李正 梁思燕 焦磊:国外工程教育项目式课程体系的形成机理研究

发布人:广东省高等教育学会   发布时间:2024/6/5 15:42:34   阅读:751

摘  要:项目式课程体系已成为新工科课程教学改革的重要趋势,但我国工程教育项目式课程建设仍呈现出碎片化、非体系化的境况。国外知名学府在推进项目式课程体系建构与发展的进程中,设置问题解决导向的多维课程目标、打造凸显进阶性和跨学科性的课程内容结构、课程实施注重“以学生为中心”的主动学习、实现多方主体参与、多向度过程导向的课程评价,并在“解冻—变革—再冻结”过程中通过对组织要素的变革完成项目式课程体系的构建。有鉴于此,我国推进项目式课程体系改革应从瞄准组织内外部需求,强化战略谋划;强化多主体多要素建设,系统构筑项目式课程体系;优化组织管理体制,保障课程体系有效运行与维持等方面予以突破。

关键词:项目化学习  课程体系  组织变革  工程教育

一、问题提出:工程教育如何构建项目式课程体系

为主动应对世界范围内新一轮科技革命和产业变革,2017年以来教育部牵头国内高校以新工科建设为抓手积极探索工程教育新范式,将专业建设的前瞻性布局以及未来工程科技人才的战略性培养作为其行动路向。作为人才培养改革的“最后一公里”,课程教学体系是专业培养方案的核心构件。囿于单一学科导向的传统课程体系存在教学目标以单一学科知识为导向、教学内容缺乏学科交叉性与更新迭代速度慢、课程实施难以落实以学生为中心的理念、课程评价重结果而轻过程、课程支持机制运行不畅等现实困境,内外部环境呼唤对传统课程体系予以变革。

作为面向工程实践和工作过程、以能力为本、培养工程实践创新人才最有影响力的课程模式之一[1],应用于高等工程教育领域的项目化学习(Project-Based Learning,PjBL)围绕工程项目问题组织和开展教学,在教师的指导下学生在一定时间内积极自主地完成一系列任务、逐步解决复杂工程问题,在学习结束时需要提交学习成果,学习成果包括但不限于实验报告、产品原型等不同形式。项目化学习借由为学生提供真实工程背景和工程训练帮助学生应用和整合学科知识、发展专业实践技能,实现了向“学习者为中心”和“能力中心型”教育的转变[2],成为撬动新工科课程教学改革的重要支点。但当前我国绝大多数高校仍处于传统学科课程模式向基于项目的课程模式转变的初步建构阶段,远未达到完备化和纵深化水平。不少高校仅在本科某一学期或阶段开展项目化学习,不同课程之间缺乏切实有效的横向交叉与纵向贯通,致使此类课程的运行呈现较为松散、碎片化状态,消减了项目化学习对新工科课程教学改革的促进作用。正如《全球一流工程教育发展现状》报告中指出:“如何在有限的预算下为学生提供规模化的、有质量的教育模式将是下一阶段工程教育的关键创新。[3] ”因此,在院校、专业层面系统化地开展项目化学习变革是高校践行“以学生为中心”理念、回应一流本科教育应然使命、落实新工科课程教学改革根本任务的革新之举。

推进项目式学习课程教学变革既包括课程体系各构成要素的系统性创新,还需要完成组织要素的综合性重构。有鉴于此,本研究将项目式课程体系界定为在一定的教育价值理念指引下,将项目化学习的各个构成要素进行排列组合,使各个构成要素在动态过程中统一指向课程体系目标实现的有机系统。研究以伍斯特理工学院、欧林工学院、麻省理工学院、伦敦大学学院、新加坡科技设计大学五所国外知名工程学府或下属工程学院为案例(见表1),探究案例机构的项目式课程体系的构成要素创新具有哪些特征?学校、学院在不同阶段的改革过程中是如何通过组织要素的变革推动项目式课程体系的构建?通过对上述问题的回答以期为我国新工科背景下的课程教学变革提供“他山之石”。

二、项目式课程体系构建的理论分析框架

“要实现的课程目标是什么”“选择哪些内容实现课程目标”“如何进行有效的课程实施”“如何进行科学的课程评价”是课程教学的基本问题[12],项目式课程体系在构建过程中同样要对此作出积极回应。其中,课程目标是确定课程内容、教学实施以及课程评价的依据所在,集中反映了对学生在修读项目化学习课程后知识基础、能力目标以及素质要求等方面期望提升的程度。课程内容是课程体系的核心要素,项目化学习在整体课程体系的比例关系是研究和改革现有课程体系改革的重要线索。课程实施是对课程目标和课程内容的转化落地,学生知识获取、能力提升、品格养成依赖于各种项目活动的有效开展。课程评价方式则是对课程目标实施结果的检验,应关注评价主体、评价方式、评价内容、评价结果反馈与应用等维度衡量学习目标的达成度。

