新工科背景下基于“新三中心”的课程体系改革研究

张迪 刘丽丽 任志宏

[摘  要]随着互联网经济态势的持续增长，行业对ICT人才供给侧在数量和质量层面都提出了更高的要求。传统的高等教育培养体系逐渐难以支撑产业发展对人才的质量需求。本文在新工科背景下基于应用型本科服务地方ICT行业人才培养，探索以“新三中心”理念为指导的软件工程专业课程体系改革，以及支撑课程体系改革的基层学术组织变革和学校、企业、社会三方深度协同促进培养体系持续改进的措施，系统阐述了ICT行业应用型人才的培养机制，以期为教育教学改革提供参考。

[关键词]新工科  新三中心  应用型  人才培养

基金项目：陕西省高校教育教学改革重点项目“新工科背景下ICT行业应用型人才培养模式创新研究”（项目编码：19BZ065）;陕西省社会科学基金项目“人工智能背景下的高校学生行为数据与学习投入度关联分析研究”（立项号：2019Q019）;校级新工科研究与实践项目“新工科人才培养中个性化教学资源建设路径研究——以软件工程专业为例”（项目代码：2020GKZD002）。

中图分类号：G642      文献标识码：A

引  言

随着ICT产业的高速发展，产业对人才的知识、能力等层面的要求也在发生变化，高校人才培养如何能匹配产业不断变化的人才需求，为社会发展供给合适的人才，是高校各专业应持续探索和研究的课题。本文基于对行业发展、高校发展的调研及分析，以及美国高等教育“以学生为中心”教育理念的启示，对西安欧亚学院软件工程专业的课程体系进行了改革，通过近几年实践取得了良好效果。

新工科背景下ICT行业人才培养趋势

《2018年中國互联网产业发展报告》指出ICT产业发展的三个要点：第一，产业加速了数字化转型，大数据、云计算技术的发展推动了人工智能浪潮;第二，可融合、赋能各行业，智慧城市、智能交通、智慧医疗、智慧教育等在技术的推动下快速革新;第三，技术支撑新场景，5G支撑了互联网新的应用场景。Deloitte Insight在《Tech trends 2019》指出，未来十年，ICT行业的技术趋势集中在AI、IOT、AR/VR的发展上。面对行业发展趋势，教育界在引领和应对方面也形成了国际性的指导思路，2017年2月，《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》发布，希望各地高校开展新工科研究实践活动，深化工程教育改革，推进新工科的建设与发展。MIT（麻省理工学院）在2017年启动了“新工程教育转型”计划，该计划总结了全球工程教育新兴领导高校及其所具备的特点：1.以学生为中心的设计;2.以技术为导向的企业家精神;3.基于项目的积极学习;4.对工程设计和学生自我反思的双重重视;5.思维能力的锻炼（创新思维、交叉思维的培养）;6.综合能力的培养（不只限于知识学习，还有交叉学科知识储备）;7.对工程“基础”的严谨性要求。计划还指出了未来工程教育的发展方向：一是向社会相关工程和外部工程迈进。如学生在选择课程时具有选择性和灵活性，可进行多学科学习，使自身具备全球视野和经验。二是促进了新一代工程教育领导者的出现。所提供的课程为“以学生为中心”的大规模综合性世界级课程，且以多学科设计项目为基础，学生能够获得丰富的课外知识，并对其进行反思和应用，同时，还有众多校际联合课程，将校外个性化在线学习与校内实践体验式学习充分结合，以凸显学生的学习主体性，可促进新一代工程教育领导者出现。

学校在综合考量应用型人才培养相关研究和国际工程教育要求、新工科教育要求的基础上，探索行之有效的教育教学措施和科学的课程体系，提出了一种新工科背景下的课程体系改革研究方案。学校从学生角度出发，贯彻“以学生为中心”的“新三中心”理念（即以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学习效果为中心），既注重学科交叉知识的学习，又设置了个性化的学科专业及专业方向，在教学过程中以实际应用为导向，重视多方合作，全面培养学生的能力。

