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本科生跨专业培养的思考与探索

2022-06-30周立芳陈积明徐贞

中国大学教学 2022年6期
关键词:跨专业顶层设计方案设计

周立芳 陈积明 徐贞

摘 要:学科交叉融合已成为高校学科发展的重要着力点,培养“通、专、跨”复合型人才亦已成为各高校本科人才培养共识。本文分析了本科阶段跨专业培养的意义以及现有的跨专业培养模式,在此基础上,介绍了浙江大学信息学部各专业软硬件交叉互补、理论技术应用紧密结合的特点,以及通过顶层设计,引导学生跨学院专业群学习信息领域相关知识的新举措。

关键词:跨专业;顶层设计;人才培养;信息大类;方案设计

2018年,国家三部委联合发布了《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》,强调高校要打破现有的学科壁垒,在交叉领域培植新的学科生长点。学科交叉融合已成为“双一流”高校学科建设的重中之重。学科交叉不仅是用一个学科的现有研究方法和手段去解决另一个学科研究中遇到的问题,更是用一个或多个学科的思想和理论去研究和拓展另一个学科领域和方向,这就需要研究者具备多个学科的基础知识,具备学科交叉研究的意识和能力。与学科关系最紧密的莫过于专业,专业是根据学科分类和社会职业分工需要分门别类进行高深专门知识教与学活动的基本单位[1]。跨专业,是超越原专业或跨越两个及以上学科门类[2]。本科阶段是学生掌握专业基础知识、培养科学探究意识和能力的主要阶段,开展跨专业交叉创新人才培养模式探索实属必要。

一、本科生跨专业培养的必要性

1.人才培养的要求

随着新一轮科技革命的到来和新兴产业的不断发展,传统工程教育面临着重大挑战,“新工科”应运而生,推动了工程教育改革的步伐,开启了工程教育强国的新征程。清华大学林建教授对“新工科”的内涵和特征进行了解析[3-4],即新兴、新型和新生,其中“新生”指的是由不同学科交叉,包括现有不同工程学科的交叉复合、工程学科与其他学科的交叉融合。越来越多的工程问题特别是“卡脖子”技术难题的破解,需要多个专业知识的交叉融合才能找到最佳的解决方案,这就需要技术人员具有宽广、扎实的专业知识以及交叉融合的创新意识、创新思维和创新技能。高度专业化的培养模式导致学生创新能力不足,适应性减弱,进而阻碍他们未来的发展步伐。因此“新工科”背景下的人才培养,既要跟随时代步伐,利用本专业最新研究成果,对现有专业教学体系和内容进行不断的完善和更新,也要打破传统的专业理念壁垒,鼓励和培养学生跨专业学习知识的意识和能力,提升学生在解决复杂问题时所需的多元化知识水平,培养高素质、复合型“新工科”人才[5-6]。高校作为“新工科”建设人才培养的第一阵地,具有专业齐全、师资力量雄厚等优势,跨专业培养的任务极为迫切且责无旁贷。

2.劳动力市场就业岗位的需求

大学的专业设置一般是按照科学的发展和各个学科门类体系而分类设立的。然而,社会需求千变万化,用人单位按需设岗,致使大学专业与求职就业无法形成相应的匹配关系。大学生就业是一个双向选择的过程,《2020年中国大学生就业报告》蓝皮书显示,从事专业相关工作的大学生比例趋稳,71%的2019届本科毕业生选择了与专业比较相关的工作,良好的专业教育可以增强从事与专业相关工作的就业竞争力,复合型的人才培养则是加快职业发展的强劲动力。即便如此,仍然有将近30%的大学生由于专业发展前景、个人兴趣爱好等原因毕业后从事了与所学专业不太相关的工作,在本科期间跨专业知识的获取以及自主学习能力等综合素质的培养就显得尤为重要。从企业对大学生就业需求来看,大多数企业希望大学毕业生能够具备相应的专业能力、社会适应能力以及团队合作、自主创新能力等。为了使大学毕业生尽快适应社会发展的需要,大学本科阶段的教育不仅要培养学生的专业知识和专业素养,而且要注重培养学生的跨界学习能力,使毕业生在快速变化的社会中拥有宽广的发展潜力和创新能力。

