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面向新工科的国家一流交通运输专业金课建设途径探索

2024-04-18王宪彬高远张文会武慧荣王连震韩锐冯文文

高教学刊 2024年8期
关键词:金课课程改革

王宪彬 高远 张文会 武慧荣 王连震 韩锐 冯文文

摘  要:该文结合中国高等教育改革的新要求和新目标,阐述金课建设、新工科本科专业建设和国家一流专业建设的紧密联系和目标,探讨金课建设在交通运输专业课程改革中的优势和难点,并在此基础上提出相应策略和建议,分析新工科课程建设存在的问题,提出针对性措施进行改进,为新工科课程建设提供新思路和新模式。具体探讨课程的交融性、综合化、项目化、挑战性,以及应用性和实践性五大方面的问题,并提出解决方法,以期促进交通运输专业的新工科课程改革探索。

关键词:新工科课程建设;交通运输专业;金课;课程改革;一流专业建设

中图分类号:G642      文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2024)08-0001-04

Abstract: Combined with the new requirements and goals of China's higher education reform, this paper describes the strong connection and goals of the construction of the golden course, the construction of education undergraduate majors in the emerging engineering and the construction of national first-class majors. The advantages and difficulties of the golden course construction in the curriculum reform of transportation majors are discussed. Based on this analysis, the paper proposes corresponding strategies and suggestions, analyzes the problems existing in curriculum construction in new engineering, and puts forward targeted measures for improvement. It provides new ideas and models for the curriculum construction in new engineering. This paper explores five key aspects of the course's intersectionality, synthesis, project-based learning, challenge, as well as applicability and practicability. And the solutions are proposed to facilitate the implementation and improvement of exploration of curriculum reform in new engineering.

Keywords: curriculum construction in new engineering; transportation major; golden courses; curriculum reform; first-class major construction

面对新一轮科技革命和产业变革的挑战,教育部自2017年起发布了一系列新工科建设的指导文件,加快培养新兴领域工程科技人才,改造升级传统工科专业,主动布局未来战略必争领域人才培养。《“新工科”建设复旦共识》标志着中国高等工程教育改革的新起点,提出以国家战略为导向,以新技术、新业态、新产业和新模式为动力培养新兴工程科技人才,以获取全球创新生态系统的领先地位。

2018年6月,教育部在全国高等学校本科教育工作会议上首次提出“金课”概念,即要淘汰“水课”,打造具有深度、难度、广度和创新思维能力的一流课程。

2018年9月,教育部、工业和信息化部、中国工程院《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》要求各高校建设新型高水平理工科大学、产业学院和未来技术学院、新兴工科专业及新课程。

2018年11月,教学指导委员会会议和时任教育部高等教育司司长吴岩明确提出围绕一流课程建设,打造国家水准、国际领先的金课,其标准为“两性一度”,即“高阶性、创新性和挑战度”。

2019年4月,《关于实施一流本科专业建设“双万计划”的通知》提出了新工科建设、一流专业建设等方向,以提升高校人才培养能力,实现高等教育的内涵式发展。然而,如何真正有效建立符合新型工程人才培养需求的课程体系和课程内容,将以人为本、跨学科、创新导向的教育理念具体化,落实到日常的教育和教学活动中,是改革的难点。面向新工科的课程改革是新工科专业建设和国家一流专业建设必须完成的一项重要的全局性和系统性工作[1]。

综上所述,新工科建设、国家一流专业建设和金课建设是高等教育改革中三个相互关联、相互促进的重要内容,三者可以有机结合。新工科建设为金课建设提供理论指导和实践支撑,一流专业建设是新工科建设的重要切入点,金课建设不仅是一流专业建设的重要组成部分,而且是新工科人才培养的必要实现途径[2]。因此,将金课建设与一流专业建设、新工科建设综合考虑,可以最大限度地实现培养专业人才的目标[3]。

交通运输专业作为一个具有重要战略意义的专业,需要快速适应新科技和产业发展,同时保持特定领域的专业优势[4]。但传统授课方式已经无法满足新时代的课程需求。如何有效推行课程改革,促进高等工程教育的创新发展,提高人才培養质量和水平,成为当前交通运输专业面临的重要问题[5-6]。为此,本文以交通运输专业课程建设为切入点,分析了新工科背景下课程建设方面出现的问题,提出相应策略和建议,探索该专业金课建设途径。本文旨在促进交通运输专业新工科课程建设的有效开展和持续优化,为各级各类课程建设提供经验和借鉴。

