“新工科”背景下工科课程教学内容改革探索

张震 张芳

摘要：“新工科”背景下，深化工科课程教学内容改革与实践，培养高素质创新型人才，已成为当前工科院校教育改革与发展的主题。该文以新疆理工学院为例，分析当前工科课程教学存在的四类问题，探讨改进工科教学模式、优化教学环节、重构课程体系、优化人才创新能力培养模式、加强校企合作等五种改革实践措施，并对改革预期成果进行了展望，期望通过改革与实践，培养出专业知识储备丰富、工程实践能力突出、专业视野及创新思维宽广的高级应用型人才。

关键词：新工科改革创新型人才实践

中图分类号：G642    文献标识码：A   文章编号：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”建设是教育部深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，写好高等教育“奋进之笔”，打好提升质量、推进公平、创新人才培养机制攻坚战的重要举措[1]。面向工科专业和课程进行新的探索和改革，是当前较为基础及重要的改革内容。该文以新疆理工学院为例，对如何改革工科课程教学内容、改进工科人才创新能力培养模式、发挥创新机制对人才培养和学科建设的带动作用、加快教育教学成果向现实生产力的转化进行了探讨。

1现阶段工科课程教学主要存在的问题

1.1 教学方法过于传统

现阶段，教学存在以“三中心”——“教师、教材、课堂”为主的问题[2]，教师课堂讲授专业知识，学生被动接受知识，课堂教学很死板。学生只注重教师规划的重点内容，不会拓展、融汇、贯通，往往通过死记硬背教师强调的重点课本知识以获得好成绩，缺乏主动思考及创新;教师在教学中没有“以学生为中心”，往往自顾自念PPT、念教材，不关心学生在讲台下面做什么、学什么，缺乏互动性、启示性教学;有的教师与学生互动虽然较多，但只是讲授专业知识，理论与实践脱节严重，存在“重知识、轻能力”“重理论、轻实践”“重继承、轻创新”的现象[3]。

1.2 重专业轻拓展

目前，工科专业过于强调专业知识，专业课程多、知识点杂、学习难度大，学生学习起来“难于招架”，没有精力和时间涉猎其他学科;教师上课过程中只注重该专业的知识，没有融入其他学科的相关知识，讲授的内容知识面窄、综合性弱、创新率低，使得学生接收的知识较为单一。以上种种导致了工科专业出现了“重专业轻拓展”的现象，局限了学生的视野，忽略了学生综合能力的培养。

1.3 教学与科研脱节

各工科专业实验设备虽能满足本科教学需求，但科研型、创新型实验设备不多，面向学生开放的科研、实验设备更是少之又少;由于各工科专业年轻教师居多，项目申报困难，获批的科研项目很少，部分教师虽承担了科研项目， 但在实际教学中仅是讲授教材内容，没有结合自己的科研项目内容，忽略了将科研成效用在教学中的重要性，导致教学、科研相脱节;部分学生虽加入了教师的科研团队，但创新、拓展能力不足，积极主动性不高，只是“埋头苦干”“机械工作”，遵照教师要求操作、完成实验，至于为什么这么做、原理是什么，学生不是很了解，教学与科研之间的联系只是浮于表面。

1.4 欠缺学生创新能力的引导

众多学生学到专业知识后，只能解决课堂中、教材中提到的“对口”问题，不能灵活应用于实践，遇到的问题稍有变化就束手无策、无法解决;教师在教学过程中缺乏相关创新能力的教育引导，死板、机械教学，导致学生创新能力严重缺失。以笔者所教的土木工程专业为例，在该专业实验教学中，教师过于强调实验结果的唯一性，没有建立“非标准答案”机制，学生必须严格依照确定的实验目的和步骤完成实验，导致学生创新意识、欲望、兴趣比较淡薄，缺少思考和变通，教师对学生创新能力的引导、培养极为欠缺。

1.5 教学与实践脱节

各工科专业年轻教师居多，实践经验不足，在教学中往往重理论、轻实践，只是一味地讲授教材内容，不能够将理论知识与工程实践相结合，从而导致教学、实践相脱节;专业课程中虽有各类实习、实训课程，但教师重视度不够、学生参与的兴趣不高，在实习单位、实训基地“混来混去”，不能真正地投入到实践学习中，往往只是为了得到学分而应付差事，部分学生虽有心想去一些较好的专业相關单位、企业进行实习，但由于渠道有限，学校与相关企业没有建立校企合作关系，导致学生严重缺乏企业实践经验，毕业后不能很快、很好地适应工作环境、进入工作状态。

2 改革实践措施探索

2.1 优化教学模式，培养学生创新意识

针对工科专业学生，改进教学模式主要包含教学组织、教学方法的优化[4]。对于教学组织，专业课可采用班级授课与课题兴趣小组相结合、教师全程指导的方式进行。教师提前制定与该专业相关的课题库，学生根据兴趣选题，分为若干课题组，每组研究一个以上课题，课程考核加入课题的阶段汇报和专题报告，教师依据每组的课程考核结果评定成绩。对于教学方法，做到以学生为中心，优化传统课堂授课，增加小组调研、讨论交流，让学生有机会表达自己的创新想法。比如：让学生围绕某一课题开展“查文献—创思路—写报告—开研讨—修完善—交报告—用实践”等一些列环节，具体环节内容见图1，从而有效吸收专业知识、培养创新意识。

