創(chuàng)新課程體系 培養(yǎng)拔尖人才

圖為哈爾濱工程大學(xué)教師指導(dǎo)學(xué)生開展新工科課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。受訪者供圖

近日，東北五校電子信息類專業(yè)建設(shè)會(huì)議暨首屆無線電報(bào)機(jī)制作競(jìng)賽決賽在哈爾濱工程大學(xué)舉行。來自哈爾濱工業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)、大連理工大學(xué)、東北大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)的專家學(xué)者齊聚一堂，共話新工科課程改革，探索拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式。

新工科建設(shè)是高校深化教育教學(xué)改革的重要舉措，其核心在于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的工科人才。當(dāng)前，高校新工科建設(shè)情況如何，積累了哪些經(jīng)驗(yàn)？在人工智能快速發(fā)展的背景下，教學(xué)方式發(fā)生了哪些新變革？面向未來，人才培養(yǎng)模式將呈現(xiàn)出哪些新趨勢(shì)？對(duì)此，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了相關(guān)專家。

瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)需求推進(jìn)課程改革

早在2017年，教育部在天津大學(xué)召開新工科建設(shè)研討會(huì)，形成新工科建設(shè)的愿景與行動(dòng)路線。2018年，教育部、工業(yè)和信息化部、中國(guó)工程院聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見》，要求深入開展新工科研究與實(shí)踐，探索建立工程教育的新理念、新標(biāo)準(zhǔn)、新模式、新方法、新技術(shù)、新文化。2023年，教育部、國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等五部門印發(fā)《普通高等教育學(xué)科專業(yè)設(shè)置調(diào)整優(yōu)化改革方案》，提出深化新工科建設(shè)，對(duì)現(xiàn)有工科專業(yè)全要素改造升級(jí)。

如今，全國(guó)各地的高校都在積極推進(jìn)新工科建設(shè)，進(jìn)行課程改革，并進(jìn)行了諸多創(chuàng)新性實(shí)踐。

“哈爾濱工程大學(xué)正加快構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐育人課程體系。”該校信息與通信工程學(xué)院副院長(zhǎng)喬玉龍介紹，為對(duì)接產(chǎn)業(yè)需求，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維，哈爾濱工程大學(xué)打破傳統(tǒng)課程“孤立”授課的狀況，以課程知識(shí)整合為牽引，以項(xiàng)目實(shí)踐訓(xùn)練為載體，以知識(shí)圖譜建設(shè)為支撐，重構(gòu)新型課程體系。例如，在哈爾濱工程大學(xué)副教授于蕾的課程中，學(xué)生們系統(tǒng)學(xué)習(xí)了制作雙路信號(hào)發(fā)生器所要掌握的運(yùn)算放大器、AD/DA轉(zhuǎn)換等知識(shí)。運(yùn)用這些知識(shí)，學(xué)生在完成學(xué)業(yè)的同時(shí)，還有機(jī)會(huì)參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，真正做到課賽一體。

大連理工大學(xué)信息與通信工程學(xué)院副院長(zhǎng)龔曉峰表示，他們采取漸進(jìn)式改革，積極運(yùn)用人工智能等新技術(shù)，開設(shè)了多門相關(guān)課程，采取“理—實(shí)—思—?jiǎng)?chuàng)一體化”的授課模式，調(diào)動(dòng)“教—學(xué)—研—賽”等多重育人要素，打造以“高整合性項(xiàng)目式核心課程”為核心的本科人才培養(yǎng)課程體系。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院則通過“大師+團(tuán)隊(duì)”等教育模式，開設(shè)軟硬件綜合創(chuàng)新的貫通實(shí)踐課，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)讓學(xué)生接觸科技前沿問題、產(chǎn)業(yè)前沿需求，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新性解決復(fù)雜問題能力和綜合動(dòng)手實(shí)踐能力。

運(yùn)用新興技術(shù)優(yōu)化教學(xué)方式

“人工智能等新技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)國(guó)家級(jí)教學(xué)名師戰(zhàn)德臣說。在高校新工科建設(shè)過程中，人工智能等技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用。這些技術(shù)在高校新工科課程開發(fā)、教材編寫、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用日益廣泛。

