基于開放式項目驅(qū)動的《創(chuàng)新設計專題》教學模式研究

杜宜聰，宋清華

（山東大學 機械工程學院，山東濟南 250061）

科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，而創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是建設創(chuàng)新型國家的根本保障[1]。近年來，教育部積極推動高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學改革，繼2017年提出“新工科”建設后，又于2019年制定了《國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃管理辦法》，努力提高創(chuàng)新型工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量，應對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命的興起。

課程是對教育目標、教學內(nèi)容、教學活動方式、教學計劃等諸多方面實施過程的總和，直接關系教育質(zhì)量與人才培養(yǎng)質(zhì)量，只有課程質(zhì)量得到保障，高等教育的改革才能真正落實[2]。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下，只有不斷修改和完善原有課程的知識構(gòu)架、 教學思路和教學方法，才能提升學生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出高質(zhì)量創(chuàng)新型人才?！秳?chuàng)新設計專題》是山東大學開設的以項目驅(qū)動為教學模式、 以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)為目標的重要課程之一，探索出適用該課程的教學模式，對提高學生的創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)的全面發(fā)展具有重要意義。

1 我國項目驅(qū)動式教學模式現(xiàn)狀分析

項目驅(qū)動是一種新型的以項目為主線、 教師為引導、學生為主體的教學模式，要求學生以現(xiàn)實問題為導向進行探究活動并開展實施，讓學生主動積極地在項目完成過程中不斷進步，促進學生的創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)的全面發(fā)展，被國內(nèi)外眾多高校采用并實施[3,4]。

受傳統(tǒng)教學模式的影響，目前在項目驅(qū)動教學模式中還存在一些有待改進的方面：（1）項目選題不合適，抑制了學生創(chuàng)新性思維。為了讓學生鞏固理論知識，項目的選題通常是由教師依據(jù)學生已掌握理論知識為基礎精心設計的，學生可通過綜合運用已學理論知識，較好地完成該項目。但是由于每個學生的成長環(huán)境、接觸的事物及已掌握的專業(yè)技能存在差異，可能會造成部分學生對選題不感興趣，被迫完成項目，嚴重抑制了學生的學習興趣，且不能培養(yǎng)學生獨立發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。并且由于教師精力有限，大部分項目選題多年不變，造成選題不能緊跟時代及科技的發(fā)展。（2）組織形式單一，教學質(zhì)量不高。項目選題確定后，目前普遍采取的教學模式是讓學生按照教師已制定的計劃按部就班完成工作，中間沒有任何激勵和檢查措施，導致項目后期學生學習興趣下降且存在松懈、懶惰心理，在項目的過程中持放松態(tài)度，項目答辯前集中突擊，導致教學質(zhì)量不高。（3）評價內(nèi)容不完善，不能客觀全面地反映學生能力。目前大多數(shù)采用項目驅(qū)動教學模式的課程的結(jié)課方法是采取答辯形式，側(cè)重對項目作品的評價，以項目完成質(zhì)量單方面決定課程分數(shù)或等級，忽略項目進行過程的評價，間接導致學生在項目進展過程中持放松態(tài)度。此外，目前的大多數(shù)評價方法沒有做到對學生的創(chuàng)新能力、分析解決問題能力、動手實踐能力、團隊協(xié)作能力等綜合素質(zhì)進行全面評價。

針對在長期教學過程中所體現(xiàn)的學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足的問題，提出了適用《創(chuàng)新設計專題》課程的開放式項目驅(qū)動與項目競賽相結(jié)合的教學模式，如圖1所示?；陧椖框?qū)動的教學模式，采取自主選題、自主設計研究方案的方法，突出以學生為主體的教育理念，提高學生的創(chuàng)新能力；融合競賽式教學方法，充分調(diào)動學生的積極性以及主觀能動性，提高教學質(zhì)量；突破以項目最終結(jié)果片面評價學生學習效果的傳統(tǒng)評價模式，采取全過程多元化評價方法，對學生的創(chuàng)新能力、動手實踐能力、 團隊協(xié)作能力等綜合素質(zhì)進行全面評價，構(gòu)建強調(diào)創(chuàng)新的全過程多元化評價體系。

