實(shí)踐課程層次遞進(jìn)式項(xiàng)目化教學(xué)研究

王春艷 王貴成 楊建風(fēng) 王亞元

摘? 要 基于“以學(xué)為主、教為輔，項(xiàng)目化分步協(xié)同提升工程能力”的教學(xué)改革思路，提出層次遞進(jìn)式項(xiàng)目化教學(xué)方法。實(shí)踐表明：層次遞進(jìn)式教學(xué)有利于實(shí)施因材施教，激發(fā)學(xué)生積極性和創(chuàng)新意識(shí)，項(xiàng)目化訓(xùn)練有利于學(xué)生技術(shù)技能與企業(yè)需求對(duì)接，學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性顯著提升，為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、分析和解決工程問(wèn)題的能力開(kāi)辟了新路徑。

關(guān)鍵詞 實(shí)踐課程;項(xiàng)目化教學(xué);實(shí)踐教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）24-0118-04

Research on Hierarchical Progressive Project-based Teaching of

Practical Courses//WANG Chunyan， WANG Guicheng， YANG Jian-

feng， WANG Yayuan

Abstract A hierarchical progressive project-based teaching is pro-

posed which is based on learning supplemented by teaching and pro-

ject-based step-by-step collaboration to enhance students’ engineering

ability in practical courses. Teaching reform practice shows： hierar-chical progressive Teaching is conducive to students in accordance with their aptitude， stimulating their enthusiasm and innovative. And project-based training is conducive to connecting students’ technical skills with the needs of enterprises. The students’ enthusiasm for independent learning has been improved significantly. It opens up a

new path for further training students’ ability to practical， analyze and solve engineering problems independently.

Key words practical course; project-based teaching; practice tea-ching; teaching reform

1? 研究背景

對(duì)于工科學(xué)生而言，實(shí)踐課程教學(xué)與訓(xùn)練是創(chuàng)造性應(yīng)用的過(guò)程，是綜合能力形成的過(guò)程。大學(xué)本科四年是參與工程實(shí)踐、形成工程思維、獲得工程經(jīng)驗(yàn)的重要時(shí)機(jī)[1]。實(shí)踐課程獨(dú)立于理論課程之外，是理論知識(shí)的重要補(bǔ)充與拓展，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，增強(qiáng)理論知識(shí)的實(shí)踐性和拓展性，提高學(xué)生的整體科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，也是培養(yǎng)新時(shí)期卓越工程師的重要環(huán)節(jié)。2006年，我國(guó)工程教育本科專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作開(kāi)始試點(diǎn)，并于2016年6月正式加入《華盛頓協(xié)議》，全面開(kāi)展工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證。不同于本科教學(xué)評(píng)估，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)更加重視考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的科學(xué)理論和技術(shù)手段，分析并解決工程問(wèn)題的基本能力。其內(nèi)涵更加貼近工程實(shí)踐，貼近企業(yè)界對(duì)人才的需求，對(duì)工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)提出一系列新要求[2-5]。

本研究基于“以學(xué)為主、教為輔，項(xiàng)目化分步協(xié)同提升學(xué)生工程能力”的教學(xué)改革思路，提出一種多層次的遞進(jìn)式項(xiàng)目化實(shí)踐教學(xué)方法。項(xiàng)目化教學(xué)模式是由美國(guó)凱茲教授和加拿大查德教授共同創(chuàng)制的一種以學(xué)生為本的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式最能體現(xiàn)教育的實(shí)踐性[6]。項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)教學(xué)法是通過(guò)實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，其目的是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以學(xué)生為中心，把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)掘?qū)W生的自主創(chuàng)新能力，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力[7]。如果沒(méi)有學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程，教師的教是沒(méi)有用武之地的[8]。

層次遞進(jìn)式項(xiàng)目化實(shí)踐教學(xué)是以學(xué)生為主導(dǎo)、教師為引導(dǎo)，由淺入深、由零至整的階段性、進(jìn)階性、系統(tǒng)性實(shí)踐教學(xué)體系，是將項(xiàng)目化的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)階式地系統(tǒng)化，使學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、掌握技能由被動(dòng)的不得已接收，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索，“學(xué)中做、做中學(xué)”[9]，有效提高學(xué)生所學(xué)知識(shí)的關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性，從而逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、崗位適應(yīng)能力、溝通與合作能力。

