高水平工科類行業(yè)特色高校實施STEM教育改革面臨的問題與對策

1、    高水平工科類行業(yè)特色高校實施stem教育改革面臨的問題與對策    摘要：當(dāng)前，高水平工科類行業(yè)特色高校的人才培養(yǎng)面臨從“基于學(xué)科的教育”向“學(xué)科交叉融合的教育”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。在此背景下，stem教育理念被引入高水平工科類行業(yè)特色高校的教育改革中。然而，從實施情況來看，我國高水平工科類行業(yè)特色高校仍存在所培養(yǎng)的人才創(chuàng)新能力不足的突出問題。為改變這一現(xiàn)狀，高水平工科類行業(yè)特色高校應(yīng)在專業(yè)教學(xué)中重視培養(yǎng)學(xué)生的跨界整合能力，推進(jìn)學(xué)科、專業(yè)、課程的一體化建設(shè)，實施項目式教學(xué)，建立基于循證的教學(xué)評價體系，建立健全stem教育改革體制機(jī)制。關(guān)鍵詞：高水平行業(yè)特

2、色高校，stem教育理念，跨界整合能力我國高水平行業(yè)特色高校形成于20世紀(jì)50年代，這類高校實施的是面向行業(yè)的專業(yè)教育。1978年黨的十一屆三中全會召開后，我國在經(jīng)濟(jì)和社會諸多方面進(jìn)行了一系列改革。與此相適應(yīng)，我國高等教育從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)入了改革與發(fā)展新時期。20世紀(jì)90年代末，國家實施高等教育管理體制改革的重點是改變高?！皸l塊分割”的辦學(xué)局面。在這次改革中，絕大部分行業(yè)特色高校實行“中央與地方共建、以地方為主”的管理體制，這類高校被稱為“行業(yè)劃轉(zhuǎn)院?！?；少部分與行業(yè)聯(lián)系緊密、發(fā)展水平相對較高的高校劃歸教育部或其他部委管理，這類高校叫作“高水平行業(yè)特色高?！?。高水平行業(yè)特色高校劃歸教育

3、部后進(jìn)行了兩個方面的改革：一是淡化行業(yè)特色，擴(kuò)展學(xué)科，向綜合性大學(xué)轉(zhuǎn)型；二是強(qiáng)調(diào)科研，加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，向研究型大學(xué)轉(zhuǎn)型。在這種背景下，這些高校與原來的行業(yè)的聯(lián)系漸行漸遠(yuǎn)，實施面向?qū)W科的專業(yè)教育。但是過于強(qiáng)調(diào)面向?qū)W科的專業(yè)教育導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生實踐能力弱化，創(chuàng)新能力不足，難以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要。因此，高水平行業(yè)特色高校的發(fā)展面臨從“去行業(yè)化”轉(zhuǎn)向“再行業(yè)化”，從“基于學(xué)科的教育”走向“學(xué)科交叉融合的教育”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。在此背景下，stem教育理念被引入高水平行業(yè)特色高校的教育改革中。stem（science、technology、engineering、mathematics）教育是由美國發(fā)起、主導(dǎo)

4、并在全球興盛的一項教育改革運動。stem教育的實質(zhì)是重視學(xué)科交叉和知識融合，強(qiáng)調(diào)將科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)及數(shù)學(xué)等內(nèi)容整合成跨學(xué)科課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生成為具有跨界融合能力的創(chuàng)新能才。我國140所“雙一流”建設(shè)高校中的高水平行業(yè)特色高校有89所，占63.6%，其中絕大部分是工科類行業(yè)特色高校。本研究聚焦“雙一流”建設(shè)高校中涉及水、電、地、礦、油、交通、通信等國民經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵領(lǐng)域，關(guān)系國家發(fā)展全局的部分工科類行業(yè)特色高校，旨在探討如下幾個問題：stem教育對高水平工科類行業(yè)特色高校的改革是否具有適切性？當(dāng)前我國高水平工科類行業(yè)特色高校實施stem教育改革存在哪些突出問題？我國高水平工科類行業(yè)特色高校應(yīng)如何實施

5、stem教育改革？一、stem教育與高水平工科類行業(yè)特色高校改革的適切性stem教育起源于美國，是美國為應(yīng)對新經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)提出的培養(yǎng)創(chuàng)新人才的國家發(fā)展戰(zhàn)略。自1986年美國國家科學(xué)委員會發(fā)布本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育報告，正式開展stem教育以來，美國先后出臺一系列政策法規(guī)。2018年美國政府發(fā)布制定成功路線：美國stem教育戰(zhàn)略，表明stem教育的開展已形成體系化制度。stem也由最初的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門特定組合的學(xué)科加入了藝術(shù)學(xué)科（arts），演變?yōu)閟team，我國學(xué)者甚至提出了stem+的概念。從縱向看，stem教育從本科到k12階段，一直延續(xù)至終身教育；從橫向看，stem教育不僅超

