基于新工科理念的多层次互助型教学模式探索*

房海秋，赵锦程，王 凯

(1 中国石油大学(华东)化学工程学院，山东 青岛 266580；2 青岛大学电气工程学院，山东 青岛 266071)

随着世界范围内科学技术的进步和国家经济水平的不断增长，我国的发展对于化工行业的发展质量要求越来越高，这样就需要化工前沿和精细化生产得到更好的发展，从而来满足经济社会的发展需求。2016年，“新工科”的研究和实践被正式提上了章程，教育部指出：要加快建设“新工科”，大力加强实践教学改革，推进高校实践教学的改革与创新工作。

新时代的发展推动了新经济的进步，新经济发展呼吁“新工科”建设。高等教育改革之路，“新工科”建设起着至关重要的作用，更需要坚持以本为本推进，打好提升质量、推进公平、创新人才培养机制的攻坚战。用实际行动、求实效的精神推进新型教学模式。本文基于新工科建设理念，对教学模式进行了改革探索，构建了基于新工科理念的课程体系，并基于该体系提出了以学生为中心的多层次、互助型教学模式。

虽然近年来我国在化学工程领域已经取得了长足的发展和进步，但随着世界范围内科学技术的不断进步和经济水平的迅猛发展，为满足我国高速发展的经济社会要求，我国对于化学工程技术的发展质量要求也越来越高，特别是高端核心化工技术的发展。科学技术的发展离不开人，只有拥有一支优秀的科研队伍，才能保证我国的化学工程技术在世界竞争的浪潮中立于不败之地[1-3]。化学工程人员的技术水平是影响化学工程发展的关键。部分操作人员由于没有经过专业的技术培训，对化工设备使用不当或者操作不熟练，在一定程度上也制约了我国化学工程技术的发展[4]。现如今中国整个化工领域的形势为：

(1)需要化工人员具有自主学习与实践转化能力；

(2)需要化工人员具备适应社会的综合能力；

(3)需要化工领域改变传统封闭式教学体制。

而美国提出的“开环大学”模式，改变了人才选拔的途径和基础，打破了考学升学的传统，形成了独特的混合学生校园，打破了年龄结构，使学生之间更容易建立起合作、强劲与持久的社会网络，从而使化工领域可以得到一大批高素质、高水平的人才[5-8]。其中开环大学与传统大学的区别如表1所示[9]。

表1 开环大学与传统大学的区别

因此，中国化工教育领域的僵局可以借鉴“开环大学”教育模式来打破。为此，本文基于新工科理念，提出了一种新的班级教学模式——基于学生主观能动性的多层次、互助型教学模式。该模式符合中国高等教育发展的方向，摆脱了传统高等教育的办学思想。

1 基于学生主观能动性的多层次、互助型教学模式

在当今国际竞争日益激烈的环境下，大学教育面临着来自社会和政府的巨大压力，大学教育必须重构，寻求一条适应当代社会—经济和社会—政策环境的新路。新工科人才培养理念是“以学生为中心，为需而教，因用而学”。为此，本文提出了一种基于“新工科”理念的学生主观能动性的多层次、互助型教学模式。

1.1 宽领域教学理念

开环大学弹性学制和终身教育理念对我国大学教育领域具有积极的启示作用；而开环大学鼓励学生工作后返回学校再学习的实践教学模式也为我国的开放大学与传统大学教育的结合具有启示作用[10-12]。因此在培养方面，化学工程领域可以采用“学习-工作-再学习”的教育模式，使本领域中的优秀人才可以回炉再造，促进本专业学生实践经验的增长，使他们通过用实践来检验真理，用知识来充实实践，实现共赢。

新工科背景下应适应新工科对高校人才培养的要求，主动进行改革，培养创新实践能力，培养“新工科”人才[13-15]。在考虑相关文献的创新模式，在此基础上对原有的教学方式进行了相应的改革[16-20]，改革措施为：

