新工科背景下本科教育教学改革探

张菁 王立新 王立晶 于硕

关键词：新工科;本科院校;教育教学;改革实践;策略

随着“互联网+”时代的到来，以及“中国制造2025”国家战略和“一带一路”倡议的全面实施，现代社会呈现出新技术、新模式、新业态、新产业的发展趋势，对工程科技类人才的要求逐渐提高，而这对本科教育教学工作提出了全新的挑戰。“新工科”意在推进高等工程教育改革实践， 提高工科专业实践教学成效，充分发挥高等工程教育的作用，培养更多应用型人才。为此，各高校必须立足当下，明确推进本科教育教学改革实践的重要性，并结合实际，采取多种方式方法，进一步提高学生的工程能力，将学生培养成高素质、复合型工程技术人才。本文对新工科背景下本科教育教学改革实践策略进行探析， 以期培育出符合时代发展需求的高质量人才。

一、新工科背景介绍

所谓新工科，是对新兴产业的一种加持，也是对高校传统工科专业的升级改造。目前，学术界并未针对“新工科”给出明确、精确的定义，但大众基本对“新工科”范畴达成了共识。新兴产业所涉及的专业，如人工智能、机器人、云计算、智能制造等专业，以及传统工科专业的升级改造，都是我国在新经济、新起点背景下，为应对新一轮科技革命、产业变革提出的新概念。对于高校而言，新工科既包含以往本科教育教学从未涉及的新兴工科专业，也涵盖对以往工科专业的升级改造，如将新理念、新技术、新模式等融入传统的建筑工程、材料、自动化、机械、系统工程、采矿等专业，以提高工科教育教学质量。高校作为社会产业、行业、企业人才的重要培育阵地，其教育教学质量会直接影响到社会和国家的建设与发展。因此，基于新工科背景，本科教育教学改革实践强调的重点是构建新结构、新体系。只有保证新结构与产业发展相匹配，新体系能够促进高等教育、社会教育相互融合发展，新工科的作用才能得以发挥， 才能促进高校传统工科教育的升级，更好地为社会建设和发展助力。

二、本科院校教育教学现状

根据有关数据统计，我国有一千余所高校开设了工科类专业，如土木工程、建筑工程、材料、机械、系统工程等专业，工科学生人数占学生总数的十分之三。但从现阶段来看，我国工程类人才培育质量与发达国家还存在明显差距，竞争力与实力明显不足。一些大学生进入企业工作后，往往表现出无法适应工作、所学知识和实际应用相脱节的情况，这与高校教育教学的理念、思想、内容、模式及方式方法有直接关系。在传统教育观念的引导下，高校更加侧重理论教学，忽视实践教学，注重学生对理论知识的掌握， 轻视对学生应用和实践能力的培养。实际上，理论教学内容要想真正发挥作用，就需要体现在具体实践中。理论结合实践，有助于丰富学生的理论知识，提高学生的问题解决能力，激发学生的创新意识。鉴于此，在新工科背景下，高校应当积极完善教育教学体系， 推动高等教育的改革、创新发展，这是目前所有本科院校应当积极思考并实践的重要课题。就我国高等工程教育现状来看，基本都是在大一、大二开基础课，大三开专业基础课，大四开专业课，实践环节所占学时比例较小。此外，大多数工科专业本科教学的培养方案、师资力量、教学评价体系等也存在不足之处，高校应采取针对性策略，在新工科背景下积极落实应用型、实践型人才培养工作。

三、推进本科教育教学改革实践的价值导向

1.革新教育观念有助于推动社会发展

基于当前社会整体发展趋势，各行各业对人才的需求数量及质量均日益提升。尤其在新工科背景下，大数据、云计算、人工智能、物联网等新兴产业和行业的诞生及发展，使得传统技术、方法难以适应当今社会发展需求。可以说，新产业、新行业的出现，推动了社会发展。作为人才培养重地的本科院校，应当紧随社会发展趋势、根据时代发展需要，革新教育教学观念，充分发挥工科专业的优势，不断丰富专业内容，提升教学质量，帮助学生掌握扎实的专业基础知识和技能，为学生日后步入工作岗位和社会打好基础。可见，本科院校革新教育观念，培养新领域人才，强化人才信息化认知，对促进社会稳定发展具有重要的作用。