6、越了四門具體學(xué)科形態(tài)，還發(fā)展成為一種以多學(xué)科交叉融合方式培養(yǎng)人才的教育改革新理念。經(jīng)過幾十年的改革探索，人們對stem教育逐步形成了以下四個共識。1.注重培養(yǎng)跨界整合能力stem教育的核心目標(biāo)是培養(yǎng)具備高階思維能力、能夠適應(yīng)未來社會需要的創(chuàng)新人才，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、跨界整合能力以及復(fù)雜的合作共情能力。西方發(fā)達(dá)國家stem課程聚焦跨界整合能力培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)跨界整合能力是運用多學(xué)科知識，進(jìn)行多角度分析、多方案對比來解決問題的通用能力。美國國家自然科學(xué)基金會的拉瑪雷（j.ramaley）表示，開設(shè)stem課程的主要目的是通過培養(yǎng)學(xué)生整合各領(lǐng)域知識、解決實際問題的能力，從而促使未來人才適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)

7、全球化及其復(fù)雜性和合作性不斷增強(qiáng)的大趨勢。1為此，她特別強(qiáng)調(diào)對學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)素養(yǎng)以及想象力、審美能力等人文底蘊的培養(yǎng)。2stem教育強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生跨界整合能力，可以解決我國高水平工科類行業(yè)特色高校在人才培養(yǎng)上存在的“過于重視專業(yè)能力、輕視通用能力”等問題。根據(jù)stem教育理念，我國高水平工科類行業(yè)特色高校應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生跨界整合能力為主要目標(biāo)，確保其培養(yǎng)的人才具有較高的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，能夠為行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供強(qiáng)有力的智力支持。2.構(gòu)建跨學(xué)科課程與開展項目式教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生跨界整合能力，必須加強(qiáng)學(xué)科交叉融合。所謂學(xué)科交叉融合，是指跨越學(xué)科邊界，打破學(xué)科壁壘，實現(xiàn)多學(xué)科知識的交叉融合。stem課

8、程不是將四門學(xué)科內(nèi)容簡單疊加，而是通過基于問題的學(xué)習(xí)或基于項目的學(xué)習(xí)，將原本獨立的不同領(lǐng)域的學(xué)科知識和方法整合成跨學(xué)科課程；通過培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力和解決復(fù)雜問題的能力來滿足未來職業(yè)對人才的需求。與構(gòu)建跨學(xué)科課程相適應(yīng)，stem教育的重要教學(xué)形式是項目式教學(xué)，即基于項目的學(xué)習(xí)方式。它強(qiáng)調(diào)在完成真實的任務(wù)過程中通過成立項目小組的形式開展深度學(xué)習(xí)，讓每一位學(xué)生在深入理解專業(yè)知識、主動設(shè)計解決問題的方案的基礎(chǔ)上完成項目任務(wù)。構(gòu)建跨學(xué)科課程和開展項目式教學(xué)是目前西方發(fā)達(dá)國家實施stem教育的主要內(nèi)容。美國高校實施stem教育通常采用兩種方式。一是設(shè)計基于職業(yè)情境的學(xué)習(xí)項目；二是鼓勵學(xué)校與企業(yè)或科技館、

9、博物館等校外機(jī)構(gòu)一起，共同開發(fā)跨學(xué)科課程。3構(gòu)建跨學(xué)科課程與開展項目式教學(xué)也是我國高水平工科類行業(yè)特色高校實施教學(xué)改革的核心內(nèi)容。針對行業(yè)特色高校優(yōu)勢學(xué)科單一、學(xué)生知識面過窄、教學(xué)方法陳舊等問題，我國學(xué)者基于stem教育理念，提出“問題比學(xué)科更重要”的觀念，主張取消學(xué)科界限，將所有學(xué)科內(nèi)容整合到新的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上，他們提出了三種教學(xué)改革取向：一是學(xué)科知識整合取向，采用基于問題的學(xué)習(xí)；二是生活經(jīng)驗整合取向，采用基于項目的學(xué)習(xí)；三是學(xué)習(xí)者中心整合取向，采用學(xué)生主導(dǎo)項目的方式。43.重視多元化評價stem教育的學(xué)習(xí)評價與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)評價的區(qū)別在于，它更注重學(xué)生跨學(xué)科知識的運用能力、解決問題能力等

10、核心素養(yǎng)的發(fā)展。它從評價主體、評價內(nèi)容、評價方法、評價結(jié)果使用四個方面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。從評價主體來看，stem教育注重學(xué)生的自我評價和同伴評價，以及利益相關(guān)者的綜合評價，而非教師單方面的評價。從評價內(nèi)容來看，stem教育強(qiáng)調(diào)開發(fā)與培養(yǎng)學(xué)生跨界整合能力目標(biāo)相一致的評價指標(biāo)。從評價方法來看，stem教育主張多樣化的評價方法，改變傳統(tǒng)閉卷考試的單一考核方式，如通過科研論文、研究報告、產(chǎn)品展示、匯報、答辯等多種方式來考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。從評價結(jié)果的使用來看，stem教育強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)。西方發(fā)達(dá)國家stem教育非常重視多元化評價，提出了循證評價的思想，主張運用信息化手段收集學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)并提供反饋信息，用數(shù)

