新工科背景下课程教学改革现状分析与启示

唐静静 齐文丽 徐雪萌

摘  要：为了准确了解新工科背景下课程教学改革的现状，找出研究热点，研究存在的问题和不足，明确未来的发展方向。文章采用词频分析、内容分析等方法对以新工科为背景的课程教学改革研究进行了定量分析，并据此提出其研究热点和趋势。

关键词：新工科;课程;教学改革;定量分析;研究现状;趋势

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）13-0112-03

Abstract： In order to accurately understand the research status of curriculum teaching reform under background of "New Engineering"， it is important to find out hotspots， study problems and deficiencies， and make clear the development direction. This paper adopts the methods of word frequency analysis and content analysis to make a quantitative analysis of the current research， and puts forward the research hotspots and trends accordingly.

Keywords： New Engineering; curriculum; teaching reform; quantitative analysis; research status; trends

一、概述

科技革命和产业变革正以指数级速度重构全球创新经济版图，为应对这一轮新的变革，国家推动了一系列重大创新驱动战略，如“一带一路”、“中国制造2025”、“互联网+”等。新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展，对我国工程科技人才提出了更高的要求[1]。为响应国家战略需求，2017年2月至6月，教育部陆续推出复旦共识、天大行动和北京指南，构成了新工科建设的“三部曲”，开拓了工程教育改革的新路径。随着新工科建设的不断推进，以新工科建设为背景的课程教学改革已成为各工科类院校课程建设关注的重要问题。

为了全面了解新工科背景下课程教学改革研究的现状，本文以公开发表的相关课程教学改革文献为研究对象，以定量分析的方式对现有成果进行分析，发现存在的问题，明确课程教学改革未来的研究方向，促进改革的良性发展。

二、研究方法

本文采用文献题录信息统计分析软件SATI、社会网络分析软件Ucinet 对文献样本进行词频统计分析和内容分析，定量研究当前新工科背景下课程教学改革的热点问题。采用词频统计分析对文献关键词进行定量分析，以获取新工科背景下教学改革研究的热点。采用内容分析法分析文献的研究方法和对象，发现现存的问题，明确未来的研究方向。

三、研究过程及结果分析

（一）样本提取

本文分析的文献样本来源于CNKI数据库。以主题为“新工科”+“教学改革”+“课程”进行检索，检索时间范围自2017-2019年，共检索文献264篇。剔除会议、关联度不紧密的期刊论文共27篇，获取有效论文样本共237篇。

从论文样本的发表数量情况看，2017年共计发表20篇，2018年共计发表196篇，2019年1月发表21篇。可见自2017年2月“新工科”建设提出以来，各高校积极开展新工科背景下的课程教学改革。从2019年1月份的论文发表数量来看，新工科背景下的课程教学改革依然是工程教育的热点领域，相关的研究成果数量依然会持续上升。

利用SATI软件对样本论文进行载文期刊统计。以“来源”为对象进行频次統计，并按核心期刊/CSSCI、非核心期刊两大类进行分类，统计各期刊载文数量如表1所示。

核心期刊载文数量为17篇，非核心期刊载文数量为220篇。载文期刊学科类型主要集中在社科类，其他的类型的期刊分布较为分散。由载文期刊的分布情况可见，新工科背景下的课程教学改革研究多数还处于初期探究阶段，高层次的研究成果相对较少，该研究领域还有很大的空间亟待深入探索。

（二）关键词频次统计

关键词代表论文关注的热点问题。词频较高的关键词基本可体现领域的研究热点。本文采用SATI对样本论文关键词进行频次统计：从CNKI数据库中导出Endnote文献数据，将其导入SATI软件，进行关键词字段提取，并统计频次。剔除含义边界模糊的关键词，如：改革、人才。剔除具体的课程关键词，如：机械制图、大学物理。合并含义相近的关键词，如混合式、混合式教学合并为混合式教学。取频次大于等于2的关键词进行分析，按照频次由高到低进行排列，如表2所示。该表所列关键词占总体关键词数量的35.52%。

由表2可见，新工科背景下的课程教学改革研究热点主要集中在：实践类课程以及实验教学的改革、课程的教学模式改革、学生的创新能力及工程应用能力的培养、OBE教育理念在课程教学中的应用、面向新工科教育的教学方法探索等方面。

（三）关键词共现相异度分析

对表2的20个高频关键词进行共现相异度分析，表3为部分关键词共现相异矩阵。

表3体现了各关键词间的相异性。相异度系数范围在0-1之间，数值越小表示两个关键词之间的相异性越小，即二者之间的相互影响程度越大。

（四）研究主题聚类分析

将关键词相异度矩阵导入Ucinet软件进行聚类分析，采用CONCOR绘制聚类图。经过整理得到近两年来新工科背景下课程教学改革的主题分类：教学模式、教学方法、课程体系、目标及评价。

1. 教学模式

教学模式是在特定的教育理念下展开的课程教学活动框架和教学程序，是课程教学的基础。自2013年我国加入《华盛顿协议》以来，基础的教育理念逐渐由强调学科体系的理念逐渐转变为以成果为导向的OBE教育理念。在OBE理念的主导下，CDIO工程教育模式被各大高校积极采用，成为工程专业课程教学模式改革的参照。在新经济、新业态的需求下，课程教学改革更加重视学科知识融合和教学方式的混合使用。“融合、混合”成为新工科背景下课程教学模式改革的亮点。对样本论文研究发现，约84%的课程改革在以CDIO工程教育模式为基础，结合现代教育信息技术，创建具有特色的混合式教学模式。混合式教学模式的“工程”性较为突出。时代背景下的新工科人才不仅要具备工程技术能力，还要具备创新创业能力及国际化综合能力。如何从全面能力培养的视角审视现有的工程教育理念和教学模式，加强新工科背景下课程教学模式的内涵建设，使其更加符合新工科人才培养的要求，将是课程教学改革理论研究的重点和趋势。