与此同时,构建项目式课程体系亦是组织变革的结果,在调整或重构原有课程体系、建立新型课程运行系统的过程中既需要组织根据外部环境变化和自身发展需要调整、重构原有课程体系和对应的组织构架以建立新型课程运行系统,也需要采取一系列“稳定”策略维系变革成效,必然涉及组织任务、组织结构、组织管理、组织人员参与、组织文化等组织要素的革新、重新组合。在勒温的组织变革三阶段理论视域下[13],项目式课程体系变革实践也经历“解冻—变革—再冻结”三个动态发展的阶段,且这一过程并非是一蹴而就的,而是不断循环往复、迭代发展。“解冻”阶段是指确立组织变革的动力和目标,院校意识到原有课程体系无法满足新型工程人才培养需求的重要性、必要性和紧迫性,通过制定新的发展规划、设计新的课程方案等方式主动谋求变革动力与支持。“变革”阶段是指组织变革行动方案实施阶段,通过调整组织架构、人员安排、资源建设等方面寻求促进课程体系落地运行的组织创新。“再冻结”阶段则是组织变革的强化阶段,通过培育组织文化以强化新理念、新行为与新技术,推动项目式课程体系稳定有序发展。高校、学院立足变革全局在不同阶段对各类组织要素予以综合治理,为项目式课程体系的可持续发展提供具有适切性的组织支持与保障,促成变革最佳效果的发挥。

从概念界定来看,项目式课程体系是从课程体系的角度对本科工程教育不同学习阶段的项目化学习进行界定,该课程体系的形成是以课程目标、课程内容、课程实施、课程评价的系统性构建为主线。高校、学院在内外部驱动因素的作用下,创新课程架构形式以及配套的管理制度安排,并培育组织文化推动课程体系朝向稳定的趋势发展,项目式课程体系在此“解冻—变革—再冻结”过程中逐步形成。基于此,本研究借助泰勒课程理论与组织变革理论搭建的分析框架如图1所示,在确定项目式课程体系“是什么”的基础上解析其背后的生成逻辑。

三、项目式课程体系的构成要素及其核心特征

国外高水平工程教育组织围绕项目式课程体系的创设,在课程目标、课程内容、课程实施、课程评价等方面予以突破创新,沉淀发展为成熟的课程体系。

(一)设置问题解决导向的多维课程目标

五个项目式课程体系的课程目标均定位于实践导向的深度学习,以解决复杂工程问题所需的各项能力为导向而非囿于学科知识本位,通过设定不同学习阶段的项目任务引导学生在真实情境中认识复杂工程问题及其子问题,在探寻多种可能的解决方案中运用理解、判断、联系、迁移、应用等手段弥合理论与实践之间的鸿沟。如IEP计划中项目被视作社会文化系统的活动,成为集成人际、技术和专业方面工程专业知识的关键载体,课程重心也从工程原理转移到项目活动和支持技能开发。[14]

在问题解决导向下,案例院校的项目化学习目标设置重视集成多学科知识、实践创新能力塑造以及思维素质养成于一体。在知识建构维度,项目化学习的目标既重视学生需要掌握、迁移、应用完成项目任务所需的相关理论知识,还关注学生具体工程项目的技术规则、情境知识、经验知识等非结构化实践知识。初阶项目课程聚焦于学生基础知识的储备与习得,培养学生的学习兴趣;进阶项目课程引导和鼓励学生按照项目需求整合利用不同学科专业知识用于解决复杂工程问题;高阶项目注重让学生探索与创造属于自己的知识体系。在能力塑造维度,项目化学习注重厚植学生的项目管理、沟通表达、团队协作等能力以及设计思维、批判思维、系统思维等多重思维。如NEET重视培育学生学会如何学习、制造、发现、人际交往能力、个体技能与态度、创造性思维、系统性思维、批判性与元认知思维、分析性思维、计算性思维、实验性思维及人文主义思维等十二种思维方式[15],为学生成为工程制造师和工程发现者做好准备。在品格养成维度,项目化学习重视让学生从不同视角看待工程问题,考虑和反思工程各环节对人类社会产生的影响,形塑学生的工程伦理意识、人文关怀与社会责任感。如欧林工学院基于工程始于人、终于人的理念,在对学生学习成果的要求中提出要优先考虑为世界做善事、发展个人和职业认同[6],助力毕业生为世界设计更美好的未来做好准备。此外,WPI海外项目的锻炼则还能开拓学生的国际化视野和培养全球意识。

