向“产业工程师、创业企业家的摇篮”进军
教务处 2020-06-13

 

 

向“产业工程师、创业企业家的摇篮”进军

 

教务处

2019年8月26日

 

教育部高等教育司司长吴岩在不同场合道出了当今全国高等教育界所面临的相同境遇,我们正处于“三个变”的历史性交汇期:

“世界在变”,时代的浪潮奔腾而至,以人工智能为代表推动的第四次工业革命速度快、范围广、程度深,各学科交叉融合,人工智能、机器人等新兴突破技术涌现,新科技革命和产业变革带来的全球全方位变革将给人类生产模式、生活方式、价值理念产生革命性的深刻影响,我们必须进一步转变理念、思想、方法、技术和评价方式,来应对世界的变化;

“世界高等教育在变”,高等教育培养的人才要具有当今和未来社会和经济所需要的能力,要具有迎战今天、迎接明天的综合竞争力。2014年伦敦大学学院推出的综合工程教育计划(IEP)、2016年荷兰代尔夫特理工大学航空航天工程学院教学院长Aldert Kamp出版的《快速变化世界中的工程教育——对高等工程教育愿景的重新思考》(第2版)、2016年麻省理工学院启动的新工程教育变革计划(NEET)等都是世界高等教育对这种变化所做出的深刻回应;

“中国在变”,高等教育进入普及化阶段,在智能+、互联网+的时代背景下,我们要实现高等教育的规模、质量、结构协调发展,面对世界的变化、世界高等教育的变化,我们在质量、理念上要更国际,同时扎根中国大地、结合中国国情,发展模式上要更中国,打造更国际、更中国的中国特色世界一流高等教育。

面对“三个变”,我校从制定C2014版培养方案指导意见开始,始终与世界一流工程教育发展的新思想、新理念同向同行,这是“超前识变”;在各版培养方案指导意见的指引下所开展的教育教学改革举措,与世界一流工程教育的新模式、新方法不谋而合,这是“积极应变”;我校翻译《全球一流工程教育发展报告》,组织学习讨论,开展回顾反思,共绘发展蓝图,这是“主动求变”。

既然要“主动求变”,“产业工程师、创业企业家的摇篮”就不能再停留为办学愿景,而应变成目标和任务,我们此次的改革要拿下这个高地,未来再从这个新的高地起跳;培养工程师(具有工程设计能力、实践创新能力,能够创造性解决系统、综合、复杂的工程实际问题的人才)和创业者(技术驱动型创业人才)也不能再是战略部署,而应变为战术执行,要攻克这两个要塞,未来再向更难啃的堡垒冲锋。按照“渐进”、“提质”、“拓围”和“颠覆”部署四路大军,做好后勤“保障”,打赢这场战役。

一、在已有改革基础上循序渐进发展

(一)持续改进人才培养方案

1.统一课程设置结构

全校实行优化后的“3+1”课程设置结构(见图1),即3年校内集中培养,1年企业培养。在集中培养阶段,同一专业类的培养方案在低年级时按照大类培养的思路打通,可以交叉融合的专业类尽可能打通,统一增设导论课程,实现宽基础教育,同时便于课程整合、学生转专业和跨专业合作。按照职业导向设置专业方向,增加培养方案对市场需求变化的适应性和灵活性,在大二结束时依托夏季学期集中实践教学环节开展专业方向入口测评,建议方向选择,按照专业方向分流培养,学生可以跨方向选修课程,增加学生的选择性。在大三春季学期最后阶段统一设置4周左右的集中实践教学环节,组建跨学科专业的学生团队完成企业级项目设计和开发,同时依托该环节开展企业实习准入测评,大三夏季学期并入企业实习或者用于未通过入口测评学生的集中强化培养,学生根据自身实际灵活地进入企业实习环节。统一的课程设置结构不仅不会削弱各学院的自主性,反而会更加尊重学生的个性需求和职业兴趣,培养方案更加灵活,适应未来的能力更强,对专业与专业、专业与学院、学院与学院、学院与企业合作要求也更高。

 

                                             

图1  “3+1”统一课程设置结构示意图(以工科专业为例)

 

