新工科背景下高等教育教学方法研究

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）14-0130-04

Abstract：Underthebackgroundofnewengineeringscience，highereducationfaceshigherdemands，requiringthecultivation ofengineringandtechnicaltalentsthataremoreinlinewithmodemindustrialneeds.Thispaperrevolvesaroundtheconcept ofnewengineringeducation，exploringinnovationandrefominteachingmethodsinhighereducation.Firstthelimitationsof traditionalteaching methodsaresummarized，andthenweproposenewengineringeducationmethodsbasedoninovative teachingmethodsandevaluationsystems，problem-solving，practicalteaching，interdisciplinaryintegration，flippedclasso， virtualrealityandaugmentedrealitytechniques.Theaimistonurturestudents’innovativethinking，practicalabilies，and teamworkspit.Thisstudyprovidespracticalsuggestionsforthereformof highereducationteaching methods，aiming topromote the continuous development of higher education under the new engineering science background.

Keywords：new engineering; higher education;teaching methods；educational reform；educational exploration

随着中国经济水平的提高，国民收入的增加，国家实力的快速增强，2017年我国高等教育开始启动新功课建设，以适应快速发展的新兴产业及社会需求[-2]。2019年中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》，提出要加快信息化时代教育改革。因此，研究新工科背景下高等教育方法具有重要意义。相比于传统高等教育，新工科教育具有显著的时代特征。传统的工程学科边界逐渐模糊，新工科时代鼓励不同学科之间的融合与合作。高等教育需要培养新一代大学生具备跨学科的知识，能够在多领域合作中发挥优势。同时，新工科教育体系更加注重学生的创新驱动能力。培养学生的创新意识和创新能力，鼓励学生在实践中提出新的问题、探索新的解决方案，促使技术创新成为教育的核心。另外，新工科更加注重实践导向性，更加注重学生的实际操作能力和解决实际问题的能力，强调实践教学和实习经验，使学生在真实场景中获得知识和技能。除此之外，新工科更加注重全球视野和社会责任。新工科时代培养的学生需要具备全球化的视野，能够适应不同文化背景下的合作与竞争，具备国际竞争力。强调工程技术的发展应当服务于社会和人类的发展，注重工程伦理和社会责任感的培养，使学生在技术发展的同时能够为社会作出贡献。在新工科时代，高等教育机构需要根据社会和产业的需求，调整教育教学模式，培养更具综合素质和实践能力的工程技术人才，以适应日新月异的科技发展和全球产业结构的变革5-@。

随着新工科时代的到来，高等教育面临着培养更加全面、实践能力更强的工程技术人才的迫切需求。因此，研究新工科背景下的高等教育教学方法具有重要的目的和意义： ① 培养适应新工科需求的人才； ② 推动教育模式创新； ③ 培养学生终身学习能力； ④ 促进产学研结合。 ⑤ 推动科技创新。因此，研究新工科背景下的高等教育教学方法不仅能够满足社会对高素质工程技术人才的需求，也将为高等教育的可持续发展和社会进步作出积极贡献。

一 传统教学方法的局限性

传统高等教育教学过程中存在显著的时代特征。

其中包括：知识传授的方法主要以教师讲解为中心，注重知识的传授。学生在整个教学过程中被动接收知识，而不是主动探索学习。另一方面，传统高等教育通常采用单一的考试评价体系，考试过程中注重学生记忆和应试能力。培养过程中，关于学生的辩证思考能力、创新能力、应用实践能力等缺乏培养。传统高等教育培养过程中，学科之间割裂现象较为严重，学生难以在不同学科领域形成综合性的知识体系。另外，传统教学方法较少涉及实际项目和实践操作，学生的实际动手能力和解决问题的能力相对较弱[8-9]。

