段書用,陶友瑞,甄 冬,劉曉明
(1.河北工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,天津 300401;2.河北工業(yè)大學(xué) 電氣工程學(xué)院,天津 300401)
2017年正式提出“新工科”概念[1],同年,教育部先后在復(fù)旦大學(xué)、天津大學(xué)召開(kāi)新工科研討會(huì)及“新工科研究與實(shí)踐專家組成立暨第一次工作會(huì)議”,標(biāo)志著以新工科建設(shè)為主題的高等工程教育改革進(jìn)入到一個(gè)新的階段。經(jīng)過(guò)多年的探索研究,對(duì)新工科的內(nèi)涵有了統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),包括工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系。在我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的大背景下,許多教育工作者圍繞高等工程教育的發(fā)展改革進(jìn)行了廣泛的研究,如:在新工科工程教育理念方面,哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)展形成了“哈工大新工科‘Π 型’方案”,構(gòu)建了新工科專業(yè)人才培養(yǎng)的教育體系[2];在新工科學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)方面,南京理工大學(xué)開(kāi)展了新工科背景下跨學(xué)科人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[3];天津大學(xué)提出了工程教育理念的融合創(chuàng)新、工程領(lǐng)導(dǎo)力的培養(yǎng)和通識(shí)教育基礎(chǔ)上的工科人才培養(yǎng)新模式[4];在新工科教育教學(xué)的新質(zhì)量方面,廣東工業(yè)大學(xué)提出設(shè)法降低學(xué)生形成創(chuàng)新能力的信息和資源獲取成本,實(shí)現(xiàn)教師不同角色的激勵(lì)相容,塑造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的社會(huì)結(jié)構(gòu)以及建立相應(yīng)的教育生態(tài)系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)途徑[5]。以上研究成果促進(jìn)了新工科人才培養(yǎng)及教育理念的轉(zhuǎn)變。
通識(shí)教育是高等教育的重要組成部分,重視內(nèi)在適切性,強(qiáng)調(diào)高等教育要切合學(xué)生的內(nèi)在需要,旨在培養(yǎng)積極參與社會(huì)生活的、有責(zé)任感的、全面發(fā)展的社會(huì)人和國(guó)家公民[6]。在新工科背景下,一些教育工作者對(duì)通識(shí)教育進(jìn)行研究并取得了成果。王國(guó)強(qiáng)等[7]認(rèn)為加強(qiáng)通識(shí)教育內(nèi)容,系統(tǒng)構(gòu)建新工科通識(shí)教育課程體系,一方面可以在現(xiàn)有工程教育體系上與專業(yè)教育進(jìn)行補(bǔ)充,也需要在對(duì)課程設(shè)置、師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)方式方法、理論研究等方面進(jìn)行改革、融合和創(chuàng)新。蔡映輝等[8]提出了全面發(fā)展教育、結(jié)果導(dǎo)向教育和證據(jù)導(dǎo)向教育理念,認(rèn)為新工科通識(shí)課程是連接傳統(tǒng)通識(shí)課程與工科專業(yè)課程的橋梁,是促進(jìn)工程教育課程融合的抓手。新工科強(qiáng)調(diào)工程教育,不僅僅是指科技上的教育,必須以廣闊的知識(shí)面為基礎(chǔ),同時(shí)整合社會(huì)實(shí)踐的需要和科學(xué)基礎(chǔ)的影響,其目的培養(yǎng)工程師需要具備的專門技術(shù)、社會(huì)意識(shí)和創(chuàng)新精神。作為對(duì)通識(shí)教育的發(fā)展探索,工程教育融入通識(shí)教育已成為必然趨勢(shì)。在工程通識(shí)教育改革方面,浙江大學(xué)做了有意義的探索,引入工程通識(shí)課程平臺(tái),并重點(diǎn)強(qiáng)化工程通識(shí)課程平臺(tái)建設(shè),完善原有的通識(shí)教育體系[9]。在新的工程教育課程設(shè)計(jì)中,將工程導(dǎo)論、工程倫理學(xué)等10 門工程通識(shí)課程整合納入教學(xué)課程庫(kù)。