(1)科研成果商业化：设立科技中心和创业中心，将科研成果商业化，鼓励化工学生在做实验的同时进行创业，激发大学生的创新思维。

(2)跨领域学习交流：可以采取一些类似于国际交换、增长学制、扩充课程内容和跨学科综合教学的措施，培养学生的商业敏感性，使他们的学术视野更加开阔，科研实验经历更加丰富，拓宽化成果的应用范围。

1.2 多层次教学管理

采用多层次的教学管理方法可以打破我国化工教育固有的正规教育和非正规教育的界限，实现“时时能学、处处可学、人人皆学”的办学理念。同时，可以利用现如今网络大数据实施更加精准的综合服务，建立“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的新型管理机制，推动管理流程和决策机制的再造，为学科规划、教学管理、学生管理、科学决策等提供依据。

除此之外，还可以打破传统封闭的课程结构，让学生根据自己的兴趣爱好自主选择课程，无论仅是线上课程，还是线下课程。学院必须专注于自己的特色和优势，形成具有差别优势的学校课程体系。除此之外，还可以营造开放灵动的学习空间，以便更好的支持多样化的教学方式。基于新工科理念的课堂教学模式不再是传统的讲解理论知识，而是选择以学生为中心，结合学生的个性发展、知识和能力水平，因材施教，充分发挥学生的主观能动性，培养勇于实践、敢于质疑的课堂氛围。具体表现为：

(1)创新教师布局，鼓励灵活设计教师，配备可移动、易于变换的桌椅设施，提供更加丰富的技术资源，支持教师开展多样性的教学活动；

(2)探索非正式学习去，开展包括学习角、开放式长廊、社会性活动空间以及生活休闲空间等方面的探索；

(3)扩展学校的公共空间，给学生提供更多的活动和交往空间，让学生在交往中建立自己的人际关系；

(4)打造数字化学习社区，建设人人皆学、处处能学、时时可学的学习型社会。

1.3 互助型实践教学

当前，我国大学生尤其是化工领域的学生几乎都要进行社会实践，但是，这种社会实践的存在只是一种形式，学生很少在这样的社会实践中得到提升，因为化工领域的实习场地具有危险设施，严重威胁实习人员的安全，很容易出现因操作不当而酿成的惨剧。新的互助型实践教学培养模式首先更新了教育理念，从以课本知识为主的教学模式向以实践为主的教学模式转变，注重学生的实践能力，并且在平时的训练中，根据专业所面向的职业岗位需求进行针对性的训练。其次是更新课程结构，从理论型教学模式向实践型转变，学生学习知识的方式不仅仅是从教师讲授来获得，还可以通过自身实践得到的经验，促进学生发展为满足社会需求的学用型创新人才。最后，还更新了教学内容，不再把社会实践当作是一个空壳，而是结合科学技术的发展，针对性地将实践内容跟上优势行业的步伐，提高课堂知识在实践过程中的利用率，完成学校与社会的有效对接。

通过将实践和社会网络二者有机的联系在一起，学生在学习过程中与学长组成小组，不仅促进了学生间的实践交流，而且形成了更紧密的社会网络。斯坦福大学更是采用种分散的模式来维护宽广的网络。在这一方面，可以吸取斯坦福大学的经验，通过建立各高校之间的合作，建立线上线下网络教育平台、交流平台，使学生能够根据自己的兴趣提升自己、壮大自己，实现合作共赢。

2 教学效果

本文以中国石油大学2016级化学工程专业两个班同学为例，其中一个班级按照学校之前的教学模式培养(对照组)，另一个班级按照本文新的教学模式培养(实验组)，将两个班级2017年取得的成果作比较，分析验证本文教学新模式的可行性。

