新工科背景下传统工科课程教学模式的创新与实践
周晓燕杨培
［摘要］当前新一轮科技革命和产业变革推动知识更新，新知识产生的速度不断加快，由此对现代工程技术人才的知识、能力和素质都提出了新要求，在此背景下新工科教育理念应运而生。传统工科专业如何创新教学模式以适应新工科建设的要求是值得深入探讨的问题。以传统工科专业木材科学与工程的核心必修课程“人造板工艺学”为例，从教学面临的痛点出发，秉承成果导向教育（OBE）理念，以学生发展为中心，通过教学内容、教学资源、教学过程、教学方式和教学评价五个方面的根本转变开展教学改革，创新了“大课程小项目，层层递进”的教学模式，着重培养学生的自主学习能力、解决复杂工程问题的实践能力和创新思维，使其树立远大的职业理想，实现了知识、能力、素质“三位一体”的教学目标。
［关键词］新工科；教学模式；人造板工艺学
［基金项目］2019年度江苏省高等教育教改研究重点课题“从‘精向‘金升级的高校专业课程教学质量保障研究——以南京林业大学国家精品课程《人造板工艺学》为例”（2019JSJG083）
［中图分类号］G642.3［文献标识码］A［文章编号］1674-9324（2023）21-0111-05［收稿日期］2023-01-30
进入新世纪以来，世界新一轮科技革命和产业变革风起云涌，大国之间的科技创新竞争日趋激烈，服务于传统行业的工科专业迫切需要抓住工科教育的改革机遇，应对全局性挑战。2017年以来教育部积极推进的新工科建设，就是主动应对新一轮科技革命和产业变革的战略行动，是新时代工程教育改革的新方向［1］。新工科建设最为核心的任务是培养能够满足行业和产业发展需求的人才，即人才培养是新工科建设和发展的落脚点［2］。
随着社会经济的快速发展，人们对美好生活越来越向往，而拥有健康舒适的居住环境是追求美好生活的前提，营造这样的环境离不开木材和人造板产品。我国人造板总产量超3万亿m3，占世界总产量的60%以上，已成为世界人造板生产、消费和进出口贸易第一大国，但尚不是强国［3-4］。当前人造板工业正处于由高速增长向高质量发展的转型升级时期。随着绿色发展理念的深入实践，人民对健康生活的高要求及产业高速增长向高质量发展的转型，对行业人才的知识、能力和素质均提出了更高的要求，对人才的需求已由技能型工程人才转向创新型工程人才。
“人造板工艺学”是一门涉及广泛应用于建筑、家具、装修等领域的人造板产品的制造原理、生产工艺、质量控制及应用技术等方面基础理论和实践技能的综合性课程，是木材科学与工程专业的核心必修课程。在新工科背景下，面对本行业培养具有融会贯通的多学科知识体系、解决复杂工程问题的实践能力和创新思维及善于沟通交流合作的综合素质的创新型工程人才的迫切需求，笔者带领教学团队以立德树人为根本任务，从立体化资源建设、智慧化内容创新、融合化方式探索、多元化环境营造及国际化服務拓展等五个维度不断进行改革创新和迭代实践，着重培养了学生的自主学习能力、解决复杂工程问题的实践能力和创新思维，使学生树立远大的职业理想，实现了知识、能力、素质“三位一体”的教学目标。
一、课程教学面临的痛点
当前，我国人造板产品品种繁多（如胶合板、刨花板、纤维板等），人造板工业正处于高质量发展时期，新产品层出不穷，且人造板产品生产工序复杂，在有限的教学课时里无法将每种产品的制造原理和生产工艺传授给学生，需要学生自主学习、自主建构知识体系和举一反三，才能适应人造板工业产品日新月异、技术推陈出新、装备更新迭代的发展趋势。因此，如何让学生学会将物理、化学、力学和木材学等基础知识与专业知识融会贯通，自主建构知识体系，是教学面临的第一个痛点。
人造板产品制造从原料分离到重新组合历经几十道工序，工序间关联紧密，涉及的控制因素众多，要获得性能优良的产品需要解决许多复杂的工程问题。传统灌输式教学模式无法培养学生对知识的有效应用能力，导致学生缺乏运用理论知识解决复杂工程问题的实践能力，不能适应人造板工业的生产绿色化、产品高值化、制造智能化的发展需求，这是教学面临的第二个痛点。
进入新世纪以来，人工智能、纳米技术等新技术浪潮推动了各类产业的深刻变革，人造板工业也不例外，比如纳米技术对功能人造板产品的制备、3D打印技术对人造板产品的表面装饰、信息技术对人造板产品的智能制造等都将带来革命性的变化。在教学过程中如何让学生拓宽视野，培养其创新思维和对知识的再创造能力是第三个痛点。
二、课程教学改革的创新与实践
20世纪90年代，美国著名教育学家Spady首次提出了OBE教学理念，即OBE（Outcome-basedEducation）成果导向，这种理念强调教育系统的一切要素都要围绕学生在学习结束时，确保能实现所期望的学习成果来组织［5］。秉承这一理念，针对上述教学痛点，以