蘇安婕， 吳志剛， 楊 關(guān)

(1.中原工學(xué)院 現(xiàn)代教育技術(shù)中心， 河南 鄭州 450007； 2.中原工學(xué)院 計算機學(xué)院， 河南 鄭州 450007)

隨著工程教育認證的實施和普及，我國高等工程教育得到快速發(fā)展，以學(xué)生為中心和成果導(dǎo)向等工程教育核心理念對促進教學(xué)改革、提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要性日益顯現(xiàn)[1]。國內(nèi)高校的相關(guān)專業(yè)參照工程教育專業(yè)認證標準，積極探索，通過多種形式踐行工程教育認證的核心理念。本文結(jié)合中原工學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)工程教育認證的實際情況，以程序設(shè)計學(xué)科競賽平臺為例，重點闡述大學(xué)生學(xué)習(xí)能力與核心素養(yǎng)培養(yǎng)的具體做法，為有效落實工程教育認證提供可借鑒的操作思路。

1 當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)具備的核心素養(yǎng)

面對復(fù)雜多變的新環(huán)境和新挑戰(zhàn)，當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)該具備哪些核心素養(yǎng)以及如何培養(yǎng)，已成為當(dāng)前高等工程教育亟待解決的問題。2014年4月，教育部發(fā)布了《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》，提出“將組織研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強調(diào)個人修養(yǎng)、社會關(guān)愛、家國情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐?！焙诵乃仞B(yǎng)本質(zhì)上是一種跨學(xué)科、適應(yīng)未來社會發(fā)展的綜合能力，是知識、技能、經(jīng)驗、情感、態(tài)度和價值觀的綜合體[2]。大學(xué)生的核心素養(yǎng)必須與具體的學(xué)科領(lǐng)域相結(jié)合才能得以體現(xiàn)，這也是發(fā)展核心素養(yǎng)的必由之路。為應(yīng)對復(fù)雜多變的新挑戰(zhàn)，適應(yīng)未來社會發(fā)展需要，當(dāng)代工科專業(yè)大學(xué)生應(yīng)具備6個維度的核心素養(yǎng)：①知識，即扎實的專業(yè)知識、交叉學(xué)科的工程理論知識、相關(guān)領(lǐng)域的背景知識；②能力，即自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)意識、跨界交流溝通能力、團隊合作能力、項目管理能力以及發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力；③新思維，即交叉學(xué)科的跨界思維和利導(dǎo)思維；④心理素質(zhì)，即穩(wěn)定的心理素質(zhì)和較強的情緒管控能力；⑤個人情懷，即高尚的情操、寬廣的胸懷、負責(zé)的態(tài)度，積極進取，樂觀向上；⑥價值觀，即認同傳統(tǒng)美德、遵守社會公德和職業(yè)道德，具有家國情懷，自強不息，勇于創(chuàng)新。

2 現(xiàn)階段大學(xué)生核心素養(yǎng)培育存在的問題與解決思路

2.1 存在的問題

盡管以學(xué)生為中心和成果導(dǎo)向等教育理念在高校已有廣泛共識，但在專業(yè)教育實踐中還面臨不少問題：一是“成果導(dǎo)向”在落實過程中演化為“結(jié)果導(dǎo)向”，高校雖然非常重視學(xué)生的能力和成果，但忽視了育人過程中學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律和認識規(guī)律；二是大多數(shù)高校雖然非常注重學(xué)生知識和專業(yè)能力的培養(yǎng)，但對學(xué)生的自學(xué)能力、情感、心理素質(zhì)和價值觀等關(guān)注不夠。國內(nèi)可借鑒的典型案例和成果經(jīng)驗也很匱乏[3]，很多相關(guān)教學(xué)改革活動都是在邊探索邊總結(jié)。

造成上述問題的原因除了急功近利的心態(tài)外，還有以下兩方面的因素：一是沒有領(lǐng)會“以學(xué)生為中心”的深刻內(nèi)涵，忽視工程教育認證的宗旨在于促進人的全面發(fā)展；二是在教育教學(xué)實踐活動中，沒有采取科學(xué)、有效的手段和方法。

