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摘 要:建设新型工科研究生课程体系意义重大,需要针对知识结构、授课方式、师资队伍和课程系统性等制约新型工科研究生培养的主要问题,结合国家要求、社会需求和国际经验确立建设目标,通过优化研究生培养方案、借鉴名校课程建设经验、打造国际水准教师团队、重视实践型课程教学、出版一流研究生教材等手段,构建体现学科特色、学科交叉、本硕博贯通、国际一流水准的新型工科研究生课程体系。
关键词:新型工科;课程体系;研究生培养
工科是凭借科学和技术原理,解决实际问题的学科;传统工科是采用基础科学原理,结合生产实践经验,逐步发展起来解决工程实际问题的学科。随着新一轮科技和产业革命的到来,国家正在实施创新驱动发展战略,围绕着新材料、新能源、信息技术和生物医学等战略新兴产业,迫切需要培养大批新型工程科技人才。传统的工程教育已经不能适应新技术、新产业、新经济的发展要求,探索新型工程学科研究生教育改革势在必行。
南京大学现代应用与工程学院于2009年底由材料科学与工程系(1993年成立)和固体微结构物理国家重点实验室(1984年成立)组建而来。针对新型工科发展对基础理学纵深知识的运用和对多学科交叉融合的技术创新提出的新要求,学院在2010年初就意识到建设新型工科研究生培养体系的重要性,尤其是完善硕、博研究生课程教育体系是培养工作的重要抓手。学院自那时起开始探索建设新型工科研究生课程体系。
一、新型工科人才培养课程体系面临的主要问题
(1)课程知识陈旧,专业结构老化。新型工科大多从应用型理科演变而来,课程体系基本维持在原有的数理课程基础之上,并加入少量工科专业课程。从教学内容看,大部分知识已明显陈旧,只能勉强应付基础性学科人才的培养,但从工科人才培养的角度,已完全与新时代工科发展脱节。从教学体系看,理科教学思维浓重,将工科类课程与理科类课程简单结合,整个教学体系的拼凑痕迹非常明显,不是自成一体的工程教育体系。这样的课程难以满足未来工程高新技术和国家战略新兴产业对工程类人才厚基础、能创新、复合型的要求。
(2)课程模式单一,授课形式僵化。基于从理科转型而来的原因,课程多以基础类型课程为主,授课形式也以理论阐述、数理推导、工程模拟介绍为主体。应对理科类学生的教学勉强可行,但距离工科类学生教学,还缺少大量方法类课程、研讨类课程、工程实践类课程。从授课形式看,目前课程仍以大量讲述性的授课方式开展,缺乏交互性、实践性、体验性、仿真性和前沿性。这样的授课环境很难培养出适应现代工程技术需求的专业人才。
(3)欠缺高水平、国际化的师资队伍。教师是课程传授的主体,教师的能力与眼界决定了课程的质量。原有教师队伍往往以理科教学见长,缺乏工科培养的经验,授课主体单一,评价方式单一;且大多是校内本专业培养起来的师资,国际化程度低,对工程发展前沿掌握较弱,不具备国际竞争实力。长期以来受“重科研、轻教学”影响,师资在课程建设上的投入本身较弱,再向新型工科体系转型,压力很大。以上状况导致课程教学缺乏学习主动性、交叉研究性(问题导向型)和教学实践性等问题。
(4)硕博研究生课程缺乏系统性。国内研究生培养体系分为硕士和博士两个层级。转型前,研究生课程主要针对硕士培养,博士课程的科目和内容较薄弱。课程体系庞大而结构层次不够清楚,缺乏系统性和科学性。硕士课程没有考虑工科培养与理科培养的差异,课程方案对学分数的追求远远超过硕士培养的实际需求,导致硕士生为达到学分要求不得不应付课程学习,过多占用了科研时间。博士课程方案反而开不出高质量、有指导性的工程实践课程,仅停留在硕士课程的简单堆叠上。这样的课程体系缺乏知识传授与能力培养的系统性配合,不利于培养研究生的创新意识和创新能力。