(1)学习成绩方面：

这里，本文选取了每学年分值相同，内容相似的几门课程进行分析验证。各学年班内成绩统计情况如下：

图1 各成绩区间人数分布情况

从图2可以对比得到，作为对照组班级的成绩分布比较符合正态分布，其中绝大部分处在70分以上，但是仍然有2个人挂科，这可能是因为大一到大二的过度造成的。大一时还保持有高中的学习习惯，所以学习都比较努力，而大二之后由于适应了大学的慢节奏，有部分同学开始懈怠，从而造成了班级整体成绩的下滑，甚至出现挂科现象。至于为何适应大学后会降低学习成绩，原因主要还是传统的大学生活比较安逸，没有高中那么紧迫，自由度太高，同学之间的交流更多的是学习之外的事情。同时，经过了紧迫的高中学习节奏以及明确的奋斗目标，见识过大学的轻松生活后，学生突然失去了前进方向、奋斗目标，变得迷茫。而实验组班级的成绩却明显好于对照组，出现这种现象的原因是实行了本文提出的新型教学模式。学生无论在教室还是在校园，都能接触到自己感兴趣的知识，无时无刻不在学习。同时，课堂的教学方式也变的更加新颖，打破了传统教学方式的呆板、死气沉沉，带动了课堂气氛，激发了学生学习的热情，发挥了学生的主观能动性；课下有很多学习设施、团体，使某些志同道合的同学汇集在一起，激发想象力，从而做出很多富有新意的实验成果，而这些成果又被学院看中资助，使他们看到了前进的方向，以此，形成了一个良性循环。

图2 各成绩区间人数比重对比情况

由此可以看出，本文提出的基于学生主观能动性的多层次、互助型教学模式在提升学生学习成绩方面具有显著效果。

(2)科研成果方面

这里本文选取了两个班级2016年各类竞赛获奖情况进行对比，来证实本教学模式的创新性、合理性。以下是两个班级2016年各类竞赛获奖情况表。

表2 两个班级2016年竞赛获奖情况汇总表

从图3对比中可以清楚看到，作为实验组的班级无论是国奖，还是省奖，获奖情况都远超对照组。其中的主要原因可能是实验组在新的教学模式下，通过结识更多的兴趣伙伴，有了更高的研究兴趣，从而得到了更多的研究成果。无论是实验设备，还是老师、同学的知识指导，实验组都远超对照组。而对照组是采用传统的大学教学模式，班内学生基本处于放养状态，如果自己不感兴趣，不主动去交流，很难有机会做出实验成果。

图3 两个班级获奖情况对比

基于新工科理念的教学改革实施于中国石油大学化学工程专业2016级两个班级的课程后，收到了很好的效果。学生的学业成绩、专业技巧、创新能力方面都得到了提高，获得许多省奖、国奖，成绩比较显著。由此，可以验证本文新模式的合理性、创新性，在科研成果方面具有显著效果。

3 结 语

未来十年，我国要基本建成创新型国家。建设全民学习、终身学习的学习型社会。而以公立本科教育为主体的高等教育已经无法满足多样化社会成员的学习需求。因此，本文提出的基于“新工科”理念下的学生主观能动性的多层次、互助型教学模式具有重要的研究意义。尽管本教学模式的实际效果还有待观察，但斯坦福大学的改革本身说明高等教育供求关系发生变化，中西方社会对继续教育、终审教育和实践教学的需求都在增加。因此，我国教育模式不应该继续沿用旧模板，需要打破常规，适应时代要求。尤其是像化学工程这种实践性强的领域，更应该根据自身情况，酌情转变。将校内化工实验与校外企业实际需求相联系，培养社会真正需要的实践人才。此外，此教学模式在学生与学生之间，学生与大学之间建立起了深远持久的联系，学习的场所也不再仅仅局限于大学校园，而是拓展到世界各地，学生们从封闭的校园走向开放的全世界。

因此，作为主要高等教育机构的大学有必要调整自身结构，加强学校与社会的良性互动并为学生的理论学习与社会实践搭建平台；有必要在时间和空间上构建开放式大学，实现高等教育由特定受教育阶段向终身教育转变，实现大学校园由固守某一城市向面向全世界转变。

基于新工科理念的学生互助教学模式是以社会需求为主，着力解决化工领域技术人才与社会需求不匹配的现象，培养“适合社会需求、熟练掌握化工技术”的创新人才。本文开展了基于新工科理念的学生教学模式改革与实践，取得一些研究经验和成果。今后将继续深入基于新工科理念产出实践教学模式，深入教学改革，提高教学质量，达到培养创新人才的目的，满足社会的需求。