基于上述分析可知:在工科背景下,將工程教育包含在通識(shí)教育中是對(duì)通識(shí)教育認(rèn)識(shí)的一種拓展,符合人才培養(yǎng)和社會(huì)發(fā)展需求。然而,如何構(gòu)造合理的工程通識(shí)課程體系和優(yōu)化課程設(shè)置仍然是一個(gè)新問(wèn)題。同時(shí),由于工程通識(shí)教育目標(biāo)不明確等諸多因素,還存在通識(shí)教育與專業(yè)教育脫節(jié)的現(xiàn)象。因此,在新工科背景下,如何搭建通識(shí)教育與專業(yè)教育之間的橋梁,如何開(kāi)展工程通識(shí)課程建設(shè),值得繼續(xù)探索與實(shí)踐。
河北工業(yè)大學(xué)的前身是1903 年建立的北洋工藝學(xué)堂,堅(jiān)持“公學(xué)并舉”的辦學(xué)思想。河北工業(yè)大學(xué)以新工科為契機(jī),強(qiáng)化大學(xué)生的工程實(shí)踐能力,不僅為“工學(xué)并舉”的老特色注入了新的時(shí)代內(nèi)涵,也為工程教育打造了一種具有良好示范輻射作用的“新樣板”[10]。本文結(jié)合河北工業(yè)大學(xué)的辦學(xué)歷史和辦學(xué)思想,討論新工科背景下工程通識(shí)教育課程改革與實(shí)踐,為新工科通識(shí)教育體系的完善提供借鑒和參考。
在全面育人理念的指導(dǎo)下,構(gòu)建新工科工程通識(shí)教育課程體系,實(shí)現(xiàn)在新工科教育體系中起到基礎(chǔ)的支撐作用,有利于實(shí)現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)的深度、廣度與厚度的目標(biāo)。雖然目前新工科工程通識(shí)教育課程的范疇沒(méi)有明確界定,但是可以從新工科背景和通識(shí)教育的作用對(duì)其輪廓進(jìn)行描述。新工科工程通識(shí)教育應(yīng)該結(jié)合新經(jīng)濟(jì)的特征,明晰培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生應(yīng)該擁有什么樣的工程能力,具備什么樣的工程素養(yǎng)。一般而言,工程活動(dòng)包含了從構(gòu)思、設(shè)計(jì)到加工制造、服務(wù)應(yīng)用的整個(gè)過(guò)程。因此,新工科工程通識(shí)教育需圍繞工程活動(dòng)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,最重要的是能將工程范式始終貫穿于通識(shí)課程中。同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生的工程系統(tǒng)全局觀和關(guān)聯(lián)力。另外,新工科背景下,工程問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜,新工科工程通識(shí)課程應(yīng)該有助于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的基本能力。因此,在新工科工程通識(shí)教育中,應(yīng)該注重針對(duì)現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜工程問(wèn)題背景,培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的能力,包括各知識(shí)點(diǎn)的作用、知識(shí)點(diǎn)間關(guān)聯(lián)性。更重要的是,要理解所學(xué)專業(yè)在我國(guó)工業(yè)體系中的作用與優(yōu)勢(shì),有利于加強(qiáng)對(duì)其他學(xué)科的了解,培養(yǎng)用另外學(xué)科知識(shí)語(yǔ)言進(jìn)行溝通。
具體而言,工程通識(shí)課程應(yīng)該重點(diǎn)支撐工程能力包括:工科思維能力、工科推理能力、工程領(lǐng)導(dǎo)能力、工程倫理能力和工程創(chuàng)業(yè)能力[8]。然而,目前在新工科的通識(shí)教育課程體系中,基本沒(méi)有包括工程通識(shí)教育課程。因此,從工程能力培養(yǎng)的角度定義新工科工程通識(shí)教育的課程內(nèi)容,應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立大工程、復(fù)雜工程的觀念,讓學(xué)生了解科學(xué)、技術(shù)與工程和工程可靠性、工程標(biāo)準(zhǔn)化、工程倫理、技術(shù)創(chuàng)新方法和工程復(fù)雜性等基本理論知識(shí),能夠理解工程對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律及文化的影響,對(duì)未來(lái)工程師的職業(yè)倫理責(zé)任和規(guī)范具有初步的認(rèn)識(shí),能培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)精神、開(kāi)拓創(chuàng)新的思維品質(zhì)和高度的社會(huì)責(zé)任感。