賀寧 賀萌

摘 要： 課程設(shè)計是新工科教學(xué)實踐中的一個重要環(huán)節(jié)。文章從高職院校新工科的定位開始，闡述新工科課程設(shè)計的主要思路，討論了課程設(shè)置的四大特點，并就新工科課程的發(fā)展策略提出了一些建設(shè)性的意見。

關(guān)鍵詞： 新工科； 高職院校； 課程設(shè)計； 專業(yè)融合； 虛擬學(xué)院

中圖分類號：G520.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2018）11-84-03

Abstract： Curriculum design is an important link in the teaching practice of new engineering. Starting from the orientation of the new engineering in higher vocational colleges， this paper expounds the main ideas of the curriculum design for new engineering， discusses the four characteristics of the curriculum design， and puts forward some constructive suggestions on the development strategy of the curriculum for new engineering.

Key words： new engineering； higher vocational college； curriculum design； specialty integration； virtual college

0 引言

云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算等領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，應(yīng)用實踐積累了越來越多的經(jīng)驗。2018年3月，國家教育部頒布了第一批“新工科”研究和實踐項目計劃，不遺余力地推薦人工智能與計算機、數(shù)學(xué)、社會學(xué)等學(xué)科專業(yè)相互交融，形成復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式，持續(xù)推進(jìn)我國互聯(lián)網(wǎng)與新工科持續(xù)快遞發(fā)展。

至2020年，新一代信息技術(shù)、機械電力、智能機器人、人工智能等應(yīng)用型專業(yè)將成為最熱門的專業(yè)，涉及面向“新工科”的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才需求量將達(dá)到750多萬，機械、電控等人才缺口將升至800萬人，國家面臨著2025制造和工業(yè)4.0建設(shè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1 高職院校新工科的定位

高職院校與行業(yè)、職業(yè)、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)有著相生融合、密不可分的關(guān)系。高職院校服務(wù)于國家重大發(fā)展戰(zhàn)略，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才。高職學(xué)生的基礎(chǔ)教育必須通過通識、普適化教育來完成，而人才培養(yǎng)目標(biāo)又必須要具有強烈的專業(yè)性目標(biāo)導(dǎo)向，因此，這樣的環(huán)境給高職教育提出了巨大的挑戰(zhàn)。

從目前高職院校專業(yè)設(shè)置的情況來看，大數(shù)據(jù)、云計算、計算機技術(shù)、電子技術(shù)類、網(wǎng)絡(luò)與信息工程、嵌入式之中某些專業(yè)都能納入“新工科”專業(yè)的范疇。因此，高職院校可以圍繞互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能，以數(shù)據(jù)、控制、機械等領(lǐng)域設(shè)計新工科課程體系。制定具有多學(xué)科交叉特點的工程新專業(yè)人才培養(yǎng)方案，整合和優(yōu)化涵蓋各學(xué)科基礎(chǔ)知識的工科新專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容。

高職院校更為重視的是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。2014年以來，教育部開展了產(chǎn)學(xué)研合作教育項目。至2017年，阿里、百度、華為、聯(lián)想、金智教育集團(tuán)等企業(yè)已逐步與高職院校簽訂協(xié)議[1]，開展“群眾性創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新教育改革與實踐”、“人工智能課程體系研究與實踐”等教育部協(xié)同育人合作教育項目。結(jié)合工業(yè)技術(shù)發(fā)展的最新要求，推進(jìn)高校人才培養(yǎng)改革[2]。

2 高職新工科課程設(shè)計主要思路

高職院校的新工科課程設(shè)置要務(wù)實求真，通過融合現(xiàn)有專業(yè)，改善人才創(chuàng)新培養(yǎng)模式，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，實現(xiàn)以過程培養(yǎng)為主的復(fù)合型教學(xué)范式。

2.1 克服教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)階段發(fā)展不相適應(yīng)的問題

新工科、互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)促使教學(xué)模式、教學(xué)方法上的改變，也帶來了新增教學(xué)內(nèi)容上的沖擊。教學(xué)內(nèi)容的滯后性會大大降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所以新工科要求教師與時俱進(jìn)地設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和課程體系，建設(shè)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的課程資源。教師需開闊視野，將有創(chuàng)新思維、設(shè)計思維、工程思維、批判性思維和數(shù)據(jù)化思維的教學(xué)內(nèi)容融入教學(xué)過程中，伴隨崗位技能要求不斷提升的要求前行[3]。