2.满足企业对工科人才的迫切需求

近年来，我国国民经济的飞速发展，推动了企业在所属领域的发展，而企业对人才的需求和要求也发生了巨大变化，这对本科教育教学工作提出了更高的要求。高校应加快推进工科专业教学改革实践，加大对各专业人才的培养力度，积极与时代发展相适应，注重提高学生的实践应用能力，从而满足企业需求。事实上，一些本科院校工科专业学生步入工作岗位后，存在知识脱离实际的情况，无法将在学校学到的知识灵活应用到工作中，还需要参加岗前专业培训，这对企业及学校都产生了不良影响，而且也降低了学生的工作自信心。因此，高校应加强本科教育教学的改革创新，缩短学生与工作实践之间的距离，使学生更好地满足企业对专业人才的要求。

四、新工科背景下本科教育教学改革的策略

1.革新本科教育理念

在新工科背景下，本科教育教学进行改革创新的首要任务就是革新教育理念，从思想层面认识到新工科背景下社会、行业、企业对各类人才的需求和要求，各类人才除了要掌握扎实的基础理论知识外，还应当具备较强的实践应用能力，成为复合型、应用型、实践型人才。因此，本科院校必须积极推进新工科理论与实践建设，从教育教学思想、机制、模式等方面进行创新，重新定义学科导向，逐步转向以产业需求为导向的教学目标，改变以往各专业分离的状态，逐步实现跨界交叉融合发展。同时，还要立足当下，引领学生从适应服务逐步转变为做支撑引领社会发展的人才，成为推动社会发展的栋梁之材。本科院校只有革新教育理念，应用围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新体系，才能促进本科教育持续健康发展。

2.建设“双师型”师资队伍

“百年大计，教育为本。”教师作为教育教学工作的第一实施者，师资队伍水平直接关乎着本科教育的整体质量。尤其在新工科背景下，新理念、新模式、新体系要想得以有效落实，就必须通过教师这一主体来实现。因此，本科院校应当加强建设“双师型”教师队伍，提高教师的实际能力，促使教师深入了解何谓新工科、如何落实教学目标，以确保教师经验能够满足学生的学习诉求、人才培养要求，不断提高学生的专业实践能力和专业素养。

一方面，本科院校在建设“双师型”教师队伍过程中，应当坚持“培养、引进、使用并重”的原则，强化学术带头人、学术骨干的培养。在此基础上，可以积极从国有大中型企业、技术型事业单位聘请专业的实践教学指导教师。与此同时，学校应当加大培养青年教师的力度， 注重提高青年教师的教学能力。学校可以通过“青年教师教学能力提升工程”“博士化工程” 等一系列具有较强针对性的教师培养工程，为青年教师提供发展的平台，逐步打造一支结构合理、学术素养高的师资队伍。另一方面，学校应当结合新工科要求不断规范和完善教学过程，明确教师教育教学考核制度， 以保证教育教学质量。同时，学校还应当落实教学督查机制，提高教师对教育教学改革的重视程度。校、院领导及教学督导部门可以采取不定期听课的方式，鼓励青年教师积极参与教学竞赛活动，这不仅可以激发教师的教学竞争意识，还可以进一步提升学院的教学水平。

3.推进课程体系改革

本科院校在新工科背景下开展教育教学改革的过程中，应当结合自身实际，明确办学宗旨和建设目标，再根据新工科专业人才培养标准，从教育教学实际出发，优化应用型人才培养模式。在具体实践过程中，学校应当坚持以教学体系改革为基本支撑，始终围绕培养学生综合应用能力、创新创业能力这一核心目标， 并注重发扬院校优良传统，利用实验、实训教学条件等软硬件优势，强化工科应用型人才的培养效果。需要注意的是，无论采用哪种方式推进课程体系改革，学校都要始终坚持“以学生为本”的思想，确保教学具有思想性、先进性、逻辑性，融入实践能力培养、素质提高等教育理念，始终凸显以学生为主体的课程建设思想，将各个学科领域的最新科技成果传递给学生，帮助学生树立新的学习目标，明确发展方向。在基本框架完善后，学校还要结合学科内容， 积极完善学科基础课程、核心课程、通识教育课程，以及选修课程、实践教学等课程体系，多层次、多维度地落实学生能力培养目标，确保专业人才培养质量达到一定水平，并促使院校逐步形成具有自身鲜明特色的专业建设、人才培养体系。

例如，在建筑工程专业教学改革中，学校可以先实施通用工程基础课程教学， 如计算机基础、电工电子等，然后让学生学习建筑信息技术、建筑环保等课程，了解建筑行业最新信息技术、工业环保知识，同时还要建立建筑学、土木工程、建筑设施智能化、工程结构分析、工程造价、给排水工程等专业核心课程体系，让学生掌握专业基础、重点知识，强化专业能力。而针对工程类人才培养方案的设计，应适当增加实践课程的比例，如专业实验、生产实习（实训）、毕业实习、毕业论文（设计）、社会实践等，以充分发挥实践的作用，培养学生对专业知识的应用能力和创新能力。