因此传统高等教育体系具有显著的局限性[10-2]。第一，教育方法较为格式化，缺乏灵活性。传统教学方法固化，课程设置和教学内容相对僵化，难以适应快速变化的社会和产业需求。第二，教育过程中忽视学生个性。传统教学方法往往忽视学生个体差异，课程内容和教学方法不能满足不同学生的需求，导致学习兴趣和动力不高。第三，传统高等教育通常具有僵化的课程设置。传统高等教育体系的课程设置较为固定，学科划分明确，这导致了跨学科学习的难度。然而，在实际问题解决中，往往需要跨学科的知识和技能，传统体系限制了学生的综合性学习。第四，实践环节较为缺少。传统教学缺乏与实际工程项目结合的实践经验，学生毕业后缺乏实际操作能力，难以顺利进入职业生涯。第五，教育过程中对学生的创新能力培养不足。传统教学方法难以激发学生的创新思维，学生缺乏独立思考和问题解决的能力。第六，与产业需求脱节，传统教学方法的教育内容与产业需求的技能要求存在较大脱节，学生毕业后需要经过长时间的适应和培训才能胜任工作。

二 新工科背景下教学方法探索与创新

本研究提出新工科背景下教学方法的探索方法。并依托华东理工大学信息学院自动化系，展开实践。下面将从五个方面分别介绍取得的探索成果。第一，教学模式与评价体系的创新。第二，实践教学与学生个性相结合的教学方法探索。第三，跨学科融合教学方法探索。第四，新兴学模式翻转课堂（FlippedClassroom）再探索。第五，虚拟现实（VirtualRealityVR）和增强现实（AugmentedRealityAR）教学探索。下面将分别从以上五个方面，详细阐述新工科背景下高等教育教学方法的探索。

（一）教学模式与评价体系的创新

要培养学生解决实际问题的能力，首先需要改变传统高等教育教学模式。高等教育中将教学过程从传统教学体系以教师为中心，转变为以学生为中心，需要采用一系列创新性的教学方法和策略，以激发学生的学习兴趣、培养自主学习能力，并提高他们的实践技能和创新思维。第一，创设互动性课堂环境。教师可以采用小组讨论、案例分析等教学方法，鼓励学生参与课堂讨论，提高学生的主动学习参与度。第二，引入小班教学。将专业核心必修课程采用小班教学，减小教学规模。在师资力量充沛的情况下，将选修课程也采用小班教学。小班教学有利于师生互动，营造出学生有教学主题的教学模式。第三，引入项目驱动学习机制。设计实际的项目任务，让学生在团队中合作完成项目，培养学生的实际操作能力、团队协作和问题解决能力。

另外，还需要在高等教育中进行评价体系的创新，教学评价标准亟待多样性。目前，高等教育中，仍以考试分数作为学生奖学金、评优、保研的主要依据。这样的评价体系，一方面有利于学生快速掌握学习课程的基础知识。对于学生能力的提高具有一定的积极作用。然而，从另一方面讲，旧有的评价体系对学生思维具有一定的固化、限制作用。因为好的科研活动并不是对现有方法理论的简单重复。科研活动中，问题往往是开放的，答案并非是唯一的，方法是多样性的。此时需要学生在掌握扎实的基础知识的同时，需要进行自由、开放、具有深度的思考训练才能在以后的学习、工作中发挥更好的作用。因此引入多种评价方式对新工科背景下教学活动具有关键作用。建立高等教育中多元化的评价体系，包括综合能力的评价，就是除了学术成绩，还应考虑学生的综合能力，即实际操作能力、团队协作能力、创新能力等；项目作业和实践经验的评价，就是引入更多实践项目、实习经验、社区服务等作为评价标准，能够更好地反映学生在实际场景中的应用能力；学术和非学术评价，就是考虑学生的课外活动、社团参与、领导经验等非学术因素，为学生提供更多发展机会。

以信息类专业学生选修课最优化方法为例，我们采取了小班化教学，将原来60＼～100人的教学班级拆分，增加授课教师人数，缩小教学班级人数规模，人数缩减至30人以下，教学效果明显提升，不及格率下降，并且对评价体系进行了创新，优化原有评价体系，实现了真实提高学生专业技能的目的。

