基于學(xué)習(xí)遷移的項(xiàng)目制課程教學(xué)方法研究

陳炳偉，郝婷婷，徐守坤，徐淑玲

（常州大學(xué)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院，江蘇常州 213164）

進(jìn)入21世紀(jì)，信息技術(shù)和知識經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們的生活方式、價值取向、消費(fèi)需求和產(chǎn)業(yè)形態(tài)都發(fā)生了巨大變化，科學(xué)革命、技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)革命呈現(xiàn)融合發(fā)展新趨勢。2017年，教育部連續(xù)召開了三次與工程教育相關(guān)的會議，形成了新工科建設(shè)的 “復(fù)旦共識”“天大行動” 和 “北京指南”。在教育部的部署和指導(dǎo)下，各學(xué)校紛紛行動，針對新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，建立新的工程專業(yè)，組建未來技術(shù)學(xué)院，全面推進(jìn)工程教育的改革創(chuàng)新。

項(xiàng)目制教學(xué)被普遍認(rèn)為有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊合作能力、溝通交流能力、實(shí)踐管理能力；有助于學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的養(yǎng)成，是推進(jìn)工程教育改革創(chuàng)新的利器。國內(nèi)外已有很多高校探索并實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)[1-5]。然而項(xiàng)目式教學(xué)在我國高職教育中如火如荼，在本科工程教育仍處于起步階段，尤其在教學(xué)體系構(gòu)建方面，仍存在項(xiàng)目載體內(nèi)涵系統(tǒng)性設(shè)計不足、知識與項(xiàng)目系統(tǒng)性銜接不夠、項(xiàng)目教學(xué)跨學(xué)科協(xié)作艱難、教學(xué)支持體系不足等問題。

常州大學(xué)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的學(xué)科課程體系建構(gòu)，基于學(xué)習(xí)遷移和項(xiàng)目制課程的內(nèi)在邏輯，以“項(xiàng)目制課程流”為核心引領(lǐng)，梳理項(xiàng)目制課程知識點(diǎn)與能力目標(biāo)，進(jìn)而補(bǔ)充性重構(gòu)“模塊化知識性課程”知識點(diǎn)與能力目標(biāo)，探索構(gòu)建一套機(jī)械、電子、控制、信息跨學(xué)科融合培養(yǎng)的全程項(xiàng)目制課程為引領(lǐng)的全新教學(xué)體系，夯實(shí)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)支撐，為全面的項(xiàng)目式教學(xué)提供實(shí)證借鑒，打造新工科人才培養(yǎng)新標(biāo)桿。

1 學(xué)習(xí)遷移在項(xiàng)目制課程教學(xué)中的內(nèi)在邏輯

學(xué)習(xí)遷移是學(xué)習(xí)行為中的一個必經(jīng)階段，即從一種學(xué)習(xí)中收獲的經(jīng)驗(yàn)對其他學(xué)習(xí)的影響，學(xué)習(xí)遷移可使已獲得的經(jīng)驗(yàn)概括化、系統(tǒng)化，從而更好地調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者的行為，并能動地作用于客觀世界[6]，基于學(xué)習(xí)遷移的研究是教育研究的重要課題[7-10]。在項(xiàng)目制課程教學(xué)設(shè)計中，需要首先明確學(xué)習(xí)遷移和項(xiàng)目制課程的內(nèi)在邏輯，進(jìn)而在課程設(shè)置、教學(xué)方法的選擇上利用正遷移、消除負(fù)遷移，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目制教學(xué)中既幫助學(xué)生評價舊知識是否掌握到位，又快速準(zhǔn)確地建立起新舊知識的聯(lián)系并切實(shí)可行的教學(xué)方法。學(xué)習(xí)遷移和項(xiàng)目制課程的內(nèi)在邏輯可以從學(xué)習(xí)動機(jī)、建構(gòu)主義理論、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和效能期望四個方面進(jìn)行探索。

1.1 以具體任務(wù)為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生為完成任務(wù)而主動進(jìn)行學(xué)習(xí)的動機(jī)

學(xué)習(xí)動機(jī)歷來是教育心理學(xué)中的核心問題，在學(xué)生有效學(xué)習(xí)的一般條件中，除了外部條件和學(xué)習(xí)者原有的知識和技能以外，還需要學(xué)習(xí)者主動加工活動，包括學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)策略[11,12]。學(xué)習(xí)動機(jī)是啟動、維持學(xué)生進(jìn)行有效學(xué)習(xí)必不可少的條件。在項(xiàng)目制課程改革中，項(xiàng)目任務(wù)書和項(xiàng)目制課程指導(dǎo)書是實(shí)施項(xiàng)目制課程教學(xué)的必要條件，將理論課程內(nèi)容與項(xiàng)目具體任務(wù)有效整合。通過設(shè)置循序漸進(jìn)的項(xiàng)目實(shí)施階段，設(shè)計開放式、難度可選擇的項(xiàng)目任務(wù)，融入設(shè)計開發(fā)流程和項(xiàng)目管理制度等方式，激發(fā)學(xué)生高漲的學(xué)習(xí)遷移動機(jī)，有效學(xué)習(xí)效果也更佳。特別是學(xué)生遇到困難時，就能激發(fā)參與學(xué)習(xí)的本能，積極并專心致志地參與和投入學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)受到干擾時也能排除干擾。