2? 層次遞進(jìn)式項(xiàng)目化實(shí)踐教學(xué)的基本特征

項(xiàng)目實(shí)踐目的是將理論知識(shí)實(shí)踐化，在實(shí)踐過(guò)程中提高對(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)理念和方法的認(rèn)識(shí)。以真實(shí)項(xiàng)目任務(wù)為載體，深化課程實(shí)踐，在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中結(jié)合課程實(shí)踐，增強(qiáng)理論知識(shí)的實(shí)踐性和拓展性，讓理論知識(shí)在實(shí)踐中活躍起來(lái)[10]。

實(shí)踐課程圍繞解決工程實(shí)踐中的具體問(wèn)題展開(kāi)，由教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析梳理，采用頭腦風(fēng)暴[11]的提問(wèn)式教學(xué)，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行解析，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，提出問(wèn)題，進(jìn)而探尋解決實(shí)際工程問(wèn)題的方式與方法。

2.1? 分層次教學(xué)組織

該實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)置子項(xiàng)目和綜合項(xiàng)目相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容。子項(xiàng)目主要針對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，各子項(xiàng)目之間不是簡(jiǎn)單的羅列，仍然采用層層遞進(jìn)的設(shè)計(jì)，由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。綜合項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)合作完成，既能保證對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握，又實(shí)現(xiàn)了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題。

2.2? 階段性和遞進(jìn)式教學(xué)安排

子項(xiàng)目與綜合項(xiàng)目看似獨(dú)立，實(shí)則緊密相連。子項(xiàng)目，解決某一單一問(wèn)題，是理論知識(shí)和概念在實(shí)踐中的應(yīng)用。所有子項(xiàng)目完成，第一階段結(jié)束。模擬游戲中的通關(guān)升級(jí)，進(jìn)階至第二階段的綜合項(xiàng)目。綜合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以體現(xiàn)技術(shù)的綜合應(yīng)用為目的，側(cè)重實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技術(shù)的綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生有效地運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法解決科學(xué)研究中的問(wèn)題[13]。綜合項(xiàng)目不是子項(xiàng)目的簡(jiǎn)單疊加，而是子項(xiàng)目的融合與提升。在綜合項(xiàng)目中，綜合運(yùn)用理論知識(shí)和前述子項(xiàng)目的知識(shí)和技能，解決復(fù)雜的工程實(shí)踐問(wèn)題，是對(duì)學(xué)生各方面能力的綜合考查。

2.3? 團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力提升

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)及要求中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生必須具備一定的組織管理能力、較強(qiáng)的表達(dá)能力和較強(qiáng)的人際交往能力及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力。這些能力培養(yǎng)渠道是多方面的，但就實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，設(shè)計(jì)一些大型綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神的好方法[5]。在實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的子項(xiàng)目階段，1～2人一組，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、動(dòng)手能力和對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。綜合項(xiàng)目階段3～5人一組，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生溝通與合作、組織與協(xié)調(diào)的能力。

2.4? 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是該項(xiàng)目開(kāi)展的重要保障

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生全面開(kāi)放。以開(kāi)放式教學(xué)取代以往的傳統(tǒng)教學(xué)方式，使實(shí)踐教學(xué)模式從學(xué)生被動(dòng)接受式向主動(dòng)探索式轉(zhuǎn)變。在整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)展中，教師的作用為觀察和引導(dǎo)，全程參與各項(xiàng)目的每個(gè)階段。

3? 層次遞進(jìn)式項(xiàng)目化實(shí)踐課程教學(xué)體系構(gòu)建

層次遞進(jìn)式項(xiàng)目化實(shí)踐課程的體系架構(gòu)如圖1所示。

3.1? 教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變

將以教、示范為主的填鴨式實(shí)踐教學(xué)模式轉(zhuǎn)變成以思、練為主的學(xué)生為主體的教學(xué)模式。實(shí)踐項(xiàng)目充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.2? 項(xiàng)目設(shè)置的遞進(jìn)式