标杆院校研究和现状分析

1.标杆院校研究

麻省理工学院工科学院电子工程与计算机科学系的课程体系特点在于宽口径、跨领域、多模式。课程设置分为必修课、专业方向、任选课（从200门中任选4门）、高级调研（任选2门），其中必修课程包括计算机程序结构与编程、电路与电子学、信号与系统、计算结构、微分方程等;专业方向设置了人工智能、计算机系统工程、算法引论等，每个专业方向包含5～6门课程。

新加坡科技设计大学作为全球工程教育的新型领导者，以培养技术领导者、创新者，满足社会需求为培养目标，课程体系的构建主要基于单元的模块化设置。课程体系的设置分为通识课、核心课、选修课。前3学期学习通识课程，第4、5学期学习核心课，第6～8学期学习选修课程，课程清单可视化为不同颜色，便于学生标注。

汕头大学全面采用国际最先进的CDIO工程教育模式，并结合我国当前对工程师在职业道德、诚信和专业素质等方面的特别要求，在国内率先提出以设计为导向的EIP-CDIO工程人才培养模式，致力于培养具有雄厚工程科学基础、多学科背景，以及国际视野、优秀管理能力和沟通能力的国际化工程师。汕头大学计算机科学与技术专业核心课程培养结构示意图如图1所示。

图1  汕头大学计算机科学与技术专业核心课程培养结构示意图

对以上三所高校进行调研，可得出以下总结：MIT设置了坚实的系统平台核心课程体系，具有宽口径、跨领域、多模式的特点;新加坡科技设计大学构建了基于单元的模块化课程体系;汕头大学设计了EIP-CDIO工程人才培养模式，这些做法为西安欧亚学院的课程体系改革提供了思路和参考。

2.现状分析

2016年，学校基于岗位胜任力模型进行课程体系改革，2017年打通了平台课程，2018年依据国家相关质量标准规范通识课程体系，2019年参考国际化课程体系，依据有关专业认证标准和资源现状又一次进行课程体系改革。

本文以软件工程专业学生大三和大二的课程清单为例进行分析。该专业学生在大学二年级每学期上课10门课，每周课外学习时间为1天。这一天，学生不仅要完成课程作业，还要参加社团活动。但该专业学生在大学三年级时，每学期仅有5门课，课下有充足的时间投入到课程作业和课程内容巩固中。

通过对以上数据进行分析，结合自我诊断，笔者发现该专业目前存在两方面问题：

（1）课程目标不明确，学生能力支撑不足。在课程群组内及课程群组之间课程目标的衔接度不够;教学设计和教学实施的标准化程度不一;课程评价对课程目标的可观测性、可量化性有待优化。

（2）学生课下巩固学习投入较少。因学习压力较大，学生可用的课下复习时间较少;学习挑战度不够，学生缺乏学习动力;因课下学习资源提供不足，学生未能科学规划学习时间，既没有紧紧抓住零散的学习时间，也未充分利用寒暑假的集中休息时间。

基于“新三中心”理念的课程体系改革实践

美国本科教育在1980年以后开始进行“以学生为中心”的教育改革。赵炬明认为美国本科教育改革的三个主要观点是：以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学习效果为中心。