2.2 問題解決思路

以國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽為代表的程序設(shè)計類競賽的宗旨是考核大學(xué)生知識的綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識、團隊精神以及在壓力下分析和解決實際問題的綜合能力。由于競賽考核的知識范圍涵蓋以工學(xué)、理學(xué)和管理學(xué)為主的多種學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域，很多問題解決難度大，沒有可借鑒的解決方案，需要團隊成員在長期備戰(zhàn)訓(xùn)練過程中養(yǎng)成較強的團隊分工與合作意識、交流溝通能力、獨立自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和算法設(shè)計能力，同時還要具備堅韌的毅力、穩(wěn)定的心理素質(zhì)、果斷的決策能力和快速的臨場應(yīng)變能力等多項內(nèi)在品質(zhì)[4]。相比其他學(xué)生，這些固化于身的能力和品質(zhì)是參賽隊員今后應(yīng)聘知名IT企業(yè)的核心競爭力。

通過廣泛的調(diào)研和綜合分析發(fā)現(xiàn)，程序設(shè)計類競賽的備戰(zhàn)訓(xùn)練機制對培育大學(xué)生核心素養(yǎng)有重要的借鑒價值：①落實有效的情感教學(xué)，有利于幫助學(xué)生樹立自信心，提高主觀能動性，強化學(xué)習(xí)意愿，這是開展其他教學(xué)活動的前提和基礎(chǔ)；②遵循學(xué)生身心發(fā)展和認知規(guī)律，并采用科學(xué)的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練方法，使教育教學(xué)效果事半功倍；③融合多元化的教學(xué)內(nèi)容，拓寬大學(xué)生的跨界思維和視野，培育學(xué)生的核心素養(yǎng)；④建立多渠道、多角度、持續(xù)的實踐訓(xùn)練平臺，促進大學(xué)生學(xué)以致用，使其知識和能力內(nèi)化于心、外踐于行。

3 基于學(xué)科競賽的學(xué)習(xí)能力與核心素養(yǎng)培育模式

基于上述問題分析和解決思路，本文以學(xué)生為中心，遵循學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律、認知規(guī)律和學(xué)科特點，構(gòu)建學(xué)練融合的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)實踐動手能力。在此基礎(chǔ)上，借助學(xué)科競賽訓(xùn)練平臺，創(chuàng)設(shè)多元化實踐活動，構(gòu)建培養(yǎng)“領(lǐng)頭羊”、落實“老帶新”、倡導(dǎo)“優(yōu)帶弱”、激勵“弱自強”的互助幫扶機制，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和核心素養(yǎng)。

3.1 基于學(xué)練融合的瀑布式教學(xué)模式的構(gòu)建

基于學(xué)練融合的瀑布式教學(xué)模式如圖1所示，其總體構(gòu)架思路是融合多元化教學(xué)內(nèi)容，開展靈活多樣的教學(xué)活動，4個環(huán)節(jié)如同瀑布流水緊密銜接，循序漸進地引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)”“學(xué)中思”，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性和敢于質(zhì)疑的挑戰(zhàn)意識，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。在教與學(xué)上，發(fā)揮教師的導(dǎo)向與導(dǎo)學(xué)作用，促進師生、生生交流互動，強化學(xué)生“做-學(xué)-練-反思-再做”的閉環(huán)訓(xùn)練過程，著重培養(yǎng)學(xué)生舉一反三、觸類旁通的發(fā)散思維能力與創(chuàng)新意識。

圖1 基于學(xué)練融合的瀑布式教學(xué)模式Fig. 1 Waterfall teaching mode based on the integration of learning and practice

(1) 探究式導(dǎo)學(xué)。設(shè)置相關(guān)的生活化案例，引導(dǎo)學(xué)生親歷發(fā)現(xiàn)、探索和認識新知識的過程，培養(yǎng)學(xué)生探索未知和解決實際問題的實踐能力。同時，通過引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，培養(yǎng)其資料收集與整理能力，完善其知識鏈，激發(fā)其創(chuàng)新意識。

(2) 開放性思考。不同于教材中的習(xí)題和案例，競賽試題不是理論知識的模板式應(yīng)用，而是應(yīng)用條件的拓展以及與其他知識綜合的典型應(yīng)用，需要經(jīng)過深入思考與分析才能找到解決方案。因此，應(yīng)充分尊重學(xué)生的個性，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生積極思考與討論，促進學(xué)生進一步理解和鞏固所學(xué)新知識、深化知識結(jié)構(gòu)，這也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和敢于質(zhì)疑、勇于挑戰(zhàn)的意識。

(3) 實戰(zhàn)式應(yīng)用。設(shè)置科研項目或采用競賽中的典型案例，引導(dǎo)學(xué)生靈活運用所學(xué)知識，學(xué)會提出問題、分析問題和解決問題，使其所學(xué)知識和技能得以應(yīng)用和遷移，最終實現(xiàn)知識向能力的轉(zhuǎn)化。