2.2 改进教学环节，增强学生主观能动性

优化课堂生态，合理安排课前、课中和课后教学环节，培养学生主动学习、互动交流、创新思考的能力。课前，教师通过“雨课堂”“QQ”“钉钉”“MOOC”等在线推送微课、案例、习题等学习材料，科学引导学生预习学习内容，使学生带着问题进课堂;教师动态关注学生在线预习情况，对学生的课前学习环节进行督导。课中，针对学生的课前预习情况，教师充分发挥参与式、讨论式、启发式等教学方法，对重难点知识进行深入讲解和剖析。课后，通过线上教学软件与学生深入互动，增加交流讨论的频次，实现学生对知识的全面吸收和理解;同时，拓展课中内容，布置发散性的测试题，检验学习效果的同时，激发学生的主观能动性。各环节均以“学生”为中心，丰富师生、生生的交流内容，让学生在不断交流、质疑、思考的过程中掌握知识技能，提升实践能力和创新能力。

2.3 重构课程体系，专业、创新共发展

新工科背景下，工科专业人才培养关键在创新能力的培养，优化课程体系是创新能力培养的主要途径。创新以专业为基础，创新教育要融入专业教育中。重构课题体系，使专业与创新共繁荣共发展，要做到以下几点：一是在学生培养课程体系中融入创新教育课程[5]，将创新课程作为必修课程;二是在专业课程中融入创新教育内容，专业课教师进“双创”课堂，在专业和创新创业双背景下激发学生创新创业思维和热情[6]，实现“课程创新”;三是设置创新教育实践课，融入学生培养实践环节;四是将专业知识融入创新教育实践课，让课程“活”起来，使专业与创新共发展。

2.4 改进过程性培养模式，培养学生创新能力

2.4.1组织参加学科竞赛，提升创新设计能力

学科大赛分为校级、地区级、省级以及国家级，积极组织学生参与各种类型的竞赛，最大限度给予学生展示自我、锻炼能力的机会。各工科专业可根据专业特点，开展各类校级竞赛，同时组织学生参与校级以上的相关专业竞赛、“互联网+大赛”“挑战杯”系列竞赛等。以赛促学、以赛促教，学生可以在参与各大竞赛的过程中检验已学的理论知识，增强自身的创新设计能力。

2.4.2组织参与科研课题，增强创新实践能力

吸纳学生加入科研团队、参与教师的科研课题，开展研究性学习，培养学生思考、分析、解决、研究问题的能力;定期开展学术交流，营造良好的科研氛围，给予学生充分创新、自由挥洒的机会和空间，引导学生主动思考、学习、钻研;学生毕业要求的学位论文可结合教师课题，做子课题研究，指导老师在熟悉的研究领域指导，有利于学生撰写高质量学术论文、提高科研水平。

2.4.3优化创新实践载体，丰富实践方式

持续改进实践教学环境，优化实验室硬件设施，更新和升级专业教学相关软件和实验设备，建立工程模拟仿真实训室，组织学生参与创新性实验，同时鼓励学生吸收传统、结合创新，研发拓展性实验，增强学生的实践创新、动手操作能力;不断强化校企合作，与优秀企业共建实训基地，为学生提供更多实践平台，增加学生校内外实践机会，实现资源共享的同时，使学生强化专业知识、丰富创新实践经历。

2.5 优化教学团队，促进科教融合

2.5.1提升教学团队中青年教师的教学、科研能力

以科教融合为遵循，针对青年教师开展教学、科研、论文撰写、项目申报等专题讲座、培训，倡导教师持续关注与该专业相关的最新国际学术前沿、最新科研成果，激发团队教师的活力和创新能力，进而促使教师在教书育人中能引导和培养学生的实践能力和创新性;同时，引导教师将自己创新的科研成果转变为与之相关的实践课程，统筹教学与科研，做到“寓教于研、教研相长”[7]，最终达到科研促教学的效果。

2.5.2加强教师企业实践锻炼，提升实践教学水平

拓展校企合作平台，组织青年教师至专业对口企业实践锻炼，建立长效合作机制，科学安排企业实践内容，注重企業实践锻炼的科学性、合理性、有效性，提升教师实践能力。以提高团队教师综合素质为目的，坚持分层次、分阶段、分门类、分人员的原则，科学培训、注重实效，持续更新专业教师的理论、实践观念，提高实践动手能力，丰富专业教学案例。

