| 标题 | 新型工科研究生课程体系建设探索 |
| 范文 | 陈谦 李爱东 叶鹏飞 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、社会需求和国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]，德國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。 美国工程教育一贯领风气之先，在不断变革探索中独树一帜。然而德国政府为了提高工业竞争力，在新一轮工业革命中占领先机，于2013年提出了“工业4.0”战略。“工业4.0”战略一方面推动了工程与技术的融合创新，提升了现代工业竞争力；另一方面，加剧了现代工程的复杂性，构筑了充满道德挑战的工程环境。美国高校顺势而为，对工程类研究生开设了独立型、与技术课程整合型、与非技术课程整合型三类工程伦理课程模式[2]，并在课程教学实践中大胆突破传统的伦理讲授和单纯的案例研究，强调工程伦理教育与工程技术密切结合，将伦理内容巧妙融入工程技术之中，教学模式不断创新，新型工程类高级人才培养收效明显。 三、构建特色新型工科研究生课程体系的实践探索 南京大学现代工程与应用科学学院自2010年开始，已前瞻性地将探索重塑新型工程科学类研究生课程体系作为研究生培养改革的重要抓手，在改革实践中充分结合教育部新工科教育改革的思路要求，通过承担江苏省研究生教改项目“新型工程学科多层次创新型研究生人才培养模式改革与实践”（2010年）和“构建现代工学研究生国际化培养新体系”（2014年），探索综合性大学新型工程学科研究生培养模式的改革与创新。 1.调整研究生培养方案，统领研究生课程建设思路 课程设置应该与学科建设、人才培养目标融为一体。现代工程与应用科学学院基于新型工科专业设计方案，结合南京大学博士“四三三”综合改革和硕士“二三三”教育改革要求，调整修订院系新工科硕士、博士培养方案，逐步形成具有南大特色的理工融合、学科交叉、硕博贯通、三类（学术研究型、交叉复合型和就业创业型）协同、促进博士拔尖創新人才培养的现代工程与应用科学学院研究生培养模式，充分体现全过程质量控制的内涵式发展思路。 课程设置必须依据研究生专业培养方案。在教学实施过程中，学院将培养方案中明确的培养目标和学位要求作为课程体系设计的指南，完整贯彻新型工科专业研究生培养目标和学位要求，坚持将工程能力培养作为核心、创新能力培养作为要点，拓宽学科交叉的基础知识传授，加强不同培养阶段课程体系的整合、衔接，完美实现硕博课程体系的贯通，体现学科、专业培养方案对课程建设的统领作用。 2.借鉴国内外名校课程经验，设计一流课程体系 为了建设一流的课程体系，学院分别对国内外工科教育见长的高校的工科专业课程设置开展研究和借鉴。一些教师在国际交流访学过程中实地对英国（牛津大学、剑桥大学）、美国（哈佛大学、麻省理工学院、耶鲁大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、洛杉矶分校、普林斯顿大学、康奈尔大学、密西根大学、宾州州立大学）、新加坡（国立大学）等国的工科名校课程体系进行了深入的研究，我们还研究分析了2007年学科评估材料科学类排名前十的国内高校课程设置状况。经调研，学院课程建设得出如下意见： （1）课程设置。在加强固有理工类专业核心基础课程建设的同时，增设足够数量的方法类、实践类、交叉前沿类和转型类课程，让学生拥有更宽的课程结构自主选择权。建立新型工科硕博贯通课程体系，实现分层分类分阶段的知识传授，形成与国际接轨的多元化研究生人才培养课程体系。利用学院国际化师资队伍优势，打造全英语或双语教学的精品专业课程。 （2）教学方式。改革传统的传授式、填鸭式教学，向研讨课、培训课、小组合作项目、研究型学习和实践性教学转变。授课主体由原来的教师为主向师生互动转变，鼓励学生开展自主式、研究性学习，将学生塑造成课程学习主体。评价方式由单纯的考试或书面报告，向包含presentation、project work、实践教学表现等多维评价标准转变，加强课程考核的效度、信度和难度。 （3）科研训练。学术型博士生课程、硕博贯通课程将全面培养和提升研究生学术素养、学术交流和科研创新能力作为首要任务，以必修的形式加以强化固定。在此类课程建设中，增加学术型研究生的专题研讨课（seminar）、学科前沿论坛、研究生开题报告、科研项目模拟申请、学术会议训练、科研创新项目、教学辅助实习等科研训练内容的短课。同时，明确要求学术型博士研究生跨一级学科选修课。 3.外引与内培相结合，打造国际水准教师团队 为了开展国际一流水平的教学，建设国际一流的师资队伍，学院积极引进全球高层次人才。例如，学院借助中组部“千人计划”项目，累计引进“千人计划”学者5名和“青年千人”32名（含外籍非华裔教师2名），涉及材料、物理、环境、生物、能源、通信等学科领域，占教师队伍比例近半数。 学院还注重本土师资人才的培育，特别是为青年教师发展创造良好条件。借助学校专门培育优秀青年教师的“登峰B奖励计划”，学院鼓励并支持优秀本土青年教师到国外高水平大学和研究机构进修、访问并开展合作研究，特别强调向其他学科领域的延伸。学院积极开展国家级、省部级创新团队建设，以形成中青年学术骨干为主体、锐意进取、充满活力的教师梯队，目前已形成1个国家自然科学基金委创新群体、3个教育部创新团队、3个江苏省创新创业团队。 4.重视新工科课程实践型教学，提升创新能力培养 学院为了加强实践类教学，开设了短小、精练的与新型工科研究方向密切结合的研究生选修课程（8～15学时）；针对已装备的各类实验仪器，开设了专门的操作培训课程；加强了与Seminar有关的学术活动、教学实践与专题研究。 学院以各级科研团队的科研项目为依托，鼓励研究生积极参与到国家级、省部级和企业的科研项目中做出高水平的研究工作和原创性的成果。学院制订了各类奖学金评定细则，以激发研究生从事科研的积极性和主动性，特别将研究生的科研实践参与情况及取得的科研成果作为主要衡量指标。 学院积极与高科技企业合作，申报江苏省研究生工作站、工程实践基地，与地方政府合作建设各类产学研平台，依托工作站、实践基地、产学研平台引进江苏省产业教授、行业兼职导师，建设一批实践类课程，开拓实践类教学途径，促进新型工科研究生培养。 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。要開展课程建设，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体系，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] |
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