11、據(jù)準(zhǔn)確反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)效果，并科學(xué)指導(dǎo)教師教學(xué)學(xué)術(shù)和專業(yè)發(fā)展。首先，學(xué)生完成課程測試，形成學(xué)習(xí)證據(jù)；其次，將教師的預(yù)期教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生學(xué)習(xí)效果相聯(lián)系，進(jìn)行教學(xué)評估；同時，在教學(xué)過程中，建立教學(xué)檔案及同行觀察評價體系；最終，根據(jù)學(xué)生滿意度、學(xué)習(xí)證據(jù)實施縱向評估和數(shù)據(jù)分析，將學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與教師的教學(xué)效果相聯(lián)系。5為了推進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)，我國學(xué)者主張參照stem教育的多元評價思想構(gòu)建高水平行業(yè)特色高校教育改革評價體系。這種評價體系包括四個方面：第一，強(qiáng)調(diào)以第三方機(jī)構(gòu)為評價主體，有效保障評價的客觀性和專業(yè)性。第二，強(qiáng)調(diào)評價數(shù)據(jù)來源多元，以stem學(xué)習(xí)過程、工作人員調(diào)查數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)者反饋數(shù)據(jù)等為評價

12、對象，采取定量分析與定性分析相結(jié)合的評價方式。第三，強(qiáng)調(diào)著眼于個體發(fā)展，制定評價指標(biāo)指導(dǎo)實踐。第四，重視對評價進(jìn)行監(jiān)督、反饋，促使交叉課程改革不斷改進(jìn)、完善，形成閉環(huán)評價機(jī)制。64.倡導(dǎo)體系變革stem教育是校內(nèi)外聯(lián)動、全員參與的教育生態(tài)系統(tǒng)。在高等教育體系內(nèi)部，stem教育需要打破學(xué)科之間、學(xué)院之間、學(xué)校之間的壁壘，改變“條塊分割”的局面，促進(jìn)資源流動，形成跨界創(chuàng)新。在高等教育體系與外部環(huán)境之間，需要打破高校與政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、社會團(tuán)體之間的壁壘，讓全社會共同參與stem教育改革，形成戰(zhàn)略上高度重視、資金上大力投入、多部門協(xié)同育人的一體化的stem教育生態(tài)系統(tǒng)。西方發(fā)達(dá)國家非常重視ste

13、m教育系統(tǒng)的健全與完善。在高校內(nèi)部，主要從兩方面著力：一是加強(qiáng)院系對課程教學(xué)的管理，重視教學(xué)學(xué)術(shù)，建立基于循證的教學(xué)評價體系；二是成立專門的組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)支持院系開展stem教育，協(xié)調(diào)院系之間的交流與合作，在院系、教學(xué)中心、教師發(fā)展中心、行政部門之間建立協(xié)同機(jī)制。在高校外部，通過發(fā)展戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，建立健康的stem生態(tài)系統(tǒng)。一方面，強(qiáng)化高校與業(yè)界的聯(lián)系，加強(qiáng)基于工作任務(wù)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。高校通過與企業(yè)建立互惠互利的合作關(guān)系，為學(xué)生提供學(xué)徒制實習(xí)、合作教育等。企業(yè)為學(xué)生提供多樣化的stem職業(yè)體驗，參與高校的前沿課程開發(fā)，激發(fā)學(xué)生對stem領(lǐng)域職業(yè)的興趣，部分企業(yè)家還走進(jìn)高校課堂，與學(xué)校開展全方位

14、合作。另一方面，由政府主導(dǎo)、整合各種資源，動員高校、企業(yè)、社區(qū)、科技館、博物館等社會力量建立跨部門的聯(lián)系，共同推進(jìn)stem教育，形成多部門協(xié)同育人的stem教育生態(tài)系統(tǒng)。上述stem教育的四點共識是一個完整的體系，它既順應(yīng)了全球知識經(jīng)濟(jì)時代的發(fā)展需要，又體現(xiàn)了國際工程教育改革的新趨向。工程本質(zhì)上是多學(xué)科的綜合體，現(xiàn)代工程更是一個極具綜合性的大系統(tǒng)。高等工程教育主張大工程觀，即將科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境、藝術(shù)、倫理等多學(xué)科交叉融合在一起，共同解決新問題，創(chuàng)造新世界。作為我國高等工程教育的主體，高水平工科類行業(yè)特色高校既要主動服務(wù)國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展，又要面向未來科技、產(chǎn)業(yè)和社會發(fā)展的需要培養(yǎng)人