4.创新教育教学方法

在当前信息化、网络化背景下，现代教育技术的发展， 为本科教育教学改革提供了强大技术支撑。高校在本科教育教学改革实践中，需要将現代教育技术作为驱动力来丰富教学内容，创新教学方法，以激发学生的学习欲望，培养学生的学习兴趣。各专业教师应认识到现代教育技术的优势，并在教学工作中积极进行创新教育相关研究，不断优化教育教学，提升教育的质量和水平。信息技术和多媒体技术的引入，可以改变单一的教学环境，更好地为学生创设教学情境， 有助于引导学生发散思维，还可以鼓励学生大胆质疑、勇于创新，敢于突破“固有思维”，在不断创新、探索中形成新思想、新观点、新理论。

例如，在工科类专业教学中，教师可以根据学科特点构建两条完善的课程链：从学科认知实习到专业实习，再到综合实训、毕业设计等各环节，都融入互联网信息技术，还可以让学生在掌握专业基础知识的过程中了解计算机技术基础、计算机C 语言、软件使用、仿真模拟训练、系统工程等内容。这两条课程链的相互作用和补充，可以达到优化教学质量的目的。另外，在实际教学改革、实践过程中，教师还要积极引入多种教学方法，如项目驱动教学法、翻转课堂教学法、线上线下混合式教学法等，充分发挥微课、慕课的优势，将教学延伸到课外、社会实践中，借助启发式、讨论式、研究式等多种方式促使学生深入到专业知识学习中， 掌握更多专业知识，形成探究、创新意识和能力。

5.完善教学考核机制

科学完善的教学考核机制有助于督促教学工作、开展科学的教学评价，从而推动教学质量不断提升。例如，为强化管理考试工作，促使考试形式、内容更加规范，学校可以结合实际情况进行考试改革。首先，可以采取教考分离的形式，将重要基础理论课、专业课分开，并建立试题库，由各个学院抽取。为进一步规范专业课考试，应当保证试卷格式统一，促使学生理解和掌握学科基本概念和基本理论。其次，学校可以在应用类专业课部分采取开卷考试方式。这部分试题及试卷格式没有统一的限制，可以为学生提供较大的学习空间。最后，实验课的考核应当突出实验技能，促使学生更好地掌握学科基本实验技能。这部分试题以本学期学科实验内容为主， 学生可以采取随机抽签的方式选择试题，进行现场操作考核。

6.加强实习实训教学

“新工科”专业建设作为本科院校教育教学改革实践的重要方向， 要求学校注重应用型人才、复合型人才培养，树立正确的“新工科”工程教育理念，改变以往“重智力轻素质”的局面，积极培养具备工程素质、实践创新能力，能够适应创新型国家发展需要的创新型人才。为此，本科院校必须高度重视专业学科的实践教学，将学科知识内容与社会生产实际相结合， 拉近学生与社会之间的距离，为培养学生的工程观念和实践能力提供重要保障。

首先， 为使学生尽快掌握学科生产工艺流程、设备使用技能、安全生产要求等，学校应加大资金投入，引入先进的设施设备、学科仿真软件等，为学生提供良好的实践环境。在专业教师带领下，学生通过仿真实训掌握学科内容的基本原理、操作要点等，可以提升自身的专业基本技能、丰富自身的专业认知， 缩短从课堂到工业生产一线之间的距离。其次，学校要积极建立开放性实验室，培养学生自主获取知识的意识和能力， 不断开拓学生的思维，强化其创新实践意识和工作能力。最后，学校应积极建设校内实习实训基地，坚持通用、实用的原则为学生打造实践平台。学校应与企业建立长效合作机制，保证学生能够深入企业进行实践，还要与企业针对实践各环节进行细心经营， 共同建立规范化、程序化的实训基地，从而提高学生的实践应用能力。

五、结语

总而言之，基于新工科背景，本科教育教学在改革实践过程中，必须明确“新工科”专业建设目标，从教学理念、教学体系、教学方法等方面入手，注重提高学生的实践应用能力、创新创业能力，从而提升学生的就业竞争力、发展潜力。同时，还应强化培养学生的职业素养、职业精神，促使学生能够了解专业所需能力和素质，在实践学习中感受岗位工作的特点、了解工作要求，进而不断提升自身的综合能力和素质， 缩短自身与工作岗位之间的距离。在实际改革过程中，教师必须牢牢抓住教育理念、培养目标、教学评价、教学环境等各个要素，完善课程教学的质量评价体系，最终落实工科高质量人才培养目标。