（二）实践教学与学生个性相结合的教学方法探索

新工科教育背景下，应当加强学生的实践活动，并且结合学生的个性，制定个性化实践活动。将实践教学与学生个性相结合的教学方法是一种有益的教育创新方式，可以提高学生的学习兴趣，激发他们的学习动力，并使教学更加贴近学生的需求。为了完成该目标，应当鼓励学生制订个性化的学习计划，包括选择感兴趣的课题、项目或实践活动。教师可根据学生的兴趣、特长及职业发展自标，帮助学生制定符合个性的学习路径，并且将传统高等教育中的学习分数驱动型教学活动有意识地向项自驱动方向倾斜，设计具有实际意义的项目，鼓励学生选择自己感兴趣的项目进行深入研究和实践。学生可以在项目中发挥个性化的特长，提出创新性的解决方案，增强实践能力。此外增加学生反馈与调整环节，广泛地收集学生的反馈意见，根据学生的反馈和学习情况进行调整和优化教学方案。学生的反馈可以帮助教师更好地了解学生的个性化需求，做出更加精准的教学计划。通过以上教学方法的探索，可以实现实践教学与学生个性相结合，满足学生的个性化需求，促使学生更加积极主动地参与实践活动，提高学生的实践能力和创新思维。

以为例，依托上海大都会中高端智能制造企业，为本科生、研究生提供了很好的实践机会。安排实践性的课程和实习机会，使学生能够将所学知识应用到实际工程项目中，提高他们的实践技能。以为例，学院为本科生、研究生培养建立了含有众多高精尖企业的实习基地，加强了校企合作，实现了产学研高质量融合发展。安排学生在智能制造企业进行实习，让他们亲身参与生产流程，了解现实工作环境，从实际项目中学习专业知识。在企业内建立实训基地，模拟真实工作场景，进行实践操作培训，提高学生的实际技能。另外，企业内部专家担任学生的企业导师，指导学生进行实践项目，分享实际工作经验，培养学生实际操作能力。同时，学校导师担任学生的校内导师，定期与企业导师沟通，保障学生在学校和企业之间的顺畅合作。除此之外，定期向企业征求对学生实践表现的反馈，以便及时调整实践教学方案，确保培养出符合企业需求的人才。通过与企业合作，为大学生、研究生培养提供了很好的实践环境，为新时代高质量发展培养了复合型工程人才。

（三） 跨学科融合教学方法探索

在高等教育中，跨学科融合教学方法的探索可以为学生提供更加多元化、综合性的学习体验，更加有利于培养具有跨学科思维和创新能力的人才。跨学科融合实践过程中，可以鼓励不同学科教师共同设计跨学科课程、将不同学科的知识内容整合在一个课程中，鼓励学生学习多个学科的知识，培养学生的跨学科思维和问题解决的能力。跨学科融合教学方法的关键之处仍在于建立合理的跨学科综合评价体系。评价体系过于单一，评价体系仍按照旧有的唯分数策略，将不利于学生对不同学科领域知识的掌握及实践和创新能力的提升。因此，建立综合的跨学科评价体系将促进交叉学科人才的培养。通过以上跨学科融合教学方法的探索，可以打破传统学科壁垒，促使学生具备更加广泛的知识和技能，培养具有跨学科思维和综合素养的人才，更好地满足现代社会和产业的需求。另外，互动式讲座和讨论对于跨学科融合教学具有重要作用，可以尝试为学生多组织跨学科讲座，邀请不同学科领域的专家、学者进行讲座，展示他们的最新研究成果，激发学生的兴趣，并展示跨学科研究的重要性。同时组织并且鼓励不同学科的学生积极参与跨学科讨论。组织学科交叉的小组讨论，鼓励学生从不同学科的角度思考问题，并进行深人讨论。除此之外，还可以通过参加比赛，如大学生挑战杯等，将不同专业不同背景的同学凝聚在一起，共同参与比赛项目。以项目为导引，建立跨学科同学之间的合作意识，使得大学生在毕业之后受益于与多学科专业认识合作的经历，这样有利于跨学科融合教学方法在学生成才上发挥更大的作用，为学生复合型发展提供有力保障，为企业发展提供可用人才。