15、才。其同樣應(yīng)注重四個方面：一是在培養(yǎng)行業(yè)領(lǐng)域?qū)ｉT人才的同時，要更多地培養(yǎng)具有跨界整合能力的創(chuàng)新人才，為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供智力支撐。二是主張結(jié)合自身優(yōu)勢與辦學(xué)特色進(jìn)行多學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新。三是重視行業(yè)企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)，將行業(yè)企業(yè)的評價納入學(xué)生學(xué)習(xí)效果綜合評價，探索基于信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)的教學(xué)評價體系。四是發(fā)揮行業(yè)優(yōu)勢，建立多部門聯(lián)動、校內(nèi)外結(jié)合、全方位培養(yǎng)的校企聯(lián)合人才培養(yǎng)機(jī)制。因此，stem教育理念與行業(yè)特色高校產(chǎn)教融合改革目標(biāo)相契合。按照這一思想，行業(yè)特色高校應(yīng)充分發(fā)揮已有的行業(yè)優(yōu)勢，建立多部門聯(lián)動、校內(nèi)外結(jié)合、全方位參與的校企協(xié)同育人新機(jī)制。二、我國高水平工科類行業(yè)特色高校實施stem教育改革面

16、臨的問題高水平工科類行業(yè)特色高校以國家重大戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，及時為行業(yè)企業(yè)的發(fā)展提供從戰(zhàn)略規(guī)劃到技術(shù)支持再到人才輸送等全方位的服務(wù)，在行業(yè)領(lǐng)域具有重要地位。然而，隨著這類高校的不斷發(fā)展，優(yōu)勢學(xué)科得到了快速發(fā)展，但學(xué)科交叉融合的大環(huán)境還未形成，從而產(chǎn)生了跨界創(chuàng)新人才培養(yǎng)弱化的問題。鑒于stem教育跨界融合理念與行業(yè)特色高校人才培養(yǎng)改革目標(biāo)的高度契合，越來越多的行業(yè)特色高校根據(jù)stem教育理念實施改革。為了進(jìn)一步了解高水平工科類行業(yè)特色高校實施stem教育改革的現(xiàn)狀，我們進(jìn)行了定量和定性相結(jié)合的調(diào)查研究。首先，對全國28所高水平工科類行業(yè)特色高校的本科生和專任教師進(jìn)行了問卷調(diào)查。其中，向?qū)W生發(fā)放問卷

17、4120份，回收有效問卷3785份，有效回收率91.86%；向教師發(fā)放問卷1585份，回收有效問卷1481份，有效回收率93.44%。該調(diào)查主要采用分類抽樣和隨機(jī)抽樣的方法。在被調(diào)查的問卷中，對學(xué)生填寫的問卷，先按照本科四個年級分類，然后在不同年級隨機(jī)抽樣；對教師填寫的問卷，先按照學(xué)科將專任教師分為理工、文史、經(jīng)管三個大類，然后在不同學(xué)院隨機(jī)抽樣。同時，對北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、北京郵電大學(xué)、北京交通大學(xué)、華北電力大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等高水平工科類行業(yè)特色高校的9位教師進(jìn)行深度訪談，訪談對象涵蓋具有不同教齡和職稱的教師，其中有4位教師具有行政兼職（見表1）。我們還對原始

18、訪談資料進(jìn)行登錄、編碼、歸類?？傮w來看，高水平工科類行業(yè)特色高校開展stem教育得到了師生的廣泛認(rèn)可。學(xué)生普遍接受stem教育理念，并且學(xué)習(xí)意愿強(qiáng)烈；教師對stem教育理念認(rèn)可程度普遍較高，但實施教學(xué)改革的動力不足。由于缺乏開展stem教育的整體設(shè)計，尤其是缺少打破學(xué)科壁壘、鼓勵跨學(xué)科人才培養(yǎng)的新機(jī)制，因此，目前高水平工科類行業(yè)特色高校開展stem教育主要存在以下方面的問題：1.教師普遍認(rèn)同培養(yǎng)學(xué)生通用能力的重要性，但為突出學(xué)校的行業(yè)特色，教師教學(xué)仍側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力就業(yè)市場對高校畢業(yè)生通用能力的需要高于專業(yè)能力。在此背景下，高水平工科類行業(yè)特色高校的教師普遍認(rèn)同學(xué)生具備通用能力的重要性。

19、有83.9%的教師“認(rèn)為本科階段應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力、創(chuàng)新能力和跨界整合能力”，他們認(rèn)為本科生只有具備多種通用能力，才能為這些學(xué)生成為社會所需要的復(fù)合型人才打下基礎(chǔ)。訪談中，教師都提到了“社會需求”，可見高水平工科類行業(yè)特色高校的教師很注重培養(yǎng)適應(yīng)社會需求、綜合能力強(qiáng)的人才。我們培養(yǎng)人才取決于社會需要什么樣的人才。我們學(xué)校會培養(yǎng)很多“碼農(nóng)”，我希望學(xué)生編程能力強(qiáng)，其他能力也很強(qiáng)，否則不符合學(xué)校的要求，也肯定滿足不了行業(yè)的要求。企業(yè)招聘時，除了看重學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力，還看重很多其他方面的能力，比如合作能力、表達(dá)能力等。（教師h）從專業(yè)認(rèn)證的角度講，學(xué)生不能說他只懂電力，還必須要考慮社會需