2.2 解決教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生的期望值有一定的差異的問題

教師設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生的期望值與學(xué)生現(xiàn)實學(xué)習(xí)狀況之間的差距，稱之為學(xué)習(xí)需要分析[4]。有時因為學(xué)生學(xué)習(xí)信心不足，或由于平時設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)任務(wù)過于模式化，生搬硬套使得教學(xué)目標(biāo)沒有靈契，對學(xué)生來說太難太多，提不起學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致課堂上完不成教學(xué)任務(wù)。所以在制定教學(xué)目標(biāo)時，應(yīng)適時適度、靈活多樣，結(jié)合教案和學(xué)生的實際理解。為避免學(xué)生成為上課玩手機的低頭一族，同時順應(yīng)移動端信息化教學(xué)，還需結(jié)合各種各樣的信息化手段，例如動畫視頻或者AR技術(shù)，或各類移動端輔助信息化教學(xué)方式，使學(xué)生利用手機參與到課堂上來，學(xué)生上課就像在玩游戲，不知不覺中完成教師布置在教學(xué)過程中的各個任務(wù)，最后達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。通常來說，這樣的教學(xué)方式比較符合現(xiàn)代學(xué)生的期望值，他們更希望在新鮮有趣中獲得相關(guān)知識。

2.3 著重培養(yǎng)學(xué)生思維能力

在授課之前，教師需要根據(jù)內(nèi)容對教學(xué)進(jìn)行準(zhǔn)備和設(shè)計，從設(shè)計一節(jié)課的知識點，到講授深淺，以及讓學(xué)生對知識點展開專項練習(xí)或者討論，并根據(jù)學(xué)生的情況，確定重點和難點，教學(xué)單元學(xué)時內(nèi)知識的輸出量等。教師需要靈活處理教材，科學(xué)組織教學(xué)內(nèi)容，并對教材內(nèi)容進(jìn)行合理取舍和歸納。此外，還需有廣泛的知識面的引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性的思維方式?？梢酝ㄟ^固定的現(xiàn)象，嘗試推測將會發(fā)生的事情，繼而驗證所推測的事件準(zhǔn)確與否。在教學(xué)過程中，以實現(xiàn)目標(biāo)為課堂的整體學(xué)習(xí)方向，將研究和探索結(jié)合在一起，并利用計算機來作為處理和分析信息的工具。這對教師的綜合素質(zhì)要求也很高。教師要著重培養(yǎng)學(xué)生整體思維能力，逐步幫助學(xué)生在腦海中完善知識框架。

2.4 需要打破學(xué)科與專業(yè)界限

高職課程實踐通常需要多種專業(yè)技能，例如某智慧農(nóng)業(yè)類實踐項目，從安裝傳感器開始，需要電子工程或物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)基礎(chǔ)知識，農(nóng)業(yè)的系統(tǒng)運維，需要軟件信息技術(shù)中的信息系統(tǒng)前端、數(shù)據(jù)庫、軟件計算機后臺等，而農(nóng)業(yè)項目中各類傳感器采集和系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)，又需要大數(shù)據(jù)專業(yè)中的數(shù)據(jù)采集、清晰和挖掘，至于優(yōu)化還需要人工智能專業(yè)的輔助。更多實踐性項目，包括接觸設(shè)備、了解生產(chǎn)工藝、熟練掌握數(shù)字化設(shè)備的業(yè)務(wù)程序，以及溝通協(xié)作，都需要我們打破傳統(tǒng)的知識形態(tài)和知識層級，將知識碎片加深融合，打破基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的邊界，讓學(xué)生能提前沉浸于綜合環(huán)境，接觸專業(yè)知識。

3 新工科的課程設(shè)置特點

新工科的課程設(shè)置必然緊緊圍繞學(xué)校新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行。要遵循和認(rèn)清教學(xué)規(guī)律，運用科學(xué)的方法，依照各個專業(yè)特點構(gòu)成實踐教學(xué)互動各環(huán)節(jié)，貫穿和打通互相之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，形成緊密結(jié)合的實踐教學(xué)體系[5-6]。此外，新工科的課程設(shè)置還必須具有如下特點：

⑴ 具有競爭力

具有競爭力的課程體系能幫助學(xué)生在更深層次上發(fā)揮水平。高職的目標(biāo)是激發(fā)學(xué)生比較高的潛能并且使其符合繼續(xù)教育及職場的要求，如果只憑借單一的技能就業(yè)，就會偏重于執(zhí)行，這只能勉強就業(yè)一些瑣碎的價值不高的基層工作。因此，從課程中培養(yǎng)出學(xué)生的獨具特色的能力，不僅需要是給出怎么做，還必須從更好層面思考問題的背后，以及給高職的學(xué)生提供具有競爭力的面向項目導(dǎo)向性課程。

⑵ 交叉融合

工科蘊含的學(xué)科，涉及能源、航天信息，計算機科學(xué)，機械，電機，化工等。新工科的研究往往有很強的市場需求應(yīng)用背景，它的研究方法也與科學(xué)理論密切相關(guān)，并且有其自身的特點。但工科的優(yōu)勢是綜合運用而不局限于一套理論體系。交叉融合不僅僅局限于各個學(xué)科之間，而且應(yīng)該更具有廣義的概念，一門學(xué)科對另一門學(xué)科的影響和滲透是全方位的，可能是知識層面的，也可能是方法層面的。因此，這里具有雙重含義：一是運用其他學(xué)科的研究方法研究本學(xué)科問題；二是從其他學(xué)科出發(fā)，借鑒其他學(xué)科的概念原理來分析本學(xué)科現(xiàn)象。交叉融合是實現(xiàn)新工科學(xué)科之間綜合交叉、促進(jìn)知識互補的良方。

