新工科项目化课程：内涵、要素、特征

2023-02-24陈语时刘琳婧张世邦

高教学刊 2023年2期

陈语时，刘琳婧，张世邦

（1.东莞理工学院，广东东莞 523015；2.东莞城市学院，广东东莞 523419）

倡导学习方式革命与教学模式变革的新工科教育，是高等教育适应现代产业发展需求，实现新工科人才培养的必然。现代产业追求在现代技术与社会环境中的创新发展，尤其复杂工程问题，具有显著的学科交叉性和社会关联性。新工科人才的突出特征在于其解决复杂工程问题的能力。构建新工科项目化课程，以项目牵引产教融合，以课程强化能力培养。构建工程问题项目化，项目解题课程化，课程实施实作化，课程评价成果化的新工科人才培养综合载体，将学生能力培养置入真实社会与产业环境中，以学生发展为中心，使学生从知识获取走向实践创新，实现高质量新工科人才培养。

一、新工科项目化课程的内涵

（一）项目与项目化学习

《辞海》将“项目”定义为，完成一个具体目标而设计的一系列系统化行动步骤，可由交付成果来标志其结束且区别于重复性日常工作。“工程”在辞海中有三层含义：其一，是将自然科学原理运用于工农业生产中形成的学科总称；其二，指具体的基本建设项目；其三，指涉及面广、需各方合作、投入人力物力的活动[1]。美国项目管理协会（project Management Institute，PMI）在其出版的《项目管理知识体系指南》（Project Management Body of Knowledge，PMBOK）中，将项目定义为：项目是为创造独特的产品、服务或成果而进行的体系化的工作。是人们通过努力，运用各种方法，将人力、材料和财务等资源组织起来，根据商业模式的相关策划安排，进行一项独立一次性或长期无限期的工作任务，以期达到由数量和质量指标所限定的目标[2]。

综合可见，项目的基本特征表现如下。项目具有目标性特征，项目是一项复杂并相互关联的具有独立体系的活动，源自明确的问题，有明确的定义与严格的目标要求；项目具有唯一性特征，通常呈现非常规性、非重复性；项目具有可限制性，有确定的约束条件，须在特定的时间、成本、资源限定内，依据规范完成；项目具有风险性，在实施过程中受各种不确定因素与环境条件的影响。在突显工程教育的新工科语境中，项目更直接反映未来工程人才，进入社会与产业所面临的工作任务常态。项目的整体结构与任务目标，更系统关联社会、人文、伦理及环境诸要素，更清晰、更直接地反映产教协同的一致成果目标。

项目化学习的源起，可以追溯至美国著名教育家威廉·赫德·克伯屈，其所创设的基于学习者内在动机和学习目标的教学组织方法——设计教学法[3]。设计教学法遵循其老师，著名教育家杜威的“做中学”的教育思想，其核心在于围绕实际问题，以打破学科界限的“做”，促进知识融合转化为能力[4]。20 世纪90 年代以来，世界各国都将学习方式的转变作为课程改革的重要内容，纷纷倡导“主题探究”与“设计学习”的课程活动，如，日本在课程体系中设置“综合学习时间”，德国广泛推广以行动为导向的项目教学法，中国台湾地区突出成果导向的项目化学习[5]。

（二）新工科项目化课程

新工科项目化课程是将新工科人才培养模式与项目化学习相融合的课程模式。新工科项目化课程以产教融合为基础，因循产业思维，遵循工程逻辑，以学生为中心，以任务为核心，以问题为原点，以成果为导向，实现能力关联与知识外延拓展，使学生在项目中系统完整地学习与训练，掌握解决问题的系统逻辑与整体思维，实现跨学科的知识融合与解决问题的能力构建。