(二)打造凸显进阶性和跨学科性的课程内容结构

项目式课程体系遵循初步认知体验—阶段性专业训练—系统集成创新实现的逻辑链条设计,借助模块化项目进行概念解构形成难度递增的阶段性任务,辅以清晰的程序、步骤和流程给予学习者明确的学习路径与方向。一般而言,工科新生入学的第一周开始便接触到真正的工程挑战,激发学生对工程问题的兴趣和好奇心并为工程素质和基础能力的培养奠定基础。具体的实施方式或像WPI设置GPS重大问题研讨会这一导论性项目课程探讨当前世界面临的关键性难题,或在传统理论课程中加入基础性工程项目练习予以锻炼,如SUTD的1D、2D项目,IEP的挑战模块等。随着学生知识储备、能力与心智的成熟,院校有计划、有组织地设置课程问题梯度,基于系统工程问题中的子问题不断提高知识的非结构化程度与整合度。最终,学生在完成毕业设计项目时面向真实世界需求开展整合学习,综合运用多年所学知识解决现实系统复杂工程问题,保障项目化学习的高阶性与挑战度。

课程以技术性内容为主线,渗透商业、法律与伦理、可持续发展等非技术内容,实现技术内容与非技术内容的有机融合。首先,项目化学习重视基础数理思想与核心工程原理的传授,学生为完成项目的目标须修读相关课程,掌握原理、思想、技术与方法,保证学科知识基础作用的发挥。其次,院校主动向外延伸,及时吸纳前沿领域的新理念、新技术、新方法与新应用并将其整合进课程项目中,围绕一系列复杂工程问题与相关子问题完成真实工程情境的创设,实现课程与专业知识结构的重构与创新;而在高阶学习阶段院校在设计课程内容时对接产业技术变革、企业创新需求,让学生以用户为中心,沉浸式涉猎尖端产业与科技前沿领域的实际项目,更加契合社会经济发展需求。再者,项目课程的内容组成主动谋求突破学科藩篱,组合叠加、有机串联各类不同学科知识,并从相邻工程学科的小融合逐渐转向融合自然科学、人文科学与社会科学的全学科融合。如NEET的人体芯片项目在技术层面涉及机械、生物、化学工程及计算机科学等多领域知识,并触及伦理学、社会学、法学等非技术性知识。模块化项目课程支持学生在关联性情境中通过实践体验(做中学)完整建构科学知识、技术知识与工程知识三种不同形态的知识形态[16],完成科学、技术、社会和人文环境知识在项目中的应用和建构。

(三)课程实施注重“以学生为中心”的主动学习

项目式课程体系超越教师中心、知识灌输的传统路径,以师生共同体良性互动、协作共创的方式围绕工程现实问题创设积极的学习情境,开展知识发现与实践创新。

项目化学习赋予学生学习主体地位,学生主要以团队形式开展合作学习,通过实践性研究问题驱动、协作设计探索与动手实践、反思性迭代设计等方式发现和创造知识。随着学习阶段的深入,学生组建的团队类型从单一学科、人数较少的小团队拓展到跨学科、人数众多的大团队。如IEP计划中挑战1的教学对象为以系为基础的单一学科学生,“如何改变世界”项目则让学院全体学生组成多学科小组。基于实践共同体的深度学习能够让学生有机会在小组内部与其他学科、专业的学生进行对话、质疑和妥协达成一致观点以及与教师及小组外部各方沟通协作,实现知识交叉、交互协作以及团队建设管理。

教师也由课堂的控制者转变为课程的设计者、学习路径的咨询者、学习资源的提供者以及学习过程的指导者。初阶的项目化学习课程一般采用知识讲授+项目练习的模式,学生完成教师给定的项目任务;进阶项目则更多是将真实工程问题作为项目主题驱动学生开展探究和实践,学生在教师给定的项目框架下自行确定所需要开展的项目及方法,教师则负责为学生答疑解惑和进度把控;高阶项目则充分发挥学生的自主性,在与外部主体对接的过程中独立完成需求分析、原型设计、验证测试、产品制造等环节,生成内发创造性学习体验。

在项目开展过程中,校内学院间合作、校际合作、产教融合、科教融合等渠道的开拓能够通过提供项目资金赞助、设定具有挑战性的案例问题、指派工作人员作为导师参与项目给予学生指导、参与学生学习成果评价、帮助院系老师了解毕业生需求等多样化方式介入到项目化学习课程中,推动研讨会、创业实训、校外实践项目等也被纳入课程内容范围。如SUTD的全球健康技术3D项目课程中学生与行业合作伙伴St. Andrew Community Hospital合作,为新加坡的老年人寻找医疗保健解决方案。[17] 不同类型课程的有效衔接保证学生获取系统、完备的项目体验,破解项目化学习教学过程中教学空间不足、资源设备落后、项目类型单一等痛点难点问题。