2.不断优化目标体系

深度理解并落实“学生中心、产出导向、持续改进”理念,按照培养目标——教育目标——教学目标的逐级分解方式优化目标体系、改进培养方案:(1)面向市场、围绕学生未来职业发展确定人才培养目标;(2)围绕培养目标,确定在校培养期间需要达到的人才培养能力要求,即确立教育目标或毕业要求;(3)从毕业生能力要求出发,进一步细化分解,再通过设计合适的教学环节及其教学目标来支撑每一项分解要求的达成。

3.严格落实毕业要求

毕业要求既要体现共性,覆盖工程教育认证标准的全部内容,即工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理以及终身学习;又要突出个性,明确各专业方向以及主要用人单位的个性需求。深刻理解毕业要求的内涵,建立科学、规范、严谨的毕业要求支撑矩阵,建立各主要教学环节的质量标准,抓好课程建设和改革,健全监测、反馈、改进的质量保障闭环机制,避免毕业要求先进,落地实施却问题不断。

4.增进跨学科专业学习体验

复杂的工程或设计问题往往都涉及多方面的技术、工程和其他因素,具有较高的综合性,包含多个相互关联的子问题,需要学生具备批判性、系统性、创新性的思维,创造性地去解决而不能循规蹈矩仅靠常规方法。将学生置于跨学科专业的团队中合作解决这类复杂问题是提升学生工程实践能力的有效途径,避免学生在学习过程中仅从单一学科或仅从技术角度考虑和解决问题。这样的跨学科专业学习体验应由跨学院的专家组织共同参与设计,课程交付成果的复杂度和质量较以往应该有显著提升。

(二)优化基于项目的实践教学体系

工程实践人才培养方案的核心更在于实践教学体系,实践教学体系的精髓在于基于项目的实践教学主线。我们已有的一些专业培养方案已经融入了基于项目的学习,但问题是很多项目是封闭的,仅局限于一门课程或者几门课程之中,没有和理论体系足够关联,没有按照复杂程度、要求高低或产品的生产流程等进行系统设计,容易变成一个个实践“孤岛”,学生很难建立项目间的联系或者项目与所学知识技能间的联系,项目的目标需要进一步明确,交付成果质量也需要进一步提升。如果没有体系化的设计,基于项目的学习只能停留在浅表层次,“重实践”的理念易被狭隘地理解为仅仅是加强实践动手能力培养,“强应用”的理念也可能只停留在注重技术应用层面,容易忽视现代工程所具备的跨界性、复杂性、系统性、创新性、集成性特征。只有设计适应现代工程特点的基于项目的实践教学体系,才能确保我们的工程教育落位到工程实践范式,而不是倒退回技术范式,也才更有希望让我们的教育向前再迈进一步,从跟跑产业需求到引领产业和社会发展。

1.确立基于项目的实践教学目标体系

第一层次是初步感知,确立工程意识。以专业基本技能的应用为主,引导学生将科学理论运用于工程实践,了解项目任务在项目流程中的位置和作用,初步认识工程活动,确立工程意识。

第二层次是巩固提升,培养工程能力。开展综合性实践项目,以复杂工程问题为对象,将多种专业知识(尤其是信息技术)融入到工程实践之中,强化学生综合运用知识解决工程实际问题的能力。引导学生理解一个工程项目的目标与任务、技术与方案、实施与管理和结题预评估等工作流程及其主要工作内容,理解团队分工与合作及本人作为成员的作用,学会在项目中提炼问题、分析问题和解决问题的方法和过程。

第三层次是深化拓展,注重工程创新和系统性思维培养。引导学生在原有实践基础上对企业典型的工程项目进行设计开发,在工程实践中培养学生的工程创新意识和创新能力,系统地掌握项目流程与内容。

第四层次是持久发展,注重就业能力培养。引导学生在真实工程环境中开展工程实践,直面现实问题,在现实中培养学习能力、适应能力,进一步提升实践能力。做好学生角色向社会职业角色的顺利过渡,实现良好职业生涯发展。

2.设计开发四级挑战项目

瞄准四层次目标体系,设计开发支撑目标达成的四级挑战项目:

