梅曉丹，曲建光，王文福，梁 欣，李 丹，王 雷

(黑龍江工程學(xué)院 測(cè)繪工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050)

目前，中國高等教育規(guī)模繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展態(tài)勢(shì)，據(jù)教育部2019年2月最新發(fā)布的《2018年全國教育事業(yè)發(fā)展基本情況》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國共有普通高校2 663所(含獨(dú)立學(xué)院265所)，其中，本科院校1 245所，普通本科招生422.16萬人。高等工程教育在我國高等教育中占有重要地位，高素質(zhì)工程科技人才是支撐產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)施國家重大發(fā)展戰(zhàn)略的重要保障[1]。新工科建設(shè)是在“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的基礎(chǔ)上，為了適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)的要求，服務(wù)國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和面向未來發(fā)展，提出的一項(xiàng)持續(xù)深化工程教育改革的重大行動(dòng)計(jì)劃。繼2017年以來，教育部相繼開啟的“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”、“北京指南”，以及“新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目”等一系列新工科建設(shè)的舉措，標(biāo)志著目前中國高等工程教育改革已進(jìn)入到了新工科建設(shè)的執(zhí)行階段[1-5]。

在新工科的背景下，地方高校要對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)揮支撐作用，培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才[5]。新工科建設(shè)對(duì)地方高校新工科人才的培養(yǎng)也提出了更高的要求，課程的教學(xué)模式改革與創(chuàng)新，直接關(guān)系到專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。黑龍江工程學(xué)院是一所以工為主、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的省屬全日制普通本科院校，屬于地方性本科院校。學(xué)校堅(jiān)持“地方性、應(yīng)用型、國際化”的辦學(xué)定位，以“創(chuàng)新發(fā)展、開放發(fā)展、內(nèi)涵發(fā)展、特色發(fā)展”新時(shí)期發(fā)展理念為引領(lǐng)，立足龍江，面向行業(yè)，輻射全國，培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才。本文將以黑龍江工程學(xué)院的“自然地理與地貌”課程為例，探究面向新工科的地方高校專業(yè)課程新型教學(xué)模式。

1 新工科的內(nèi)涵和特征，以及新工科人才應(yīng)具備的核心能力

1.1 新工科的內(nèi)涵

新工科的內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求和國際競(jìng)爭(zhēng)新形勢(shì)、新要求而提出的我國工程教育改革方向[1-2]。其強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)服務(wù)國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向、適應(yīng)未來科技發(fā)展所需的應(yīng)用型、創(chuàng)新型和復(fù)合型工科人才。

1.2 新工科的特征

新工科的特征，主要包括：引領(lǐng)性、交融性、創(chuàng)新性、跨界性和發(fā)展性，以及戰(zhàn)略型、系統(tǒng)化和開放式等。新工科體現(xiàn)了工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系[1,6]。

1.3 新工科人才應(yīng)具備的核心能力

新工科人才應(yīng)具備的核心能力，主要包括7個(gè)方面：知識(shí)能力、技術(shù)能力、學(xué)習(xí)能力、個(gè)人素質(zhì)能力、職業(yè)道德、全球思維和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[7]。

2 “自然地理與地貌”課程的教學(xué)現(xiàn)狀與存在主要問題

2.1 “自然地理與地貌”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

“自然地理與地貌”是黑龍江工程學(xué)院開設(shè)的專業(yè)特色課程，課程性質(zhì)是專業(yè)必修課程，適用于測(cè)繪類專業(yè)和地理科學(xué)類專業(yè),以及相關(guān)專業(yè)。該門課程內(nèi)容既注意保持自然地理學(xué)科體系的完整性，又密切結(jié)合測(cè)繪學(xué)科的特點(diǎn)和需要，從應(yīng)用的角度介紹地貌的基本概念、基本特征、演變和形成過程，涉及地形圖、航空相片以及遙感圖像的地貌判讀，注重對(duì)學(xué)生自然地理學(xué)的空間思維和實(shí)踐能力培養(yǎng)。

2.2 “自然地理與地貌”課程存在的主要問題

依據(jù)新工科的內(nèi)涵和特征，以及新工科人才核心能力，從教學(xué)理念、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)和課程考核等5個(gè)方面，分析目前“自然地理與地貌”課程存在的主要問題。