一  新工科建设中出现的问题及解决办法

(一)  国内高校新工科课程建设上出现的问题

近年来,很多国内院校都已经进行了新工科研究与实践项目的启动实施,不断进行新工科的研究探索与实践。浙江大学构建了基于嵌入式课程体系的新工科人才培养模式[7]。重庆文理学院提出“一二三”新工科人才培养模式,强调新型学科思维和学科交叉[8]。华南理工大学提出“新工科建设F计划”,倡导“为未知而教,为未来而学”的教学理念[9]。电子科技大学提出“New E3”新工科建设方案,全面系统推进跨学科项目课程体系建设[10]。目前,我国各高校的新工科课程建设主要围绕传统工科专业课程建设方面存在的问题展开。我国高校工科专业,尤其是一些历史悠久、传统深厚的专业,在新工科课程建设上普遍存在以下六方面的问题。

问题一:当前课程设置未体现新工科交叉融合特征,只是简单增设其他学科专业课程,没有改变学科专业内部和外部的关系和结构,难以培养学生跨学科协作和创新思维的能力。

问题二:课程体系中存在大量不超过2学分的课程,容易造成学科专业知识体系碎片化和孤立化,使学生难以形成对知识体系的整体认识。同时,每门课程由于时间有限,无法深入探究课程目标,难以培养学生在某一领域的系统深入探究能力。

问题三:没有根据课程性质和目标进行合理的课程内容选择和安排,导致课程设置存在内容重复和冗余的问题。一些流行或时髦的内容容易在不同课程中重复出现,造成了教学时间和资源的浪费,也使得原本紧张的总课时变得更加不够用,导致一些重要或基础的内容被忽视或遗漏。

问题四:课程教学效果与课程目标不匹配,也与行业企业的期望不一致,造成高校培养的工程人才与社会需求的差距和脱节。这可能导致学生在就业市场上无法满足行业要求,就业竞争力降低。

问题五:侧重于教授学生已有成熟的知识理论,忽视前沿性和发展性问题的分析讨论。这样虽有助于学生掌握基础理论,却难以培养学生在前沿领域解决复杂问题的创新和挑战能力。

问题六:课程教学内容与实践教学或实际工程问题脱节,难以培养学生应用理论知识解决实际工程问题的能力。这种脱节会让学生在真实场景中遭遇困境,不能灵活应用所学知识。

(二)  问题探讨及解决

为了达到金课建设“两性一度”的标准,需要从多个方面对课程进行优化和改进。根据分析,可以发现,针对上述问题一,可以通过增强课程的“交融性”解决;针对问题二、三,可以通过强化课程的“综合化”解决;针对问题四,可以通过实施课程的“项目化”解决;针对问题五,需要提升课程“挑战性”;针对问题六,需要增强课程的“应用性和实践性”。

1  提高课程的“交融性”

新工科专业的课程往往涉及多个学科领域,需要综合运用不同学科专业的知识、原理和方法等解决复杂工程问题,提高课程的“交融性”至关重要,需要根据课程目标有机地整合相关学科专业现有的课程,形成新的课程体系,或者开发出全新的课程内容,而不是简单地将相关学科专业的现有课程进行拼接或叠加。

2  强化课程的“综合化”

新工科课程建设需要重视课程的综合化,可将解决一类工程问题所需的知识、方法和技术整合为一门综合课程,学生通过学习能够全面掌握解决这类工程问题的能力和方法。这样可以避免以往课程学习只注重专业部分知识的学习,而忽视培养解决相关问题能力的现象。

3  实施课程的“项目化”

工程教育旨在培养学生解决实际复杂工程问题的能力,以及设计和创造未来世界的创新能力。项目是对各种当前和未来复杂工程问题在教育环境中的抽象和简化,学生在完成项目任务的过程中,既能够深入理解课程内容,又能够锻炼自己的工程能力和综合素质。实施课程的“项目化”是践行“做中学”理念,培养新工科人才的有效形式之一。

4  提升课程的“挑战性”

课程的“挑战性”指的是学生完成课程学习所面临的难度、需要付出的投入和努力程度等。提升课程挑战性有助于充分调动学生学习的积极性和主动性,使学生更深入地参与课程学习,培养学生综合运用多学科知识解决复杂工程问题的能力、创新能力和合作能力,更好地达成培养标准,实现培养目标。

5  提高课程的“应用性和实践性”

高校课程中的工程问题往往与实际行业企业脱节,缺乏真實环境下的实践教学。应重视提高课程的“应用性和实践性”。应用性是指课程内容与真实工程问题的结合,让学生应用所学知识解决问题;实践性是指课程与真实工程环境的结合,让学生在真实环境中实践,体验工程师工作方式和方法。这有助于培养学生的工程思维和工程能力,缩小高校培养的工程人才与社会需求之间的差距。