二、结合国家要求、社会需求和國际经验合理确立建设目标
(1)国家要求。课程学习是我国学位和研究生教育制度的重要特征,是保障研究生培养质量的必备环节,在研究生成长成才中具有全面、综合和基础性作用,这是教育部《关于改进和加强研究生课程建设的意见》(教研[2014]5号)文件中明确提出的指导意见。课程体系设计的根本依据在于培养目标和授予学位的要求,课程体系应完整贯彻本学科研究生培养目标和学位要求;重视课程体系的系统设计和整体优化,加强不同培养阶段课程体系的整合、衔接;课程分类设计要科学,根据一级学科和跨学科需要设置课程,增加研究方法类、研讨类和实践类等课程;增加开设短而精的课程和模块化课程,探索将在线开放等形式的课程纳入课程体系的机制办法,鼓励培养单位与企事业单位合作开设实践性课程。
(2)社会需求。新型工科课程开发应与科学技术和工程实践紧密结合。课程架构与课程开发既要能满足当前社会需求、行业标准,又能反映学科前沿与技术进步,面向未来、面向世界一流科技与工程创新人才培养。新课程建设应注重问题导向,善于利用学科交叉,既要与基础学科纵向交叉,又要与其他应用学科横向交叉。课程体系要有利于培养单位创新培养模式,提升培养能力,凸显对工程思维与工程能力的培养,实现培养规模和培养质量的协调发展,将新型工科课程打造成为系统化、高水平、引领性的课程教学体系,实现实质等效与多元协同。
(3)国际经验。德国是研究生教育的重要发源地,其工科研究生教育也经历过适应产业变革的要求而调整前进的过程。作为世界一流的机械制造强国,德国在以信息技术为代表的第三次产业革命冲击下,不得不调整其工程科学博士高级人才培养体系(德国的高等教育培养体系为本科、博士两级制)。在博士教育改革中[1],德国工科大学逐步形成了既“专”又“博”的培养目标。(1)将纯粹科学与应用科学研究结合起来,延续了工科大学在发展过程中坚持应用性技术研究和侧重理论性的应用研究相结合的传统。(2)在综合各学科的基础上创造一种新的认识论,重建主要的知识结构,创造新的组织性概念、方法和技巧。(3)向美国MIT学习,重视实践课程教学,依托高水平实验室开展灵活多样的课程教学和严格的科研实践训练,突出实践教学的地位。 5.出版一流研究生教材,巩固课程建设成果
经过近十年的努力,学院已建立了一整套硕博贯通课程,形成了与国际接轨的多元化学术型研究生人才培养课程体系。同时,学院利用师资队伍国际化优势,积极开展专业课全英语授课或双语教学。这类课程包括:转型期基础课程9门、学科核心课程10门、方法类与实践类课程12门和交叉类与前沿类课程13门,其中有15门双语/英语课程,学硕专有课程10门,博士专有课程17门,为研究生提供全方位、多层次、个性化的课程选择。材料和光学工程专业实践类、案例类和行业嵌入课程明显增加,实践类课程(含案例类和行业嵌入课程)占比超过70%。
为了将课程建设成果长期保存下来,院系积极开展新型工程学科教材与学术专著建设工作,在江苏高校优势学科一期、二期建设工程中设立专项基金,鼓励教师撰写并出版相关教材,形成了一套极具南大特色、内容新颖、形式多样的教材丛书。
四、对新型工科研究生课程体系建设的启示
1.重视课程建设的纲领,以此为据体现特色
课程建设必须有纲,这个纲就是专业培养方案。要开展课程建设,必先修订专业培养方案。尤其是在新型工科建设的转型期,培养方案要能体现新工科办学思路、人才培养目标,而课程设置应切实落实培养目标和办学思路所必须开展知识传授的计划安排,包括课程体系、课程内容、课程类型、授课计划、授课形式、课后训练、课程学习要求、课程考核等。这样才能形成目标明确、特色鲜明、切实可行的新型工科课程教学体系。
2.把握自身学科特点,适时推进学科交叉