戰(zhàn)德臣表示，人工智能等新技術(shù)將使高校新工科課程變得更加“智慧”，數(shù)智課堂將為學(xué)生配備數(shù)字教師和AI助教，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施教，推動(dòng)新工科課程建設(shè)；而數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用還可以將復(fù)雜的工科專業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)化為“一圖讀懂”的知識(shí)圖譜，清晰刻畫出人才培養(yǎng)的知識(shí)體系，為“教與學(xué)”提供智能化支持。

東北大學(xué)知識(shí)圖譜研究團(tuán)隊(duì)依托東北大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，推出了自主研發(fā)的“知行伴學(xué)”智能助教系統(tǒng)。該系統(tǒng)內(nèi)嵌計(jì)算機(jī)、材料、冶金、醫(yī)藥、法律等20多個(gè)學(xué)科的數(shù)據(jù)庫以及50多個(gè)課程知識(shí)基礎(chǔ)圖譜，將大語言模型、知識(shí)圖譜等人工智能前沿技術(shù)相結(jié)合，賦能全學(xué)科、批量化課程智慧化建設(shè)。

在新工科實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，人工智能等新技術(shù)也扮演了舉足輕重的角色。在哈爾濱工程大學(xué)電工電子國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，這里的實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行智能化改造升級(jí)，電路電子的模塊化和系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備正在更新，數(shù)字孿生技術(shù)的運(yùn)用為實(shí)驗(yàn)室跨時(shí)空自主實(shí)踐環(huán)境的營(yíng)造奠定了基礎(chǔ)。該實(shí)驗(yàn)中心副主任項(xiàng)建弘表示，從2025年春季新學(xué)期開始，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與開放實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需在電腦端就可以遠(yuǎn)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，不需要實(shí)體設(shè)備。

此外，人工智能等新技術(shù)賦能新工科建設(shè)的實(shí)踐模式，為中西部教育發(fā)展提供助力，進(jìn)一步促進(jìn)教育公平。在與哈爾濱工程大學(xué)相隔5000多公里的新疆喀什大學(xué)，兩校師生通過“AI+互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，不僅能夠共享實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源，還可以開展遠(yuǎn)程交互式教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“同上一堂課”。

學(xué)科交叉融合完善育人體系

隨著知識(shí)更新迭代速度的進(jìn)一步加快，未來新工科建設(shè)將與人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的融合更加緊密，學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣、獲取知識(shí)途徑以及能力提升要求都會(huì)發(fā)生顯著變化。為了適應(yīng)這些變化，各高校將更加重視加強(qiáng)辦學(xué)特色，促進(jìn)學(xué)科交叉與融合。

吉林大學(xué)通信工程學(xué)院副院長(zhǎng)高博認(rèn)為，從國(guó)家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)需求的角度來看，未來新工科建設(shè)需要學(xué)校主動(dòng)順應(yīng)變革，打造跨學(xué)科前沿課程，構(gòu)建模塊化、層次化、進(jìn)階式且課內(nèi)外一體的實(shí)踐課程體系，培養(yǎng)面向未來的工程人才。

“從拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的質(zhì)量來看，新工科發(fā)展應(yīng)立足學(xué)校辦學(xué)特色與優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化學(xué)科間的交叉融合。”東北大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院副院長(zhǎng)宋曉詩說，例如，東北大學(xué)正憑借計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、通信工程、電子信息工程等學(xué)科和專業(yè)優(yōu)勢(shì)，完善育人體系，持續(xù)推進(jìn)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地建設(shè)。

此外，在新一代信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，新工科建設(shè)要積極響應(yīng)國(guó)家關(guān)于“人工智能+”行動(dòng)的戰(zhàn)略部署，全面、系統(tǒng)地將人工智能技術(shù)融入專業(yè)教育教學(xué)。“同時(shí)，新工科建設(shè)不僅要構(gòu)建面向未來前沿新技術(shù)發(fā)展的育人模式，還要完善人工智能倫理、人工智能前沿技術(shù)等課程體系，協(xié)同推進(jìn)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。”龔曉峰說。

（記者朱 虹 通訊員 劉 濤）