新工科背景下人才学习质量提升路径探索与实践＊

2021-11-28王肖烨李春磊王参军

科技与创新 2021年17期

王肖烨，李春磊，王参军，张柯

（宝鸡文理学院机械工程学院，陕西宝鸡712016）

自2016年中国加入《华盛顿协议》以来，中国工程教育开始融入世界，呈现出国际化、现代化的特征。在“中国制造2025”战略、“一带一路”倡议及《关于开展新工科研究与实践的通知》出台背景下，新工科人才培养和产业转型升级、工程科技进步、区域经济发展的联系日益紧密，培养创新型、复合型与应用型卓越工程科技人才正成为高校工程教育的共识[1]。而目前新工科人才培养正面临着软硬件条件不足、渠道缺乏、水平不一等问题，这些问题给人才培养带来了挑战，同时也是新工科人才学习质量提升需要解决的迫切问题。

1 现阶段新工科人才学习质量现状与问题

在“复旦共识”“天大行动”等的影响下，新工科人才培养模式改革驶入了快车道[2]。而对于未来工程产业发展需求，高校工程教育机遇和挑战并存，尤其是在新工科人才学习质量层面，存在以下问题，对于工程领域的人才培养形成了巨大的阻碍。

1.1 工科人才培养渠道缺乏

高校工科专业类目多，不少专业知识理论性强，实操困难，学习过程多借助传统的课堂途径展开。在这种单调的知识点讲解和按部就班的模式下，学生的学习兴趣缺乏，不能积极地参与各项学习过程，易导致学生主动性低，学习效率下降的问题。此外，很多工科的专业知识体系进化缓慢，尤其是在新兴技术形态、现代复杂工程案例的融入方面缺乏对联系增长点的深入发掘，这也在一定程度上制约了人才培养渠道的拓展创新。

1.2 学生的综合实践能力缺乏

多数高校在新工科人才培养中，侧重于理论知识教育和基础技能培养，忽略了人才的创新能力、实践操作能力的提升。毕业生在走向企业岗位前，往往需要重新经历系统的业务操作培训，学生所学与企业所需间存在脱节和不配套问题，契合工程应用现场的实践技能与创新能力养成存在显著不足[3]。

1.3 学生学习评价监测不足

现有的新工科人才学习过程普遍采用常规的终结性评价、过程性评价方法，优点是操作简单，缺点是无法对学生的学习过程进行高品质、全方位和多角度的监测，进而导致新工科人才的学习质量管控在效果和针对性上都欠佳。事实上，对工程人才的评价应该是多元化，不仅侧重学习成果评价，还包括对成果获得中表现出来的基本素养、努力程度和创新思路等多个层面的评估，而且更加注重用动态发展的眼光审视学习过程和预测未来效果[4]。

2 新工科人才学习质量提升路径设计

新工科人才学习质量管理需围绕工科的动态化发展角度、人才需求角度及产业化发展角度，注重工程领域新业态、新产业的培育和新工科人才培养结合，在人才学习质量方面做到渠道、过程管理、评价与激励机制的统筹协调，拓宽新工科人才学习质量的提升路径。

2.1 实训学习平台建设开发

新工科创新程度高、融合程度深、适应性强，具有“集成”“创新”“智能”“共享”“融合”等特征，实训学习平台应以培养兼具价值理性、工具理性的高水平工程师，跨学科交叉的高素质技术型人才为目标，建设开放式、多维度的实训学习平台[5]。实训平台按照学习形式的不同，可划分为实训实验室、虚拟仿真实训系统、企业创新实训中心三大部分。实训实验室以国际一流工科大学的实验室配置情况为建设标准，瞄准专业方向、产业发展需求，保持实验室建设的先进性。以传媒院校的新媒体、数字媒体、计算机、广电工程等专业为例，借鉴全球先进的混合云技术，通过腾讯云、AWS、vmware、openstack建立混合云实验室，依托公有云环境，在实验室覆盖新工科专业课程、实验项目、数据管理等，服务于新工科相关专业的人才实训学习[6]。实验室建设中，培养一支适应高校工程教育需求的技术团队，为实训学习过程提供咨询、决策参考；虚拟仿真实训系统开发遵循教、学、做一体化原则，支持手机、平板、电脑等终端设备使用，引入AR、VR技术，将实训项目场景进行虚拟展示，增加学习过程的沉浸感。在系统中配置成绩汇总、仿真实训、虚拟实训、预习考试、作业提交、智能测评、成绩打印、学分计算等功能，对人才学习过程进行自适应管理；企业创新实训中心借助产学研合作思维，为学生提供真实的学习环境，发掘学生的创新思维、应用能力。