3.本科生深造学习的需求

目前,国内大学毕业生升学比例持续上升,本科生国内读研比例从2015届的13.5%上升至2019届的15.2%,国内顶尖高校学生的国内外深造意愿则更加强烈。浙江大学2019届毕业生就业质量年度报告显示,2019届本科毕业生境内升学率为39.81%,境外留学率为21.74%。学生无论是境内深造还是境外求学,都是为了掌握更多更前沿的学科领域专业知识,培养更加卓越的创新能力,推动学科建设的跨越式发展。学科的交叉融合已成为当前科技发展的重大特征以及颠覆性创新的重要途径。著名物理学家海森伯认为:“在人类思想史上,重大成果的发现常常发生在两条不同的思维路线的交叉点上。”进一步对浙江大学电子信息类、自动化类以及计算机类有关学科硕士研究生的本科专业进行不完全统计,来自本大类的学生分别约占52.93%、31.56%、52.35%,近半数本科生在规划未来的学术道路时选择了与本科专业不同的学科,这一方面体现了学生对社会需求的认知以及自身兴趣爱好的认识,另一方面也反映出学科界限的模糊化趋势。高校教师同样希望所招收的学生来源于不同的专业,以便更好地进行学科交叉研究。因此,学生在本科阶段根据兴趣爱好进行跨专业学习尤为必要。

由此可见,学生的交叉学习能力培养是“双一流”建设中非常重要的一个方面,有必要在本科生自主选课、自主学习的同时,引导他们在本科阶段进行跨专业学习。

二、本科生跨专业培养模式的现状

本科教育是奠定大学生知识、能力、素质和人格基调的關键一站[7]。“通”“专”融合、“通”“跨”融合已成为高等教育的主流。

1.新型交叉专业设置

交叉专业是指在交叉学科建设过程中设立的专业,如浙江大学按照“服务国家需要、契合办学定位、适应学科发展”原则,在推进交叉学科建设的同时,建设交叉专业,达到交叉学科和交叉专业一体化发展,相继设立了网络安全、人工智能等交叉专业,并从专业定位、课程体系和实践体系等方面提出了人工智能专业课程的设置思路[8],从教材、课程、实训三个维度,以厚基础、促交叉、重实践为培养原则,撰写紧扣前沿、富有时代特色的系列教材,设计“通、专、交”交叉课程体系,建设科教融合、产教协同的实训平台。专业的交叉融合已经成为推动我国高等教育快速发展的重要原动力,如新兴的人工智能专业,截至2020年底国内已有345所高校设置了人工智能本科专业。新型交叉专业已经成为我国本科生跨专业培养的重要模式,成为我国创新性人才培养的重要阵地。9F1AF3B5-8C75-4DAF-812F-2DE88D7B8FCF

2.双专业(学位)项目

2019年,国务院学位委员会正式颁布《学士学位授权与授予管理办法》,明确指出高校应“高起点、高标准、高质量开设双学士学位项目”。部分高校根据自身办学优势和特色,以学科发展需要为前提,结合学生未来发展的核心需求,通过顶层设计,建设专业交叉互补的双学位项目。如上海交通大学设立了7个双学士学位试点项目,涵盖了医管交叉、工理交叉等多个交叉类型,为综合素质优秀、学有余力的学生提供更加广阔的学习平台。另一类双专业(学位)项目则是学生根据兴趣爱好自主选择第二专业(学位),学生在完成主专业学习的同时,跨专业修读其他专业的课程,满足规定的教学要求即可获得学校颁发的双专业(学位)证书。

3.微辅修、辅修项目

为完善“知识、能力、素质、人格”四位一体的人才培养体系,加大跨专业复合型人才培养力度,提高学生竞争力和多维度发展潜力,满足学生跨专业的修读意愿,许多高校都要求其本科专业开设了微辅修、辅修,学生在修读并完成主修专业的同时,按照制订的微辅修、辅修要求完成相应课程修读,即可获得相应的证书。浙江大学61%的本科专业开设了微辅修课程,95%的本科专業开设了辅修课程,微辅修/辅修课程一般为各专业的专业主干课程。

4.个性学分、跨专业模块

为了加强学生的个性化培养,高校在专业培养方案中,在通识课程和专业课程之外,为学生设置了自主发展学分(个性课程学分),学生可利用个性课程学分自主选择修读感兴趣的课程。有些高校甚至设立了跨专业模块,并规定了跨专业修读的学分数,引导学生修读其他专业的专业课程,鼓励学生多样学习。

5.专业教学课程体系的交叉融合

随着“新工科”建设的不断推进,越来越多的本科院校在专业培养课程体系上采用精心的顶层设计和优化,从纵向和横向两个维度不断推进教学结构、教学内容的改革。如浙江大学控制学院优化自动化专业教学课程体系[9],在原传统“控制工程”专业方向的基础上,于2016年确立了“机器人工程”这个拓展方向,并在随后的2~3年时间里,不断探索研究这两个专业的交叉融合,通过重组、改造、升级课程教学内容等方式,构建了浙江大学“自动化+”专业培养体系和课程体系,提升课程教学水平。