挑战项目1设置在大一夏季学期,由专业负责设计,学生个体完成单个项目任务,该任务应是某个真实项目的必要组成,应运用大一阶段所学的主要数理基础和学科基础知识,学生个体的项目选择以及完成情况可以作为学生在挑战项目2中组队的参考依据;

挑战项目2设置在大二夏季学期,由学院负责设计,学生以团队形式完成一个从真实项目抽象、简化得到的虚拟项目,该项目应能体现真实项目的完整工作流程和核心工作内容,不仅用于实现第二层次目标,项目的选择以及完成情况还作为学生大三专业方向选取的依据,帮助学生初步明确未来职业发展方向,要允许学院内跨专业学生组成团队,畅通学生在学院内的专业和专业方向选择机制;

挑战项目3设置在大三春季学期,由多个学院共同设计,学生以团队形式完成一个企业级的真实项目,该项目不仅要包含完整的工作流程和工作内容,还要具有较高的学科整合性,包含较为复杂的工程技术和一定的冲突因素,设计真正具有挑战性的问题,需要学生团队创造性地去解决。应允许跨学科专业学生组成团队,基于学生团体的多样化背景在团队合作中促进学生个体的系统性思维培养。该项目的完成情况要作为学生是否可以进入企业实习阶段的依据。

挑战项目4设置在企业培养阶段,对于参加集中实习的学生,由学院负责联系实习企业确定学生参与的项目团队和企业实际项目,在真实工程实践环境下开展项目,数据与条件取自工程现场,指导人员由企业技术人员和专业教师共同担任,以企业技术人员为主,设计方案和设计结果直接接受现场或工程实践检验。项目即转化为毕业设计,以产出真实企业环境、真实企业课题、真实企业导师、真实学生成果的“四真”高质量毕业设计。在完成该项目后学生应达到企业准入职工程师的标准。

所有的项目都应该提供详细的标准规范并公布给学生,允许学生自主提出项目并在符合标准的情况下纳入项目范围。除了四级项目主线以外,也鼓励设计开发课程内项目以及课程间项目,组成基于项目的实践教学网络。

3.注重对基于项目的学习进行合理评价

基于项目的学习虽然在激发学生内驱力、提升学生解决实际问题的能力等诸多方面有明显优势,但项目工作往往是由学生团队共同完成,每个团队中的成员对于项目的贡献需要被公平地评价,保证团队中没有学生依赖其他人的努力而混过项目,通过有效的评价方法确保在基于项目的学习中每名参与的学生均能受益。对于学生在项目工作中的科学合理评价是基于项目的学习是否能达到预期目标的重要保障。这需要我们对国内外基于项目的学习的评价方法和实施流程进行综述性的研究和详细的案例研究,总结研究成果、试点使用、评估效果、逐步推广,最终引导项目的科学合理评价,同时为项目工作在线评价系统的开发提供支撑。

另外,也如上所述,各级挑战项目的评价结果还会运用到学生后续的项目学习之中,让学生对自身的项目完成质量自发地重视起来。

(三)开发导论类入门培养课程

新加坡科技设计大学在一年级开设的《设计导论》课程对于该校来说意义重大,它在学生刚进校时即告诉学生什么是设计,循序渐进地培养学生探索设计项目所需的关键工具和技术路线想法,并培养学生的团队协作和主动学习文化,适应解决不确定性和开放性的问题。该课程的实施很大程度上改变了新生在大学前所养成的被动接受知识、仅关注解题和考试的习惯。要想真正培养出工程实践人才,面对相似的生源背景,在低年级开设与《设计导论》类似的导论类课程就显得尤为迫切。该类课程应以小班化、探究式教学的方式来试点实施,教师以布置自学任务为主,课内时间用于学生讨论,设计支撑课程目标达成的课程项目以及合适的课外学时供学生研讨项目进展,对课程项目交付的成果应设定合理的质量标准,学校为所有导论类课程优先提供灵活的学习空间。

 