2.2 学生学习全过程监测

新工科人才学习环节进行全过程监测，是掌握人才培养质量的必要途径。学习监测围绕新工科人才学习状态、学习观念、学习成效三个方面进行[7]。学习状态监测将建立包含慕课平台、微课堂、工程实践实验室、虚拟仿真实训平台、课堂表现、出勤情况等的管理体系，在线上通过后台数据，生成学生学习资源观看、实训项目完成进度、课后练习情况等的可视化图表，清晰地掌握不同学生的学习情况。线下通过智慧教室系统，监测学生的学习投入度、参与率、发言积极性数据。通过线上、线下数据的整合，运用大数据画像技术，建立新工科人才学习行为模型，为不同类型的学生打上各自的标签，实现个性化学习，因材施教；学习观念监测运用问卷调查、一对一访谈方式进行，从新工科专业认知、产业需求、岗位技能需求、个人技能掌握情况、职业观方面，了解学生的学习观念，培养其终身学习意识；学习成效监测将汇总在线课程平台、实训平台及最终考核成绩，分析学生学习的薄弱环节，对学习效果实施动态化管理与跟踪控制[8]。

2.3 学习质量评价指标设计

根据高校工程教育发展方向及专业特征，采用层次分析法，建立新工科人才学习质量评价模型，掌握人才学习情况。模型分为目标层、准则层、方案层三个级别，目标层从工匠型人才、工程师型人才、国际创新型人才角度，考虑新工科人才的培养要求[9]。准则层考虑专业素质、自主发展、实践创新三个要素。方案层对专业素质、自主发展、实践创新因素进行细化分析，明确不同因素的构成因子。专业素质层面，根据理性思维、质疑批判精神、科学探究思维，确定新工科人才的素质框架，重在考察学生的独立思考、判断及辩证分析问题能力，用科学的头脑思考、解决问题的能力。自主发展因素针对学生的信息素养、反思能力、自我管理能力、终身工科知识学习能力展开，验证学生在学习过程中是否具备自主学习管理能力。实践创新层面，通过创新思维、问题解决能力、专业实践技能上的指标设计，确认学生的学习效果。在明确了各影响要素后，运用Saaty等人的一致矩阵法，对影响学习质量的因素两两比较，对照比例标度表建立判断矩阵。对对应层次的因素层次单排序，进行一致性检验，当一致性指标为0时，表明具有完全的一致性。当一致性指标接近0时，表明结果有着满意的一致性。当一致性指标越大，则表明结果的不一致性越明显。通过最终的层次总排序、一致性检验，确定不同因素的权重，在新工科人才学习质量评价中，可进行量化评估，科学地分析其学习过程的弊端和问题。

2.4 学生自主学习发展激励机制建设

传统的工科人才培养模式，限制了新工科人才的自主学习发展能力，可通过设计包含学分奖励、荣誉奖励、物质奖励等的激励机制，支持学生的自主发展[10]。学分奖励是新工科人才学习中操作简单、易于实施的方法之一，以学院为单位，根据学院内新工科专业的分布现状、学生的学习进展，制定差异化的奖励举措，满足多数学生的学习需求。荣誉奖励在操作中，可依托“新工科学习标兵”“XX专业优秀模范”“新工科兴趣达人”等活动的评选，筛选出一批德才兼备、品学兼优的学习代表，授予荣誉称号，运用校报、广播站、学校宣传栏、学校官方网站、微博等渠道推广，利用模范的事迹起到学习示范的作用，激发学生的学习积极性。物质奖励即通过新工科专业课程资源、行业论坛入场券、学习辅助工具等的奖励，激发学生学习的兴趣。