本文作者認(rèn)為:在新工科背景下,需要在傳統(tǒng)通識(shí)教育與專業(yè)教育之間開(kāi)設(shè)新工科工程通識(shí)課程,如圖1 所示,以利于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),拓展學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)知。與此同時(shí),通過(guò)對(duì)新工科工程通識(shí)教育課程的學(xué)習(xí),提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、溝通能力和協(xié)作能力,也是新工科工程通識(shí)教育的重要目標(biāo)。總之,新工科工程通識(shí)教育一方面要貼合新工科的動(dòng)態(tài)要求,另一方面要注重通識(shí)教育的本質(zhì)特征,有機(jī)地將兩者融合,實(shí)現(xiàn)對(duì)新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)的強(qiáng)力支撐。
圖1 新工科工程通識(shí)課程在傳統(tǒng)通識(shí)課程與專業(yè)類課程之間的橋梁作用
近幾年來(lái),河北工業(yè)大學(xué)以新工科建設(shè)為契機(jī),圍繞區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求布局學(xué)科專業(yè)、破解學(xué)科壁壘、推進(jìn)工程教育教學(xué)改革,不僅為“工學(xué)并舉”的老特色注入了新的時(shí)代內(nèi)涵,也為工程教育打造了一種具有良好示范輻射作用的“新樣板”[10]。河北工業(yè)大學(xué)面向全校的工科專業(yè)開(kāi)設(shè)了工科通識(shí)教育核心課程科學(xué)探索與技術(shù)創(chuàng)新系列課程,以提升新工科專業(yè)學(xué)生的工程能力。工程概論與技術(shù)創(chuàng)新是該系列課程中的一門課程,面向大學(xué)二年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)。
基于能力培養(yǎng)目標(biāo),首先明確工程概論與技術(shù)創(chuàng)新的課程目標(biāo),主要包括以下內(nèi)容。
1)通過(guò)科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷史、國(guó)際工程教育發(fā)展,中外工程技術(shù)對(duì)比,再現(xiàn)“大工程”背景,開(kāi)闊學(xué)生國(guó)際視野。認(rèn)識(shí)科學(xué)是第一生產(chǎn)力,了解工程、技術(shù)的概念,認(rèn)識(shí)技術(shù)對(duì)科學(xué)的促進(jìn)作用,以及工程在科學(xué)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)中的作用,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)民族偉大復(fù)興的社會(huì)責(zé)任感。
2)了解標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展史、標(biāo)準(zhǔn)化概念、基本方法和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系,理解標(biāo)準(zhǔn)化的作用和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展戰(zhàn)略,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)精神和工程思維。了解可靠性工程的現(xiàn)狀、前沿及發(fā)展趨勢(shì),充分認(rèn)識(shí)可靠性工程在國(guó)防、社會(huì)主義建設(shè)中發(fā)揮的基礎(chǔ)性作用,能夠考慮工程實(shí)踐與環(huán)境保護(hù)的沖突問(wèn)題。了解可靠性工程的發(fā)展與意義,引導(dǎo)學(xué)生形成工程中的風(fēng)險(xiǎn)、安全與責(zé)任,價(jià)值、利益與公正等觀念。
3)了解工程可持續(xù)化發(fā)展準(zhǔn)則,培養(yǎng)學(xué)生的工程環(huán)境倫理觀念。了解應(yīng)對(duì)工程倫理問(wèn)題的基本思路,培養(yǎng)學(xué)生作為未來(lái)工程師的職業(yè)倫理責(zé)任和規(guī)范。了解技術(shù)創(chuàng)新的概念,認(rèn)識(shí)創(chuàng)新的規(guī)律性,認(rèn)識(shí)技術(shù)創(chuàng)新對(duì)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的支持作用,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維。通過(guò)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題概念與內(nèi)涵的分析與評(píng)價(jià),使學(xué)生了解復(fù)雜工程問(wèn)題涉及科學(xué)領(lǐng)域,和解決問(wèn)題的思考方法。