除此之外,各种国际国内竞赛、校内的科研实践等活动,都在不同程度地培养学生的跨专业学习能力和交叉融合思维。

三、本科生跨专业培养的改进举措

浙江大学《关于进一步深化教育教学改革的若干意见》和《浙江大学一流本科教育行动计划(2018—2020)》中明确指出:构建院(系)相互支撑、大类交叉培养的专业群,推动跨院系课程建设,探索高年级本科生跨专业交叉培养模式,深化交叉育人,完善“通专跨”培养的建设目标。多年来通过不断地推出覆盖全校大部分专业的微辅修、辅修、双专业、双学位等跨专业学习项目,引导学生多途径、多方式交叉学习,促进专业交叉培养和跨专业知识融合,使毕业生在快速变化的社会中拥有宽广的发展潜力。

浙江大学设有7个学部,分别涵盖了若干个学院(系),每个学院(系)建设有数量不等的本科专业。本文以浙江大学信息学部5个学院9个本科专业学生为例(如表1所示),以7个学部以及信息学部内学院为单位分别划分专业群,分析学生跨学部、学部内跨学院专业群的课程修读情况及其改进方案。

1.本科生跨专业修读的现状

浙江大学本科培养方案随着“通专跨”的培养要求而不断完善。2018级之前,各专业培养方案中均设置了“个性课程”模块,供学生自主选择修读感兴趣的课程。2018级专业培养方案的“个性课程”模块中明确规定“需修读其他专业的专业课程至少1门”,部分专业在这个模块中设置了“本专业推荐修读的专业选修课程”,引导学生修读其他专业的专业课程。2019级专业培养方案新增了“跨专业模块”(3学分)要求,进一步鼓励学生跨专业交叉修读课程。

根据学校选课系统2019年底信息学部学生跨专业修读课程数据统计,信息学部各年级本科生跨学部专业群修读课程情况如表2所示,2018级各学院本科生跨学部专业群、信息学部内跨学院专业群修读课程情况如表3、表4所示。

以上数据可以看出,低年级学生的跨专业课程修读首选信息学部、理学部、社科学部专业群课程,其次为人文学部和工学部专业群课程,农生环学部和医药学部专业群课程的选课学生最少;高年级学生跨专业修读的课程以信息学部内跨学院专业群课程为主,社科学部和理学部专业群课程次之。不同学院(专业)的学生在学部内跨学院专业群课程修读方面有一个共同点,即首选计算机学院专业群课程,且计算机学院与信电学院由于有2个以上专业,学生在本学院跨专业学习的比例也较高。由此可见,虽然学校出台了跨专业交叉培养政策,各专业在培养方案上也做了一些引导,但学生在跨专业课程选择时仍然有两方面的倾向,一是与本专业相近的其他专业课程,如同一学院其他专业的课程,另一个则是人文社科类课程,这对于以解决复杂技术问题和深入开展学科交叉研究为目标的跨专业基础知识储备和创新能力培养来说显然是不足的。因此,需要在学生自主选择跨专业课程的同时,从学部、学院层面进行顶层设计,进一步引导学生学习跨专业基础知识,培养高素质、复合型工科人才。

2.本科生学部内跨专业修读方案设计

信息学部各专业知识从元器件的设计到信息的获取传输,从信息的分析处理到智能决策控制,包含了信息技术发展的全链条,具有软硬件交叉互补、理论技术应用紧密结合的特征。为了更好地在学部内形成本科专业交叉、教学优势互补,凝聚各学院力量,培养“通专跨”人才,给学生提供更加广泛的平台,信息学部于2019年初开始从课程建设和修读引导的角度对跨专业模块内容进行了深入的探讨,并提出了《信息学部本科核心课程建设及跨专业修读方案》(以下简称“新方案”),该方案从信息学部2019级本科生开始实施,主要包括:9F1AF3B5-8C75-4DAF-812F-2DE88D7B8FCF

(1)专业核心课程实施分层教学。在各专业现有核心课程的基础上,针对外专业/外学院学生,每个专业/学院选择1~2门有专业特色的核心课程/实践类课程,开设课程要求低于本专业的选修课程,实施分层教学。

(2)在培养方案中引导学生跨专业修读。在培养方案的“跨专业模块”中,要求本学部学生“至少修读信息学部内其他学院工学类(信息)本科专业培养方案中的专业课程1门”,并提供了推荐课程修读清单。通过学部内各学院教学资源共享,达到学生交叉培养目标要求。