1.以“新三中心”理念为指导的课程体系改革

结合对标杆院校的调研及其现状分析，再参考赵炬明教授的“新三中心”理念，学校基于OBE成果导向理念设计人才培养过程，形成了整体的课程体系改革思路。

（1）以学生发展为中心。在学生培养的全过程中，不仅要关注学生青春期特定的发展任务，还要发掘学生的潜力，促进其全面发展。因此，学校在制订培养目标、毕业要求、课程体系设计等各个环节中均着重考虑如何促进学生发展。从学校应用型定位出发，结合市场对应用型人才的需求，在课程体系改革的培养目标环节设置了看得见的目标，并同学生保持统一认知，帮助学生树立奋斗目标，规划清晰的培养路径。在规划培养路径时，学校通过多级项目串联专业课程，并用专业课程鱼骨图为学生设置可视化成长路径。课程体系内容紧密对接市场需求，适应行业变化，具备快速迁移的能力。学校基于课程体系改革思路，形成了“2+1+1”的人才培养模式，即前2年主要完成通識课程和学科基础（平台）课程的学习，中间1年完成专业方向课程学习，最后1年进入企业实习，积累工作经验。同时，学校还为学生开设了国际工学院及本硕连读等项目，促进学生多元化发展。课程体系改革框架如图2所示。

图2  课程体系改革框架图

（2）以学生学习为中心。在教育过程中学生是主体，教师是教学活动的组织者、引导者、合作者。教师负责设计学习活动，帮助学生营造良好的学习氛围，在学生遇到问题时从旁辅导，教师和学生的角色均发生了转变。首先，培养学生学习的主动性。教师应教导学生为自己的学习负责，使其能主动投入到学习当中。教师可从课上和课下的两方面投入考量学生的学习效果。在课上投入中，教师可通过知识考核、过程管理、有挑战的课程设计、在线资源匹配等手段促使学生加大课上学习的投入;课下投入，则可通过开设工作室、竞赛等方式提升学生的学习投入度。其次，培养学生的终身学习能力。课堂上，教师从教授者向活动/任务的设计者和环境的营造者转变，通过设计一个个任务，帮助学生搭建“脚手架”，使其在完成任务的过程中掌握学习方法，具备终身学习能力。

（3）以学习效果为中心。虽然学校进行了课程体系改革，也设计了一系列促进学生投入学习的方法和措施，但学生是否能学到，怎么体现学习效果，如何衡量短期和长期的学习效果，仍是需要思考的问题。学校各专业的毕业要求是学生能够解决复杂的工程问题，因此在设置课程内容之间的关联关系时，应依据产品设计流程考虑课程之间的串并联关系，使学生能够进行系统化学习。基于OBE理念，学校以成果为导向，倒推课程设计和具体实施的流程。课程的输出成果、学生的学习效果均通过课程效果评价进行持续改进，所以在课程效果评价方面需全面考量。教师评价部分采用工程认证课程达成度评价、教考分离、同行评价、教师自评等手段;学生对课程的评价分为已毕业的校友评价和在校生评价;第三方评价主要参考麦可思及本校质量评估中心的意见和建议，通过综合评价不断提升学生学习效果，进而提高教学质量。

2.以软件工程专业为例的课程体系改革成果

软件工程专业的培养目标是面向移动互联网等相关领域，培养掌握计算机科学理论、现代软件工程方法及主流开发技术，具有国际视野，具备较强工程实践能力、终身学习能力，能够从事软件系统设计、开发、测试、管理及服务等工作的应用型技术人才。将该培养路径进行可视化，如图3所示。

图3  软件工程专业人才培养路径

该专业依据“以学生为中心”的教育理念，将基于单元模块化构建的课程体系设计成可视化的学习地图，图中第1、2、3学期为通识必修课程，第4学期为学科平台课程，第5、6学期为专业方向课程。

在具体的教学中，该专业以深化产教融合促进应用型人才培养，将校企融合模式及成果产出与课程体系设置相关联，以产出结果反哺教学，同时促进横向及纵向科研的发展，具体培养模式如图4所示。

图4  产教融合式人才培养模式

结  语

目前，该研究成果已经在学校的2019级和2020级学生中进行实验，实施效果良好，下一步将从培养者角度用教学仪表盘分析学生的学程数据，以便于企业通过学生的毕业作品和学程记录数据选择合适的毕业生成为其员工，进一步促进产教融合。

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（张迪、刘丽丽、任志宏：西安欧亚学院信息工程学院）

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