(四)实现多方主体参与、多向度过程导向的课程评价

通过案例分析发现,五所院校课程评价的共性经验涵盖:首先,采用形成性评价与结果性评价结合的多元融合评价方式。评价将会覆盖项目立项、项目开发、项目实施的课程教学全周期,关注知识、能力与品格等课程目标的达成情况,保证评价的科学性和合理性。再者,多元主体参与项目化学习评价过程,评价标准呈现能力导向。对于认知、理解等低阶课程目标主要由教师通过测验、作业等方式进行考察;项目设计与实施过程、小组合作与研讨参与情况、书面报告与口头汇报等高阶发展性学习指标则由学生本人、同辈群体、教师及助教等进行评价;校内外导师、行业专家主要对产品实物原型、技术论文、实验报告等项目成果产出进行结果性评价,既考察整个团队的学习表现,也评估学生在团队中的个人贡献。在项目课程开展过程中,教师通过评估任务节点的完成度能够及时获知学生学习状态与实践行为,监测学生学习效果与课程目标之间的差距,分析团队运行不畅或项目受阻的深层次原因。最后,构建评价结果应用的良性循环机制。院校会以多种方式收集学生、导师、企业工程师、专家学者等在设计开发、完善改进等方面提供参考依据。如欧林工学院会从动手能力、设计与创造能力、场景式学习、批判思维、与实际相结合能力(Real-world context)、学科融合、沟通能力、团队合作能力、内在驱动力、自主学习能力十个维度去评估课程有效性[6],并定期举办“务虚会”来收集校内外利益相关者针对课程运行状况的意见和建议为课程改进提供方向指引。

四、项目式课程体系构建的组织变革机理

较之于一般的课程体系,项目式课程体系的形成与运行更具复杂性与不确定性。本科项目课程体系的生成绝非能够一蹴而就,涉及组织发展目标、组织结构与流程、组织文化等多种组织因素持续优化改进。组织任务是建设项目式课程体系的内外部动力,影响组织是否创设项目式课程体系的决策与课程目标制定;师资队伍对项目内容设计施加显著作用、课程架构层面的变革助力组织在不同项目课程设置时能够具有多样化选择;课程实施过程需要课程管理方式、教师教学方式、资源拓展等组织管理维度的变革支持;组织文化的改变对项目式课程体系各环节均具有潜移默化的影响。对五所国外工程院校案例的组织变革机理进行对比总结能够为推动新工科背景下项目式课程体系改革提供路径参考。

(一)解冻阶段:内外部动力共同驱动传统课程体系创新

新工业革命的发轫促使新知识、新技术、不断涌现,项目化学习课程的创设、实施与调整会受到外部环境对工程人才能力和社会现实复杂问题解决的诉求、高深学问和工程前沿更新、学生个体成长等因素的影响。首先,响应市场环境对新型工程人才的需求是影响五所院校系统创建项目化学习课程的主要促因。呈指数级增长、交叉融合的科技发展以及重大复杂社会现实挑战对工程人才培养提出了新的诉求,要求学生掌握协作、沟通、批判性思维和自主学习等21世纪技能以让学生具备应对当前和未来挑战所需的思维技能,为能源、基础设施、安全、健康和可持续性等日益复杂的区域性、全球性关键挑战提供解决方案。在这种境况下,以数学和工程科学为主导传统工程科学范式却难以培养出能够解决现实问题的未来工程师,人才培养模式与社会产业需求之间存在难以逾越的鸿沟,跨学科教育难以逾越传统院系壁垒、在实际运作中举步维艰。对此,在重塑工程教育的整体设计时案例院校均会选择建构项目式课程体系,将帮助学生为应对21世纪的挑战做好准备作为项目课程建设的价值旨归。在此基础上,对于欧林工学院、新加坡科技设计大学等新建工程院校,政府、社会组织等其他主体会在院校探索课程教学模式时施加重要推动作用。如Olin的设立是为了响应美国国家科学基金会、美国国家工程院、认证机构和企业界对工程教育进行根本性改革的呼吁,欧林基金会4.6亿美元的巨额资助是建立和发展“欧林三角”的重要资金来源。而学费上涨导致的生源危机也是促成WPI、UCL创设项目式课程体系的重要影响因素。

