一、培养计划到课程库、实验项目库和岗位库的深度教育逻辑
近期,某大学新落成的交叉科创中心引起了极大的关注。这座实验楼以其独特的跨学科特色,实现了教学排课、实验排课和创新大赛的完美结合。该中心通过物联网、人工智能和大数据技术,为学生提供了一个新型的实验平台,成为该校本科教学创新的重要基地。该中心将传统专业学院、本科书院、实验教学和创新教学有机结合,形成了一个综合性的教育体系。
类似这样的跨学科科创中心,自五年前开始在各双一流大学如雨后春笋般涌现。它们不仅提供了一个创新的机构或空间,而且在数据逻辑上已经上升到了教学的新高度。尽管不同大学由于历史和特色的差异,侧重点和组织形式各有不同,但发展趋势和共同点日益明显。如果我们将时间拉长,对比近五年来双一流理工科大学,尤其是两个湾区附近的大学,与过去以工程训练、实验中心、教务处或机电学院为基础的大学生创新中心,其差异将更加明显。
大学教育作为周期性、规模性和具有长远未来性的教育体系,其专业性与普通民众的创新培养有着显著的区别。在本科教学阶段,通过简单的数据逻辑来概括这种差异,主要体现在以下几个建制要求上:
培养计划:以培养计划为核心的纵向资源匹配系统,涵盖了场地空间、条件装备以及师资课程。在一所拥有数万师生的本科院校中,课程数量通常达到数万门,每届学生的课程计划都需要与时俱进,这是一个极其复杂的系统工程。它包括培养计划、教务排课、实验排课、成绩考核、学分计算、毕业要求等多个环节,形成了一个纵向一体化的体系。相应的职能管理和学院管理通过数据逻辑闭环,最终实现学生顺利毕业和离校。
1.课程库:围绕培养计划,以教务为核心的课程体系和课程质量保证、资源保证体系,可以简化为课程库的建设。一个学期内,本科大学平均开设约4000门课程,每门课程根据教育部专业指导委员会的知识体系,包含大约100个知识点和相应的考试作业保证体系。这些基于数据的核心基础,构成了本科教育的知识体系,并接受教育部的各种合规检查。
2.实验项目库:本科教育是专业教育,除了理论知识教学外,更重要的是培养学生与科技及工业工具互动的能力。这包括文科训练、心理学实验、体育训练以及理工科的实验仪器设备等,构成了围绕实验、实践、实习的实验教学体系。优秀的大学和专业之所以出色,是因为实验教师、实验仪器设备和实验项目形成了一个随着时代发展而迭代更新的过程,并通过实验排课落实到具体的实验项目的空间、时间、分组、分批、虚拟训练系统。课程知识点与实验项目之间存在多对多的关系,优秀的学校建立了动态更新的管理机制。目前,中国约1000所工科大学中,建立起五六年的纸质或电子管理相对系统的实验项目库的不到10%,主要集中在双一流高校或双一流学科中,这些学校和学科凭借多年形成的习惯,积累了培养水平的历史积淀。
3.岗位库:每个历史悠久的学校,尤其是其中的优质学科,多年来形成了一整套围绕“典型人才”倾斜的人才计划。职业学校则围绕就业形成了各种优势就业专业,按照订单培养人才。这种培养模式过去是学校的某个学科或几个专业的个体行为,但目前的趋势是形成了第三维的“岗位库”培养模式。例如,某大学化学系多年来针对学生成为研究人员的特点,在实验项目设置中整合了国际顶级影响因子的化学论文的实验。学生在实验中心不仅按照拆解的实验项目进行实验,更主动地按照组团的高引实验甚至与近期创新相结合,形成了围绕创新岗位的教学。同样,许多针对行业领袖的工科大学的高校围绕学生的成才特点,形成了以校实验中心为核心的实验项目、大学生创新、大学生竞赛、校企协同的组团,并按照某种特殊的计划(比如1️⃣科学家命名的班和以资助企业命名的班),这就是岗位库的雏形。
传统的组织机制通常涉及两个主要部门:教务处负责理论课程的排课,而实验设备处则与教务处的实践科仪器协作,负责在教务排课的基础上进行二次排课,包括实验项目的排课、预约和开放。这种组织和数据协作的复杂性在于需要协调多个部门和资源,以确保教学活动的顺利进行。
二、教育计划与支持本质上是基于培养计划的排课(课程、实验项目、岗位)的模式全息模式
在实际操作中,存在两种主要的排课模式,各有其优势和劣势:
学校统一排课模式:
优势:能够实现全校资源的统一调度,提高资源利用效率。
劣势:对于需要个性化和专业化培养的关键少数学院可能不利,因为这些学院往往需要特定的师资、空间、场地、耗材和工位,而这些资源可能是稀缺的,甚至是动态变化的。
二级管理排课模式:
优势:能够照顾到不同学科的个性特点,为每个学科提供更贴合其需求的教学安排。
劣势:工作量巨大,且统计和管理上的难度也随之增加,需要更多的协调和沟通。
近年来,实验室智能管理系统的发展,不仅仅是作为一个计算机系统存在,更是在教务处的教学管理和二级实验中心的学科专业管理之间,扮演着复杂的资源匹配应用的角色。
