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東北五校專家學者共話新工科教育改革

創新課程體系 培養拔尖人才

2025年02月19日08:34 | 來源:科技日報
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原標題:創新課程體系 培養拔尖人才

圖為哈爾濱工程大學教師指導學生開展新工科課程的實驗項目。受訪者供圖

圖為哈爾濱工程大學教師指導學生開展新工科課程的實驗項目。受訪者供圖

近日,東北五校電子信息類專業建設會議暨首屆無線電報機制作競賽決賽在哈爾濱工程大學舉行。來自哈爾濱工業大學、吉林大學、大連理工大學、東北大學、哈爾濱工程大學的專家學者齊聚一堂,共話新工科課程改革,探索拔尖創新人才培養新模式。

新工科建設是高校深化教育教學改革的重要舉措,其核心在於培養具有創新精神和實踐能力的工科人才。當前,高校新工科建設情況如何,積累了哪些經驗?在人工智能快速發展的背景下,教學方式發生了哪些新變革?面向未來,人才培養模式將呈現出哪些新趨勢?對此,科技日報記者採訪了相關專家。

瞄准產業需求推進課程改革

早在2017年,教育部在天津大學召開新工科建設研討會,形成新工科建設的願景與行動路線。2018年,教育部、工業和信息化部、中國工程院聯合發布《關於加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》,要求深入開展新工科研究與實踐,探索建立工程教育的新理念、新標准、新模式、新方法、新技術、新文化。2023年,教育部、國家發展改革委、工業和信息化部等五部門印發《普通高等教育學科專業設置調整優化改革方案》,提出深化新工科建設,對現有工科專業全要素改造升級。

如今,全國各地的高校都在積極推進新工科建設,進行課程改革,並進行了諸多創新性實踐。

“哈爾濱工程大學正加快構建產學研實踐育人課程體系。”該校信息與通信工程學院副院長喬玉龍介紹,為對接產業需求,培養學生系統思維,哈爾濱工程大學打破傳統課程“孤立”授課的狀況,以課程知識整合為牽引,以項目實踐訓練為載體,以知識圖譜建設為支撐,重構新型課程體系。例如,在哈爾濱工程大學副教授於蕾的課程中,學生們系統學習了制作雙路信號發生器所要掌握的運算放大器、AD/DA轉換等知識。運用這些知識,學生在完成學業的同時,還有機會參加全國大學生電子設計競賽,真正做到課賽一體。

大連理工大學信息與通信工程學院副院長龔曉峰表示,他們採取漸進式改革,積極運用人工智能等新技術,開設了多門相關課程,採取“理—實—思—創一體化”的授課模式,調動“教—學—研—賽”等多重育人要素,打造以“高整合性項目式核心課程”為核心的本科人才培養課程體系。

哈爾濱工業大學電子與信息工程學院則通過“大師+團隊”等教育模式,開設軟硬件綜合創新的貫通實踐課,通過項目式學習讓學生接觸科技前沿問題、產業前沿需求,鍛煉學生創新性解決復雜問題能力和綜合動手實踐能力。

運用新興技術優化教學方式

“人工智能等新技術在教育領域的應用日益廣泛。”哈爾濱工業大學國家級教學名師戰德臣說。在高校新工科建設過程中,人工智能等技術同樣發揮著重要作用。這些技術在高校新工科課程開發、教材編寫、實驗環節中的應用日益廣泛。

戰德臣表示,人工智能等新技術將使高校新工科課程變得更加“智慧”,數智課堂將為學生配備數字教師和AI助教,實現精准施教,推動新工科課程建設﹔而數字技術的應用還可以將復雜的工科專業知識轉化為“一圖讀懂”的知識圖譜,清晰刻畫出人才培養的知識體系,為“教與學”提供智能化支持。

東北大學知識圖譜研究團隊依托東北大學計算機科學與工程學院,推出了自主研發的“知行伴學”智能助教系統。該系統內嵌計算機、材料、冶金、醫藥、法律等20多個學科的數據庫以及50多個課程知識基礎圖譜,將大語言模型、知識圖譜等人工智能前沿技術相結合,賦能全學科、批量化課程智慧化建設。

在新工科實驗環節中,人工智能等新技術也扮演了舉足輕重的角色。在哈爾濱工程大學電工電子國家級實驗教學示范中心,這裡的實驗室正在進行智能化改造升級,電路電子的模塊化和系統化實驗設備正在更新,數字孿生技術的運用為實驗室跨時空自主實踐環境的營造奠定了基礎。該實驗中心副主任項建弘表示,從2025年春季新學期開始,學生進行實驗預習與開放實驗時,隻需在電腦端就可以遠程進行實驗操作,不需要實體設備。

此外,人工智能等新技術賦能新工科建設的實踐模式,為中西部教育發展提供助力,進一步促進教育公平。在與哈爾濱工程大學相隔5000多公裡的新疆喀什大學,兩校師生通過“AI+互聯網”技術,不僅能夠共享實驗設備資源,還可以開展遠程交互式教學活動,實現“同上一堂課”。

學科交叉融合完善育人體系

隨著知識更新迭代速度的進一步加快,未來新工科建設將與人工智能、大數據等新技術的融合更加緊密,學生學習習慣、獲取知識途徑以及能力提升要求都會發生顯著變化。為了適應這些變化,各高校將更加重視加強辦學特色,促進學科交叉與融合。

吉林大學通信工程學院副院長高博認為,從國家戰略和產業需求的角度來看,未來新工科建設需要學校主動順應變革,打造跨學科前沿課程,構建模塊化、層次化、進階式且課內外一體的實踐課程體系,培養面向未來的工程人才。

“從拔尖創新人才培養的質量來看,新工科發展應立足學校辦學特色與優勢,強化學科間的交叉融合。”東北大學計算機科學與工程學院副院長宋曉詩說,例如,東北大學正憑借計算機科學與技術、人工智能、物聯網、通信工程、電子信息工程等學科和專業優勢,完善育人體系,持續推進拔尖創新人才培養基地建設。

此外,在新一代信息技術快速發展的背景下,新工科建設要積極響應國家關於“人工智能+”行動的戰略部署,全面、系統地將人工智能技術融入專業教育教學。“同時,新工科建設不僅要構建面向未來前沿新技術發展的育人模式,還要完善人工智能倫理、人工智能前沿技術等課程體系,協同推進拔尖創新人才培養。”龔曉峰說。(記者 朱 虹 通訊員 劉 濤)

(責編:郝孟佳、李昉)

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