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“新工科”背景下工科专业课堂教学策略探析

现阶段全球范围内新一轮科技和产业革命对高校传统工程教育的专业人才培养提出了挑战。为加快培养新兴领域工程科技人才,我国教育部自2017年起积极推进新工科建设[1]。2019年教育部成立“全国新工科教育创新中心”,探索形成中国特色、世界水平的新工科教育体系。与传统工科相比,“新工科”的本质是为适应未来新兴产业的需要,培养出工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的复合型“新工科”人才,这对我国工科院校的工程教育提出了新要求[2]。从根本上讲,“新工科”路线应最终体现到人才培养实践中。教学是人才培养的基础,课堂教学是高校教学工作的重要组成[3]。

一、交通设备与控制工程专业课堂教学现状

为满足交通行业快速发展需求,我国教育部于2003年批准设立交通设备与控制工程专业,旨在培养能在交通设备及其相关领域从事科学研究、技术开发、设计制造、检修、运用研究、生产及经营管理、教学等方面工作的复合型高级工程技术人才。交通设备与控制工程专业代码为0T,隶属于交通运输工程学科下的二级学科。自2014年起,全国设有交通设备与控制工程专业的高校每年共同召开一次专业建设研讨会。截至2019年底,我国已有包括北方工业大学、长安大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学在内的十七所高校设有交通设备与控制工程专业。

通过对高等院校、科研院所、交通设备制造类企业、交通信息科技类企业等进行实际调研和分析,发现目前交通设备与控制工程专业课堂教学存在以下问题。

(一)专业教材与学校学科特色、课堂实际教授内容关联性差

鉴于交通设备与控制工程专业涉及交通、计算机、电子信息、电气自动化及管理等的集成,加上该专业设立时间较短,各高校一般按照自身学科专业特色、市场需求、现有的教学资源等开展本科专业课堂教学。目前交通类系列专业教材繁多,但如何从已有教材中挑选出适合实际课程、契合学校学科专业特色者并不容易。

(二)实践能力培养有待加强

交通设备与控制工程专业不仅重视理论学习,也强调工程实践能力培养。目前各高校大多是基于学校现有条件开设实践内容,实践技能培养要求较低,导致专业特色不够突出、人才培养定位不准确等问题,难以满足交通领域内岗位人才培养的需要。有的高校实际课堂实践过程中理论知识与实践环节结合紧密度不够,缺乏配套的专业综合性强的创新实践教育平台,造成“教—学—用”脱节、学生学完后对综合性的交通控制工程问题仍无处下手现象。

(三)精品课程在线资源尚未实现高效共享

为全面提高高校教学质量、深化教学改革,教育部提出建设精品课程,各级教育行政部门和各高校积极响应并开展工作。目前各高校交通设备与控制工程专业课程门类多,但在实际教学过程中,部分高校教学管理部门重视程度不够,任课教师仍采用落后的教学手段,造成在线课程优质资源的有效利用率并不高。

二、工科专业课堂教学基本原则

课堂是教学的主阵地。课堂教学的有效组织,能显著提升高校大学生学习积极性和教学成效。在确保实现课程目标的前提下设置科学合理的课程内容、运用正确的课堂教学方法是教学计划的核心。交通类工科专业课堂教学内容设定的主要依据是交通行业对现代工程师应达到的知识、技能、能力要求。在制定课堂教学方法时,应当重视工科专业工程性特征,加强工程思维培养,夯实工程技能训练,重视理论和实践相结合,提高学生解决复杂工程问题的能力,真正做到有利于培养基础理论宽、实践能力强、具有创新精神的高级工程技术人才。

三、交通设备与控制工程专业课堂教学策略

新工科背景下,基于工科专业课堂教学基本原则,结合交通设备与控制工程专业学科特点,提出该专业课堂教学策略。

(一)教材内容注重学科特色方向性

交通设备与控制工程是近年来逐渐发展起来的新兴专业,目前各高校设立交通设备与控制工程专业的背景条件不同,侧重的就业方向也不同。为避免课堂教学所用教材内容出现泛而不专、与专业特色关联性差等问题,建议在科学规范的教学体系框架指导下,遵循“新工科”对学科专业结构的要求,组织交通设备与控制工程行业内的著名专家系统性地规划和撰写专业基础课公共教材,并同时针对各高校学科特色分方向撰写专业特色教材,做到各门课程教材内容合理且不重复,例如:“车联网技术”可归于“交通电子技术基础”,不要占用“汽车电子学”太多篇幅;“交通信号控制”可归于“交通管理与控制”课程中,在“交通信息采集与处理技术”中不用过多陈述。