新工科项目化课程的核心是综合运用知识与技能来解决复杂工程问题，培养的是学生在复杂的社会环境与工作状态中做出判断并采取行动的能力，课程目标指向工作任务的完成。区别于传统单元性项目课程、案例教学课程[6]，新工科项目化课程要求高等教育与产业实际需求充分融合，共同将具有明确目标的产业复杂工程问题项目化，以项目为载体，产教协同围绕问题目标构建课程体系、组织课程内容、强化实践实做，反复修正改进，成果多元评价，通过项目实现社会、环境、人文与企业生产、技术、管理、经营及服务诸复杂要素的综合系统呈现，在实现项目目标，解决问题的过程中，使学生全面掌握解决问题的方法、路径，使学生解决复杂工程问题能力的全面提升。

新工科项目化课程的建设与实施是涵盖课程设计、实施与评价的一体化过程。它将复杂、真实的产业问题，以项目化的完整形式、市场化的全过程呈现，让学生自主面对挑战，在探究、解决问题的过程中，边探究、边学习，开展调查研究、设计解决路径、决策解决方案，直至呈现项目的最终成果。学生设计、实践、完成项目任务的过程，就是掌握所需的知识和技能，提升综合能力、解决复杂问题的过程。

二、新工科项目化课程的要素

新工科项目化课程包含诸要素：产教融合的课程建设机制，成果导向的课程设计路径，学做交织的课程实施模式，成果导向的多元评价体系等。

（一）产教融合的课程建设机制

新工科人才培养的关键是教育与产业的长期持续融合发展。产教融合是新工科项目化课程建设的前提，是新工科人才培养区别与传统人才培养的关键特征。以产业需求为导向，在高等教育的学科组织体系与产业的创新发展目标间，构建起人才培养的协同载体与产教融合的资源聚合平台，实现产学资源凝聚，目标任务协同，是社会发展的需要，也是高等教育在新形势下的新任务。

新工科人才解决复杂工程问题的能力，来源于知识的综合掌握与技能的实践训练。产教融合建设课程，可实现课程项目来源于产业实际，并将产业解决问题的目标要求与实现方式引入课程。在产业项目化解决问题常态思维引导下，产学合作，共同将产业问题作为目标任务，以项目化的方式，科学构建新工科项目化课程体系；产教协同，从学生主体认知特点出发，围绕问题解决，构建知识节点与问题关联的知识结构体系；产教共同，将高等教育的课程建设与实施方法，和产业解决问题的模式与方法对接，充分沟通合作，协同开展项目设计与实施；依据工程逻辑，产教共同系统梳理项目目标需求，将项目目标任务进行分析、分解，拆分成若干个能力需求模块，依能力需求模块对应组织课程，课程对应知识与技能内容，课程内容围绕任务目标。教学方式实现学用一体，做中学，学中做，以做促学，以学促做，充分体现以任务为中心，解决问题需要什么，学生就学习什么，教师就讲授什么，打破学科知识逻辑体系，代之以解决问题的能力构建逻辑，培养学生在实践中运用知识解决复杂工程问题的能力。

新工科项目化课程有明确的目标成果要求，课程成效的评价在产业与市场。需要顺应产业思维、遵循工程逻辑，接受市场检验。新工科项目化课程建设的主体是高校，源头是产业；其建设与实施的过程是产教协同既要围绕项目需求，解决产业问题，完成项目任务目标，又要以学生为主体，实践训练与培养学生能力，实现知识贯通与综合能力提升的过程；项目作为复杂工程问题，涉及面广，要系统全面地处理工程与社会、技术与市场等复杂关联关系，对产业是常态，对教育则陌生。因此，新工科项目化课程建设与实施过程，产业与教育的合作无时不在，无处不在。产教的深度融合与高度协同，才能保证新工科项目化课程建设的质量与成效，构建高校与产业融合协同的课程开发与实施机制至关重要。

（二）成果导向的课程设计路径

新工科项目化课程是依据目标任务成果开展的课程设计反向工程，是目标任务的具体化。目标成果是激发学生学习动机的最好动力，项目化课程的设计路径正是以目标成果为起点，分析要达成目标成果所需的任务构成与工作步骤，分解为所需要的能力构成与知识组件，并将目标成果所关联的社会伦理、资源环境、经济法律和效益安全等方面的知识归入相应的环节，最终确定课程内容与实施方式的过程。可见，以项目成果为导向，反向设计课程内容的课程设计路径，明显不同于学科课程的范式与结构。