2.2.1 教學(xué)理念的前瞻性不足，對(duì)新工科人才的應(yīng)具備的核心能力重視失衡

教師教學(xué)理念的前瞻性不足，未緊密結(jié)合全球變化、國家戰(zhàn)略和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生思想上重視程度不足，未形成明確的認(rèn)知和目標(biāo)，學(xué)習(xí)目的僅滿足于通過考試。課程培養(yǎng)目標(biāo)比較簡(jiǎn)單籠統(tǒng)且過于重視知識(shí)能力，對(duì)技術(shù)能力、學(xué)習(xí)能力和個(gè)人素質(zhì)能力重視不夠，學(xué)生實(shí)踐能力與工程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)不足，以及忽視職業(yè)道德和全球思維的培養(yǎng)，而對(duì)核心能力的重視失衡則使培養(yǎng)的工程人才難以達(dá)到新工科的人才標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 課程內(nèi)容局限于知識(shí)點(diǎn)，知識(shí)外延和區(qū)域特色不明顯，課程內(nèi)容量與課時(shí)不匹配

在教學(xué)過程中，按照課程教學(xué)大綱制定的教學(xué)內(nèi)容，教師注重教材的知識(shí)點(diǎn)傳授，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，忽視了對(duì)知識(shí)的深入理解和探索，不能及時(shí)根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)、新特征與新需求來更新教學(xué)內(nèi)容。另外，該課程所涵蓋的知識(shí)面較為寬泛，重點(diǎn)和難點(diǎn)較多，但課程總學(xué)時(shí)有限，課程內(nèi)容深度和廣度不夠，未突顯區(qū)域特色，影響教學(xué)效果，不能很好地為新工科所需求的新型工程人才培養(yǎng)服務(wù)。

2.2.3 教學(xué)方法單一，科研反哺教學(xué)較弱，學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)不足，缺乏深度學(xué)習(xí)

在教學(xué)過程中，利用科研引導(dǎo)教學(xué)、促進(jìn)教學(xué)的意識(shí)不強(qiáng)，以傳統(tǒng)授課為主，采用多媒體與板書相結(jié)合的形式，“以教師為中心”的“傳道、授業(yè)、解惑”方式，缺乏學(xué)生參與的案例教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，主動(dòng)參與教師互動(dòng)討論不夠，難以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)不足。在科研反哺教學(xué)方面，地方院校多依賴于橫向課題且對(duì)基礎(chǔ)理論研究較少，具有工程實(shí)踐特色，但將科研活動(dòng)與教學(xué)結(jié)合度不夠,導(dǎo)致學(xué)生很難運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式的實(shí)際問題。

2.2.4 重理論，輕實(shí)踐，無法實(shí)現(xiàn)學(xué)生及時(shí)有效的野外實(shí)習(xí)實(shí)踐和教師指導(dǎo)

由于“自然地理與地貌”課程具有多學(xué)科融合、跨學(xué)科的特征，每年面向全校理科和工科專業(yè)學(xué)生授課，學(xué)生人數(shù)約200人左右。由于地方高校課程教學(xué)資源和實(shí)踐經(jīng)費(fèi)有限，校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)資源的欠缺，地學(xué)類科學(xué)展館和實(shí)驗(yàn)室不配套，以及師資力量的不足，無法滿足學(xué)生野外實(shí)習(xí)實(shí)踐和教師指導(dǎo)的需求，導(dǎo)致理論知識(shí)和野外實(shí)踐的嚴(yán)重脫節(jié)，對(duì)課程知識(shí)的理解、感性認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，制約了學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的主動(dòng)性和積極性，以及創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成。

2.2.5 課程考核方式不靈活，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)，以及學(xué)習(xí)過程性評(píng)價(jià)

目前，課程考核方式是閉卷考試，單一的考核方式，導(dǎo)致學(xué)生仍采用應(yīng)試學(xué)習(xí)和突擊復(fù)習(xí)方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)課程內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)理解不深入，對(duì)課程重視程度不夠。通過課程成績(jī)很難評(píng)估學(xué)生對(duì)該門課程內(nèi)容的掌握程度，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的發(fā)展，限制了學(xué)生工程應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力的提高，難以滿足新工科背景下對(duì)人才培養(yǎng)的要求。