(4) 持續(xù)學(xué)習(xí)。在前3階段的基礎(chǔ)上，搭建學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和競賽平臺，促使學(xué)生利用已習(xí)得的知識、能力、經(jīng)驗和認知策略，實現(xiàn)個性化知識結(jié)構(gòu)的更新與核心素養(yǎng)的提高。

3.2 自主學(xué)習(xí)能力與利導(dǎo)思維訓(xùn)練機制的構(gòu)建

書本知識是人類長期探索自然所獲得的基本經(jīng)驗(真知)的符號表示，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)時應(yīng)挖掘符號所蘊含的真知，而不是死記硬背符號，進而領(lǐng)會前人發(fā)現(xiàn)知識過程中的創(chuàng)新思維和分析、解決問題的思路，循序漸進地掌握智慧的自主學(xué)習(xí)方法。一方面，在備戰(zhàn)競賽的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練實踐中，通過給學(xué)生布置略高于自身知識和能力范圍的題目，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)、訓(xùn)練、交流和反思，并通過博客形成文檔總結(jié)。另一方面，提供大量的智慧學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維培養(yǎng)方面的書籍，如《思維導(dǎo)圖》《結(jié)構(gòu)性思維》《學(xué)會創(chuàng)新》等，供學(xué)生課外閱讀學(xué)習(xí)。

引導(dǎo)學(xué)生放眼未來，取得成功鼓勵自己，遇到困難迎接挑戰(zhàn)，以積極心態(tài)和樂觀情緒去面對問題，主動尋求解決方案，逐步養(yǎng)成積極的利導(dǎo)思維習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的實踐能力和創(chuàng)新意識。同時，推薦《第56號教室的奇跡》《正確看待問題》《高情商管理》等書籍，引導(dǎo)學(xué)生進行利導(dǎo)思維訓(xùn)練。

3.3 培養(yǎng)“領(lǐng)頭羊”、落實“老帶新”、倡導(dǎo)“優(yōu)帶弱”、激勵“弱自強”的互助幫扶機制的構(gòu)建

心理學(xué)研究表明，大學(xué)生的心理素質(zhì)、個人情懷和價值觀等內(nèi)心世界常常處于隱形的“冬眠”狀態(tài)，需要外界刺激才能激活[5]。因此，通過設(shè)置一系列的交互活動,譬如組織競賽與培訓(xùn)以及爭當(dāng)“領(lǐng)頭羊”、鼓勵“老帶新”和“優(yōu)帶弱”等活動，引導(dǎo)學(xué)生相互交流、分工協(xié)作，承擔(dān)不同角色和責(zé)任，協(xié)同完成某些任務(wù)，進而激活學(xué)生內(nèi)心世界，并有意識地引導(dǎo)他們向預(yù)設(shè)的方向發(fā)展，最終達到培育、歷練其核心素養(yǎng)的目的。

3.3.1 培養(yǎng)“領(lǐng)頭羊”，落實“老帶新”

優(yōu)秀隊員知識面廣、思維靈活、編程能力強、競賽經(jīng)驗豐富。鼓勵他們作為隊內(nèi)“領(lǐng)頭羊”積極參與課程實踐指導(dǎo)和答疑，協(xié)助老師指導(dǎo)、組織和管理低年級學(xué)生的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。同時，在交流、答疑和指導(dǎo)的互動過程中，積極挖掘低年級中表現(xiàn)積極、思維活躍和責(zé)任心強的學(xué)生重點培養(yǎng)，作為下一屆“領(lǐng)頭羊”的后備軍。通過這些“領(lǐng)頭羊”“老帶新”的榜樣示范效應(yīng)，一方面，給隊員提供鍛煉機會，使其獲得成就感，增強責(zé)任心，在競賽團隊中樹立威信，更好地管理團隊；另一方面，激勵低年級學(xué)生積極奮進、向榜樣看齊，爭當(dāng)“領(lǐng)頭羊”，為今后落實“老帶新”起到引領(lǐng)示范作用，形成良性循環(huán)。

3.3.2 倡導(dǎo)“優(yōu)帶弱”，激勵“弱自強”

競賽團隊一般是按年級交叉、專業(yè)知識優(yōu)勢互補和隊員個性平衡的原則組隊，通過“優(yōu)帶弱”的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，促進隊員共同提升。基于學(xué)科競賽培訓(xùn)模式，在班級教學(xué)中構(gòu)建互助幫扶機制，具體做法如下。