在南京大学现代应用与工程学院,“交叉融合”始终是学科发展的主旋律,人才培养也始终围绕着学科发展目标,坚持“以理为基础,以工为方向,理工融合”的道路。现代应用与工程学院相对国内其他高校同类院系,学科建设起步较晚,但自成立后不失时机地在材料科学基础上逐步增加了光学工程、能源工程、生物医学工程方向,形成了天然的学科交叉,为新型工科人才培养模式的创新提供了契机。
3.国际一流课程应按照国际标准建设
一流高校一流学科应当有一流课程,建设一流课程应借鉴国际一流高校和一流学科的经验。调整优化课程方案,应充分调研以工科培养见长的国际一流高校和一流学科的课程体系,寻找课程设置、教师配备、授课形式、课程考核等方面的共性特点。同时,提高拥有海外科研经历的授课师资比例,开设高水平双语课程,鼓励研究生到国外高水平大学和著名科研机构进行交流与联合培养。
4.完善硕博一体化课程體系,并有条件地向本科开放贯通
随着研究生培养能力的提升,我国高校博士生、硕博连读生、直博生的数量都在大幅提升。应借鉴国外研究生教育经验,梳理硕士与博士培养中课程体系的贯通与衔接,这样有助于更大效度地发挥课程体系对人才培养的支撑作用。应根据人才培养的阶段差异,配以不同内容、不同类型、不同形式的课程教学。同时,这样的硕博贯通课程体系应考虑对学有余力的本科生提供开放选择的机会,与本科教学推出的DIY课程[3]对接,使工科拔尖人才有脱颖而出的机会。
5.加强课程评价体系建设,保证课程教学实施的质量
课程评价是评判课程体系建设科学性,确保课程教学实施质量的重要手段。新型工科类课程体系建设也不例外,需要定期对课程体系的课程内容、授课形式、授课效果开展自我评价、同行评价和社会第三方评价,明确课程体系建设的效果。借鉴课程评价结果,不断优化、调整课程体系,保证新型工科课程体系健康发展。
参考文献:
[1] 全守杰. 德国工科大学的博士生教育探析[J]. 研究生教育研究,2011(6).
[2] 陈柯蓓,周开发,倪家强. 美国工程伦理教育探析及对我国新工科建设的启示[J]. 重庆高教研究,2017(3).
[3] 蔡颖蔚,邵进,郑昱. 大学师生关系之重构——南京大学DIY研读课程探索[J]. 中国大学教学,2018(1).
[责任编辑:夏鲁惠]
关键词:新型工科;课程体系;研究生培养
工科是凭借科学和技术原理,解决实际问题的学科;传统工科是采用基础科学原理,结合生产实践经验,逐步发展起来解决工程实际问题的学科。随着新一轮科技和产业革命的到来,国家正在实施创新驱动发展战略,围绕着新材料、新能源、信息技术和生物医学等战略新兴产业,迫切需要培养大批新型工程科技人才。传统的工程教育已经不能适应新技术、新产业、新经济的发展要求,探索新型工程学科研究生教育改革势在必行。
南京大学现代应用与工程学院于2009年底由材料科学与工程系(1993年成立)和固体微结构物理国家重点实验室(1984年成立)组建而来。针对新型工科发展对基础理学纵深知识的运用和对多学科交叉融合的技术创新提出的新要求,学院在2010年初就意识到建设新型工科研究生培养体系的重要性,尤其是完善硕、博研究生课程教育体系是培养工作的重要抓手。学院自那时起开始探索建设新型工科研究生课程体系。
一、新型工科人才培养课程体系面临的主要问题
(1)课程知识陈旧,专业结构老化。新型工科大多从应用型理科演变而来,课程体系基本维持在原有的数理课程基础之上,并加入少量工科专业课程。从教学内容看,大部分知识已明显陈旧,只能勉强应付基础性学科人才的培养,但从工科人才培养的角度,已完全与新时代工科发展脱节。从教学体系看,理科教学思维浓重,将工科类课程与理科类课程简单结合,整个教学体系的拼凑痕迹非常明显,不是自成一体的工程教育体系。这样的课程难以满足未来工程高新技术和国家战略新兴产业对工程类人才厚基础、能创新、复合型的要求。