打破簡(jiǎn)單的操作式的實(shí)踐課程，設(shè)計(jì)遞進(jìn)的項(xiàng)目化課程，由淺入深、由簡(jiǎn)單至復(fù)雜，在簡(jiǎn)單項(xiàng)目的學(xué)習(xí)中增強(qiáng)學(xué)生的自信心，同時(shí)提升實(shí)踐動(dòng)手能力，進(jìn)而運(yùn)用已掌握知識(shí)完成復(fù)雜的實(shí)踐項(xiàng)目，進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)綜合問(wèn)題的分析和解決能力。

3.3? 注重過(guò)程考核，動(dòng)態(tài)跟蹤實(shí)踐過(guò)程

采用多元化、過(guò)程化的考核評(píng)價(jià)方法，重視學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、創(chuàng)新能力等多方面能力和素質(zhì)的考評(píng)。在成績(jī)?cè)u(píng)定中強(qiáng)化動(dòng)態(tài)追蹤學(xué)生實(shí)踐的進(jìn)程，實(shí)施過(guò)程評(píng)價(jià)。運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法探索問(wèn)題，并實(shí)施提問(wèn)獎(jiǎng)勵(lì)法[13]，考查學(xué)生分析問(wèn)題、理解問(wèn)題的能力;實(shí)踐操作，考查學(xué)生動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力;項(xiàng)目匯報(bào)書(shū)，考查學(xué)生分析能力和報(bào)告書(shū)寫(xiě)能力;綜合項(xiàng)目考核，考查學(xué)生綜合分析能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力。

3.4? 教學(xué)評(píng)價(jià)

教學(xué)評(píng)價(jià)采用教師自評(píng)和學(xué)生評(píng)教相結(jié)合的方式，評(píng)價(jià)反哺教學(xué)過(guò)程，指導(dǎo)課程進(jìn)一步優(yōu)化和改革。

4? 教學(xué)改革實(shí)踐與成效分析

自2018年在江蘇大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院測(cè)控專(zhuān)業(yè)的綜合實(shí)踐課程“測(cè)量與檢測(cè)綜合訓(xùn)練”教學(xué)中運(yùn)用，課程內(nèi)容如圖2所示。該課程采用層次遞進(jìn)式項(xiàng)目化教學(xué)模式，根據(jù)項(xiàng)目設(shè)定逐層、逐級(jí)開(kāi)展。該課程設(shè)置為三個(gè)遞進(jìn)層次：初級(jí)層次、進(jìn)階層次和高階層次。

初級(jí)層級(jí)，包含子項(xiàng)目一和子項(xiàng)目二。學(xué)生通過(guò)完成基礎(chǔ)項(xiàng)目，學(xué)習(xí)對(duì)單個(gè)指標(biāo)的測(cè)量和檢測(cè)，了解基本概念和測(cè)量知識(shí)，加深對(duì)測(cè)量理論知識(shí)的理解，掌握基本測(cè)量工具和專(zhuān)用測(cè)量工具的使用和測(cè)量方法，重點(diǎn)在于知識(shí)點(diǎn)的掌握。

進(jìn)階層次，包含子項(xiàng)目三和子項(xiàng)目四。學(xué)生通過(guò)完成進(jìn)階項(xiàng)目，掌握零件質(zhì)量評(píng)定的一般方法，并學(xué)會(huì)使用多種方法、不同儀器設(shè)備檢測(cè)零件，比較檢測(cè)過(guò)程和結(jié)果，分析各檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

高階層次，包含綜合項(xiàng)目，以實(shí)際工程零件為檢測(cè)對(duì)象，對(duì)零件進(jìn)行綜合檢測(cè)和評(píng)價(jià)。學(xué)生通過(guò)完成綜合項(xiàng)目，學(xué)會(huì)綜合分析工程圖紙，設(shè)計(jì)檢測(cè)方案，合理選擇檢測(cè)工具并完成零件檢測(cè)，對(duì)零件質(zhì)量進(jìn)行綜合分析，撰寫(xiě)零件評(píng)定報(bào)告。最后進(jìn)行誤差分析，探尋誤差的來(lái)源，尋找有效控制誤差的方法，從而指導(dǎo)零件設(shè)計(jì)和加工制造。