⑶ 可迭代

新工科課程設(shè)置，不但是讓學(xué)生掌握的知識和能力，而是取決于培養(yǎng)他們的思維模式，沖破慣性，進(jìn)行“認(rèn)知升級”[7]。通過快速迭代，可以將作業(yè)序列作為一個單元來構(gòu)建學(xué)習(xí)路徑。在驗證每一門新工程課程的有效性后，可以建立基于工作任務(wù)的培訓(xùn)方式。

迭代式教學(xué)方法常常以項目為驅(qū)動，形成“存在問題-探討方法-解決途徑-總結(jié)-新問題-探討方法”的螺旋式上升的過程，將知識點有機融入到項目中，通過任務(wù)驅(qū)動的形式激起學(xué)生的求知欲，然后適時引入講授新的知識點。因為是項目驅(qū)動，能夠重復(fù)迭代任務(wù)問題、主動探討和解決問題，從中完成任務(wù)和理解運用知識這一系列過程，使得學(xué)生能夠在解決問題的過程中對知識的掌握融會貫通，加深對知識的理解。也正因為新工科課程涉及的內(nèi)容廣泛，實踐內(nèi)容可以不斷地迭代更新，契合學(xué)習(xí)心理學(xué)中建構(gòu)主義的思想，可以克服傳統(tǒng)專業(yè)教育教學(xué)方法的諸多弊端，引發(fā)學(xué)生較大的興趣。

⑷ 具有創(chuàng)新性

高職學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力是相輔相成的，一位學(xué)生也是必須具備了相應(yīng)的通識化知識技能以后才能在這樣的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新；而目標(biāo)導(dǎo)向性的實踐教學(xué)也需要不斷推陳出新，激發(fā)學(xué)生的參與和創(chuàng)造。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要依靠體系和環(huán)境，大部分的創(chuàng)新是基于本學(xué)科以及本領(lǐng)域基礎(chǔ)知識的理解，跨學(xué)科的知識的熟練運用。新工科的課程體系業(yè)恰恰順應(yīng)了這一點。

創(chuàng)新思維是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生必須在學(xué)習(xí)中不斷積累經(jīng)驗。新工科課程教學(xué)具有很強的邏輯性，要倡導(dǎo)、鼓勵學(xué)生質(zhì)疑問難，鼓勵不斷提出新的問題。解決問題可能只需要運用技術(shù)上或者實驗方法上的改進(jìn)，而提出新的問題和新的可能性，是思想升華的體現(xiàn)。如果沒有環(huán)境的跨越，就很難提出新思路，新工科的跨專業(yè)、跨學(xué)科帶來了很大程度上的思維擴散、思想碰撞，因此，在課程設(shè)置上需要嚴(yán)格遵循這一點。

我校在新工科跨學(xué)科專業(yè)上也已開展豐富得探索實驗。首先，提出“虛擬學(xué)院”的概念，即建立一個跨學(xué)科、跨專業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)學(xué)院，整合相關(guān)專業(yè)，培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求相結(jié)合的人才。力爭走在全國先列，起好示范性帶頭作用。其次，為新工科課程創(chuàng)建優(yōu)良的軟、硬件條件，在信息化方面更是已經(jīng)為新工科專業(yè)實現(xiàn)計算、存儲、帶寬資源動態(tài)云分配，幫助提高IT基礎(chǔ)設(shè)施資源的利用效率，提高基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用和管理水平。第三，以“開放共享”的主旨從開放信息到開放學(xué)校的數(shù)據(jù)，隨著數(shù)據(jù)開放共享程度的提高，學(xué)校的開放共享水平也在不斷提升；并將本來分散存儲在不同事業(yè)部門、二級學(xué)院、校園數(shù)據(jù)作為整體加以利用，實行統(tǒng)一管理，為數(shù)據(jù)的分析、挖掘、使用提供基礎(chǔ)。這樣，更加方便快捷地促進(jìn)新工科專業(yè)的融合。

4 結(jié)論

新工科專業(yè)的人才教育不是一朝一夕的事情，務(wù)必著眼于全面培養(yǎng)過程。本文提出了新工科課程設(shè)計的主要思路以及討論了新工科課程設(shè)置四大特點，但在實際教學(xué)環(huán)節(jié)中注重以上各種能力的培養(yǎng)，建立科學(xué)的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)，推動新工科課程設(shè)計教學(xué)的改革，以適應(yīng)社會對人才的需求，將是孜孜不倦追求的目標(biāo)。此外，更要結(jié)合國家2025戰(zhàn)略體系建設(shè)方向，逐步打造以新工科創(chuàng)新發(fā)展模式來引領(lǐng)職業(yè)教育現(xiàn)代化，促進(jìn)高職學(xué)院“十三五”發(fā)展。因此，跨學(xué)科與專業(yè)融合的新工科課程建設(shè)任重而道遠(yuǎn)。

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