(2)课程模式单一,授课形式僵化。基于从理科转型而来的原因,课程多以基础类型课程为主,授课形式也以理论阐述、数理推导、工程模拟介绍为主体。应对理科类学生的教学勉强可行,但距离工科类学生教学,还缺少大量方法类课程、研讨类课程、工程实践类课程。从授课形式看,目前课程仍以大量讲述性的授课方式开展,缺乏交互性、实践性、体验性、仿真性和前沿性。这样的授课环境很难培养出适应现代工程技术需求的专业人才。
(3)欠缺高水平、国际化的师资队伍。教师是课程传授的主体,教师的能力与眼界决定了课程的质量。原有教师队伍往往以理科教学见长,缺乏工科培养的经验,授课主体单一,评价方式单一;且大多是校内本专业培养起来的师资,国际化程度低,对工程发展前沿掌握较弱,不具备国际竞争实力。长期以来受“重科研、轻教学”影响,师资在课程建设上的投入本身较弱,再向新型工科体系转型,压力很大。以上状况导致课程教学缺乏学习主动性、交叉研究性(问题导向型)和教学实践性等问题。
(4)硕博研究生课程缺乏系统性。国内研究生培养体系分为硕士和博士两个层级。转型前,研究生课程主要针对硕士培养,博士课程的科目和内容较薄弱。课程体系庞大而结构层次不够清楚,缺乏系统性和科学性。硕士课程没有考虑工科培养与理科培养的差异,课程方案对学分数的追求远远超过硕士培养的实际需求,导致硕士生为达到学分要求不得不应付课程学习,过多占用了科研时间。博士课程方案反而开不出高质量、有指导性的工程实践课程,仅停留在硕士课程的简单堆叠上。这样的课程体系缺乏知识传授与能力培养的系统性配合,不利于培养研究生的创新意识和创新能力。
二、结合国家要求、社会需求和國际经验合理确立建设目标
(1)国家要求。课程学习是我国学位和研究生教育制度的重要特征,是保障研究生培养质量的必备环节,在研究生成长成才中具有全面、综合和基础性作用,这是教育部《关于改进和加强研究生课程建设的意见》(教研[2014]5号)文件中明确提出的指导意见。课程体系设计的根本依据在于培养目标和授予学位的要求,课程体系应完整贯彻本学科研究生培养目标和学位要求;重视课程体系的系统设计和整体优化,加强不同培养阶段课程体系的整合、衔接;课程分类设计要科学,根据一级学科和跨学科需要设置课程,增加研究方法类、研讨类和实践类等课程;增加开设短而精的课程和模块化课程,探索将在线开放等形式的课程纳入课程体系的机制办法,鼓励培养单位与企事业单位合作开设实践性课程。
(2)社会需求。新型工科课程开发应与科学技术和工程实践紧密结合。课程架构与课程开发既要能满足当前社会需求、行业标准,又能反映学科前沿与技术进步,面向未来、面向世界一流科技与工程创新人才培养。新课程建设应注重问题导向,善于利用学科交叉,既要与基础学科纵向交叉,又要与其他应用学科横向交叉。课程体系要有利于培养单位创新培养模式,提升培养能力,凸显对工程思维与工程能力的培养,实现培养规模和培养质量的协调发展,将新型工科课程打造成为系统化、高水平、引领性的课程教学体系,实现实质等效与多元协同。
(3)国际经验。德国是研究生教育的重要发源地,其工科研究生教育也经历过适应产业变革的要求而调整前进的过程。作为世界一流的机械制造强国,德国在以信息技术为代表的第三次产业革命冲击下,不得不调整其工程科学博士高级人才培养体系(德国的高等教育培养体系为本科、博士两级制)。在博士教育改革中[1],德国工科大学逐步形成了既“专”又“博”的培养目标。(1)将纯粹科学与应用科学研究结合起来,延续了工科大学在发展过程中坚持应用性技术研究和侧重理论性的应用研究相结合的传统。(2)在综合各学科的基础上创造一种新的认识论,重建主要的知识结构,创造新的组织性概念、方法和技巧。(3)向美国MIT学习,重视实践课程教学,依托高水平实验室开展灵活多样的课程教学和严格的科研实践训练,突出实践教学的地位。 5.出版一流研究生教材,巩固课程建设成果