2.6 加强校企合作，全方位协同育人

“新工科”背景下，工科人才培养以“学科交叉，产学融合”为特征[8]。目前，南疆地区企业需要的人才量很大，但学校的产出远远不能满足社会高速发展的需要，加强校企合作迫在眉睫。与企业深度合作，联合成立专业人才培养指导委员会，结合地区、行业发展需求，制定人才培养目标和课程体系，参与教学、评价、培养各个环节;根据校企共同商讨制定的课程设置，有针对性地培养人才、进行专业实训、提供实习基地，学校协助企业进行落后产能淘汰、企业协助学校建立新型的线上实验室，用高校的学术理论+企业的技术与设备构建校企协同育人的新体系，消除校企隔阂;根据学生所处的年级制定不同的培养内容，以“分段递进”的培养方式，分阶段、分层次，循序渐进地培养学生的工程实践能力[9];采取“双导师制”育人模式，企业工程人员可至学校兼职授课，学校教师带领学生去企业实习，学生由本专业教师和企业人员共同指导，毕业后与合作企业签订就业协议，确保人才留下来。

3 预期成果

3.1 优化教学模式，让学生“想”起来

通过课题兴趣小组探索研究的方式，教师全过程、全方位的指导学生，更好地培养学生学习、创新意识与能力，引领学生走上自主学习之路;结合对传统课堂授课的优化，真正做到“以学生为中心”，增加师生、生生讨论交流，让学生自由、充分地“挥发”好“想”法，调动学生的创新意识。

3.2 改进教学环节，让课堂“满”起来

合理安排课前、课中和课后教学环节，丰富、拓展教师讲授的内容，使所授内容具有连续性，让课堂“丰满”起来，学生尽兴学习、吸收知识的同时，提升了学生主动学习、互动交流、创新思考的能力。

3.3 重构课程体系，让课程“活”起来

如果专业技能是“游鱼”，那么创新就是“活水”。重构课程体系，将创新教育内容融入专业教育课程、将专业知识融入创新教育课程，两者完美结合、相辅相成，让课程“活”起来，使专业教育与创新教育共繁荣共发展。

3.4 丰富过程性培养内容，让学生“动”起来

组织学生参加各种竞赛，以赛促学、以赛促教;吸纳学生加入科研团队、参与科研课题，提升学生思考、分析、解决、研究问题的能力;改进教学环境，丰富实践平台，鼓励学生争做创新性实验，积极开展研究性学习。将“教学”“竞赛”“科研”三者有机整合起来，真正的让学生“动”起来，培养学生的创新能力。

3.5 促进教师团队建设，让教师“强”起来

以科教融合为遵循，以提高教师队伍素质为中心，建立培养机制，激发教师活力，提升教学科研能力，统筹教学与科研，做到“寓教于研、教研相长”，按需培训、注重实效、多种形式并举，最终提升教师的综合素质，让教师“强”起来。

3.6 校企全方位协同育人，让人才“留”下来

建立校企协同育人的创新型人才培养模式，采取高校教师与企业工程人员相结合的“双导师制”育人模式，实现专业知识与实践运用、课堂所学与行业标准、理论与实践的完美衔接，使得学生满意课堂所学、中意企业文化，最终让学生“留”在南疆，“留”在阿克苏。

4 结语

“新工科”背景下，改革工科课程教学不是一朝一夕的事情，而是需要制定长期规划，完善工科人才创新能力培养模式，利用各方的教学资源和条件，创建团队、汇聚人才，搭建学科创新平台，从而加快教育教学成果向现实生产力的转化，促进工科专业发展方式的转变，最终培养出专业知识储备丰富、工程实践能力突出、专业视野及创新思维宽广的高级应用型人才。

参考文献

[1]教育部.关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知（教高厅函〔2018〕17号）[R/OL].（2018-03-21）.https：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201803/t20180329_331767

.html.

[2]张涛，谢春利，张汝波.基于OBE理念的工程应用型人才培养模式探索[J].大连民族大学学报，2020， 22（5）：411-415.

[3]史志才.应用型工程技术人才培养的几点探讨[J].科技创新导报，2016，13（25）：160-161.

[4]赵宝云，计方，王丽萍.校企协同创新体系下的土木工程专业应用型人才培养模式研究探讨[J].大学教育，2016（4）：139-140.

[5]彭俊杰，杨德磊.地方本科院校应用型人才培养的探讨——以黄淮学院土木工程专业为例[J].价值工程，2017，36（14）：177-179.

[6]鲁蕴华，王勇华，李燕芳.基于创新创业教育的人才培养模式改革与实践研究—以唐山学院工程管理专业为例[J].工程经济，2021，31（7）：69-71.

[7]王婋，潘琳，朱芳冰，等.新工科背景下人才培养实训基地建设及思考[J].大学教育，2021（8）：125-127.

[8]张辛喜，李学平.“新工科”背景下过程装备与控制工程专业人才培养方案探索与实践[J].新西部，2019（11）：130-131.

[9]胡慧，罗毅平，唐勇奇，等.工程应用型人才培养体系的构建与实践[J].中国高等教育，2021（11）：61-62.