3 面向新工科的“自然地理與地貌”課程立體化教學(xué)模式探索

在“新工科”的背景下，針對(duì)目前“自然地理與地貌”課程存在的主要問題，積極探索 “自然地理與地貌”課程“項(xiàng)目化教學(xué)+翻轉(zhuǎn)課堂+混合教學(xué)”的立體化教學(xué)模式，多視角解決課程目前存在的問題，把新工科的教學(xué)理念融入工程教育的全過程。

3.1 以新工科的教學(xué)理念為引領(lǐng)，加強(qiáng)課程內(nèi)涵建設(shè)，突顯地方區(qū)域特色

以新工科的教學(xué)理念為引領(lǐng)，堅(jiān)持立德樹人、德學(xué)兼修，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，把握新工科人才的核心能力。結(jié)合我國的國情和省情,從實(shí)際出發(fā),加強(qiáng)課程內(nèi)涵建設(shè)，同時(shí)重視專業(yè)課程中的“思政設(shè)計(jì)”，將國家戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的最新發(fā)展、行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的最新要求引入教學(xué)過程，突顯地方區(qū)域特色。以“自然地理與地貌”課程為例，引入自然地理學(xué)和測(cè)繪學(xué)科的關(guān)系、新時(shí)代生態(tài)文明視域下黑龍江省綠色發(fā)展，以及自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)等相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生明確黨的“十九大”提出的“堅(jiān)持人與自然和諧共生”思想，了解測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展，以及3S技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)，充分認(rèn)識(shí)課程在專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要地位，強(qiáng)化學(xué)生的家國情懷和國際視野，提升法治意識(shí)和生態(tài)意識(shí)，以及社會(huì)責(zé)任感。以綜合視角觀察和認(rèn)識(shí)自然，培養(yǎng)學(xué)生地理空間思維能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力, 建設(shè)有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”。

3.2 以學(xué)生為中心，采用立體化教學(xué)模式，運(yùn)用創(chuàng)新工程教育方式與手段，強(qiáng)化教學(xué)過程

在教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，采用“項(xiàng)目化教學(xué)+翻轉(zhuǎn)課堂+混合教學(xué)”立體化教學(xué)模式，將現(xiàn)代信息技術(shù)和教育教學(xué)深度融合，運(yùn)用創(chuàng)新工程教育方式與手段，充分利用課堂教學(xué)和在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點(diǎn)，引入在線開放課程(MOOC或SPOC)和工程實(shí)踐教學(xué)共享平臺(tái)，校內(nèi)課堂翻轉(zhuǎn)實(shí)踐，開展支持學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)活動(dòng)，增強(qiáng)師生交流互動(dòng),提升跨學(xué)科交叉融合，強(qiáng)化教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐性和開放性，滿足不同層次的學(xué)生學(xué)習(xí)需求。以“自然地理與地貌”課程為例，引入“愛課程”和“東西部高校課程共享聯(lián)盟”等的優(yōu)質(zhì)在線開放課程，同時(shí)我校也正在進(jìn)行該門課程的在線課程建設(shè)；借助“實(shí)驗(yàn)空間—國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享服務(wù)平臺(tái)”、“一帶一路”國家前沿戰(zhàn)略支持平臺(tái)、地理國情監(jiān)測(cè)云平臺(tái)和“地質(zhì)云”國家地質(zhì)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)等，直觀、動(dòng)態(tài)地展示我國重大戰(zhàn)略和地理空間大數(shù)據(jù)服務(wù)自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)的最新應(yīng)用成果。此外,依托于我校“攝影測(cè)量與遙感模擬仿真實(shí)驗(yàn)室”,目前正在積極構(gòu)建具有地方區(qū)域特色野外實(shí)習(xí)的虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)，將有效滿足在線虛擬仿真野外實(shí)踐和實(shí)習(xí)活動(dòng)的迫切需求。通過采用立體化教學(xué)模式，推進(jìn)新型工程教育信息化，強(qiáng)化教學(xué)過程，以虛擬仿真技術(shù)為橋梁，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來,提升課程教學(xué)效果，構(gòu)建以學(xué)生為中心的工程教育新生態(tài)。