1.2 建構(gòu)主義理論在現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)水平上不斷催生或構(gòu)建出新的認(rèn)知，主動促進(jìn)自我構(gòu)建能力的成熟發(fā)展

建構(gòu)主義理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程中的積極主動性，對新知識有建構(gòu)性和創(chuàng)造性的理解，強(qiáng)調(diào)教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為中心，學(xué)生在教師的指導(dǎo)和幫助下不斷進(jìn)行自主建構(gòu)和創(chuàng)新知識[13,14]。項(xiàng)目制課程是實(shí)施支教式教學(xué)、拋錨式教學(xué)等方法的有效載體，通過合理的教學(xué)設(shè)計，研究并優(yōu)化學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，給學(xué)生提供必要的知識經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)并協(xié)助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)創(chuàng)新，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

1.3 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，使其充分將所學(xué)理論知識用于創(chuàng)造性問題解決，在潛移默化中養(yǎng)成知行合一的能力

培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的創(chuàng)造性問題解決能力是我國高等教育的重要目標(biāo)。學(xué)生學(xué)習(xí)知識、策略和技能的主要目的之一，就是對面臨的新問題創(chuàng)造性地加以解決。問題的解決是高級的學(xué)習(xí)活動，創(chuàng)造性是問題解決的最高級表現(xiàn)。項(xiàng)目制課程改革的方向就是為創(chuàng)造性而教。開放式、難度可選的項(xiàng)目任務(wù)有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的意識、創(chuàng)造性人格特質(zhì)、開發(fā)創(chuàng)造性心理潛能和拓展創(chuàng)造型心理素質(zhì)。項(xiàng)目制課程鼓勵學(xué)生仔細(xì)界定問題，示范分析問題的方法，引導(dǎo)學(xué)生多角度提出假設(shè)，評價每個假設(shè)的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮影響問題解決的因素，提供解決問題的練習(xí)機(jī)會并給予反饋。

1.4 激勵和提高學(xué)生的自我效能感，越挫越勇，以堅定信念面對困難

人們對自身能否利用所擁有的技能去完成某項(xiàng)工作行為的自信程度是成功的關(guān)鍵。結(jié)果期望指的是人對自己某種行為會導(dǎo)致某一結(jié)果的推測。班杜拉認(rèn)為除了結(jié)果期望外，還有一種效能期望，如果人預(yù)測到某一特定行為將會導(dǎo)致特定的結(jié)果，那么這一行為就可能被激活和被選擇。影響自我效能感形成的因素主要有個人自身行為的成敗經(jīng)驗(yàn)、替代經(jīng)驗(yàn)、言語勸說、情緒喚醒、情境條件等，其中個人自身行為的成敗經(jīng)驗(yàn)對自我效能感的影響最大[15]。一般來說，成功經(jīng)驗(yàn)會提高效能期望，反復(fù)的失敗會降低效能期望。但事情并不這么簡單，成功經(jīng)驗(yàn)對效能期望的影響還受個體歸因方式的左右，如果歸因于外部機(jī)遇等不可控的因素，就不會增強(qiáng)效能感，把失敗歸因于自我能力等內(nèi)部的可控因素，就不一定會降低效能感。因此，歸因方式直接影響自我效能感的形成。

綜上所述，項(xiàng)目化教學(xué)是學(xué)習(xí)遷移的有效途徑。在項(xiàng)目制課程中，以具體項(xiàng)目任務(wù)為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生自主進(jìn)行學(xué)習(xí)的動機(jī)；在主動完成項(xiàng)目的過程中，通過教師的指導(dǎo)和幫助不斷構(gòu)建自己的主義理論；在解決項(xiàng)目問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力；在項(xiàng)目實(shí)施的過程中循序漸進(jìn)，提高自我效能感。

2 項(xiàng)目制課程設(shè)計思路

項(xiàng)目制教學(xué)是以理論指導(dǎo)完成相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，同時項(xiàng)目實(shí)踐過程反過來又指導(dǎo)理論的學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)遷移的有效途徑?；趯W(xué)習(xí)遷移在項(xiàng)目制課程教學(xué)中的內(nèi)在邏輯，項(xiàng)目制課程的課程設(shè)置、教學(xué)方法以項(xiàng)目任務(wù)制為載體，組建校企融合的教學(xué)團(tuán)隊，以創(chuàng)客工廠為載體，建立合理的考核機(jī)制（見圖1）。

