【强特色 创一流】对话段文洋(上)
编者按:在迈向“十四五”的进程中,学校相继成立了南安普顿海洋工程联合学院、未来技术学院和龙江工程师学院,建好建强这三个人才培养改革创新的示范区和实验田,是学校“十四五”建设的牵引性战略任务。2022年,学校党委将推进三个学院建设作为深化人才培养模式改革的先行军。这三个学院在建设过程中作出了哪些改革与尝试,取得了什么进展与成绩,为各学院的人才培养模式改革提供了哪些经验和范本,三个学院未来又将向哪个方向攻坚……带着这样的问题,我们逐一访谈了学院负责人。本期的“强特色 创一流”系列访谈,由南安普顿海洋工程联合学院院长段文洋给我们讲述中英联合学院的改革历程。
作为学校人才培养模式改革的先行军和试验田,南安普顿海洋工程联合学院经过两年的改革与探索,为学生提供的课程菜单发生了显著的变化。最突出的是,从传统的面向知识结构的课程菜单转变为面向学生未来实际需求提供的课程菜单。相应地,这也给老师的课程组织与课程准备带来了很多挑战,打乱以前的知识结构,进行重新的编排,以工程实践的需要为牵引,再造知识传授的模块。
同时,在吸收英国南安普顿大学的先进教学经验之余,学院创新性推出科创引导计划。科技创新的最终目标,是让学生找到兴趣,以兴趣引导创新能力。在新的育人方案下,学院正试图探索出这样一条从学会知识向激发兴趣、积累能力、赋予使命的育人路径的转变,促使学生通过科技创新找到学习兴趣,从而在学习态度上从“要我学”转变为“我要学”,在考核要求上从追求分数向分类评价转变。
相信经过一轮或者几轮教学实践后,南安普顿海洋工程联合学院的探索能为全校的人才培养模式改革提供新的范本和经验,让我们共同期待学院培养出更多国家急需、可靠顶用的拔尖创新人才。
育人模式也就是我们育人的菜单,要始终根据时代和学生口味的变化来不断调整和变化
问:2020年4月,教育部批准成立哈尔滨工程大学南安普顿海洋工程联合学院,作为学校的教育教学改革实验特区,您觉得这两年来学院最大的变化是什么?
答:学院建院两年以来是一个从零到一的变化。首先,形式上从零到一,哈工程此前没有南安普顿海洋工程联合学院这种模式;第二,育人模式从零到一,形成了全新的培养方案;第三,教学模式也有很大改变。
最关键还是育人模式的变化。我1986年上大学,到现在已经30多年了。我觉得30多年来,这种培养模式依然没有改变,但是现在社会环境、学生素质都发生了变化。如果我们的育人模式不变,我觉得赶不上时代的发展。南安普顿海洋工程联合学院目前的育人模式更适应如今信息时代的发展,也更符合当代年轻人的成长特点。
陈赓院长曾作过一个生动的比喻:“学校就好比一个饭堂,学员是来吃饭的,教师是炒菜的。”育人模式也就是我们育人的菜单,要始终根据时代和学生口味的变化来调整,不断变化。这些变化主要通过我们的培养方案、课堂上的教学模式、学生的日常学习方式等育人环境的改变来体现。这也是我们从南安普顿大学的先进经验里学习到的。例如,2020年刚办学时,我们的船舶与海洋工程专业,对应英国的专业名称是船舶科学(Ship science),到了2021年,南安普顿大学这个专业名称改成了海事工程与船舶科学(Maritime engineering and Ship science),专业介绍增加了面向节能减排、低碳环保、海上安全等新兴社会需求的内容,学生学习的重点也随之而变。
课程改革始终要跟着时代潮流走。因此,我认为,无论是学校的教育管理者,还是学科带头人,都应该去研究这种变化,并将它反哺给学生,给学生提供解决时代需求的菜单。菜单变了,营养就变了,学生的能力自然也改变了。只有这样不断变革,才有一代一代的发展,才能培养出可靠的接班人和行业领军人才。
校领导与学院班子座谈教学改革
兴趣引导、知识递进、深度逐渐增加,慢慢把学生引导到创新成才的路线和方向上去
问:目前南安普顿海洋工程联合学院的培养方案与我们传统的培养方案有什么不同?创新之处在哪里?