4)進(jìn)行典型工程體驗(yàn),提升對(duì)工程問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和理解,通過(guò)小組協(xié)同合作組裝、調(diào)試和運(yùn)行蜘蛛機(jī)器人,初步體驗(yàn)簡(jiǎn)單工程問(wèn)題,加深對(duì)工程理論知識(shí)的理解,強(qiáng)化對(duì)工程師職業(yè)的責(zé)任和規(guī)范意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和精益嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕承乃刭|(zhì)。
在目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,設(shè)計(jì)了工程概論與技術(shù)創(chuàng)新全鏈條模塊化課程內(nèi)容體系,如圖2 所示,分為8 個(gè)教學(xué)模塊,分別為:導(dǎo)論、工程與技術(shù)、工程可靠性、工程標(biāo)準(zhǔn)化、工程倫理、工程技術(shù)創(chuàng)新、復(fù)雜工程問(wèn)題分析及工程實(shí)踐。
圖2 工程概論與技術(shù)創(chuàng)新課程的能力要求、課程目標(biāo)與內(nèi)容
下面對(duì)課程各模塊的主要內(nèi)容進(jìn)行分析討論。導(dǎo)論模塊:了解5G 技術(shù)與中美博弈的基本知識(shí),了解工業(yè)4.0 和中國(guó)制造2025 的基本知識(shí),了解我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證現(xiàn)狀以及我校所采取的一系列教學(xué)改革對(duì)策;工程與技術(shù)模塊:了解科學(xué)、技術(shù)與工程定義、內(nèi)涵、發(fā)展歷史及科學(xué)技術(shù)與工程的關(guān)系,了解工業(yè)革命從1.0 到4.0 的發(fā)展過(guò)程及各時(shí)期的代表科技成果,了解現(xiàn)代科技的發(fā)展方向、核心技術(shù)和我國(guó)的地位,介紹現(xiàn)代工程、前沿科技與應(yīng)用工程典型案例;工程可靠性模塊:講授包括可靠性基本概念、產(chǎn)品的壽命特征、產(chǎn)品的廣義可靠性指標(biāo)、產(chǎn)品的失效分布及可靠性的典型工程應(yīng)用;工程標(biāo)準(zhǔn)化模塊:講授標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展歷史,標(biāo)準(zhǔn)化的概念,標(biāo)準(zhǔn)化的作用,標(biāo)準(zhǔn)化的基本方法,標(biāo)準(zhǔn)化的經(jīng)濟(jì)效果,標(biāo)準(zhǔn)化管理體系,標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展戰(zhàn)略;工程倫理模塊:包含工程實(shí)踐中的倫理問(wèn)題,處理工程實(shí)踐中的倫理問(wèn)題的基本原則與思路,工程風(fēng)險(xiǎn)的倫理評(píng)估,工程風(fēng)險(xiǎn)中的倫理責(zé)任,工程活動(dòng)中的環(huán)境價(jià)值與倫理原則,工程師的環(huán)境倫理;工程技術(shù)創(chuàng)新模塊:主要是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的要求,技術(shù)創(chuàng)新含義,創(chuàng)新的規(guī)律性,技術(shù)創(chuàng)新方法和TRIZ 理論,工程技術(shù)問(wèn)題分析、工具及問(wèn)題解決過(guò)程;復(fù)雜工程問(wèn)題分析模塊:重點(diǎn)講述復(fù)雜工程問(wèn)題的概念與內(nèi)涵,復(fù)雜工程問(wèn)題的分析與評(píng)價(jià),復(fù)雜工程問(wèn)題的設(shè)計(jì)與實(shí)踐,復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方法;工程問(wèn)題綜合實(shí)踐模塊:進(jìn)行機(jī)器人組裝和操作,以小組合作方式在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成設(shè)定的綜合實(shí)踐項(xiàng)目。
以上不同模塊之間既相互關(guān)聯(lián)又相互獨(dú)立,相互關(guān)聯(lián)是因?yàn)椴煌K之間存在先后繼承關(guān)系,環(huán)環(huán)相扣。相互獨(dú)立則是不同模塊之間的內(nèi)容可進(jìn)行分割,每個(gè)模塊完成一個(gè)特定的子功能,且有機(jī)地結(jié)合起來(lái),成為一個(gè)完整的工程概論與技術(shù)創(chuàng)新課程體系。