课程设计的成果导向是指，课程目标要清晰地以项目任务目标为引导，围绕学生主体，构建解决复杂工程问题的能力培养目标。课程内容与课程实施要在任务目标引领下，紧密围绕课程目标，循序渐进实现能力培养目标。要构建针对性的围绕能力提升的知识学习与实践活动，配置教学内容及教学资源，遵循工程逻辑，层层推进。要重点明确各教学实践活动内容之间的性质关联与知识衔接，强化课程关联与能力组合培养，实现综合运用，促进能力提升。新工科项目化课程实施，需要教师确定课程教学活动的关联模式，准备好组织方式、实施形式，配备完整的时间、空间和设备、物质条件等。

（三）学做一体的课程实施模式

交织而非独立。新工科项目化课程的实施过程是学习与实践相互交织的过程，并贯穿于课程实施的始终。学做一体是新工科项目化课程的基本形式，倡导“做中学、学中做”，与杜威的教学理念一脉相承[7]。新工科项目化课程的实施，倡导知识获取与能力提升同步的理念，通过项目牵引多学科知识的联接链条，融合多学科知识模块，形成模块化的课程体系，与传统工程教育课程教学专业知识单一的模式不同，多学科知识的交叉融合，为学生综合运用知识与技能，解决复杂工程问题打好基础。

整体而非单元。传统的工程教育体系以学科为中心进行课程组织，课程依知识单元分类进行设置，理论知识与实验实践环节保持一定独立性，学生围绕学科进行知识学习，在学科体系中解决问题，理论学习与实践能力培养存在较明显的先后顺序。新工科的项目化课程实施中，知识的学习与技能的应用紧密联系，问题唤起学生好奇，解题激发学生潜能，在获取知识之时，同步进行实践运用，实践过程中边学边做，边做边学。针对问题，获取知识并运用，成为提升解决问题能力的主要途径。围绕项目整体任务目标，不断学习并运用知识和技能来解决问题，形成在复杂的工作情境中作出判断并采取行动的能力。

团队而非个体。构建跨学科的教与学组织体系，是保障新工科项目化课程实施的关键。新工科项目化课程以“团队”为基本组织形式，强调师生、生生及项目活动的所有人员相互合作，形成“学习共同体”。跨专业的师资组合成为项目化教学的跨学科师伴团队，跨专业的学生构成项目化学习学伴团队，师伴与学伴，共同构建成为新工科项目化课程的教学与学习主体，形成围绕项目任务目标的跨学科团队组合。在“学习共同体”中，成员之间密切合作，每位成员共享思维成果，充分交流互动。

（四）基于成果的多元评价方式

新工科项目化课程具有鲜明的工程教育特征。其课程的评价主要聚焦于对学生学习成果的评价，当然也包含对课程建设与实施效果的评价。

新工科项目化课程对学习效果的检验与评价的目的，聚焦的是学生最终达成解决问题的顶峰成果，而不是给学生划层次与分等级，是强调学生对学习成效的自身认知，强调学习成果峰值评价而非过程评价。学生在项目化课程学习某环节的学习失败，只作为其改进与提升的依据，不影响最终成果。新工科项目化课程评价区别于传统高校课程评价，传统课程评价普遍存在开放性与关联性不足，忽视学生对知识的融合与技能的实际运用，以知识掌握的程度作为指标去考核学生成绩的情况。也不同于传统教育将学生每次学习的结果进行累积，加权累积结果代表最终成果，将学生的学习过程融入最终成果的评价方式。

在“互联网+”时代，知识获得已经不存在障碍，但学习动力成为了稀缺资源。技能的获得也不再困难，但综合运用并解决问题成为罕见。成果导向的意义在于学习是围绕目标而开展的，是展示未来产业发展前景与市场未来需求，激发学生的学习动力的。同时，成果导向的新工科项目化课程目标，具有过程复杂与结果多样的特性，对学生学习成效的评价，应当对应学生综合开放的思维模式与综合运用知识与技能的能力，对应学习过程的多层次性、项目成效与结果的多样性，应当建立基于成果的多元评价方式，全面反映学生的学习过程，充分揭示和描述学生在能力综合运用与团队项目合作中彰显的特质，以实现新工科项目化课程在人才培养中的完整意义。