分层教学即针对不同的学生群体,教学内容的深度和广度不同。譬如,自动化专业核心课程“自动控制理论”不仅对学生具有工程技术方面的指导作用,而且对培养辩证思维能力、提高综合分析问题的能力都具有重要作用。理解、掌握自动控制理论的基本概念、思想和方法,是自动化专业学生的必备基础,而对于所有理工科的学生甚至社科类专业的学生而言,则有助于他们自觉运用系统的全局观去观察事物,用建模的思维方式抽象提取事物的主要特征,用反饋的思想解决实际的控制工程问题,按照设定的目标改造与优化现有系统。因此,学院将原有“自动控制理论(甲)”(3.5学分,2个短学期,内容为经典控制理论知识)、“现代控制理论”(2.5学分,1个短学期)的课程内容进行整合,面向外专业学生开设了“自动控制理论(乙)”课程(3.5学分,2个短学期),教学内容广度扩展,深度降低。

3.新方案下本科生跨专业修读情况

该方案出台之后,得到了学校和学院的大力支持,一方面,学院在学生中加大宣传和引导;另一方面,组织教师积极为分层教学做准备。根据学校选课系统2020年底信息学部学生跨专业修读课程数据统计,2019级本科生学部内跨学院专业群课程的修读人次明显上升,与2019年底数据相比,同比增加了约145%。2019级信息学部本科生跨专业群修读课程情况如表5、表6所示。

由表5数据可以看出,2019级学生首选修读的跨专业课程是信息学部内专业群课程,其次是理学部、社科学部、人文学部专业群课程。与2019年底同为二年级第一学期的2018级本科生选课(表2和表3所示)相比,2019级本科生跨专业选修信息学部专业群课程比例增长了约5%,这充分体现了新政策的引导效果。进一步对学部内跨学院专业群修读课程情况进行分析,如表6所示。与2019年底同为二年级第一学期的2018级本科生选课(表4所示)相比,新政策引导之后,光电学院、控制学院和生仪学院的本科生跨学院专业群课程修读的单一性状况明显得到改善,呈现多样化态势,修读计算机学院专业群课程人次比例降低。计算机学院本科生跨学院专业群课程修读人次显著增加,约占54%。

根据2022年3月选课系统跨专业选课数据,表7和表8分析了信息学部学生跨学部专业群和学部内跨学院专业群修读课程情况。可以看出,随着新政策的不断宣传和引导,学部内跨学院专业群课程修读状况会越来越多样化,必将在信息高速发展的时代培养出更多掌握各类信息领域知识的高素质人才。

浙江大学信息学部发挥学科特色与优势,引导学生跨专业学习信息领域相关知识,以适应新时代信息高速发展的需要。本科生的跨专业培养是一个长期的过程,需要学生、教师、管理人员、学校等多方凝聚共识、聚焦质量、共同努力,打破传统思想观念以及机制体制的束缚,着眼未来,共同推进创新性、复合型人才培养。

参考文献:

[1] 薛天祥. 高等教育学[M]. 桂林:广西师范大学出版社,2001:27.

[2] 潘懋元,王伟廉. 高等教育学[M]. 福州:福建教育出版社,1995:128.

[3] 林健. 面向未来的中国新工科建设[J]. 清华大学教育研究,2017(3):26 -35.

[4] 林健. 引领高等教育改革的新工科建设[J]. 中国高等教育,2017(13/14):40-43.

[5] 杨晓梅,李虹,薛颂东. 新工科背景下跨学科专业的本坯人才培养途径探析[J]. 教育与人才,2020(2):108-112.

[6] 柯璟,胡访. “新工科”背景下电子信息类专业人才培养模式改革与探析[J]. 工业与信息化教育,2019(6):9-15.

[7] 吴朝晖. 本科教育承载着走向未来和一流的双重使命[N]. 光明日报,2019-06-18.

[8] 吴飞,杨洋,何钦铭.人工智能本科专业课程设置思考:厘清内涵、促进交叉、赋能应用[J]. 中国大学教学,2019(2):14-19.

[9] 梁军,侯迪波,张光新. 新工科背景下自动化专业课程教学体系的优化重构[J]. 中国大学教学,2019(9):15-21.

[基金项目:本文获浙江大学高等教育研究会课题(G2120)和浙江大学研究生教育研究课题(20210303)资助]

[责任编辑:余大品]9F1AF3B5-8C75-4DAF-812F-2DE88D7B8FCF

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