20、求、人文關(guān)懷、工程倫理等，這就要求學(xué)生要有大工程觀，要接受通識教育。（教師b）盡管高水平工科類行業(yè)特色高校的教師普遍認(rèn)同培養(yǎng)學(xué)生通用能力的重要性，但他們?nèi)匀粨?dān)心如果高校過于強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的通用能力會削弱專業(yè)能力的培養(yǎng)，甚至弱化學(xué)校的行業(yè)特色。在訪談中我們了解到，在高水平工科類行業(yè)特色高校中，在新興學(xué)科領(lǐng)域的教師以及教齡短的年輕教師傾向于培養(yǎng)學(xué)生的通用能力，在傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科領(lǐng)域的教師以及教齡在16年以上的教師強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力。后者普遍認(rèn)為，為了保持學(xué)校的行業(yè)特色，應(yīng)該培養(yǎng)專才。如果培養(yǎng)很多交叉學(xué)科的人才，學(xué)校的特色就消失了。跟其他學(xué)校比，優(yōu)勢就會下降。所以，培養(yǎng)專才是我們的優(yōu)勢，放棄專才也就放

21、棄了我們學(xué)校的優(yōu)勢。（教師c）2.師生普遍認(rèn)同跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重要性，但改革實施受制于學(xué)校的管理制度由于高水平工科類行業(yè)特色高校在“基于學(xué)科的教育”方面培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有較為明顯的弊端，越來越多的師生認(rèn)同跨學(xué)科的教育。有75.8%的被調(diào)查學(xué)生希望成為專業(yè)基礎(chǔ)扎實，同時具有跨學(xué)科、跨領(lǐng)域能力的復(fù)合型人才；有88.7%的被調(diào)查教師認(rèn)為，本科生應(yīng)該開設(shè)跨學(xué)科課程，跨學(xué)科教學(xué)對本科生的幫助很大；72.5%的被調(diào)查教師認(rèn)為，“本科生跨專業(yè)合作學(xué)習(xí)效果更好”。但是，僅有4.2%的被調(diào)查學(xué)生認(rèn)為教師講課能夠涉及多學(xué)科知識，只有54.2%的被調(diào)查學(xué)生有機(jī)會與不同學(xué)科專業(yè)的學(xué)生討論交流。對此，高校和教師應(yīng)加強(qiáng)跨學(xué)科教

22、學(xué)，積極為本科生提供與不同學(xué)科專業(yè)學(xué)生交流學(xué)習(xí)的機(jī)會。訪談中，大部分教師認(rèn)為，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力非常重要，教師b的觀點具有一定的代表性。非常有必要培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科能力。比如說涉及電力、熱力、交通等領(lǐng)域的研究項目，需要幾個學(xué)科協(xié)同才能完成好。如果畢業(yè)生只具備單一學(xué)科的知識，顯然不夠，或者說他只能承擔(dān)項目的某一小部分。要做項目的領(lǐng)導(dǎo)者，必須具備跨學(xué)科整合知識的能力，否則肯定不行。（教師b）盡管跨學(xué)科和科教融合的人才培養(yǎng)方式已得到大多數(shù)教師的認(rèn)同，他們也有意識地將跨學(xué)科、科研與教學(xué)結(jié)合在一起。但調(diào)查結(jié)果顯示，跨學(xué)科教學(xué)并沒有充分體現(xiàn)在課堂教學(xué)中，而且教師普遍認(rèn)為跨學(xué)科教學(xué)改革受制于學(xué)校組織和制

23、度，而學(xué)校組織和制度又受制于宏觀社會環(huán)境。美國卡內(nèi)基教學(xué)促進(jìn)會前主席博耶于1998年發(fā)表的重建本科教育：美國研究型大學(xué)發(fā)展藍(lán)圖的報告中提到，研究型大學(xué)本科教育中“大學(xué)的組織模式始終是跨學(xué)科研究和學(xué)習(xí)的主要障礙。”7在我國，雖然在新一輪本科教學(xué)改革中，高校改革的重點是打破學(xué)科專業(yè)壁壘，推動大類招生、打通大類培養(yǎng)和學(xué)生自選專業(yè)的通道，推進(jìn)科教融合，但依然存在課程內(nèi)容缺少真正意義上的學(xué)科知識整合，高校以學(xué)科分化為基礎(chǔ)的管理體制、剛性的教學(xué)管理仍不適應(yīng)跨學(xué)科教育等問題。8概括來講，學(xué)校組織和制度方面的約束主要表現(xiàn)在三個方面。一是激勵機(jī)制不完善。正如一位教師所言：實際上絕大多數(shù)老師都有開展跨學(xué)科教學(xué)的能

24、力，關(guān)鍵是他愿不愿意去做這件事。發(fā)表高端論文的學(xué)術(shù)牛人很多，他們的能力很強(qiáng)，可他們的心是否用在教學(xué)上，這是激勵和約束機(jī)制的問題。（教師a）二是行業(yè)特色高校優(yōu)勢學(xué)科單一，不利于學(xué)科交叉。一位教師的表述很有代表性，他說：如果我們學(xué)校除了有通信專業(yè)很牛的人之外，還有其他學(xué)科很強(qiáng)的人，那對學(xué)生的培養(yǎng)肯定有好處。但我們學(xué)校能跨的專業(yè)太少了，最強(qiáng)的幾個學(xué)科都是很接近的，我們就算想跨也沒有辦法跨。（教師g）三是課程體系缺乏整體設(shè)計，整合深度不夠。盡管高校設(shè)置了跨學(xué)科課程，但是很多教師仍將跨學(xué)科理解為不同課程的簡單拼湊，在設(shè)計課程體系時為整合而整合，并未挖掘出不同學(xué)科、不同專業(yè)課程之間的內(nèi)在聯(lián)系。據(jù)一位教師反

