基于項(xiàng)目化的PBL “鉆石學(xué)” 課程的教學(xué)研究

陶隆鳳, 史 淼, 金翠玲, 任健紅, 王禮勝

河北地質(zhì)大學(xué) 寶石與材料學(xué)院, 河北 石家莊 050031

0 引言

鉆石的礦物名稱為金剛石, 是寶石中最具典型代表的由單一元素碳組成的配位型非金屬元素礦物, 因其特有的物理化學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì), 享有“寶石之王” 的美譽(yù)[1,2]。 鉆石學(xué)是圍繞鉆石的文化內(nèi)涵、 鑒別特征、 合成技術(shù)、 地質(zhì)產(chǎn)狀、 加工工藝及品質(zhì)評價(jià)等系列內(nèi)容開展研究的科學(xué), 內(nèi)容復(fù)雜, 綜合應(yīng)用性強(qiáng), 是寶石及材料工藝學(xué)專業(yè)必不可少的專業(yè)核心課程[3,4]。 在工程教育背景下“鉆石學(xué)” 課程的教學(xué)中, 傳統(tǒng)教學(xué)過程中, 教學(xué)實(shí)施方式單一, 缺乏實(shí)用性, 重知識目標(biāo)輕德育目標(biāo), 考核方式難以評價(jià)學(xué)生的綜合能力, 學(xué)生主動(dòng)性不強(qiáng), 常出現(xiàn)鴉雀無聲的課堂氛圍、 教學(xué)效果不理想等問題, 如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行持續(xù)性學(xué)習(xí)、 拓展學(xué)生思維、 提高課堂效率和教學(xué)質(zhì)量、 如何全面評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和教師的教學(xué)過程等, 均是“鉆石學(xué)” 課程教學(xué)亟需解決的關(guān)鍵問題。

河北地質(zhì)大學(xué)寶石及材料工藝學(xué)專業(yè)開展工程教育認(rèn)證工作是為了推進(jìn)本專業(yè)教育教學(xué)改革, 增強(qiáng)人才培養(yǎng)對中國珠寶行業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性, 為學(xué)生走向世界提供國際互認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)的“通行證”, 因此, 寶石及材料工藝學(xué)專業(yè)課程體系的教學(xué)改革勢在必行[5,6], 其核心理念是“以學(xué)生為中心, 以項(xiàng)目為導(dǎo)向”, 形成持續(xù)探究性學(xué)習(xí)機(jī)制的PBL 理念 (Project basedlearning)[7-9]。 基于項(xiàng)目化PBL 理念, 強(qiáng)調(diào)教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施過程, 以對學(xué)生學(xué)習(xí)后的教學(xué)效果為導(dǎo)向。 本文基于項(xiàng)目化PBL 理念對“鉆石學(xué)” 課程的教學(xué)設(shè)計(jì), 通過具體項(xiàng)目的實(shí)施, 幫助學(xué)生建立課程思維導(dǎo)圖, 靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決鉆石鑒別與分級中的具體問題, 并針對課程特點(diǎn)在項(xiàng)目完成過程中, 能夠加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力, 提升專業(yè)知識素養(yǎng)和職業(yè)認(rèn)同。

1 基于項(xiàng)目化的PBL “鉆石學(xué)” 課程教學(xué)

鉆石學(xué)課程基于項(xiàng)目的PBL 將以“線上+線下”相結(jié)合的教學(xué)方式融入到教學(xué)過程中, 項(xiàng)目選題與知識目標(biāo)、 能力目標(biāo)及素質(zhì)目標(biāo)相契合, 致力于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和高階思維水平的提升, 其具體教學(xué)設(shè)計(jì)如圖1。 此模式的具體實(shí)施過程, 包括項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、發(fā)布、 選題、 任務(wù)分解、 合作學(xué)習(xí)、 分級報(bào)告、 匯報(bào)展示及評價(jià)反思8 個(gè)過程, 教師和學(xué)生在具體過程中完成相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)。

圖1 基于項(xiàng)目化PBL 教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)流程圖Fig.1 Project based PBL teaching activity flowchart