二、深度推进教学改革,提升课程教学质量和效果

(一)利用讯飞高教技术优势,大力度开展混合式教学模式改革

博思智慧学习平台在计算机类课程中辅助实施混合式教学模式改革成效明显。对于其他学科,我们又引进了讯飞爱课堂平台以及配套的智慧教室,其具有智慧微课生成、教学现场录直播、课前课中课后交互及交互数据收集分析等诸多功能,能够很好地支撑课程在线资源的快速建立、学生学习数据的收集分析,能够有效地支撑线上线下混合式教学模式改革。教师在建设并拥有了丰富的课程在线资源后,课程的教学时间将不再仅局限于课内学时,可以通过爱课堂在线掌握学生的预习、复习情况,同时课中的时间将被更多地用来进行面对面的交流、讨论和合作,而不再是单纯地讲授,应该尽可能地将课堂还给学生。讲授的内容可以通过微课或者教学视频的形式大部分置于线上,在课外完成,或者集中由教学水平卓越的教师采取远程直播的形式统一讲授。课程教学的核心目标应该从知识传授向能力培养转变,模式应该从以教为主向以学为主转变,方法应该从单向灌输向引导探究转变。

各门课程应根据专业培养方案毕业要求,认真梳理课程教学目标,完善教学大纲,合理设计课前、课中、课后教学内容与任务,将课前预习、课中参与、课后复习均作为学习过程评价的组成部分。在第一次上课时,告知学生课程的课前、课中、课后典型安排,辅助学生自主管理学习过程。利用在线学习平台,掌握学生课前预习情况和集中问题;利用智慧教学工具,收集学生课中学习行为数据;合理适量布置线上线下作业,检验学生阶段学习成效。及时分析并反馈评价结果,反思教学策略,督促学生调整学习行为。利用在线学习平台、无纸化考试平台、教学参考资料等给学生课后合理增负;设置设计性、无标准答案作业或项目任务,培养学生自主探究式学习能力。课程考核结束后,教师要及时总结撰写课程小结,考试课程同时撰写试卷分析,对教学和考试中发现的问题进行深入、细致的分析与评价,实现课程教学质量的持续改进。

(二)重构在线学习资源形式和呈现方式

通常的MOOC以主题单元来呈现教学内容和资源,没有呈现主题之间的联系、主题与学科之间的关联和依赖关系,学生在学习时一般只能顺着MOOC设计者的思路去学习,无法根据自身的需要进行更加精准地学习。澳大利亚查尔斯特大学构建的在线主题知识树是对MOOC的又一次改进,其不仅将所有工程技术内容以主题单元的形式全部放到了线上,还将主题单元间、主题与学科专业间的关联性和依赖性以可视化映射图的方式呈现了出来。学生根据自身兴趣、遇到的具体问题确定需要学习的主题单元。我们可以按照专业类或者课程类探索构建在线学习主题知识树,同时收集能够用于主题知识树的外部已有的在线学习资源并予以加工(原则上不少于主题单元总个数的1/3),按照计划不断完善在线主题知识树,并运用其开展线上线下混合式教学模式甚至教育模式的改革。需要博思智慧学习平台或者讯飞高教业务线在线课程平台提供相应技术支持。

(三)因课制宜改革课堂教学方法

结合混合式教学模式改革,课堂教学除了采取启发式、参与式、讨论式的教学方法外,还因根据课程特点针对性地改进教学方法,这里仅以数理基础和经管类课程为例给出教学方法的建议。

由于缺乏实际的专业案例,数理基础课程的教学很难让学生意识到课程与他们未来的专业学习及工作的关联性,因此学生的学习往往停留在只关注解题与考试的浅层学习,对于知识的应用、迁移、高阶思维能力往往存在不足。同时,在学生进入高年级的专业学习之后,往往由于没有在脑海中形成较全面的基础知识体系,对于所学知识大部分已经遗忘,从而影响了他们的专业学习乃至未来的专业发展。建议数理基础课程可针对不同专业领域中的应用,建立基于实际问题的多个专业案例,在课程中实施案例教学法。

拟真情境教学可以让学生进一步了解理论知识如何在自己所处的实际中被运用,经管类的课程非常适合这种教学方法改革。比如在某一拟真情境下让学生团队完成某个新产品的定价、推广、媒体策划、渠道选择等,同时定期组织客户需求分析、经营状况分析、产品升级论证、区域拓展研讨等,让学生扮演不同的角色,完成不同的工作。建议经管类课程对拟真情境教学开展探索、设计与实施。

 