(1) 自新生被錄取后，組織老隊員創(chuàng)建“新生C語言編程興趣互助交流群”，通過視頻、語音、文檔等方式向新生介紹程序設(shè)計類競賽的規(guī)則、特點和知識范圍，引導(dǎo)這些“準大學(xué)生”延續(xù)高考備戰(zhàn)的學(xué)習(xí)勁頭，自主學(xué)習(xí)C語言編程。

(2) 新生入校后，通過分析他們在交流群中的學(xué)習(xí)內(nèi)容、難易程度等，挖掘?qū)W習(xí)態(tài)度、自學(xué)能力、邏輯思維和個人品質(zhì)相對優(yōu)秀的學(xué)生重點培養(yǎng)，作為班級的“領(lǐng)頭羊”。然后，按照優(yōu)勢互補和雙向選擇的原則組建班級學(xué)習(xí)互助小組，每個小組2名優(yōu)秀學(xué)生，協(xié)助老師負責(zé)2～4名學(xué)生的學(xué)習(xí)指導(dǎo)、答疑和引領(lǐng)。老師不定期地鼓勵優(yōu)秀學(xué)生給其他學(xué)生出題訓(xùn)練、分享做題經(jīng)驗，使之既能幫助同學(xué)，又能訓(xùn)練自身的語言、文字表達能力，促進學(xué)生共同進步。

(3) 教學(xué)過程中，如發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，要及時給予幫助和關(guān)愛，利用“亮點原則”，鼓勵他們充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，逐步樹立自信心，提高自學(xué)能力。

(4) 引導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生負責(zé)組織新生刷題月活動、程序設(shè)計月賽、新生賽和校賽，這類活動既能檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，又能訓(xùn)練學(xué)生的組織、策劃、管理、團隊合作和溝通能力。通過各種競賽活動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，歷練學(xué)生的綜合能力。

3.4 適宜的師生交流途徑和學(xué)生心理疏導(dǎo)機制的構(gòu)建

構(gòu)建多渠道、多形式的師生和生生交流途徑以及學(xué)生心理疏導(dǎo)機制，及時解決困擾學(xué)生學(xué)習(xí)的各種難題，幫助他們逐步樹立自信心，激活學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的“動力源”。

(1) 落實情感教學(xué)，多渠道與學(xué)生交流，了解學(xué)生的想法，以真摯情懷感染學(xué)生，以實際行動影響學(xué)生。多些理解和寬容，少些說教和指責(zé)。慢慢地，學(xué)生就會樹立自信心，從而激勵自己努力學(xué)習(xí)，朝著老師期望的方向發(fā)展。反之，說教和指責(zé)學(xué)生的教育方式，往往會適得其反。

(2) 以競賽隊員為主，搭建“至善”助學(xué)平臺，利用團隊力量引導(dǎo)學(xué)生互相幫助，及時發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的困難與問題，促進學(xué)生內(nèi)在品質(zhì)與能力的提升。

(3) 使用“亮點原則”引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身優(yōu)點，激發(fā)學(xué)生自我完善的欲望。同時，引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待自身存在的問題，認識到問題是促進成長的機會，進而找到問題的根源并解決問題，逐步完善自己，使個人身心得到發(fā)展。

4 結(jié)語

工程教育認證背景下，國內(nèi)高校采取多種措施培養(yǎng)大學(xué)生的工程實踐能力、終身學(xué)習(xí)意識和個人素養(yǎng)，但還需要打通“最后一公里”，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)難題，使學(xué)生情感上愿意學(xué)、行動上會學(xué)和精神上樂學(xué)。只有多措并舉才能收到實效。本文提出的基于學(xué)科競賽的大學(xué)生學(xué)習(xí)能力和核心素養(yǎng)培育模式以學(xué)科競賽為平臺，在理論與實踐教學(xué)活動中通過科學(xué)的程序和方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，引領(lǐng)學(xué)生搭乘工程教育的列車。下一步要做的研究工作是發(fā)揮學(xué)科競賽的優(yōu)勢，把學(xué)科競賽與實際教學(xué)緊密結(jié)合起來，最大限度地發(fā)揮學(xué)科競賽的教學(xué)輻射功能，讓更多的學(xué)生受益。同時，開展多元化教學(xué)活動和多要素能力指標達成情況綜合評價[6]，為工程教育質(zhì)量的持續(xù)改進奠定基礎(chǔ)。