综上所述,虽然目前新工科理念已经在人才培养和专业建设中得到广泛认可,但“互联网+”时代对复合型人才的培养提出了新的要求,强调多元化、个性化、创新化和国际化等特征。目前,依据新工科理念建设的金课仍需要进一步深化、拓展、突破和出发。本文在新工科理念指导下,结合“互联网+”媒体模式,以国家级一流交通运输专业为背景,对新时期高等院校课程建设途径进行探索,找到适合未来人才培养需求和特点的金课建设模式[11]。

二  交通运输专业金课建设途径探索

(一)  主要实践路径

交通运输是国民经济的重要支柱,面临着数字化、智能化、绿色化和综合化等新技术和新模式的变革升级。交通运输类专业要紧跟时代潮流,培养具有国际视野、创新精神、系统思维、跨界能力、实践能力和社会责任感的高素质工程人才,为交通运输事业的发展贡献力量。

本文基于金课建设的“两性一度”标准,融合新工科理念、成果导向(OBE)教育理念和国家一流专业建设,从以下三方面提出金课建设在交通运输专业课程改革中的实践路径。

1  构建多学科交叉融合的知识体系和系统性思维,提升课程内容的“高阶性”

课程是传授知识和培养学生系统思维能力的重要途径。课程融合将解决同一类工程问题所涉及的多学科知识整合到一门课程中,使学生能够对相关知识进行有机联系和综合运用。交通运输专业可根据工程问题的特点和难度,设计不同层次和类型的综合性课程项目,如基础性、应用性、创新性等。这些项目应涉及多个学科领域,如数学、物理、计算机和管理等,并与实际工作场景相结合,如交通规划、交通控制、交通安全等。通过这些项目,学生可以在实践中掌握和运用所学知识,提高分析问题、解决问题和协作沟通的能力。

金课的高阶性体现在知识、能力、素质三方面的有机融合,培养学生解决复杂问题的高级思维和综合能力。作为应用型工程技术及管理人才,学生不仅需要掌握完整的本专业理论知识体系,更需要具备面向复杂工程问题的“多学科交叉融合”的知识理论体系。交通运输专业可通过调研,了解培养目标与社会需求之间的匹配度,探索符合新工科要求的“高阶性”课程教学目标。同时,采用多种教学方法和手段,如案例教学、探究式教学、反转课堂和在线教育等,激发学生的主动性和创造性,促进学生的深度思考和自我反馈。

2  构建丰富教学环节和交叉性内容,进行课程形式“创新性”探索

提高课程高阶性,挖掘学生学习潜能,在对专业核心课程进行有机融合基础上,还需提高课程形式的创新性。每门课程都应根据自身特点设计丰富的课前、课上和课后自主性、交叉性学习环节,以及实验实践、文献学习和综合性作业,以加深学生对学习内容的认识和理解。

1)基于“互联网+”的课前预习。课前预习包括线上预习和线下预习。线上预习是基于自主学习的形式,在超星学习通平台上观看教师录制或推荐的教学视频,完成相应的预习任务。为保证线上预习效果,教师应在课前做好教学设计,结合教学大纲以及课时安排,重构教学活动,并围绕学习通平台准备“多学科交叉融合”的教学资源。线下预习是基于协作学习的形式,在课堂上进行小组讨论,分享预习心得,解决预习中遇到的问题。

2)基于“项目化”的课堂翻转互动。在新工科背景下,课堂授课不再是简单的单一学科知识讲授,而是多学科知识交叉融合的过程。课程“项目化”是工程教育改革的重要方向,分为基于课程核心内容的项目化和以解决跨学科高阶性工程问题为目标的项目化。前者依托于某一课程,以解决实际问题为导向,培养学生的工程能力和综合素质。后者不依附于某一课程或学科,以解决跨学科、高阶性工程问题为目标,以项目实施为载体组织并开展教学活动。在课堂上,教师通过引导、示范、辅导等方式,帮助学生完成项目任务,并及时给予反馈和评价。

3)基于“自主学习”的课后复习。在深度融合内容的前提下,必须保障学生的自主学习时间,通过课后自主性学习和实践,将知识转化为能力。线下课堂教学完成后,教师组织学生进行基于自测互评的线上课后复习。学生在超星平台上完成自测题目并互评答案,了解自身掌握情况,巩固知识。教师还可以组织学生基于自主探究的形式,查阅与课程相关的文献资料,对重要知识点进行归纳总结和复习。该设计体现了“以学生为中心”和“做中学”的理念,激发学生的自主综合性学习和实践,从而更有效地实现课程体系及课程目标。