三、开拓技术驱动型创业人才培养途径

(一)形成创业型人才培养的成熟模式

以“创新创业”专升本项目为突破口,形成一套适合于高年级学生的创业人才识别、培养目标明确、教育理念创新、课程设置针对、学习体验有效、考评体系匹配的成熟的创业型人才培养模式,先发生量变,积蓄一定量的创业成功典型,初步形成创业校友文化,再产生质变,推动创业质量提升,向技术驱动型创业聚焦。

支持高年级学生申请以创业项目替代挑战项目4,创业项目经招生就业处和管理工程学院审查通过后,划归管理工程学院统一管理,采取“创新创业”专升本项目模式培养,获得的创业实践学分可以用来置换企业实习学分,可以用创业设计代替毕业设计(论文)。

(二)推进专业教育与创新创业教育的深度融合

1.创新创业活动融入课程教学

虽然学科竞赛、专利发明等已经是我校的特色亮点,学生的参与面也一直在不断扩大(2018年学科竞赛参与人数占比达42%),但是想要做到全面覆盖,仅仅依赖第二课堂还远不能实现。如果要实现100%的覆盖,就需要将创新创业的各类活动与课程相结合,融入专业课程教学之中。应梳理创新创业活动对人才培养的支撑作用,将课程教学目标与创新创业活动教育目标进行匹配,将创新创业活动内容融进教学内容,活动的参与情况作为课程考核评价的组成部分,围绕专业课程教学目标设计并举办新的校级创新创业活动。

2.创新创业活动转为课程管理

双创中心虽然已经实行了“一分室一社团”的管理模式,而社团也正在试行“教辅双轨”的指导教师机制,但教师如果不定期、深度参与到学生第二课堂活动中去,学生的活动将很难常态化地维持下去,并且活动质量也较低。一种可能的思路是围绕社团的活动内容构建新的线下选修课程,课程的教学内容为社团活动服务,教学团队非常的多元化,并且根据社团活动内容的需要灵活选配。选修课程的学时数不宜过多,仅用于在社团活动关键节点上的任务布置、指导、检查和讨论,学生积极参与每次活动作为获得课程学分的条件之一,积极探索这样的创新创业活动管理方式改革,选取社团试点实施。

3.打造创新创业展示舞台

开展年度CII(Creativity, Imagination, Initiative) Fest(创意、想象及原创节),营造全校创新创业氛围,促进学生群体间互相了解创新想法、技术储备和合作机会。

 

四、颠覆性构建人才培养综合改革方案

我们已有的培养方案仍然是按照“学科逻辑”先设置理论体系再配以实践体系,实践服务于理论,在有限的课内学时中追求理论体系的完善会导致学生的工程设计和实践创新能力无法得到充分地培养。应用型才培养的综合改革需要从“学科逻辑”转变到“技术逻辑”和“设计逻辑”上来,以学生为中心、能力培养为主线,以工程实践和设计实践在不同阶段的要求为出发点设计一条有序衔接、分层递进的项目主线,围绕项目主线来重塑人才培养方案,将学科专业知识以及设计与专业技能模块化地与项目进行组合或嵌入到项目之中,建设复合型的课程和活页式的教材,打造工程/设计实践型培养方案的新范式。

建议以新工科建设专业(如人工智能)或设计类专业(如环境设计)为试点开展综合改革,方案应注重技术与非技术间的平衡,避免窄化工程/设计实践的内涵,保证学生形成健全的工程/设计意识和观念。同时方案的构建应充分考虑学校已有的改革基础和循序渐进地发展举措,充分吸收借鉴优秀做法和经验,提高综合改革方案制订和试点开展的效率。

“颠覆”是我们能否成为中国一流工程教育新兴引领者的制胜奇兵,需要具有“大工程观”和“大设计观”的带头人来主导,也需要一批深刻理解工程实践理念的教师来支持。

 

