽分為校級、地區級、省級以及國家級，積極組織學生參與各種類型的競賽，最大限度給予學生展示自我、鍛煉能力的機會。各工科專業可根據專業特點，開展各類校級競賽，同時組織學生參與校級以上的相關專業競賽、“互聯網+大賽”“挑戰杯”系列競賽等。以賽促學、以賽促教，學生可以在參與各大競賽的過程中檢驗已學的理論知識，增強自身的創新設計能力。

2.4.2組織參與科研課題，增強創新實踐能力

吸納學生加入科研團隊、參與教師的科研課題，開展研究性學習，培養學生思考、分析、解決、研究問題的能力;定期開展學術交流，營造良好的科研氛圍，給予學生充分創新、自由揮灑的機會和空間，引導學生主動思考、學習、鉆研;學生畢業要求的學位論文可結合教師課題，做子課題研究，指導老師在熟悉的研究領域指導，有利于學生撰寫高質量學術論文、提高科研水平。

2.4.3優化創新實踐載體，豐富實踐方式

持續改進實踐教學環境，優化實驗室硬件設施，更新和升級專業教學相關軟件和實驗設備，建立工程模擬仿真實訓室，組織學生參與創新性實驗，同時鼓勵學生吸收傳統、結合創新，研發拓展性實驗，增強學生的實踐創新、動手操作能力;不斷強化校企合作，與優秀企業共建實訓基地，為學生提供更多實踐平臺，增加學生校內外實踐機會，實現資源共享的同時，使學生強化專業知識、豐富創新實踐經歷。

2.5 優化教學團隊，促進科教融合

2.5.1提升教學團隊中青年教師的教學、科研能力

以科教融合為遵循，針對青年教師開展教學、科研、論文撰寫、項目申報等專題講座、培訓，倡導教師持續關注與該專業相關的最新國際學術前沿、最新科研成果，激發團隊教師的活力和創新能力，進而促使教師在教書育人中能引導和培養學生的實踐能力和創新性;同時，引導教師將自己創新的科研成果轉變為與之相關的實踐課程，統籌教學與科研，做到“寓教于研、教研相長”[7]，最終達到科研促教學的效果。

2.5.2加強教師企業實踐鍛煉，提升實踐教學水平

拓展校企合作平臺，組織青年教師至專業對口企業實踐鍛煉，建立長效合作機制，科學安排企業實踐內容，注重企業實踐鍛煉的科學性、合理性、有效性，提升教師實踐能力。以提高團隊教師綜合素質為目的，堅持分層次、分階段、分門類、分人員的原則，科學培訓、注重實效，持續更新專業教師的理論、實踐觀念，提高實踐動手能力，豐富專業教學案例。

2.6 加強校企合作，全方位協同育人

“新工科”背景下，工科人才培養以“學科交叉，產學融合”為特征[8]。目前，南疆地區企業需要的人才量很大，但學校的產出遠遠不能滿足社會高速發展的需要，加強校企合作迫在眉睫。與企業深度合作，聯合成立專業人才培養指導委員會，結合地區、行業發展需求，制定人才培養目標和課程體系，參與教學、評價、培養各個環節;根據校企共同商討制定的課程設置，有針對性地培養人才、進行專業實訓、提供實習基地，學校協助企業進行落后產能淘汰、企業協助學校建立新型的線上實驗室，用高校的學術理論+企業的技術與設備構建校企協同育人的新體系，消除校企隔閡;根據學生所處的年級制定不同的培養內容，以“分段遞進”的培養方式，分階段、分層次，循序漸進地培養學生的工程實踐能力[9];采取“雙導師制”育人模式，企業工程人員可至學校兼職授課，學校教師帶領學生去企業實習，學生由本專業教師和企業人員共同指導，畢業后與合作企業簽訂就業協議，確保人才留下來。