3.3 以項(xiàng)目為載體，充分發(fā)揮教研相長的協(xié)同效應(yīng)，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)

在教學(xué)過程中，以項(xiàng)目為載體，采用“項(xiàng)目化教學(xué)+翻轉(zhuǎn)課堂+混合教學(xué)”立體化教學(xué)模式，教師充分利用承擔(dān)的科研項(xiàng)目和工程實(shí)踐項(xiàng)目，把產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展的最新成果、最新動(dòng)態(tài)引入課堂教學(xué)，開發(fā)能滿足行業(yè)發(fā)展和企業(yè)人才需求,突顯地方區(qū)域特色需要的課程案例資源，重視翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)，不斷地優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。利用導(dǎo)師制、科技競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等方式，引導(dǎo)學(xué)生參與到教師的教研過程中，增強(qiáng)師生互動(dòng)，充分發(fā)揮教研相長的協(xié)同效應(yīng)，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)。以“自然地理與地貌”課程為例，為學(xué)生提供與課程緊密相關(guān)的科研項(xiàng)目，引入“基于DEM的松花江流域特征提取研究”、“基于ArcGIS的長白山垂直帶譜三維可視化研究”，以及“黑龍江省森林碳循環(huán)研究”等項(xiàng)目，按照“課程學(xué)習(xí)興趣小組-科研預(yù)備組-科研團(tuán)隊(duì)組”三段式實(shí)施，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新潛力，吸收優(yōu)秀學(xué)生參加到研究團(tuán)隊(duì)。通過項(xiàng)目化教學(xué)，將零散無序的知識(shí)點(diǎn)和應(yīng)用技能密切聯(lián)系起來，強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)、增加課堂討論和答疑等教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和文獻(xiàn)檢索能力，熟練掌握相關(guān)通用軟件和專業(yè)軟件，以及處理實(shí)際復(fù)雜問題的工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作創(chuàng)新能力，強(qiáng)化工程人才的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)，為培養(yǎng)新工科人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 重視教學(xué)評(píng)價(jià)，改革考核方式，注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)成果的考核

在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，包括對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和對(duì)教師的評(píng)價(jià)，需要建立對(duì)教學(xué)活動(dòng)質(zhì)量的全面評(píng)價(jià)體系，并將學(xué)生的學(xué)習(xí)投入和產(chǎn)出作為主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。以“自然地理與地貌”課程為例，采用“項(xiàng)目化教學(xué)+翻轉(zhuǎn)課堂+混合教學(xué)”立體化教學(xué)模式，改革目前考核方式，注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)成果的考核，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)。課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括4大類評(píng)價(jià)指標(biāo)：學(xué)生學(xué)習(xí)(預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)態(tài)度等)、教師教學(xué)(教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)生指導(dǎo)等)、課堂文化(民主性、創(chuàng)新性、關(guān)愛和特色等)和教學(xué)意義(育人價(jià)值、解決復(fù)雜問題綜合能力、創(chuàng)新精神等)。課程成績(jī)按百分制評(píng)定，由在線課程(28%)、線下見面課(32%)和期末考核(40%)組成，按照三者權(quán)重比例3∶3∶4來給定課程的綜合成績(jī)。此外，通過每學(xué)期在線課程反饋的課程運(yùn)行報(bào)告和學(xué)生滿意度調(diào)查問卷等形式，對(duì)課程進(jìn)行全面的教學(xué)評(píng)價(jià)，推進(jìn)課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)束語

目前,全國各類高校正在積極地開展新工科建設(shè)的研究與實(shí)踐，據(jù)教育部公布的2017年首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目,共計(jì)612項(xiàng)。新一輪工程教育變革，加快工程教育進(jìn)程，大力發(fā)展新工科尤其是高等工程教育發(fā)展與國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相融合的重要體現(xiàn)。地方高校要積極應(yīng)對(duì)高等工程教育面臨的新挑戰(zhàn)，突出區(qū)域特色優(yōu)勢(shì)，達(dá)到新工科人才培養(yǎng)要求，從而更好地服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。新工科建設(shè)是一個(gè)探索和實(shí)踐的過程，課程教學(xué)模式改革和創(chuàng)新為地方高校工程教育教學(xué)的改革與發(fā)展提供新的途徑。