考慮到工程通識(shí)課程在傳統(tǒng)通識(shí)課程與專業(yè)課程之間的橋梁關(guān)系,在課程開(kāi)設(shè)時(shí)間上,安排在傳統(tǒng)通識(shí)課程結(jié)束以及專業(yè)課程開(kāi)始之前。因此,工程概論與技術(shù)創(chuàng)新課程開(kāi)設(shè)學(xué)期為2 年級(jí)第1 期或者第2 期。主要以2021 年春季學(xué)期為例,全校所有的新工科專業(yè)都開(kāi)設(shè)了工程概論與技術(shù)創(chuàng)新課程,專業(yè)包括計(jì)算機(jī)、軟件、數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、成型、過(guò)程、機(jī)制及機(jī)電等16 個(gè)新工科專業(yè),涉及62 個(gè)自然班,一學(xué)期上課人數(shù)規(guī)模超過(guò)2 200人。面對(duì)如此大規(guī)模的學(xué)生人數(shù),如何確保教學(xué)效果,合理安排教學(xué)人員和教學(xué)運(yùn)行管理是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),探索和實(shí)踐的具體舉措包括以下方面。
團(tuán)隊(duì)教學(xué)模式的運(yùn)行要點(diǎn)包括:首先,應(yīng)精心打造教學(xué)團(tuán)隊(duì),由于每一個(gè)模塊為一個(gè)專題,團(tuán)隊(duì)化教師隊(duì)伍是以課程模塊為單位來(lái)組建。根據(jù)對(duì)專題的把握程度、責(zé)任心、影響力等方面的情況,由學(xué)校教學(xué)管理部門推選出各模塊負(fù)責(zé)人,由一名本校該領(lǐng)域的知名學(xué)者牽頭,組建8~10 人的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。由負(fù)責(zé)人作為該團(tuán)隊(duì)的核心人物負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)的組建與運(yùn)行,主要包括組織教學(xué)人員,制定模塊的教學(xué)目標(biāo),安排模塊的教學(xué)內(nèi)容以及課件集體制作。其次,為了打破跨團(tuán)隊(duì)建設(shè)時(shí)的各種壁壘,以專題招聘團(tuán)隊(duì)教師,團(tuán)隊(duì)教師可以來(lái)自不同的學(xué)科領(lǐng)域。例如,工程可靠性教學(xué)團(tuán)隊(duì)就由來(lái)自于機(jī)械工程學(xué)院和電氣工程學(xué)院的共九名老師組成,教學(xué)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人由可靠性設(shè)計(jì)領(lǐng)域的知名專家擔(dān)任。
團(tuán)隊(duì)教學(xué)模式能夠有效地激發(fā)教師的教育潛能,有利于形成育人合力。在組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行集體備課,采用開(kāi)放式團(tuán)隊(duì)教學(xué)模式進(jìn)行上課。該模式有利于教師教學(xué)與科研相互促進(jìn)。例如,在進(jìn)行工程可靠性模塊集體備課時(shí),涉及到如何在2 個(gè)學(xué)時(shí)之內(nèi)將可靠性領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用成果凝練出來(lái),構(gòu)成一個(gè)完善的課程內(nèi)容,團(tuán)隊(duì)的老師進(jìn)行充分討論和交流,各抒己見(jiàn),碰撞出了新的研究切入點(diǎn),這一方面解決了教學(xué)的系統(tǒng)性和適用性問(wèn)題,另一方面促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)教師的科研。更重要的是團(tuán)隊(duì)老師將自己的專長(zhǎng)運(yùn)用于教學(xué)中,克服了長(zhǎng)期以來(lái)教學(xué)過(guò)程中存在的內(nèi)容不深刻,實(shí)效性、針對(duì)性不強(qiáng)等弊端,使課程改革有了突破性進(jìn)展。其次,團(tuán)隊(duì)的每名教師都有自己的講授風(fēng)格,這樣,一個(gè)學(xué)生可以接觸不同模塊的老師,避免了因一個(gè)教師承擔(dān)一門課,教學(xué)方法和內(nèi)容單一性給學(xué)生帶來(lái)的厭倦、審美疲勞等問(wèn)題,有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生積極思維,對(duì)綜合素質(zhì)提高和學(xué)生個(gè)性成長(zhǎng)起到很好的推動(dòng)作用,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