在内部驱动因素方面,知识是课程教学的源头活水,知识生产模式转型呼唤院校课程教学体系在课程目标、课程内容与结构、课程实施以及课程评价等诸多环节开展变革。适应知识生产模式2和模式3的课程目标更加凸显应用情境导向、重视知识效用,课程目标从整全工程科学理论知识转向服务社会生产和工程实践的复杂工程创新能力卓越[18],重视个体全面发展的价值理性回归。在知识内容选择取向上关注知识的跨学科性,现代工程具有复杂多元、交叉综合的本质特征,现有工程教育重视在传统工程科学知识、技术知识基础上融入经济、管理、法律、伦理等人文社科非技术知识以及社会责任、社会价值等社会元素,统整传授异质知识。在课程的实施方面着眼于以学生为中心,通过师生共同体协同反思实现学生学习意义的建构。课程评价关注知识生产质量评价标准的综合性,让多元主体参与课程评价。因此,为了改进课程教学体系对知识生产转型的适应性与引领性,提高人才培养质量以在激烈的竞争中获得资源优势,高等工程教育机构主动寻求在大学内部构建项目式课程体系。同时,WPI、MIT、UCL等对现有课程体系中开展大刀阔斧改革的院校,历史积累和文化沉淀影响其对外部影响和新观念的反应,如伍斯特理工学院1865年建校以来便秉持与传承将学术知识与实际操作培训相结合的“双塔式”教育理念推行基于项目的工程教育体系是对“双塔传统”的守正创新。

(二)变革阶段:多措并举创设多样化课程体系架构形式

项目式课程体系改革与管理一般由归属机构统筹开展,参与成员主要包括教师、校外工程师、教学研究员、助教等主体,大多会遵循提出改革主张、征集意见—提出方案构想、达成共识—开展项目试点与调整—正式实施、持续改进的步骤。而变革课程体系过程中案例院系采取了不同的变革思路,构建起嵌入型、重构型以及独立型三种课程体系架构形式。

伦敦大学学院IEP项目、新加坡科技设计大学4D设计体验项目是采取嵌入型项目式课程体系的代表,将大量项目元素融入原有专业教育的课程体系当中,依托于核心理论课程设计项目实践。这种模式沿用传统的组织管理形式以及避免大幅度触动原有课程管理体制,能够有效规避与传统学科制度之间的冲突与矛盾,采用相对渐进性的改革方式也不会因大量增加工作负担而容易为多数教职员工所欣然接受,是院校改革原有课程体系的首选类型。此外,学校雇佣和引入项目协调员负责项目主题设计、资源配置与监管等工作,设置学生助教为学生提供指导、帮助老师批改作业乃至成为最终项目成果的评价者,减轻教学变革阻力。但此种项目课程的设计开发更多涉及学院内不同专业的合作而未能触及不同学科之间的大跨越,与其他类型课程之间的关系也需要院系管理层在横向衔接的协同机制上善谋善为。

WPI和欧林工学院采用重构型项目式课程体系,对以工程科学为主导的传统理论课程体系进行颠覆性重构,不依附于某一专业或学科课程,以项目为基底融合专业教育与通识教育,强调理论和实践的融合而不是先理论再实践,即学生完成项目任务的过程中实现课程目标。这种模式由学校层面集结大学资源统筹建立而成,课程教学范围通常覆盖全校,不受制于传统学科院系规章制度与资源配置的影响。课程的设计与实施通常涉及多个学科的参与,打破学科间的条块分割有助于拓宽学生的知识视野、提高其跨学科协作能力与素养。但在三种模式中,重构型项目式课程体系在组织内部管理体制和运行机制方面的变革力度最大,关系到相关学科院系的整合重组、教师层面的调动协作、校内资源的重新分配与校外渠道的深化拓展等新一轮资源投入的再调整以及多方主体的利益冲突与博弈,需要学校层面的坚强领导、相关院系和部门的协调合作以及教师的理解支持。如WPI采用项目孕育项目的方式,主动寻求毕业校友、克菲勒基金会和卡内基基金会等基金会在设计项目与经费支持方面的帮助与支持。

MIT在专业学位课程之外单独设置NEET这一选修课程,依托于自由灵活的选修制度和模块化课程组织形式,主要面向学有余力的本科生。独立型项目式课程体系能够充分利用现有学科专业长期积累的校内外资源,较为主动地适应产业对人才培养的需求并据此动态更新课程教学内容,同时能根据项目需要及时调整或重组相关院系、学科和专业的教师以及校外兼职教师构成的师资队伍。但这种模式对学生自主学习的要求最高,其有效运行需要与原有专业课程体系进行联动与共享,加强对教师跨学科教学合作的重视,改变以院系为中心的传统评价。尽管可以吸纳外部资源,额外新建的课程计划也需要增加新的运行成本。