答:南安普顿海洋工程联合学院的培养方案更强调基础,更强调大类培养,更强调实践育人。
在新的培养方案中,课程不再是过去条块分割的内容,而是有机组合在一起的。以数学课程为例,数学是理工学科必需的基础知识,如何把数学知识有效呈现给学生,如何让学生吸收数学的营养解决实际问题,是我们想通过改革培养方案来实现的目的。目前全国大部分工科高校都还是按照微积分、线性代数、概率论、数理统计、复变函数等数学专业内容来划分课程,学生对知识的理解也是一块一块的。而在联合学院,我们所使用的数学教材是英国南安普顿大学推荐教材《现代工程数学》,这是英国考文垂大学数学系主任詹姆斯教授编著的。据我们了解,英国不仅南安普顿大学在用,几十所大学都在用这套教材。教材内容不仅包含我国传统的本科生数学课内容,还包括我们硕士生和博士生学的数学课内容,如计算方法、偏微分方程,更强调用计算机去解数学问题等,这些内容在学院之外的本科教育阶段是没有的,同时又是学生在后续专业课程学习和工程项目中必须使用的。《现代工程数学》教材顺应时代发展的快速变化,几乎每两年就改一版,尤其是上述数学内容都辅以前序工程背景知识,引出数学方程和公式,启发学生的兴趣,将新的背景需求内容都融进教材和课程里,知识结构是递进式的。因此学生学数学时,不再是背几个公式、抽象地想象,而是联系实际,学习如何使用数学这门基础学科来解决实际问题。
所有南安普顿大学的工科学生都必学四门课,其中第一门课就是设计与计算。无论是机械设计、船舶设计,还是飞机设计以及其它三维工程结构等,现代设计都必须和材料结合在一起,就需要用计算机去算,用软件编程实现,因此这门课就把设计与计算两方面内容融合在一起了。学院同样开设了这门课,由机电学院应丽霞和史冬岩两位教授牵头,不同专业不同研究方向的老师组成团队共同承担,是一门全新的课程。老师会直接将计算机编程语言例如Python语言等融合到课程里,让学生直接在应用中学习。
兴趣引导、知识递进、深度逐渐增加,慢慢把学生引导到创新成才的路线和方向上去,这就是联合学院培养方案的创新之处。
学院领导线上接受南安普顿大学年度审议
学生代表线上参加师生联络委员会
课程内容的安排发生根本性的改变,打破传统的知识板块,形成有机组合的课程菜单
问:在人才培养的教学模块搭建上,南安普顿海洋工程联合学院与传统学院的方式有什么不同?
答:学院呈现给学生的课程菜单是有机组合的全新菜单,而不是过去机械的板块。框架的改变是根本性的变化。比如,物理课是公认的一门重要课程,但是,在南安普顿大学工学院里,除了物理专业之外,其他专业都不开设物理课。物理课所包含的内容,如力学、热学、电磁学、光学、声学等知识,都与工程内容有机衔接在一起了。如力学结构与材料课里含有力学的知识,电气电子系统课里有静电学的内容。学院目前仍然开设了物理课,但是物理老师在教学上做了很大改变,重点是如何把课程内容与高中已学的物理知识有效衔接起来,避免学习内容重复,与后续专业课程内容也不要重叠,形成有机的阶梯。如果按照传统的教法,很可能一些内容就会过深,有些内容却又冗余。
段文洋教授在Hi Dream论坛上做报告
科研启蒙论坛上老师在讲解
一个概念,他会讲好多海洋关联的故事,务必使学生理解透彻,很有点我们教小孩子那样的苦口婆心
问:课程改革的关键在于老师教,目前学院的老师来自全校各个学院,在这样的教学革新深水区,要以全新的方式授课,老师们面临的最大挑战是什么?老师又是如何应对这种挑战的?
答:学院作为学校深入推进一流本科教育的教学改革试验田,得到了各学院的强力支持。来学院教学的老师都是各学院的精兵强将,综合素质高,英语能力强,在全英文授课过程中对于专业名词的解释、语言节奏的把握都非常好。但是,培养方案的改变意味着课程内容和教学模式也需要随之而变,考核评价模式和评价过程也有全新的变化,这给他们的教学带来挑战。
为了应对挑战,学院现在形成了“研究教学”的氛围。学院办学,就是要将我们的师资力量引导到教学改革的路线上来,瞄准世界一流大学的标准来提升育人能力。我们的老师在南安普顿大学注册后,可以在网上观摩英国的老师在教室里怎么授课。我就经常在网上观摩他们的课,比如我听了一门课叫《船舶基础》,上课的老师是施诺依(Shenoi)教授,他上课犹如讲故事一般娓娓道来。他知道这些学生英语一般,因此一个专业词汇,他会用十几种其他单词的组合来解释,变换各种表述方式;一个概念,他会讲好多海洋关联的故事,务必使学生理解透彻,很有点我们教小孩子那样的苦口婆心。课堂上既没有PPT,也不灌输理论,就是这样的引导式教学。实际上这样的方式更符合人学习知识的自然过程。观摩学习英国的课堂教学后,我们的青年教师也感受到了挑战,因为教学大纲不一样了,教学标准也不一样了。每门课都要对照英国南安普顿大学的教学大纲,学习其中的优点,结合我们自己的优势,经历一个消化吸收再创新的过程。通过学习这些好的教学模式,逐渐形成具有自己特色的教学模式。老师们普遍反馈,通过在学院的教学,收获很大,提高也很快。
中英合作办学联盟年会上,学院作主旨发言
联合学院教学研讨会上段文洋院长发言
我们吸收了南安普顿大学的经验,尽量增加学生自主学习的时间,采用大班授课、小班研讨的教学模式
问:在这个过程当中,学生收获的是什么?学生最大的变化是什么?