圖1 開放式項目驅(qū)動與項目競賽相結(jié)合的教學模式

2 開放式項目驅(qū)動與項目競賽相結(jié)合的教學模式研究

2.1 開放式項目驅(qū)動教學方法

2.1.1 自主選題

興趣是激發(fā)學生學習動力的先決條件，而合適的選題可有效激發(fā)學生的研究興趣。自主選題是一種開放式的項目驅(qū)動教學方法，學生可根據(jù)自己的興趣愛好進行選題，將項目的主動權(quán)和探究權(quán)交給學生，充分體現(xiàn)以學生為中心的教學理念，真正發(fā)揮學生的主體性，更能激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力及發(fā)現(xiàn)問題的能力。學生可以根據(jù)日常學習生活中的新奇創(chuàng)意、 國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃等競賽的題目、接觸到的科研項目等作為選題依據(jù)，并結(jié)合自己所掌握的理論基礎知識和專業(yè)技術能力來選擇自己感興趣的項目。在2017 級過程裝備與控制工程班級中，基于開放式項目驅(qū)動式教學模式開展《創(chuàng)新設計專題》課程?？紤]學生所掌握知識以及時間有限，個人完成項目的難度較大，也為了鍛煉學生的團隊協(xié)作能力，項目以小組形式進行，該班級共35 人，分為6 組，每組4-6人。采用自主選題方式，5 個小組分別選擇了“基于聲學信號的旋轉(zhuǎn)機械智能診斷平臺”“基于水力空化技術機翼防除冰設計”“可伸縮式便攜衣架”“沖箱式簡諧波造波機”“自動翻書機”“助眠智能眼罩”作為項目選題。其中，有來源于競賽題目、科研項目，也有來源于日常生活中的新奇創(chuàng)意。通過自主選題，更能使選題與學生的興趣和能力相匹配，同時培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題的能力。

2.1.2 自主設計研究方案

設計研究方案的目的是讓學生明確自己所選項目的研究目標、研究意義、研究內(nèi)容、研究步驟、研究方法等。只有確定了研究方案，才能整體把握項目內(nèi)容，保證項目研究步驟的有序化。選題確定后，由學生獨立思考完成該項目所需要具備的理論知識和專業(yè)技能，自主設計研究方案。自主設計研究方案可培養(yǎng)學生獨立思考、分析、解決問題的能力。另外，在確定研究方案過程中，學生需要進行大量調(diào)研和查閱文獻，在這一過程中可以鍛煉學生查閱文獻的能力。結(jié)課后的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學生們是第一次接觸這種教學模式，所有學生都認為，通過此種教學模式，他們了解了做項目的步驟，提高了查閱文獻的能力和分析解決問題的能力。

2.1.3 教師指導

為防止因為學生的研究方案不合理而導致不能在課程結(jié)束前完成項目，也為了防止學生在選題過程中存在“急功近利”心理而選擇一些風險小、難度低、創(chuàng)新性不足的項目而導致課程目標不能實現(xiàn)，需要教師進行宏觀把控。學生確定選題及研究方案后，由教師和其他組學生對項目課題進行可行性分析，包括學生的基礎理論知識掌握程度、項目的研究方法、項目的關鍵技術路線、 工作條件等，并對學生的項目給予建議和指導。同時，在項目進行過程中，教師應密切關注學生的研究進展，并及時對學生在項目進行過程中存在的問題給予指導和糾正。

2.2 基于競賽的教學質(zhì)量提升方法

在實踐過程中會發(fā)現(xiàn)由于課題進行時間長、 解決問題復雜、且缺乏有效的監(jiān)督機制，項目中后期學生會存在僥幸、懶惰心理，將事情往后推，學習主動性下降，導致最終教學質(zhì)量不高。競賽式教學是一種能夠更好地激發(fā)學生學習熱情、 保證教學質(zhì)量的創(chuàng)新型教學方法，達到以賽促學、以賽促練的效果[5]。因此在本門課程中融入了競賽式教學方法，督促學生積極主動學習、探索，解決項目驅(qū)動教學中的學生動力問題，提升教學質(zhì)量。