4.1? 課程目標(biāo)及達(dá)成度分析

根據(jù)課程目標(biāo)，對(duì)該課程教學(xué)目標(biāo)（見(jiàn)表1）的達(dá)成度進(jìn)行分析（如圖3所示）。以2020年為例，本課程的兩個(gè)課程目標(biāo)中，課程目標(biāo)1對(duì)應(yīng)的總分為70分，學(xué)生實(shí)際得分為57.5分，達(dá)成度為82.1%;課程目標(biāo)2對(duì)應(yīng)的總分為30分，學(xué)生實(shí)際得分為23.6分，達(dá)成度為79%。從分析結(jié)果上看，學(xué)生很好地掌握了兩個(gè)課程目標(biāo)，具備基本的測(cè)量能力，能夠使用傳統(tǒng)檢測(cè)工具和精密測(cè)量?jī)x器對(duì)實(shí)際工程零件的尺寸精度進(jìn)行測(cè)量與檢測(cè)，并可以正確地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論之間的差距，找到對(duì)應(yīng)的原因。考核部分屬于綜合性較強(qiáng)的項(xiàng)目，部分學(xué)生的綜合分析和實(shí)踐能力還需要加強(qiáng)。

4.2? 教學(xué)實(shí)踐成效分析與探討

本課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用互換性與測(cè)量技術(shù)、工程圖學(xué)、機(jī)械制造等相關(guān)知識(shí)完成零件的測(cè)量與檢測(cè)。從課堂表現(xiàn)來(lái)看，首屆學(xué)生在課堂上的活躍程度不夠，自主學(xué)習(xí)能力欠缺，缺乏主動(dòng)思考的積極性;子項(xiàng)目完成的效果較好，但綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和答辯環(huán)節(jié)完成度還需要進(jìn)一步提升。經(jīng)過(guò)新的課程改革，教學(xué)內(nèi)容上，將立德樹(shù)人和勞育教育相結(jié)合;教學(xué)形式上，采用多媒體和雨課堂相結(jié)合的方法。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上的聽(tīng)課效率和活躍程度有所提高，自主學(xué)習(xí)意識(shí)雖較之前有所進(jìn)步，但仍需進(jìn)一步加強(qiáng)，綜合項(xiàng)目分析、檢測(cè)方案制訂規(guī)范能力還需要進(jìn)一步提升。從綜合成績(jī)來(lái)看，學(xué)生對(duì)本課程所學(xué)知識(shí)的掌握程度較好，但靈活運(yùn)用程度不高。

5? 研究小結(jié)與未來(lái)發(fā)展

5.1? 從教學(xué)改革的應(yīng)用實(shí)例中發(fā)現(xiàn)，尚存在以下幾個(gè)主要問(wèn)題

1）項(xiàng)目設(shè)置中，綜合性、復(fù)雜性強(qiáng)的綜合項(xiàng)目難度設(shè)置需根據(jù)學(xué)生專(zhuān)業(yè)水平設(shè)定。若項(xiàng)目難度過(guò)低，則無(wú)法起到有效訓(xùn)練的目的;若項(xiàng)目難度過(guò)大，對(duì)于學(xué)生的要求較高，也會(huì)打擊學(xué)生的信心，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2）學(xué)生的自學(xué)、科研能力和融會(huì)貫通、靈活的綜合運(yùn)用能力較弱，需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

5.2? 持續(xù)改進(jìn)舉措

1）依據(jù)學(xué)生專(zhuān)業(yè)水平，合理設(shè)置實(shí)踐項(xiàng)目，既要有挑戰(zhàn)性，又要建立學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的信心，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情;對(duì)不同專(zhuān)業(yè)、不同層次的學(xué)生分步實(shí)施，切實(shí)實(shí)現(xiàn)因材施教，既滿(mǎn)足基本知識(shí)的掌握與技術(shù)能力的提升，還有一定的挑戰(zhàn)性。

2）進(jìn)一步探索將立德樹(shù)人與勞動(dòng)教育相結(jié)合，培養(yǎng)融入實(shí)踐發(fā)展的高級(jí)工程技術(shù)人才?！?/p>

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