五、做好教与学和谐发展的保障措施

(一)建设灵活多样的教学空间

根据学生学习性投入的本质是学生行为和学校提供条件的相互作用的研究结论,依托科大讯飞技术、资源优势,有计划地加大新型教学空间建设和传统多媒体教室升级力度,大力打造标准智慧教室、手机互动教室、多屏研讨教室、启发实践教室、名师讲堂教室、团队研讨空间、互动交流空间、个人课程录制间等。依托新技术、新空间大力度地实施教学模式和教学方法的改革,提升学生学习路径的广阔性、学习方式的新颖性、学习思维的独立性、学习时空的灵活性,引导学生想学、会学、坚持学,增加学习过程的投入度。

(二)全校落实office hours

固化教师与学生的面对面交流时间(office hours),通过office hours进行辅导答疑,了解学生的学习困难和进展。每课程每教学班(重修课程除外)每周设置不少于1次,时长不少于1小时的时间。开展的地点可以在教师办公室或教学场地。教师在第一次课时,安排统计学生的空闲时间,统筹安排各教学班的office hours,确定后即向学生公布。教师应将学生参与office hours的情况定期反馈给所在学院,由学院汇总后报送教务处进行评估、反馈、督促改进。未按要求设置office hours的教师,其相应学期教学质量考核在学院内同类人员排序中不高于按要求落实了office hours的教师。

(三)强化学习过程评价

各学院成立学生学习过程管理委员会,组织评价实施、反馈实施效果、督促学生改进。

加强教师对学习的过程性考核。按照学分数区分,不低于3学分的课程全面采用“N+2”考核方式,“2”指期末考核和学习笔记,“N”指除“2”之外的过程性考核次数,“N”的形式包括阶段性测试、口试、作业汇报、项目考核、课程论文、读书笔记、课外创新活动参与等,“N”不小于3且不大于5,期末考核占比不高于40%,学习笔记占比不低于10%;学分低于3学分的课程(集中实践教学环节除外)采取“N+1”考核方式,“1”为期末考核,“N”的次数按照课程学分情况由课程组自行确定,但不得低于2次,期末考核占比不高于50%。期末考核成绩低于45分按不合格计。过程性考核形式及其占比、要求等要在教学大纲中注明。第一次上课时,教师要向学生公布过程性考核的内容、要求、方式、评分标准和所占比例等。每一项考核应给出详细的评分记录和分数,并在期末考核前向学生公布,作为教师教学基础材料进行管理。

开展学生自我评价,充分发挥学生主体的能动性,学生自主性地设定学习目标,制定阶段学习计划,自我监督、反馈、调控学习过程,自我反思总结学习效果,给出自评结论。探索设计适合于学生自我评价的结构化文档模板,帮助学生完善自身学习过程档案材料,通过自我评价管理学习过程,锻炼自主学习能力。

开展学生同伴评价,利用学生群体间的便利性和集体生活的交流性,更加全面、准确地反映同伴的学习过程,促进同伴互助、信息共享和学习提高。

全面实施家长评价,就学生学习过程增进与家长的互动与沟通。在春季和秋季学期结束后,家长对学生各评价一次,及时发现、解决学生学习过程的问题,促进学生学习过程的顺利进行、学业的顺利完成。对于家长评价与学生实际表现出入较大的,要及时联系家长沟通相关情况。

(四)数据支撑质量保障与因材施教

依托科大讯飞技术、资源优势,加强教学相关管理信息化系统迭代优化,健全从学生入校到工作全周期跟踪管理和评测机制,以数据为基础开展质量常态监测,发布课程质量、企业实习、毕业设计、学科竞赛、教学质量、就业质量、毕业生跟踪调查等报告,用数据反馈教育教学,督促各主要育人环节持续改进,保障人才培养质量不断提升;建设智慧教学与大数据平台,实现教学数据的全面互通,全方位采集教学过程数据,建立分析模型,提供学生能力画像及教师行为画像,实现智能化、个性化的教与学支持。

(五)建立“双轮驱动、定期保养”的教学工作管理机制

确立瞄准国家“保合格、上水平、追卓越”三级评估认证体系的教学工作管理思路,常态化的一手抓包括教育教学过程管理、课程建设、企业实习、毕业设计(论文)等在内的教学运行与管理,一手抓包括重点改革、创新创业、学生质量、教学成果等在内的教学改革与业绩,同时定期开展校内评估、接受省级评估、迎接教育部评估,让学校在换道超车的路上“双轮驱动,定期保养”,行得迅速、驶得长久。