在《創(chuàng)新設計專題》課程中，競賽式教學方法的組織形式分為組間競賽和校內(nèi)/外競賽兩種形式。（1）組間競賽：在項目進行過程中，學生根據(jù)自主設計的研究方案開展工作，完成項目的設計、探索及創(chuàng)新。采取兩周一次進展匯報的形式，通過答辯匯報各階段任務完成情況，并給出下一階段的計劃，督促學生嚴格按照計劃開展項目研究。由其他組學生和教師擔任評委，對項目進展情況進行評價并打分，作為最終小組成績的一部分。通過進展匯報答辯的形式，可以鍛煉學生的總結(jié)能力和表達能力，也可以讓學生在各組的展示中借鑒經(jīng)驗、取長補短。（2）校內(nèi)/外競賽：積極鼓勵學生將自己的項目與校內(nèi)/外競賽（大學生機電產(chǎn)品創(chuàng)新設計競賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等）相結(jié)合，通過校內(nèi)/外競賽方式提高學生的學習熱情和動力，提高學生主觀能動性，保證項目的完成質(zhì)量，同時可促進學生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。競賽中應建立評價獎勵機制，競賽完成后，對在組間競賽和校內(nèi)/校外競賽中獲勝的小組進行獎勵，并在課程的評價中予以考慮。

3 全過程多元化考核評價體系

為確保開放式項目驅(qū)動教學方法的順利實施，應建立全過程多元化考核評價體系，不再拘泥于傳統(tǒng)的考卷評價模式或項目結(jié)題答辯模式，更加客觀和全面地評價學生的課程學習情況。全過程多元化考核評價體系分為評價指標、評價內(nèi)容、評價方法三個方面。在評價指標方面，應包括創(chuàng)新能力、獨立發(fā)現(xiàn)分析解決問題能力、動手實踐能力、團隊協(xié)作能力等創(chuàng)新型人才所需具備的能力； 在評價內(nèi)容方面，基于CDIO 教育理念，對項目的構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運作過程進行全過程評價[6]，包括選題意義、研究方案可行性及創(chuàng)新性、團隊協(xié)作分工、課堂課下互動、進展匯報質(zhì)量、作品完成度等，不再只側(cè)重項目作品的評價。在評價方法方面，采取開題、進展匯報、答辯、課堂觀察、組內(nèi)/組間互評等多元化評價方法對學生的專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、獨立分析解決問題能力、動手實踐能力、團隊協(xié)作能力等進行全面評價。

根據(jù)全過程多元化考核評價體系，制定出小組的課程評分表，如表1所示，教師與其余組學生分別評分，最后取平均分作為該組的最終成績。評分內(nèi)容包括開題、進展匯報、答辯、平時成績四部分，成績分別占總分值的20%、40%、30%、10%，其中進展匯報共進行5次。開題的評分項包括項目構(gòu)思及創(chuàng)新性、研究方案可行性、調(diào)研及文獻查閱情況、表達能力四部分，成績分別占開題成績的20%、50%、20%、10%； 進展匯報的評分項包括計劃完成度、分析解決問題能力、團隊分工協(xié)作情況、匯報表達能力四部分內(nèi)容，成績分別占進展匯報成績的40%、40%、10%、10%； 答辯的評分項包括作品完成度、研究內(nèi)容充實度、研究報告質(zhì)量、表達能力四部分內(nèi)容，成績分別占答辯成績的30%、40%、20%、10%； 平時成績的評分項包括出勤率和課堂互動情況兩部分內(nèi)容，成績分別占平時成績的50%、50%。

表1 課程評分表

為防止出現(xiàn)部分學生“摸魚”現(xiàn)象，平時不參與或較少參與到項目中，而到最后卻因為所在組的成績高而獲得較高成績，造成最終成績的不公平，采取組內(nèi)評分的方法考查組員間的合作度和項目參與度[7]。組內(nèi)評分是采取不記名形式，以平均值確定組內(nèi)成員的成績占該組成績的百分比，最終確定每位學生的成績。

4 結(jié)語

《創(chuàng)新設計專題》是一門以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標的課程，需要激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和分析解決問題能力。因此，通過開放式項目驅(qū)動激發(fā)學生的學習興趣，提高學生獨立發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力；通過競賽提高學生的學習動力和教學質(zhì)量，促進學生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的全面發(fā)展；建立全過程多元化考核評價體系，可更加客觀和全面地評價學生的課程學習情況，確保開放式項目驅(qū)動與項目競賽相結(jié)合的教學模式的順利實施。