2. 教学方法

教学方法是课程教学能够有效达到预期目标的重要手段。随着先进教育信息技术的发展，课程的教学方式产生了巨大的变化。MOOC、在线课程、微课成为近几年来课程教学改革研究的热点，云教育、SPOC教学、智慧教学等方式逐渐引入课程教学。87%的样本论文采用传统课堂教学和网络学习相结合的线上线下混合式教学模式。对样本研究发现，以项目驱动教学法为主的课程教学展开良好。线上教学设计因受到传统教学体制、教育理念、教师对先进教育信息技术的掌握程度等多方因素影响，还未能深度融入传统的课堂教学。线上教学缺乏明确的教学方法和过程设计，多数情况下仅作为资源库、线上测试的工具。从已有精品课、慕课使用情况来看，普及到各高校专业课使用情况较少。主要由于非线上课程开发团队的教师对于线上课程资源的使用权限低，无法将已有的线上课程与自己的课堂教学深度融合。“北京指南”中提到：探索工程教育信息化教学改革，推进信息技术与工程教育深度融合，创新‘互联网+环境下工程教育教学方法，提升工程教育效率，提高教学效果[2]。未来的课程教学必然朝着多样性、混合型课程形态发展，如何将线上课程教学真正融入在校课程的教学过程中，使线上线下教学深度融合将成为教学方法的研究趋势。

3. 课程建设

实践类课程教学改革在所研究的样本论文中占比约为60%，教学改革研究成果较为突出。所有的课程建设焦点课归纳为课程体系的重构。“重构”是课程体系改革的焦点，具体表现为学科融合、产学融合的课程体系重构。基于新工科人才的高素质复合型，传统的课程体系已经无法满足新工科人才培养的需求。各高校积极探索相应专业新工科人才的培养目标，并以人才培养目标为导向进行课程体系重构，或创建新课程来支撑人才培养目标。例如郭志明、邹小波等以物理类知识体系为主线，从基础物理、工程物理、应用物理三个层面重构食品工程专业课程体系[3]。

教材是课程教学的有形知识载体，随着教育信息技术的不断发展，教学新方式不断涌现，传统的教材显然从编写的思路到出版的形式均远远落后于时代的发展。黄宝忠，李琰辉等人通过研究新工科视域下传统教材存在的问题，认为教材应该从单一教材到教材体系，静态出版到动态出版，纸质教材到网络学习空间等三个方面进行升级和内容重构。并预计“纸质+网络”互相打通的全媒体融合型教材将成为未来教材出版的主流形式[4]。教育出版服务于教育创新大局。基于新工科建设的新趋势，教材从内容、形式上应与国家重大战略保持同步。探讨如何从以学科知识体系为主线的传统编写框架中跳出来，以新工科人才培养为目标，按照学习认知规律，以学生为中心来编写教材，将成为课程教学改革研究的重要方向，而从样本论文的研究内容来看，目前对于新工科背景下的教材改革研究相对较少，缺乏实证研究成果。

4. 能力培养及评价

培养学生工程实践能力、创新能力、学习积极性是多数当前新工科课程教学改革中能力培养的焦点，课程的工程特色明显。工程教育者一直致力于探索新工科建设的内涵及人才的关键能力，剔除以能力培养作为课程教学目标改革的参考。吴涛，刘楠等认为，新工科人才关键能力应包含专业精神、专业能力、可持续发展能力等三个维度的九项能力：家国情怀、生态意识、职业道德、工程思维能力、工程实践能力、创新创业能力、终身学习能力、跨界整合能力、领导能力。并认为在课程的教学过程中，应将新工科人才的关键能力全面贯彻于教学的全周期[5]。现阶段课程教学改革侧重于工程实践能力和创新能力的培养，对于专业精神和可持续发展能力的培养相对薄弱。在未来的课程教学改革中需要进一步深刻理解新工科建设的内涵、明确新工科人才关键能力在课程体系中的培养方案及评价机制，使课程教学目标更加精准，与新工科人才培养目标达到同频共振，突显“新工科”课程特色。

四、结束语

本文基于关键词频统计和共现分析，归纳了现阶段课程教学改革的热点集中在课程教学模式、教学方法、课程体系、对工程能力的侧重培养及评价。教学模式改革以OBE教育理念为指导，传统课堂教学和网络教学相混合的教学模式为主要形式。项目式教学是课程教学改革中多数课程采用的教学方法，网络教学过程缺少明确的教学方法，线上线下教学融合度不高。探索线上线下深度融合的教学方法是新工科课程教学改革的重要方向。新工科背景下的课程教材从内容、形式上还未达到成功转型，有待進一步开发使其与国家重大战略保持同步。从课程教学全周期来看，新工科课程内涵建设有待进一步加强，应准确把握人才关键能力要素，并将其全面贯彻于课程教学的全周期，通过多阶段、多维度的过程性评价持续改进课程，使其与新工科措施同频共振。

参考文献：

[1]“新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究，2017（01）：10-11.

[2]新工科建设指南（“北京指南”）[J].高等工程教育研究，2017（04）：20-21.

[3]郭志明，邹小波，姜松，等.面向新工科的食品专业物理类课程群建设支撑工程人才培养[J].食品与机械，2018，34（08）：216-219.

[4]黄宝忠，李琰辉.新工科人才培养背景下的教育出版转型[J].中国出版，2018（16）：40-45.

[5]吴涛，刘楠，孙凯.“新工科”视域下工程人才关键能力的思考[J].黑龙江高教研究，2018（03）：156-160.