圖1 基于學(xué)習(xí)遷移的項(xiàng)目制課程建設(shè)思路

2.1 以項(xiàng)目任務(wù)制為載體，構(gòu)建以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體的項(xiàng)目制課程教學(xué)體系

該項(xiàng)目制課程改革的核心內(nèi)容就是結(jié)合真實(shí)智能制造項(xiàng)目設(shè)計合適的項(xiàng)目任務(wù)，融合所學(xué)的機(jī)械設(shè)計、PLC 電氣控制、軟件工程等核心課程的核心知識點(diǎn)。該項(xiàng)目任務(wù)沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，沒有可完全借鑒的案例，所以學(xué)生必須脫離傳統(tǒng)以理論考試為終點(diǎn)的思維，通過識別設(shè)計輸入要求，查閱文獻(xiàn)、專利等資源，將平時所學(xué)知識點(diǎn)充分應(yīng)用到解決項(xiàng)目任務(wù)中去，在此過程中重新構(gòu)建了知識結(jié)構(gòu)，真正提升了自主學(xué)習(xí)的能力和解決問題的能力。

2.2 組建校企融合的教學(xué)團(tuán)隊，建立教師引導(dǎo)、學(xué)生主動學(xué)習(xí)的策略式教學(xué)模式

教學(xué)團(tuán)隊堅持以引導(dǎo)教學(xué)為主，在學(xué)生自主學(xué)習(xí)和技術(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行具體問題的提出和討論，引導(dǎo)學(xué)生思考存在的問題和解決的措施。由智能制造領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用能力較強(qiáng)的技術(shù)專家引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用企業(yè)新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)流程中的設(shè)計輸入識別的要求和方法，引導(dǎo)運(yùn)用方案產(chǎn)生的途徑和校核等，提升自身能力。由理論知識水平較高的學(xué)校教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用理論知識去完成項(xiàng)目中的設(shè)計、理論校核和驗(yàn)證的工作，進(jìn)一步提升項(xiàng)目的設(shè)計水平和效率。

在此策略式的教學(xué)模式下，學(xué)生對項(xiàng)目技術(shù)風(fēng)險的識別更敏銳，方案設(shè)計前查閱的資料非常多，方案進(jìn)行中的校核內(nèi)容非常全面，有效提升了項(xiàng)目的質(zhì)量和效率。

2.3 以創(chuàng)客工廠為載體，學(xué)生自主完成項(xiàng)目樣機(jī)的實(shí)物制作和驗(yàn)證

學(xué)生在完成產(chǎn)品的方案設(shè)計和技術(shù)設(shè)計后，需要按照企業(yè)真實(shí)職能部門的要求，完成技術(shù)工程部的生產(chǎn)工藝編制、質(zhì)量部的零部件質(zhì)量檢查要求、采購部的所有項(xiàng)目物資的采購工作，充分利用學(xué)院創(chuàng)客工廠提供的加工中心、鉗工組裝區(qū)、電工電子試驗(yàn)區(qū)、木工坊等設(shè)施設(shè)備，自主完成樣機(jī)的制作和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目任務(wù)書對產(chǎn)品性能的要求。

完成樣機(jī)不是終點(diǎn)，還需要指導(dǎo)學(xué)生朝著產(chǎn)品的方向繼續(xù)下一步工作，引導(dǎo)進(jìn)一步提升產(chǎn)品的可靠性，需要進(jìn)行例行試驗(yàn)和型式試驗(yàn)的驗(yàn)證，通過編制試驗(yàn)大綱，在試驗(yàn)的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題，鍛煉分析問題和解決問題的能力，不斷提升產(chǎn)品的可靠性。

2.4 以學(xué)習(xí)遷移效果為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)考核與評價體系的建立

課程的學(xué)習(xí)考核和評價體系是學(xué)生獲得較高學(xué)分的基礎(chǔ)，在課程開始時就讓學(xué)生充分了解該課程的考核要求，一方面讓學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中更有目的性，不僅要完成項(xiàng)目，還要完成各種指標(biāo)，才能獲得相應(yīng)的高分；另一方面讓學(xué)生明確考核指標(biāo)是評價體系的核心環(huán)節(jié)，考核指標(biāo)也是設(shè)計輸入的重要環(huán)節(jié)。

同時，項(xiàng)目課程的考核指標(biāo)也是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和項(xiàng)目實(shí)施能力的重要體現(xiàn)形式。