(三)再冻结阶段:培育组织文化以提升内外部兼容性

课程教学体系的系统性变革不能仅通过简单的增加课程内容,院校在冻结阶段主要采取重视支持项目化学习的价值理念、重塑组织制度规范、拓展物质资源、落实行为文化等能动策略确保工程教育变革与大学内部制度文化的兼容性。

在理念文化上,案例院校均强调要建立实践创新、开放包容的组织文化,校长、院长等领导者在大学或学院发展规划中主张要大力支持基于项目或以项目为中心的课程体系,并将其作为未来课程教学发展的重点方向与特色。此外,项目化学习注重实践、创新创造的理念通过自下而上和自上而下的方式让师生潜移默化地认可与践行项目化学习行为,激发学生对学习的热情以及教师对教学的热情。

在制度安排层面,较为成熟的项目课程可持续发展运行机制一般由教师或教学研究员根据专业教育目标和学生学习结果开发课程项目,统筹机构负责对教师或学生提交的项目资料进行合理性与可行性评估。随后由教师负责项目课程各方面的落地实施与评价学生学习成果,委员会负责监督执行,最后整体评估课程计划的执行情况,并根据综合来自教师同行、专业咨询委员会、在校学生和校友的意见反馈给任课教师进行新一轮的优化设计,从而形成一个不断改进和完善的运行机制。此外,案例大学都注重破除重科研轻教学的痼疾。在调整教师任命和晋升制度上,一方面鼓励具有崇高教育情怀、丰富教学经验的专家学者组建课程设计团队,为课程变革提供教育文化和方法上的洞见与建议。另一方面遴选和培育具有创新精神、愿意将新型工程教学理念付诸实践的年轻教师与博士毕业生。而设计差异化绩效认定办法和晋升路径能够对不同类型教学人员的工作成果予以公正合理的认可与奖励。其次,WPI、SUTD等还会设立教学学术成果通讯、教学法创新基金等各种机制来激励教师反思和改进教学、开展教学学术创新、提高教学质量。

在物质文化方面,项目化学习的教学空间一般采用独特的建筑设计风格,引进先进的仪器设备便于学生将概念想法转化为产品原型,可移动的桌椅便于学生调整座位安排、聚集成一圈开展团队研讨交流分享想法,拉近团队成员之间物理距离的同时增强团队的凝聚力与归属感。此外,不少院校的教学技术团队也通过学校数字图书馆、学习管理系统、学术媒体工作室等在线学习平台和技术为教师提供教学辅助。院校也在不断推进在虚拟空间中开展团队学习、使用人工智能驱动的评估和反馈等创新实践,运用数字化技术手段探索教学创新的边界。

在行为文化方面,大学持续开拓自身互动界面,设置了专门的项目化学习研究机构或工程教育研究平台,对内负责全面推进项目课程开发、教学范式改进和评估学生的学习,为教师提供学术支持,对外则是积极谋求同校外机构的合作创新,推广项目课程的知识创新活动。如WPI设置PBL研究中心的同时与各地机构合作开设项目专题研究中心共同开展全球化视野计划。此外,院校还会在课程结束后抑或是学期末举办成果展示开放日,并将过往项目课程相关信息以及学生成果汇报的资料放置于网站上,潜移默化地创造项目化学习的独特教学文化。SUTD、MIT等院校也提出计划要对项目式课程体系的实施成效进行反思性评估,构建并积极探索项目更新机制。

五、域外经验对我国新工科项目式课程体系构建的镜鉴

建设项目式课程体系成为国内外工程教育课程教学改革的重要趋势,但我国绝大多数高校仍处于传统学科课程模式向基于项目的课程模式转变的探索阶段。在新工科建设背景下,应借鉴世界高水平大学推进项目式课程体系改革的有益做法,创新课程教学模式并提供配套组织变革支持,以践行“以学生为中心”理念、回应一流本科教育应然使命。

(一)瞄准组织内外部需求,强化战略谋划

国外工程教育在开展项目式课程体系变革时提供覆盖全阶段、整体性的课程教学,考量嵌入式、独立式、重构式三种架构形式的适用特征并结合院校自身实际条件采用对应的构建路径。但我国高校对项目式课程体系的的关注度和重视度仍有待提升,完整、系统设置项目式课程体系仍以小规模试点改革为主,停留在高年级实践实训项目和毕业设计项目这一阶段的个别课程,导致学生过晚能够将所学知识应用于综合性实践。此外,院校在进行改革时容易出现“拿来主义”现象,未结合自身所具备的制度体系建设、师资队伍、产教融合等多方面实际条件加以分析优化后本土化、在地化改造应用。