三、新工科项目化课程特征

新工科项目化课程具有鲜明的多元素关联的新工科项目化课程特征。

（一）产业意境吸引，工程情境沉浸

新工科项目化课程营造产业发展意境，在具现实意义的、挑战性的产业应用环境中，营造具有现实意义，影响未来的产业发展意境，使未来与现实的应用交汇场景，市场认同与吸引用户的诱人元素，吸引学生积极投入项目，发挥主观能动作用，创造性地解决项目中独特而又相互联系的各种问题，最终实现任务目标。

新工科项目化课程沉浸于工程情境。项目源于产业实际，问题驱动学生与产业及市场深度联系，课程的学习过程就是学生与产业、技术、市场充分交互的过程，学生要解决问题，获得学习成果，就需要在社会、产业、市场中分析问题，遵循工程逻辑，找寻解决问题的方法与路径，关注工程对社会与环境的影响，通过交流和分享，不断反思与修正，接受产业与市场的评判。

（二）遵循产业思维，认同市场逻辑

新工科项目化课程遵循产业思维，产业思维就是创新思维，产业只有不断创新，才能实现持续发展。遵循产业思维，就能够持续将学科前沿、产业和技术最新发展与应用，置入课程，推动教学内容更新，实现人才培养与产业发展的接轨。遵循产业思维，就是强调围绕任务目标的整体课程设计，按照任务结构来对课程及其之间的逻辑关系和课程体系进行整体规划，以解决复杂问题所需要的知识结构关系来组织课程内容。遵循产业思维，就可以使课程摆脱学科束缚，充分体现多学科知识的交叉融合，提升学生在复杂的工作情境中，做出判断、采取行动、完成任务的能力。

新工科项目化课程认同市场逻辑，强化成果导向，强调在课程设计中，有实现工作任务所获得的典型产品或服务来使表征具体化。要求学习内涵围绕任务目标，构建知识学习与能力提升体系，并强调持续改进，让学生在“做中学、错中学”，在不断的实践尝试中，教师引导与协助学生通过学习与实践寻找市场认同的最佳答案，实现项目目标。

（三）贯穿工程逻辑，彰显工程伦理

新工科项目化课程贯穿工程逻辑，强调知识的整合，突显理论与实践教与学的交织融合。传统高等教育强调学科课程体系，将知识结构切割成课程单元，课程相对独立，形成界限清晰的知识单元，教学成为孤立的单元课程教学，课程之间缺少衔接协同，弱化了知识单元之间的联系。新工科项目化课程区别于传统课程严格遵循的程序与过程，聚焦能力需求结构，构建设计课程体系，以课程体系支撑能力结构，使每门课程的知识学习都与能力结构相呼应，最终以项目成果呈现课程目标，学生达成顶峰成果。同时，新工科项目化课程建设具有层次感与动态性，其课程教学体系针对学生成长不同阶段的特点，可以设计符合学生能力发展要求的多层次的基础性、提升性、创新性项目化课程，让学生以多元化学习方式参与其中。

新工科项目化课程彰显工程伦理。项目化课程源于产业实际、学于社会环境，聚焦现实问题，呈现实际成果。课程实施过程与目标，高度关联社会、产业、人文、伦理、环境、资源和安全等要素。面对未知的未来，只有坚守社会责任，遵从工程伦理，才能在复杂变化的社会环境中，成为真正意义上的人才。新工科项目化课程学习强化团队协作，角色配合、共担责任与使命，而非个体竞争方式学习，将传统的竞争式学习要求转变为自我提升、持续挑战，为达成顶峰成果而积极在团队中进行分工合作、协同工作，角色的成效将影响团队的成效，合作成为成功的关键，共同遵从工程伦理，承担社会责任，成为学生的自主责任与行为要求。