3 課程設(shè)計應(yīng)用實(shí)例

常州大學(xué)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院設(shè)立了四項(xiàng)智能制造入門項(xiàng)目。由于學(xué)生參加過智能制造入門項(xiàng)目一、二和三的訓(xùn)練后，學(xué)習(xí)遷移的效果在項(xiàng)目四中有非常明顯的體現(xiàn)，所以以項(xiàng)目四“自動化產(chǎn)品視覺檢測系統(tǒng)”總結(jié)學(xué)習(xí)遷移在項(xiàng)目化教學(xué)中的作用。在項(xiàng)目四開展過程中，全班18 人，其中4 名機(jī)械專業(yè)、8 名控制專業(yè)和6 名軟件專業(yè)學(xué)生，組成一個交叉融合型的項(xiàng)目團(tuán)隊，運(yùn)用所學(xué)知識，共同完成機(jī)械、電氣、視覺和軟件等方向的工作。

3.1 以項(xiàng)目任務(wù)制為載體，發(fā)現(xiàn)問題的能力得到拓展

學(xué)生在項(xiàng)目策劃階段，能夠發(fā)現(xiàn)以往項(xiàng)目化課程策劃的問題，新的策劃細(xì)節(jié)更豐富，策劃執(zhí)行文件化，任務(wù)完成情況監(jiān)督力度更大，可有效提升項(xiàng)目的進(jìn)度、成本和質(zhì)量。在方案設(shè)計過程中，學(xué)生基本不使用“我覺得”“我認(rèn)為”等缺乏依據(jù)的字樣，而是通過理論計算、仿真分析、零部件試驗(yàn)驗(yàn)證等方法，去發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中的問題。在樣機(jī)制作出來后，更注重通過調(diào)試環(huán)節(jié)，通過樣機(jī)驗(yàn)證的方法，發(fā)現(xiàn)問題。

3.2 建構(gòu)主義理論的應(yīng)用，類創(chuàng)造能力提升且真創(chuàng)造心理潛能被喚醒

以教學(xué)團(tuán)隊引導(dǎo)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的策略式教學(xué)模式的作用凸顯，在沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的模式下，項(xiàng)目不斷朝著功能更強(qiáng)、成本更低、可靠性更高、團(tuán)隊效率更高等方向發(fā)展。學(xué)生跨行業(yè)的類創(chuàng)造能力得到鍛煉，所研制的產(chǎn)品已經(jīng)不限于完成項(xiàng)目任務(wù)書的要求，類創(chuàng)造和真創(chuàng)造的欲望在項(xiàng)目中體現(xiàn)明顯。

3.3 自主完成項(xiàng)目樣機(jī)的實(shí)物制作和驗(yàn)證，分析與解決問題的手段、措施多樣化

學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)問題的能力顯著提升，導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)的問題也越來越多，與此同時，分析問題和解決問題的效率也越來越高。設(shè)計輸入的識別越來越廣泛，充分利用國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、公司產(chǎn)品手冊、產(chǎn)品專利、技術(shù)論文等，資料收集的效率也越來越高；頭腦風(fēng)暴、仿真分析、設(shè)計校核、程序測試等分析問題的手段越來越豐富；創(chuàng)客工廠的有效運(yùn)用，可幫助學(xué)生在樣機(jī)制作和優(yōu)化過程中大大提升質(zhì)量和效率。

3.4 合理評價體系的建立，有效激發(fā)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力

傳統(tǒng)教育模式只需要完成自己的任務(wù)即可獲得高分，但是項(xiàng)目需要團(tuán)隊良好的合作才能獲得優(yōu)異的成績。在項(xiàng)目課中，將部分分?jǐn)?shù)的決定權(quán)給予學(xué)生，避免因產(chǎn)能不均導(dǎo)致的分?jǐn)?shù)分配不合理，避免了學(xué)生選擇去能力較強(qiáng)的團(tuán)隊以獲得好成績，同時對樂于給予幫助的能力較強(qiáng)的學(xué)生給予肯定，有效評價了學(xué)生在項(xiàng)目課程中的參與度，激發(fā)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。

4 結(jié)語

智能制造入門項(xiàng)目體現(xiàn)的機(jī)械、電控和軟件的多門學(xué)科交叉融合課程，面向智能制造產(chǎn)業(yè)的需求，以全程項(xiàng)目制課程為引領(lǐng)，進(jìn)行智能制造領(lǐng)域復(fù)合型人才培養(yǎng)。實(shí)踐證明，學(xué)習(xí)遷移的引入，有助于激發(fā)學(xué)生為完成任務(wù)而主動進(jìn)行學(xué)習(xí)的動機(jī)，主動促進(jìn)學(xué)生自我構(gòu)建能力，在潛移默化中養(yǎng)成知行合一的能力，激勵和提高學(xué)生的自我效能感等，能夠促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性地形成“發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題”的綜合能力。