3 預期成果

3.1 優化教學模式，讓學生“想”起來

通過課題興趣小組探索研究的方式，教師全過程、全方位的指導學生，更好地培養學生學習、創新意識與能力，引領學生走上自主學習之路;結合對傳統課堂授課的優化，真正做到“以學生為中心”，增加師生、生生討論交流，讓學生自由、充分地“揮發”好“想”法，調動學生的創新意識。

3.2 改進教學環節，讓課堂“滿”起來

合理安排課前、課中和課后教學環節，豐富、拓展教師講授的內容，使所授內容具有連續性，讓課堂“豐滿”起來，學生盡興學習、吸收知識的同時，提升了學生主動學習、互動交流、創新思考的能力。

3.3 重構課程體系，讓課程“活”起來

如果專業技能是“游魚”，那么創新就是“活水”。重構課程體系，將創新教育內容融入專業教育課程、將專業知識融入創新教育課程，兩者完美結合、相輔相成，讓課程“活”起來，使專業教育與創新教育共繁榮共發展。

3.4 豐富過程性培養內容，讓學生“動”起來

組織學生參加各種競賽，以賽促學、以賽促教;吸納學生加入科研團隊、參與科研課題，提升學生思考、分析、解決、研究問題的能力;改進教學環境，豐富實踐平臺，鼓勵學生爭做創新性實驗，積極開展研究性學習。將“教學”“競賽”“科研”三者有機整合起來，真正的讓學生“動”起來，培養學生的創新能力。

3.5 促進教師團隊建設，讓教師“強”起來

以科教融合為遵循，以提高教師隊伍素質為中心，建立培養機制，激發教師活力，提升教學科研能力，統籌教學與科研，做到“寓教于研、教研相長”，按需培訓、注重實效、多種形式并舉，最終提升教師的綜合素質，讓教師“強”起來。

3.6 校企全方位協同育人，讓人才“留”下來

建立校企協同育人的創新型人才培養模式，采取高校教師與企業工程人員相結合的“雙導師制”育人模式，實現專業知識與實踐運用、課堂所學與行業標準、理論與實踐的完美銜接，使得學生滿意課堂所學、中意企業文化，最終讓學生“留”在南疆，“留”在阿克蘇。

4 結語

“新工科”背景下，改革工科課程教學不是一朝一夕的事情，而是需要制定長期規劃，完善工科人才創新能力培養模式，利用各方的教學資源和條件，創建團隊、匯聚人才，搭建學科創新平臺，從而加快教育教學成果向現實生產力的轉化，促進工科專業發展方式的轉變，最終培養出專業知識儲備豐富、工程實踐能力突出、專業視野及創新思維寬廣的高級應用型人才。

參考文獻

[1]教育部.關于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知（教高廳函〔2018〕17號）[R/OL].（2018-03-21）.https：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201803/t20180329_331767

.html.

[2]張濤，謝春利，張汝波.基于OBE理念的工程應用型人才培養模式探索[J].大連民族大學學報，2020， 22（5）：411-415.

[3]史志才.應用型工程技術人才培養的幾點探討[J].科技創新導報，2016，13（25）：160-161.

[4]趙寶云，計方，王麗萍.校企協同創新體系下的土木工程專業應用型人才培養模式研究探討[J].大學教育，2016（4）：139-140.

[5]彭俊杰，楊德磊.地方本科院校應用型人才培養的探討——以黃淮學院土木工程專業為例[J].價值工程，2017，36（14）：177-179.

[6]魯蘊華，王勇華，李燕芳.基于創新創業教育的人才培養模式改革與實踐研究—以唐山學院工程管理專業為例[J].工程經濟，2021，31（7）：69-71.

[7]王婋，潘琳，朱芳冰，等.新工科背景下人才培養實訓基地建設及思考[J].大學教育，2021（8）：125-127.

[8]張辛喜，李學平.“新工科”背景下過程裝備與控制工程專業人才培養方案探索與實踐[J].新西部，2019（11）：130-131.

[9]胡慧，羅毅平，唐勇奇，等.工程應用型人才培養體系的構建與實踐[J].中國高等教育，2021（11）：61-62.