在探讨数字化时代下“大学创新中心”的成立与发展趋势时,我们不得不面对一个现实:传统的教育模式已难以满足当前对创新人才的培养需求。如果我们假设一所工科大学在电子、家电和建筑设计等领域培养出众多企业领袖,通过分析这些校友的成长轨迹,他们发现,过分强调专业细分和学院管理可能会限制学生的全面发展,从而减少未来领袖型人才的出现。这是因为在学科和专业日益细分的背景下,学生培养趋向于更加狭窄的领域,这不利于跨学科人才的培养,而这类人才恰恰是推动创新的关键力量。
面对这一挑战,核心要解决的难题就在于:如果一个创新型学生在理论课程中实现全额学分已是难题,那么再加上实验项目的要求和大规模定制化的实验排课,所需的交叉实践能力计算和管理的工作量将呈指数级增长。在培养创新人才的过程中,例如,当一位世界500强企业的校友捐赠支持交叉领袖人才的培养项目时,这一定是个性化培养的,教务管理部门如何在组织结构和数据层面上管理师资、专业、智能化条件和毕业要求?显然,传统的管理方法已不再适用。
为了解决这一问题,学校就需要在现有课程库和实验项目库的基础上,建立一个精英岗位库,并将其与前两者整合到一个多对多的管理体系中。这一挑战不在于大学是否能够推出一个精英本科计划,也不在于是否能找到合适的人才来执行和管理这一计划,而在于如何跨越不同的学院、学部、专业、学科和实验室,构建一个从培养计划到排课、实验项目、实践环节的完整证据数据链条。这无疑是一个需要大数据技术支持的复杂任务.而完成这个任务,面向全校的开放实验项目预约以及其数据上的共享、共同、共有、共用和汇总就成为了支持学生创新实践,创新课程,推出的一种教学配套机制。
这种机制旨不仅仅是作为开放实验项目的预约以及支持实验资源利用,更重要的是作为教务计划课程执行的重要配套和并行执行体系,能够灵活的以创新项目为驱动,将项目、计划、教学、教学资源(课程,项目,学生,空间,时间)自主的组织起来,实现项目驱动的教学计划,快速灵活的构建,自定义配置的学生培养,学生自由选择课题,并最终形成闭环的教学管理线和数据链条。
开放实验项目预约作为计划执行的重大配套,可以实现从计划到课程到实验项目,到学生选择的全过程创新驱动和数据上下游打通,并最终形成教学数字化资源配套和支撑闭环数据治理逻辑:
三、基于实验项目的预约是所有排课模式数据链最完整与最核心的问题
1. 主要设置内容
课程选择,开放实验项目选择,学生选课开放时间,选课学生限定范围(学院或班级),开课教师等
2. 教师生成开放项目课程计划
开放教学计划表:时间,地点,空间,授课教师,实验项目
3.学生选课
目前,不同学校在这类计划中已经积累了一定的经验,这些经验的共同点在于,它们都旨在解决如何培养具有创新精神和个性特点的人才,而非仅仅为了方便管理。
对于那些对教育质量要求不高的人来说,上述内容可能难以理解。然而,对于那些追求高标准教育的机构来说,这是一项必须进行的数据技术基础设施建设。以一个简单的例子来说,如果我们仅从课程角度出发,认为只要有课堂就足够了,那么我们就忽视了学生动手能力、分组分批、工位空间和实验准备等方面的需求,这些都需要一个复杂的实验室排课系统来支持。而在创新人才培养方面,学生所谓的创新并不仅仅是按照既定课程完成学习和实验,而是需要教育体系能够组织资源来支持和考核他们的创新能力。这需要教育者进行细致的逻辑梳理和数据支持。
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自画
炼砂就像炼钢,品茶只需余香;
烈火催生窑变,青柑胜过琼浆;
粗糙略带枯黄,细品记忆陈香;
人生宛如初见,轮回再生一场。
青柑 陈茶 窑变 紫砂,是我的自画像,中年可以风霜,不可以油腻;艾草可以枯萎,逢春愈加清香。
魏忠,网名"学者行者旁观者",属鸡,惊蜇生。诗人算自封,作家较勉强,段子手公认。打过工,教过书,出过国,问过政,办过公司,江湖奔波五十载,永州,安阳,北京、深圳、郑州、上海、匹茨堡、西安、珠海、南京、苏州,十余个省市一路走来,是异乡人却均不是过客,都怀有深深的土著情怀,曾在生物制品、房地产、信息安全、电子政务及标准领域做过一些工作,起草过十多个国家标准,然观其大略均不求甚解。直到找到教育,方寝成孔安。发表《教育正悄悄发生一场革命》《教育正悄悄发生一场怎样的革命》成为影响中国教师100本书,著名教育家刘道玉专门在《光明日报》撰文赞赏。
闲暇之余在心灵深处觅得一处门牌号为53号的蜷巢,半亩果园半亩菜,一间茶室,一杯浊酒,半盏夜灯。昔日书生意气,万丈豪情,江湖恩怨,随着袅袅的茶香,随着窗外的烟雨与耳边的鸟鸣,逐渐淡去,只盼望着春雷响时,化蝶飞到一个属于自己的永久村庄,于庄中做一个从未出现过的校长。
2006年开始编写博客,得到60余万读者关注订阅。