答:学生收获的是独立学习能力。南安普顿大学非常注重学生在课堂之外的自主学习,在本科教育阶段,每年学生必须学满1200小时。但是老师教的时间远没有这么多,这1200小时里,大一的课堂时间占了40%,大二是30%,大三只有20%,而剩余的近千小时全是学生需要自主学习的时间。刚才我说的数学教材《现代工程数学》共1000多页,老师不可能一页一页教,里面有大量例题、作业,学生就通过自己阅读、做作业,理解课程内容。
我们吸收了南安普顿大学的经验,尽量增加学生自主学习的时间,采用大班授课、小班研讨的教学模式。大班授课就是老师授课学生听,小班研讨则是通过与老师以及同学之间的讨论交流,进一步加深对所学知识的理解。在小班研讨的过程中,对课堂知识理解透彻的学生可以进行更深入地讨论,而理解不充分的学生可以通过进一步请教老师或同学,达到完全理解的程度。这样小班研讨的方式就增加了学生自主学习的时间,培养他们独立学习的能力。
小班研讨课上学生互相讨论
【强特色 创一流】对话段文洋(下)
作为学校人才培养模式改革的先行军和试验田,南安普顿海洋工程联合学院经过两年的改革与探索,为学生提供的课程菜单发生了显著的变化。最突出的是,从传统的面向知识结构的课程菜单转变为面向学生未来实际需求提供的课程菜单。相应地也给老师的课程组织与课程准备带来了很多挑战,打乱以前的知识结构,进行重新的编排,以工程实践的需要为牵引,再造知识传授的模块。
科技创新的最终目标,是让学生找到兴趣,以兴趣引导创新能力。在吸收英国南安普顿大学的先进教学经验的同时,学院创新性推出科创引导计划。在新的育人方案下,学院正试图探索出这样一条从学会知识向激发兴趣、积累能力、赋予使命的育人路径的转变,促使学生通过科技创新找到学习兴趣,从而在学习态度上从“要我学”转变为“我要学”,在考核要求上从追求分数向分类评价转变。学院的探索能为全校的人才培养模式改革提供新的范本和经验,为学校培养出更多国家急需、可靠顶用的拔尖创新人才。
问:您觉得在这种模式下培养出来的学生,跟我们传统的学生有什么不同呢?
答:南安普顿大学的教学、科研一直在变,变化是新常态,但是人才培养目标一直没变,就是要培养具有批判思维能力和独立学习能力的未来领导者和决策者。
我们的小班研讨方式除了培养学生的独立学习能力之外,在研讨过程中也培养了他们的批判思维能力。比如对于一个问题,除了老师给出的正确答案外,学生可能会提出另一种解法,给出另一条思路。养成这样的学习方式以后,学生未来解决问题的时候,就会有不同的方案,而不会抄别人的答案。抄别人是抄不出创新人才来的,因为抄来的往往是正确答案,但是这个答案是唯一的,而这个世界是变化万千的,当遇到一个新问题没有答案时,他就无从下手了。但是一旦有了批判思维能力,再加上自主学习能力,没有老师指导的时候,他就会自己创造方案。这就是通过校园连续三年、每年1200个小时的学习过程训练出来的。我们向世界一流大学学习,实际上就是学习他们的育人过程,通过这种方式培养出来的领军人才,是真正可以解决科研实际问题的。
学院学生与国际学生一起讨论
问:目前学院对学生的培养是否达到了您希望的目标?未来还要往哪个方向去发展?