25、映：我們在修訂培養(yǎng)方案時，根據(jù)學(xué)校要求設(shè)置了一些“跨學(xué)科”課程。但多數(shù)老師認(rèn)為，這只是把不同學(xué)科的課程直接安置到課程體系中，他們非常不情愿。他們覺得，如果加入非本專業(yè)的課程，就會擠占原本有限的專業(yè)課程學(xué)習(xí)，會造成本專業(yè)課程體系的雜亂和不協(xié)調(diào)。（教師f）3.教師普遍認(rèn)同項目式教學(xué)的價值，但改革實施過程受多方掣肘在人才培養(yǎng)過程中，當(dāng)前學(xué)生反映最強(qiáng)烈的問題是實踐教學(xué)弱化。近80%的被調(diào)查學(xué)生認(rèn)為“應(yīng)增加實踐教學(xué)的比重”，這普遍反映了工科類行業(yè)特色高校乃至大多數(shù)工科類高校存在的實踐教學(xué)比重偏低、實踐實習(xí)機(jī)會少、工程訓(xùn)練不足等問題。為解決這一問題，教育界推崇項目式教學(xué)。雖然項目式教學(xué)能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積

26、極性和解決實際問題的能力，但其對教師提出了很高的要求，因為每個項目都需要教師在形式、內(nèi)容以及考核方式等方面精心設(shè)計。這些實踐教學(xué)設(shè)計既要適合學(xué)生現(xiàn)階段的知識能力水平，又要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果教師花費了大量的時間精力來設(shè)計實踐教學(xué)課程，但學(xué)校缺乏相應(yīng)的激勵機(jī)制，教師就會放棄開展項目式教學(xué)。所以，目前大部分教師仍沿用傳統(tǒng)講授方式進(jìn)行教學(xué)。不是我們不想指導(dǎo)本科生的科研活動，但現(xiàn)實情況很無奈。一方面，學(xué)校對指導(dǎo)老師幾乎沒有鼓勵政策。另一方面，剛開始立項的時候往往是學(xué)生來找我們指導(dǎo)，到后來就變成我們推著他們完成，我們也是時間和精力顧不上。（教師d）主要是我們的時間不夠。比如為了有效開展項目式教學(xué)，把

27、一個班里每五個學(xué)生分為一組，大家以團(tuán)隊形式做項目。從開題、進(jìn)展報告、中期報告，到結(jié)題前預(yù)答辯、結(jié)題答辯這樣一個完整的項目流程做下來，老師就會特別累，也耗費特別多的時間。但是學(xué)校只是希望老師能做好這個工作，只給予精神上的鼓勵，而不認(rèn)可這個工作量，我覺得這是不可持續(xù)發(fā)展的。（教師i）很多老師還沒有形成把自己的科研內(nèi)容引入課堂教學(xué)的意識，也不是因為他沒有這個能力，而是沒有時間或沒有政策激勵他去做。（教師e）4.stem教育亟待制度創(chuàng)新，但評價體系和產(chǎn)學(xué)合作體系尚不健全高水平工科類行業(yè)特色高校開展stem教育改革應(yīng)以制度建設(shè)為前提條件。如果高校相應(yīng)的評價體系和支撐體系還未建立，stem教育改革不可能取

28、得應(yīng)有的成效。人們常說，沒有評價就沒有管理。stem教育是面向青少年的教育，也是進(jìn)入學(xué)校的教育，因此什么樣的課程能夠進(jìn)入學(xué)校，期望取得什么樣的效果，開展的stem教育項目是否達(dá)到了預(yù)期效果，最終培養(yǎng)的stem人才數(shù)量和質(zhì)量是否與國家的發(fā)展需求相匹配，高等教育和基礎(chǔ)教育應(yīng)該做什么調(diào)整都應(yīng)該有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和評估。只有這樣，才能保證stem教育有效開展。目前中國的stem教育還處于發(fā)展初期，雖然各類學(xué)校開展了stem教育，但都建立在相關(guān)學(xué)科獨立評價的基礎(chǔ)上，沒有形成專門的stem教育評價機(jī)制，所以，我們應(yīng)亟須改進(jìn)這一現(xiàn)狀，建立相應(yīng)的系統(tǒng)性評價標(biāo)準(zhǔn)和評估機(jī)制。9此外，開展stem教育所需的產(chǎn)學(xué)合作體系建