工程素養(yǎng)的培養(yǎng)和價(jià)值塑造不是空中樓閣,是建立在知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上。由于工程概論與技術(shù)創(chuàng)新課程屬于通識(shí)課程,各模塊都涉及到我國(guó)當(dāng)前領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展成果。因此,課程思政教育能夠潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地融入教學(xué)過(guò)程中,增強(qiáng)了思政教育的親和力。在制定教學(xué)目標(biāo)和安排教學(xué)內(nèi)容時(shí),團(tuán)隊(duì)教師從教學(xué)內(nèi)容中凝練思政元素,在豐富的教學(xué)實(shí)踐中有效落實(shí)“三位一體”育人理念,并將其潛移默化融入教學(xué)。例如,在導(dǎo)論模塊中介紹5G 技術(shù)與中美博弈的基本知識(shí),讓學(xué)生了解我國(guó)5G 技術(shù)的現(xiàn)狀和面臨的“卡脖子”問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和愛(ài)國(guó)熱情。
打造一流新工科工程通識(shí)課程必須站在學(xué)術(shù)前沿挖掘知識(shí)點(diǎn)本身與科技發(fā)展前沿成果的結(jié)合點(diǎn),基于工程領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題激發(fā)學(xué)生的求知欲望,點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)術(shù)理想。例如,講授工程可靠性時(shí),以我國(guó)載人航天裝備的可靠性為切入點(diǎn),重點(diǎn)講述我國(guó)如何運(yùn)用可靠性的思想和方法進(jìn)行載人航天裝備安全性分析和設(shè)計(jì),提高系統(tǒng)安全性工作水平。再結(jié)合中國(guó)載人航天工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ),對(duì)各種可靠性設(shè)計(jì)方法在工程應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析討論。這樣可以很好地將科技發(fā)展前沿成果與知識(shí)傳授相結(jié)合,提升教學(xué)效果。
截至2023 年,工程概論與技術(shù)創(chuàng)新課程已經(jīng)在河北工業(yè)大學(xué)的所有新工科專業(yè)中開(kāi)設(shè)了6 學(xué)期,通過(guò)對(duì)120 名學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查和面談,學(xué)生對(duì)課程的教學(xué)模式和教學(xué)效果非常滿意。同時(shí),學(xué)生認(rèn)為通過(guò)對(duì)工程概論與技術(shù)創(chuàng)新的學(xué)習(xí),對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到了很好的橋梁作用。另外,對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立大工程、復(fù)雜工程的觀念,培養(yǎng)學(xué)生在技術(shù)與工程、工程可靠性、工程標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)創(chuàng)新方法及工程復(fù)雜性等方面的基本工程素養(yǎng),樹(shù)立職業(yè)倫理責(zé)任和規(guī)范等方面都有很好的效果。學(xué)生對(duì)工程和科研項(xiàng)目的參與度顯著提高,同時(shí),在全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽、“挑戰(zhàn)杯”等比賽中學(xué)生參與度及獲獎(jiǎng)率也顯著提升,達(dá)成了新工科工程通識(shí)教育的目標(biāo)。
在河北工業(yè)大學(xué)的所有工科專業(yè)中開(kāi)設(shè)了新工科工程通識(shí)課程工程概論與技術(shù)創(chuàng)新,該課程以培養(yǎng)工程思維能力、工程推理和工程倫理能力為目標(biāo),組建了專家學(xué)者牽頭的跨學(xué)院教學(xué)團(tuán)隊(duì)并采用開(kāi)放式團(tuán)隊(duì)的教學(xué)模式授課。三年的教學(xué)實(shí)踐表明:該課程在傳統(tǒng)的通識(shí)課程和專業(yè)課程之間起到橋梁作用,培養(yǎng)學(xué)生在技術(shù)與工程、工程可靠性、工程標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)創(chuàng)新方法等方面的基本工程素養(yǎng),達(dá)成了新工科工程通識(shí)教育的目標(biāo)。該探索也為新工科通識(shí)教育體系的完善提供借鑒和參考。