答:联合学院的育人环境,允许学生去放飞自己的想象,允许学生的个性化发展。
我举一个例子,2020级学生常寻来有一个创新计划,就是吉他的自动调音器。他很喜欢吉他,想让吉他的调音变得自动化、智能化,且能调准。在评审过程中,我们几个老师就说,这个选题非常好。首先,做这个项目要懂声学,大二就有声学课,水声专业有声学一、声学二,声学的基本知识就和吉他连在一起了;然后,自动调音需要有记录过程,还需要编个控制程序,就像机器人调音一样。这里面既有基础知识,又有软件、硬件问题,不是半年就能解决的,而是和四年的专业学习密不可分。四年下来,这个项目就可以做成本科毕业设计,很可能就是一个有市场前景的科技创新项目。
另外一个例子,是学院大二水声专业班的学生张隆源。他在大一的时候就表现出数理基础非常好的特点,大一的课程对他来说太简单了,他就不想学。我们注意到他这种情况后,就给他提供一些课业上的指导。因为他喜欢数学,我就推荐他去听硕士生和博士生的相关课程,还建议他去听北大、复旦等数学学科比较强的院校的慕课。我发现这个学生的学习能力很强,这时老师的指导作用就格外重要了。我就告诉他,光学习不行,学习是为了解决问题的,因为我是做水波研究的,我就跟他提了几个非线水波的问题,并且推荐他一本关于非线波浪的书。他很快就看完了,并且结合他在复旦大学听过的课程,有了新的想法,找到了一种新的三维非线水波传播的解析方法,还写成论文在一本国际期刊上发表了。今年,他给欧洲地球科学联盟2022年会的投稿也被接受了,相当于走上了学术之路。这个例子也充分说明,只要老师引导好了,本科生阶段同样可以培养出研究人才,这也是学院未来加深和南安普顿大学合作的方向。本科生不应该仅仅停留于课堂的学习,只要适当引导他们的兴趣,打下扎实的基础,就能挖掘出新的潜力。学习不是最终目标,学以致用才是真正的目标,要培养学生运用专业知识解决实际问题的能力。
学院在智慧教室召开国际法、海洋法主题Hi Dream论坛
问:学院在吸收国外先进教学理念的同时,保有了自己的那些育人特色?
答:除了课程表里面的课之外,学院创新性推出了科创引导计划。这个引导计划面向全体学生,贯穿本科四年,以国家大学生创新计划要求为引导方向,通过科研启蒙、学术培训、专业研讨等形式,引导学生从兴趣出发,将所学知识与专业结合,学以致用。比如说2020级130名学生形成了40多个小组,少则一人,多则4人。他们从大一提出方案,由导师进行指导,之后他们就可以有针对性地学习和研究,在大二、大三的时候不断完善方案,直至大四形成成果。
我参加了其中20组创新方案的评审,里面有一个船舶与海洋工程专业的4人团队,他们的项目是水下观光潜艇。当然,他们的方案现在还不成熟,缺乏对潜艇的认知。他们大一时还没学这个船舶课呢。我问潜艇最主要的是什么?他们没回答上来。我说潜艇最主要的就是不能沉没,这就和船舶基础课里的船舶静力学有关系了。这就相当于他们在没开课前,先定了一个实际目标,接下来他们就能把学习到的课程很好地和这个目标结合起来,对于所学内容也能有更深层次的理解。我们之前提到的设计与计算,同样与这个潜艇项目有关。做潜艇,不仅要设计外形,还要选材料,包括力学计算、结构强度计算等,这就把我们后续课程都串在一起了。所以仅仅这一个兴趣点,就不谋而合与人才培养有机结合了,在四年的学习过程中,他们就不是为了拿到学分而上课,而是为了解决问题而上课。这就是我们科创引导计划的目的,把专业知识和创新兴趣结合,既鼓励学生自主学习,同时也培养了他们的创新能力。
联合学院办学就是要创造培养创新人才的育人环境。现在我们还没有培养出一届完整的毕业生来,但是从这两年的成绩来看我们还是很有信心。至少我刚才举的这几个例子已经超乎我的想象,我认为有的学生,再经过一段时间的打磨,就是博士生水平了。
段文洋院长作为评委在听取学生的科创引导计划
问:未来南安普顿海洋工程联合学院的人才培养,还有哪些需要继续改变的?还有哪些发展的空间呢?
答:学院办学两年,课程改革才走过第一阶段,现阶段我们只是建设了大类培养的基础课程,包括数学、物理、计算思维、英语这些最基础的课,再加上设计与计算、力学结构与材料、热流体、电气电子系统这几门基础课,这是所有学生都要学的。同时,我们有4个专业:船舶与海洋工程、轮机工程、水声工程和自动化,这4个专业的专业课程改革还要继续,不同专业还要有所侧重。我们现在只是改变了基本的菜单组合,但是每个专业的专业课菜单有多少组合,菜单的内涵是什么,都需要我们去发掘,这是更大的挑战。
这4个专业也是哈工程的老牌专业,虽然名称没有变,但是整个课程体系与原来学院的专业是完全不同的。如何让这四个专业的老师很好地去理解其中的差别,结合我们原有的优势,再学习英国的教学特色,并真正落实到教学中去,还有两年的挑战。只有把四个专业都走完一个循环,培养出来的学生不仅要能达到基础的培养目标,还要能够在创新设计上取得优秀成绩,在国家级的科创比赛中有所收获,我觉得这是个很大的挑战。
我们的最终目标是瞄准世界一流大学,形成具有工程大学特色的育人模式,提升育人能力,打造一批一流的教师队伍,培养出具有批判思维能力和独立学习能力的创新性人才。