29、設(shè)存在突出問題。它體現(xiàn)在適應(yīng)科技轉(zhuǎn)型發(fā)展需要的跨界整合能力的高素質(zhì)人才培養(yǎng)體系還不完善，社會優(yōu)質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)資源的機(jī)制還未建立，產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人的機(jī)制還不健全。目前學(xué)校與企業(yè)之間大多采取的是單維度點對點的合作方式，不能解決人才培養(yǎng)的貫通性和可持續(xù)性，產(chǎn)學(xué)合作資源配置結(jié)構(gòu)不均衡，為本科生提供在企業(yè)實習(xí)的資源和機(jī)會有限。三、高水平工科類行業(yè)特色高校實施stem教育改革的對策1.在專業(yè)教學(xué)中重視培養(yǎng)學(xué)生的跨界整合能力針對我國高水平工科類行業(yè)特色高校培養(yǎng)的人才創(chuàng)新能力不足的問題。我們認(rèn)為，為了滿足產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展對創(chuàng)新人才的需求，高水平工科類行業(yè)特色高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)要作戰(zhàn)略性調(diào)整，要從以培養(yǎng)學(xué)

30、生的專業(yè)能力為主轉(zhuǎn)向重點培養(yǎng)學(xué)生的跨界整合能力。德國學(xué)者泰希勒認(rèn)為，跨學(xué)科的通用技能是各種專業(yè)技能的基礎(chǔ)。10作為一種重要的通用能力，跨界整合能力是21世紀(jì)大學(xué)生應(yīng)具備的核心素養(yǎng)，它包括三個方面：一是學(xué)習(xí)與創(chuàng)新技能，二是數(shù)字化素養(yǎng)技能，三是職業(yè)和生活技能。11哈爾濱工業(yè)大學(xué)在改革實踐中提出了“型”人才培養(yǎng)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)具備精通專業(yè)+熟知行業(yè)的素質(zhì)與能力，即不僅要培養(yǎng)精通某一專業(yè)知識與技術(shù)的“i型”專業(yè)人才，還要在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)具備廣博知識與多種能力且綜合素質(zhì)好的“t型”精英人才。12遵循需求決定論，高水平工科類行業(yè)特色高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)必須突出培養(yǎng)學(xué)生的跨界整合能力，在專業(yè)層面要重視培養(yǎng)學(xué)生的

31、通用能力，在課程層面要為學(xué)生提供更多的跨學(xué)科學(xué)習(xí)機(jī)會。2.開設(shè)跨學(xué)科課程和舉辦跨學(xué)科專業(yè)，推進(jìn)學(xué)科、專業(yè)、課程一體化建設(shè)要培養(yǎng)學(xué)生的跨界整合能力和解決問題的創(chuàng)新能力，必須突破傳統(tǒng)的“基于學(xué)科的教育”，實施“學(xué)科交叉融合的教育”。開展學(xué)科交叉融合的教育就是要通過開設(shè)跨學(xué)科課程和舉辦跨學(xué)科專業(yè)，實現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)、課程一體化建設(shè)。學(xué)科是一種知識體系，專業(yè)是以社會需求為導(dǎo)向的一組課程，課程是一套教學(xué)科目。根據(jù)學(xué)科、專業(yè)、課程一體化建設(shè)要求，高水平工科類行業(yè)特色高校應(yīng)在課程與專業(yè)的設(shè)計中打破原有的學(xué)科壁壘，通過分析提取與重新整合不同學(xué)科之間的知識要素與技術(shù)方法，形成真正意義上跨學(xué)科、超學(xué)科的課程。比如，電

32、子科技大學(xué)構(gòu)建了逐級挑戰(zhàn)的“新工科”項目課程體系。它以項目學(xué)習(xí)為核心，從新生項目課到高峰項目課、挑戰(zhàn)性跨學(xué)科項目課、“科研育人”逐級通關(guān)項目課、榮譽課程、榮譽學(xué)位等，逐步增大項目學(xué)習(xí)比重，打破學(xué)科專業(yè)邊界，將高水平科研引入本科教育“第一課堂”，形成貫通融合，迭代升級的人才培養(yǎng)體系。133.打破傳統(tǒng)按照知識邏輯組織課程的方式，實施項目式教學(xué)項目式教學(xué)以項目為載體將各學(xué)科知識有機(jī)地融合在一起，其主要目的是讓學(xué)生通過“做中學(xué)”實現(xiàn)知識的主動建構(gòu)和培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、高階思維能力。高水平工科類行業(yè)特色高校實施項目式教學(xué)應(yīng)做好兩個方面的工作：一是讓學(xué)生開展問題主導(dǎo)的項目式學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式既

33、注重問題的解決，又強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程的情境化體驗，從而改變了學(xué)生僅依靠單一學(xué)科知識進(jìn)行課程學(xué)習(xí)的模式。二是構(gòu)建“三類型·三層級”的項目式教學(xué)體系?！叭愋汀表椖渴侵父鶕?jù)項目的綜合程度和規(guī)模大小，將項目分為大綜合類項目、子系統(tǒng)項目、單元性項目三種類型?！叭龑蛹墶笔侵父鶕?jù)項目的復(fù)雜程度和不同年級學(xué)生的特點，將一體化課程體系分為初、中、高三個層級。每一個層級的項目由多個子項目組成。通過設(shè)計不同項目使教學(xué)內(nèi)容突破學(xué)科壁壘，打破傳統(tǒng)按照知識邏輯組織課程的方式，建立以項目為鏈條、以培養(yǎng)學(xué)生stem教育核心素養(yǎng)為目標(biāo)的課程體系。如天津大學(xué)采用“三類五種”項目學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力，這些項目包括：根