鉴于此,学校及院系核心决策管理层应充分考虑学校现有资源条件和未来内外部环境变化对工程人才培养需求,将项目式课程体系融入学校的发展规划以及人才培养方案当中,加强对项目化学习课程的前瞻性预期研判和统筹规划能力。在此基础上,各类、各层次高校具有不同的定位与特色。在采取自上而下的方式启动项目化学习课程教学改革时也应结合高校的服务面向及其需求选择合适的建设方式,注重其内涵式的课程建设与发展。同时,高校应在变革前对利益共同体进行访谈调查来创造变革动力和确立教育愿景,并可采取主题研讨会、论证会等方式规划项目化学习课程。高校可根据培养方案合理设置项目化学习的学时及教学内容,优先采用嵌入整合式方法将项目化学习融入到原有课程体系建设中。可依托一流本科课程建设“双万计划”、设立教学项目资助的方式鼓励有意构建项目化学习课程的教学单位积极申报,为其提供经费支持,并将项目式课程体系改革实效列入学院教学工作评估当中。倘若部分高校不具备在整个院校或所有专业全覆盖推广这种课程模式的条件,可先尝试设立单独的选修学位课程,抑或是在人工智能学院、未来技术学院等前沿技术学科、产业学院或与外部产业环境密切关联的改革单位开展独立型课程教学改革试点,根据项目逻辑集成不同学科知识完成跨学科螺旋式课程学习与项目实践。新创办的院校或校区若具备相关的资源条件可选择重构式项目式课程体系,在创校之初便以项目为课程体系载体,将项目化学习理念融入课程目标、课程内容、课程实施与课程评价等要素设计。

(二)强化多主体多要素建设,系统构筑项目式课程体系

观照国外构建项目式课程体系的有益经验,重视目标、内容、实施与评价等课程教学元素之间的关联机制,在四个要素上协同发力方能取得课程教学改革实效。

在课程目标设置方面,项目化学习目标要与院校办学定位、战略和使命相契合,切实将学生知识基础、工程实践能力与个人综合素质的有机融合、全方位提升作为项目化学习课程目标的核心指向,并充分考虑不同专业、不同年级、乃至学生个体的差异性设置具体可操作的目标。

在课程内容开发方面,国外本科教育对项目化学习知识进行统筹优化时会基于初步认知体验到阶段性专业训练再到系统集成创新实现的进阶性逻辑构建开放综合的跨学科知识体系,利用环环相扣的模块化项目任务让前置阶段所学知识技能迁移拓展到后置阶段的课程当中。当前我国的项目式课程体系进阶性、梯度性建设有所欠缺,存在项目实践与理论知识讲解之间呈现“各自为营”的区隔现象。程序化、碎片化的知识点阻滞学生整合、复原、构建系统的知识框架,致使学生在迁移学习经验时陷入尴尬境地。对此,应基于课程目标与现实问题需求统整知识、经验、技能、情感、价值等因素,初阶阶段可通过学科理论课程中加入与知识与生活化应用场景具有密切联系的基础性项目练习或设置工程导论项目课程,随后以项目为主线牵引多门课程的整合,建立抽象理论知识与真实工程实践之间的内在联系并不断加深项目课程的复杂度与学科整合度,最终让学生面向真实世界完成高度非结构化综合性毕业项目。而面对总课时与项目化学习课程之间的矛盾,既可以尝试运用模块化项目的方式合理分配同一阶段项目数量与内容的整合重组形成不同时长的学程,也可采用学分抵消的方法提升项目类课程与原有的课程计划的融合度。

在课程实施方面,项目化学习与教师以往所传授的课程、学生过往所接受的教育方式存在较大差异,由于生师比规模以及教师自身精力投入等因素,教师无法在充分知悉每一位学生能力的基础上给予个性化干预与指导。而在完成基础上若要取得优异表现,学生需要投入大量时间和精力成本,忙于在评选奖学金、保研出国等竞争中“卷绩点”“卷竞赛”的他们会考量投入成本以及显性收益,可能认为此类课程“性价比”不高,致使学生中心和实践本位的理念出现严重偏离。国外案例表明学生应为主动的实践者而非从属者,教师也应转变为课程的指导者、资源的提供者与工程模型的反馈者。对此,落实以学生为中心、大力推进团队合作的同时教师要搭建问题支架逐步引导学生厘清项目目标达成的渐进路径,有针对性地给予知识技能补充、团队建设、心理辅导等方面的反馈与支持。其次,充分利用研究生助教、校内同专业教师团队、校内跨专业团队、校际间教师团队、校企合作团队等不同形式集成多元教育经验与资源,梳理不同角色定位的任务重点。再者,联通与融合线下实验室、工作坊、实践基地与线上视频、文档、在线论坛、技术开放平台,重构泛在化教学场域并提升学生的自主学习能力。