3  探索课程考核的多样性和挑战性,完善形成性评价机制

为了保障金课的质量和效果,交通运输专业应构建包括教师、同行、学生和社会等多方评价的体系和机制,对金课的教学目标、内容、方法和效果等进行全方位的考核和反馈,及时发现并改进金课的不足,促进金课的持续优化。其中,金课标准的“挑战度”是重要评价维度,是指课程有一定难度,需要学生“跳一跳”才能够得着,对教师备课和学生自学有较高要求。提高“挑战度”应注意以下两点:一是丰富考核形式和环节,让学生在课堂上多动脑、动手和发言,课下主动查阅文献,在阶段考试、期末考试、实验和课程设计中,适当增加结合工程应用背景的挑战度高的选做题目或开放类题目,提高考核模式的“挑战度”。二是在考核过程中采用形成性评价,实现对学生学习过程和结果的有效反馈和指导。形成性评价是指在教学过程中,教师对学生的学习进展、学习难点、学习策略等进行持续观察、记录和分析,及时给予反馈和建议,帮助学生调整和改进学习方法,提高学习效果的评价方式。形成性评价可促进教师调整和优化教学,激发学生自主学习和自我评价能力,从而提高课程目标的达成情况。

(二)  实践路径的创新点

1  “新工科+金課”的课程建设途径探索理念

推进“新工科”本科专业建设和金课建设的一体化,有利于交通运输专业人才培养模式的改革,为“新工科”理念的理解和运用提供实践改革案例,具有现实意义和实践价值。

2  “国家一流专业建设+金课”的课程建设途径探索模式

探索“国家一流”本科专业建设和金课建设相融合的综合化课程建设模式,不仅符合高校金课建设的标准和要求,而且为国家级一流本科专业建设提供切实可行的课程建设途径。

3  “专业认证+金课”的课程建设途径探索方法

“以学生为中心”改革教学方法,“以成果为导向”改革教学内容,结合金课建设的目标,有效应用信息技术进行课堂教学设计,为完成毕业要求,实现“新工科”培养目标,提供课程保障基础。

三  结束语

本文探讨了高等工程教育在工业革命背景下的变革历程,以及面向新工科的课程改革和金课建设的重要性。在此基础上,针对交通运输专业的特点和面临的挑战,提出了以专业课程建设为切入点,推行金课建设的策略。通过金课建设,可以有效地促进交通运输专业的课程改革和创新发展,并为新工科课程建设提供经验和借鉴。此外,本文也呼吁将金课建设与一流专业建设、新工科建设综合考虑,最大限度地实现培养专业人才的目标。总之,本文为当前高等工程教育改革提供了一些思考和借鉴,希望可以在未来的工程教育发展中有所实践和应用。

参考文献:

[1] 林健.新工科专业课程体系改革和课程建设[J].高等工程教育研究,2020(1):1-13,24.

[2] 叶信治.高校“金课”建设:从资源驱动转向制度驱动[J].中国高教研究,2019(10):99-103.

[3] 汤智,计伟荣.金课:范式特征,建设困局与突围路径[J].中国高教研究,2020(11):54-59.

[4] 张嘉敏.新一代信息技术条件下交通运输类新工科研究[J].物流工程与管理,2023,45(6):186-189.

[5] 蒋玮,沙爱民,肖晶晶,等.交通强国战略背景下交通类人才培养的思考与探索[J].高等工程教育研究,2022(4):77-80,109.

[6] 徐光明,秦进,李传耀,等.交通运输类“金课”建设路径的探索与实践[J].物流科技,2022,45(3):174-176.

[7] 刘海峰.“双一流”建设的繼承、创新与推进[J].高等教育研究,2021,42(1):1-7.

[8] 朱江,傅密.“新工科”背景下应用型本科院校人才培养模式的探索与思考[J].教育观察,2018,7(2):52-53.

[9] 高松.实施“新工科F计划”,培养工科领军人才[J].高等工程教育研究,2019(4):19-25.

[10] 曾勇,黄艳,向桂君,等.从新生项目课开始:新工科建设“成电方案”的设计与实践[J].高等工程教育研究,2020(1):14-19.

[11] 司马朝坦,鲁平,孙琪真,等.一流工程学科“金课”课程改革模式构建——以华中科技大学“光纤光学”为例[J].高等工程教育研究,2020(5):183-188.

基金项目:中国交通教育研究会教育科学研究一般课题“面向新工科的国家一流交通运输专业金课建设途径探索与教学改革实践”(JT2022YB011);中国交通教育研究会教育科学研究重点课题“交通强国建设背景下交通运输类专业主题式课程思政育人模式与育人效果评价研究”(JT2022ZD016);黑龙江省高等教育教学改革一般研究项目“基于工程教育专业认证的交通运输类一流本科专业建设探索与实践”(SJGY20200031);黑龙江省高等教育教学改革一般研究项目“新工科背景下的交通运输专业金课建设”(SJGY20210038)

第一作者简介:王宪彬(1980-),男,汉族,黑龙江哈尔滨人,博士,副教授,硕士研究生导师,系主任。研究方向为交通安全与汽车运行仿真。

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