34、據(jù)課程核心知識設(shè)計的課程項目；培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題能力的課程組（群）項目；根據(jù)平臺主題由學(xué)生團(tuán)隊完成的多學(xué)科項目；為學(xué)生提供科研經(jīng)歷和體驗本科研究項目；要求學(xué)生團(tuán)隊完成一個產(chǎn)品或者一項技術(shù)的研發(fā)的畢業(yè)團(tuán)隊項目。144.采用多種方法，建立基于循證的教學(xué)評價體系要對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行有效評價，高校應(yīng)采用多種評價方法。例如，學(xué)生對課程教學(xué)的評價，教師教學(xué)實踐的自我調(diào)查，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，同行的課堂觀察與評價，對教師和學(xué)生進(jìn)行訪談，建立教學(xué)檔案等。高校通過科學(xué)方法收集多種評價信息，建立評價數(shù)據(jù)庫，形成基于證據(jù)的教學(xué)質(zhì)量圖景，以激勵教師改進(jìn)教學(xué)，達(dá)到“以評促改”目的。我國高水平工科類行業(yè)特色高校在人才培養(yǎng)的

35、效果評估方面應(yīng)建立基于循證的教學(xué)評價體系。第一，重視形成性評價，在課程開始前后進(jìn)行測試。課程開始前的測試，可有效評估學(xué)生的先驗知識；課程結(jié)束后的測試，能夠反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。對學(xué)生進(jìn)行的評價，要體現(xiàn)出他們對課程學(xué)習(xí)的期望和對學(xué)習(xí)效果的感受，將這兩方面與教師預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行三角匹配測量，以幫助教師進(jìn)行有針對性的教學(xué)設(shè)計、把握教學(xué)過程。第二，實施同行觀察與評價。充分發(fā)揮高校教師教學(xué)發(fā)展中心的作用，通過開展系列培訓(xùn)讓教師了解同行觀察的內(nèi)容、形式，做到客觀、公正、準(zhǔn)確地評價教師教學(xué)行為，幫助教師不斷改進(jìn)教學(xué)工作。第三，用有效的管理制度促進(jìn)教學(xué)文化的形成。教學(xué)管理人員可定期組織教育教學(xué)思想大討論，推動

36、學(xué)校形成教學(xué)文化和質(zhì)量文化。學(xué)校要鼓勵教師充分利用各種資源來改善教學(xué)，形成持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)文化；要科學(xué)分析數(shù)據(jù)，充分挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)涵，廣泛共享數(shù)據(jù)分析結(jié)果；要用政策激勵教學(xué)成績突出的教師，以此影響全校教師積極投身教學(xué)。15同時，為保障評價的客觀性和專業(yè)性，建立第三方評價機(jī)制，其評價結(jié)果能夠得到社會的普遍認(rèn)同。5.建立健全stem教育改革體制機(jī)制，深入推進(jìn)產(chǎn)教融合為了推進(jìn)高水平工科類行業(yè)特色高校開展stem教育改革，應(yīng)建立一套相應(yīng)的體制機(jī)制與組織制度。從高校內(nèi)部來看，一是實現(xiàn)組織再造，由各學(xué)術(shù)組織單個發(fā)展變?yōu)閰f(xié)同發(fā)展。大學(xué)組織結(jié)構(gòu)“不僅僅表現(xiàn)為行政上的層級關(guān)系，它在本質(zhì)上反映了知識內(nèi)在結(jié)構(gòu)的邏輯關(guān)系”

37、。16在高校打破學(xué)科壁壘，打破同質(zhì)性、等級性知識壟斷，進(jìn)行知識元素的重構(gòu)與組合的趨勢下，高校組織也需要發(fā)展。高水平工科類行業(yè)特色高校可以通過優(yōu)化學(xué)科布局結(jié)構(gòu)，形成跨學(xué)科組織，發(fā)揮學(xué)術(shù)資源的優(yōu)勢集聚效應(yīng)。二是成立由不同專業(yè)背景人才組成的跨學(xué)科團(tuán)隊，營造激勵創(chuàng)新的學(xué)術(shù)生態(tài)環(huán)境。成立多樣化的跨學(xué)科研究中心、實驗室、校企聯(lián)合培養(yǎng)實驗基地，為保障學(xué)生提升解決實際問題的能力提供平臺。從高校外部來看，stem教育不僅是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑，還是一項系統(tǒng)工程。只有從不同方面發(fā)力，才能推動stem教育可持續(xù)發(fā)展，這就需要國家層面的頂層設(shè)計。這種頂層設(shè)計既需要國家政策的支持，還需要政府、學(xué)校、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和社會各界的高度協(xié)作，從政策、資源、環(huán)境、師資、資金各個方面打破部門之間體制機(jī)制壁壘，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，以形成分