在课程评价方面,现有评价方式仍以教师主导以及以结果性评价为主,评价指标与课程目标的达成没有建立起实质性关联,知识的机械记忆与简单应用仍充当判定标准中的主要构成部分,难以全面衡量学生能力与素质的增值。在如何准确评估个人在小组中的贡献、保证评估的公平性等方面依然存在较大的改进空间。应树立多主体参与、多向度、全过程的深度课程评价与反馈体系。评价主体主要为学生个体、团队同伴及其他同学以及专任教师,并在此基础上根据项目复杂度及关涉主体纳入校外导师、助教、项目工程师,根据角色定位差异分配评价维度。此外,从知识理解与应用、工程能力的提升、个人社会性发展等硬技能与软素养出发综合考量团队合作、随堂测试、书面报告、口头汇报等形成性学习行为状态和实验、论文、实物等终极标志性成果,确定评价的具体细则与形式、开展时间与频次,采用定性与定量相结合的个性化评价方式进行评价。

(三)优化组织管理体制,保障课程体系有效运行与维持

构建项目式课程体系不能孤立地停留在课程层面各要素的完善,也要重视外在条件保障达成内外协同、上下合力促成项目式课程体系的系统化建设。

一是增加项目式课程体系的内外部兼容性。当前高校利益协调分配机制建设滞后于项目化学习课程建设实践,利益冲突加剧变革阻力;而模块课程学分设置、毕业设计项目要求等制度刚性约束项目化学习课程的动态调整空间,缺乏充足制度合法性的新课程教学模式不易获得学生的认可。对此,院校应修订人才培养方案中的学分认定管理办法,设立定期课程研讨、师生恳谈会等制度听取各方反馈、减轻变革阻力。教育部制定的高校本科教学质量评估标准、第三方工程认证、院系专业评价等评价体系中亦可适当纳入衡量项目化学习课程改革成效的指标,增加项目式课程体系与外部环境的兼容性。

二是要更新教师分类评聘与教学激励制度。当前以学术科研成果为主导的教师选拔标准无法筛选出具有教学改革热情、教学组织实施能力和产业工程实践经验的人才。在“非升即走”压力裹挟下,教师也面临科研与教学的角色冲突,加之项目式课程的教学难度、复杂性和不确定性要求教师付出更多的时间精力,教师开展项目教学的内生动力匮乏。可在教师评价制度中提倡教研相长,适度加入对教师参与项目化学习课程改革的权重,在推选国家一流本科课程时优先推选项目化学习课程或延长参与项目课程开发建设教师的职称评聘时间。其二,教学评价标准从开课量、课时量等量化“教”的绩效转向兼顾教学改革创新、学生能力增值、项目成果等反映“学”的内隐成效。[18] 其三,积极引进企业工程师、创业领袖、专家学者作为兼职教授,补充师资力量。其四,高校还可以设置校级教学荣誉机制、教学改革专项激励等引导教师提高教学优先度,并提供符合项目化学习的课程设计、教学方法等培训提升教学胜任力。

三是注重外部资源拓展与维护。当前项目化学习课程以校内教师设计开发项目为主导,企业参与到项目化学习课程设计开发环节的积极性较低,现有项目课程形式停留在以企业导师培训讲座、教学实习等传统形式。对此,高校应依托产教融合、校际合作与企业建立深度有效的资源共建共享机制,为学生供给周边社区服务项目乃至海外工程实践项目,提升项目实践反哺企业与社会发展的实效性。政府也需配套出台支持多方主体协同育人的政策法规,辅以税收减免优惠、贷款利息补贴等补偿性政策以及专项资金支持、资源平台供给等保障性手段。

四是深化组织文化建设。我国高校在深化和固化课程教学改革成果、形成新工科教育改革文化依然任重而道远。院校应改造现有教学空间、新建配备仪器设备与材料用具的设计工坊,为学生搭建项目化学习课程成果的展示与交流平台、创设学业荣誉机制,设置项目化学习研究平台、创办教学通讯刊物等方式深入研究工程教育、开展教学学术活动以影响成员的注意力分配、意义建构与身份认同。



Copyright @ 2022 广东省高等教育学会 版权所有

办公地址:广东省广州市越秀区广卫路14号后座302

联系电话:020-33970796

粤ICP备2022028984号

扫一扫 关注
广东省高等教育学会
微信号:gdsgdjyxh