经过近十年的努力,学院已建立了一整套硕博贯通课程,形成了与国际接轨的多元化学术型研究生人才培养课程体系。同时,学院利用师资队伍国际化优势,积极开展专业课全英语授课或双语教学。这类课程包括:转型期基础课程9门、学科核心课程10门、方法类与实践类课程12门和交叉类与前沿类课程13门,其中有15门双语/英语课程,学硕专有课程10门,博士专有课程17门,为研究生提供全方位、多层次、个性化的课程选择。材料和光学工程专业实践类、案例类和行业嵌入课程明显增加,实践类课程(含案例类和行业嵌入课程)占比超过70%。
为了将课程建设成果长期保存下来,院系积极开展新型工程学科教材与学术专著建设工作,在江苏高校优势学科一期、二期建设工程中设立专项基金,鼓励教师撰写并出版相关教材,形成了一套极具南大特色、内容新颖、形式多样的教材丛书。
四、对新型工科研究生课程体系建设的启示
1.重视课程建设的纲领,以此为据体现特色
课程建设必须有纲,这个纲就是专业培养方案。要开展课程建设,必先修订专业培养方案。尤其是在新型工科建设的转型期,培养方案要能体现新工科办学思路、人才培养目标,而课程设置应切实落实培养目标和办学思路所必须开展知识传授的计划安排,包括课程体系、课程内容、课程类型、授课计划、授课形式、课后训练、课程学习要求、课程考核等。这样才能形成目标明确、特色鲜明、切实可行的新型工科课程教学体系。
2.把握自身学科特点,适时推进学科交叉
在南京大学现代应用与工程学院,“交叉融合”始终是学科发展的主旋律,人才培养也始终围绕着学科发展目标,坚持“以理为基础,以工为方向,理工融合”的道路。现代应用与工程学院相对国内其他高校同类院系,学科建设起步较晚,但自成立后不失时机地在材料科学基础上逐步增加了光学工程、能源工程、生物医学工程方向,形成了天然的学科交叉,为新型工科人才培养模式的创新提供了契机。
3.国际一流课程应按照国际标准建设
一流高校一流学科应当有一流课程,建设一流课程应借鉴国际一流高校和一流学科的经验。调整优化课程方案,应充分调研以工科培养见长的国际一流高校和一流学科的课程体系,寻找课程设置、教师配备、授课形式、课程考核等方面的共性特点。同时,提高拥有海外科研经历的授课师资比例,开设高水平双语课程,鼓励研究生到国外高水平大学和著名科研机构进行交流与联合培养。
4.完善硕博一体化课程體系,并有条件地向本科开放贯通
随着研究生培养能力的提升,我国高校博士生、硕博连读生、直博生的数量都在大幅提升。应借鉴国外研究生教育经验,梳理硕士与博士培养中课程体系的贯通与衔接,这样有助于更大效度地发挥课程体系对人才培养的支撑作用。应根据人才培养的阶段差异,配以不同内容、不同类型、不同形式的课程教学。同时,这样的硕博贯通课程体系应考虑对学有余力的本科生提供开放选择的机会,与本科教学推出的DIY课程[3]对接,使工科拔尖人才有脱颖而出的机会。
5.加强课程评价体系建设,保证课程教学实施的质量
课程评价是评判课程体系建设科学性,确保课程教学实施质量的重要手段。新型工科类课程体系建设也不例外,需要定期对课程体系的课程内容、授课形式、授课效果开展自我评价、同行评价和社会第三方评价,明确课程体系建设的效果。借鉴课程评价结果,不断优化、调整课程体系,保证新型工科课程体系健康发展。
参考文献:
[1] 全守杰. 德国工科大学的博士生教育探析[J]. 研究生教育研究,2011(6).
[2] 陈柯蓓,周开发,倪家强. 美国工程伦理教育探析及对我国新工科建设的启示[J]. 重庆高教研究,2017(3).
[3] 蔡颖蔚,邵进,郑昱. 大学师生关系之重构——南京大学DIY研读课程探索[J]. 中国大学教学,2018(1).
[责任编辑:夏鲁惠]