一、项目实施背景
环境之变引发工程教育变革。工业4.0推动跨学科知识、跨领域科技的深度融合,催生众多新工科领域,促使工程教育转型升级。传统工程教育不能满足集成创新的产业发展诉求与工程多学科融合本质:培养理念上,科学与工程混淆,重分析而轻综合;课程建设上,通识课程、专业课程、实践课程线性推进,不同类型的知识与技能相互隔离;教学方式上,聚焦知识传递与局部问题解决,学生难以在系统背景中思考与实践。新时代工程教育亟需再设计。
《展翅•向远方-SDIM新工科教与学创新实践报告》视频
二、项目措施
SDIM提出“全学程SCKAMI模式”(Synchronized Cultivation of Knowledge and Abilities in Multidisciplinary Integration),以新的组织架构为新工科教育提供全面创新的制度文化土壤,在多学科融合中实现工程知识与综合能力的同步培养。
图1 SDIM新工科教育理念
图2 SDIM全学程SCKAMI人才培养模式
1.多学科深度融合的课程体系建设
SDIM以通识知识形成宽广的跨学科基础,以工程专业知识提供个性化发展方向,通过难度递增的三个《综合系统设计》模块(每个模块包含四到五门课程,并以综合项目统领)为学生提供设计与工程知识基础;再依据兴趣在工业设计、人工智能、机器人、智能制造四个方向任选其一,以5门专业选修课发展专业特长。
图3 SDIM工业设计专业课程结构
图4 SDIM工业设计专业课程体系
2.全学程项目引领式的教学实践
SDIM以解决复杂工程问题、在未知领域开拓创新所需要的工程能力为线索,所有专业课程采用“项目+课程”的形式,在实践中打破专业壁垒,需要什么学什么。老师以项目为载体进行知识点教学,以关联不同项目所蕴含的知识与技术实现教学的结构化,以项目的不同方案进行差异化辅导,以项目学习的强互动属性教学相长;学生通过30-40个大小项目,沟通理论与实践,形成完整的知识与能力体系,提升团队合作水平,强化工程认同与归属。
图5 SDIM课程项目举例
图6 SDIM综合项目举例
图7 SDIM 全学程项目引领式教学实践
3.关注学生综合发展的过程性评估
SDIM用“过程式评估”代替“总结形式的考试”。学生每隔一到两周进行一次考核,评估主体有教授、项目工程师、助教与学生互评;评估内容包括知识获取、思维技巧、学习动机、动手能力、态度责任、沟通能力、项目执行七个部分;评估工具包括随堂测试、项目汇报、项目视频、课堂表现、读书笔记等。每次考核都会给学生反馈成绩雷达图与教师评语,针对性地给出建议。
图8 SDIM 过程式评估体系
三、项目效果
1.课堂活跃度和学业挑战度显著提升,学生独立思考能力和竞争力全面增强
学生建立了宽广的知识基础与认知地图,形成了体系化的能力结构;在工程设计、项目管理、团队协作、自主学习、工程实践、跨界迁移等方面显著提升。首届28位毕业生中,25位进入国内外知名大学深造,3位就业、创业,在设计领域、工程领域、交叉领域全面发展。
2.可复制、可推广的SDIM经验引起社会强烈反响
SDIM成功举办了“首届南科大新工科教育论坛”,入选了“中国工程教育改革先锋案例”。全学程SCKAMI人才培养模式引起了较大的社会反响,得到了政府、高校和社会公众的积极评价。教育部教育质量评估中心认为,SDIM坚持以本为本,坚持改革创新,以新工科人才培养模式切入,为培养什么人、怎样培养人,为谁培养人交出一份时代答卷。中国工程教育专业认证协会评价:SDIM新工科教育创新实践,是我国当前工科教育改革的典型代表与优秀范例。
图9 SDIM学生评价摘录
图10 南方科技大学当选中国工程教育改革先锋案例
图11 周利民教授分享SDIM新工科教育改革经验
四、项目创新点
1.育人理念创新
创造性提出“在多学科融合中实现知识与能力同步培养”的教育理念。引领一流本科教育实践,全面助力学生知识、能力、素养的提升,激发开拓创新的潜质。
2.改革举措创新
以课程结构化、教学项目化、评价综合化的全面改革推动人才培养创新,解决传统工程教育窄、浅、散的问题。
3.评估方式创新
采用“过程式综合评估”方式,关注学生的成长过程。通过周期的综合评分,从知识获取、思维技巧、学习动机、动手能力、态度责任、沟通能力、项目执行七个维度对学生的阶段成长做出评估,并及时反馈给学生,有针对性的引导学生提升综合素质能力。
4.课程引导式多学科交叉综合项目创新
基于本科人才培养目标、课程教学目标将模块化的多学科知识相连接,精心设计成多学科交叉的综合项目,培养学生应用多学科知识的能力、解决实际工程问题的能力、团队合作等能力。
5.教学环境创新
创建“学创大教室”,为项目引导式教学提供集授课、实验、实践、研讨、展示为一体的开放空间,营造主动学习、合作学习、探究学习的集体心理氛围。
6.体制机制创新
建立敏捷教改、教学相长的长效机制。跨学科教师聘任制度、定期课程研讨制度、师生恳谈会制度、工程师全程辅助制度等,既保障了人才培养的灵活性,又将改革聚焦学生中心、学习本位。