1.1 教師活動(dòng)設(shè)計(jì)

正式講課前, 鉆石學(xué)課程組教師們需要根據(jù)培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱, 對本課程規(guī)劃的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí),劃分理論與實(shí)踐教學(xué)模塊, 根據(jù)教學(xué)方式與實(shí)施過程, 制定詳細(xì)的教學(xué)方案。 同時(shí)在學(xué)銀在線網(wǎng)站上完善教學(xué)資源, 包括章節(jié)介紹、 章節(jié)要點(diǎn)、 授課視頻、 教學(xué)課件、 鉆石分級標(biāo)準(zhǔn)、 項(xiàng)目化PBL 教學(xué)案例、 章節(jié)作業(yè)題、 試題庫等教學(xué)資源, 具體線上教學(xué)資源網(wǎng)址為: https: / /www. xueyinonline. com/detail/223575075。 教學(xué)資源所涉及的知識內(nèi)容回歸“專業(yè)”, 既體現(xiàn)當(dāng)前教學(xué)改革的重點(diǎn), 也充分考慮鉆石學(xué)發(fā)展的新趨勢, 從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣, 培養(yǎng)創(chuàng)新意識, 提升高階思維。 通過學(xué)習(xí)通發(fā)布本課程線上學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)及往屆優(yōu)秀項(xiàng)目案例, 同時(shí)發(fā)布項(xiàng)目。 學(xué)生按照任務(wù)點(diǎn)進(jìn)行自學(xué)、 提出問題和經(jīng)驗(yàn)分享, 教師首先通過平臺對相關(guān)問題進(jìn)行引導(dǎo), 不直接告知答案, 需要學(xué)生通過自己的努力去找到問題的解決辦法, 從而幫助學(xué)生建立成就感; 其次, 組織學(xué)生進(jìn)行匯報(bào), 此過程中, 教師不僅是組織者、 聆聽者, 同時(shí)也是挑戰(zhàn)者和激勵(lì)者, 這個(gè)過程大約需要90 分鐘的時(shí)間; 最后, 教師對具體項(xiàng)目化PBL 教學(xué)進(jìn)行教學(xué)反思與改進(jìn)。

1.2 學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)

對于合成鉆石的鑒別、 彩色鉆石的鑒賞及鉆石4C 評價(jià)章節(jié)等重點(diǎn)內(nèi)容采用項(xiàng)目化PBL 教學(xué)。 學(xué)生的具體教學(xué)活動(dòng)主要包括以下幾個(gè)階段: 第一, 組建團(tuán)隊(duì), 細(xì)分任務(wù), 結(jié)合自己的學(xué)情情況和感興趣的題目完成團(tuán)隊(duì)組建, 首次交流后細(xì)分任務(wù), 此過程的時(shí)間一般為10～15 分鐘; 第二, 合作學(xué)習(xí), 實(shí)施項(xiàng)目,各小組學(xué)生利用課下時(shí)間對各自的研究任務(wù)進(jìn)行合作學(xué)習(xí)并完成相應(yīng)的任務(wù), 此過程是完成項(xiàng)目最關(guān)鍵的環(huán)節(jié), 這個(gè)探究過程一般設(shè)定為7 天; 第三, 提煉成果, 完成報(bào)告編寫, 當(dāng)學(xué)習(xí)探究過程結(jié)束后, 小組成員對自己的任務(wù)進(jìn)行總結(jié)匯報(bào), 全員討論通過后得出最后的結(jié)論及報(bào)告, 提煉成果形成匯報(bào)材料, 這個(gè)過程要求學(xué)生在3 天之內(nèi)完成; 第四, 匯報(bào)展示與反思, 項(xiàng)目研究結(jié)束后, 各組以PPT 的形式展示研究內(nèi)容和成果, 匯報(bào)是項(xiàng)目化教學(xué)的關(guān)鍵一環(huán), 是驗(yàn)證各小組合作學(xué)習(xí)取得成果的關(guān)鍵, 在此過程中, 各組同學(xué)將知識與經(jīng)驗(yàn)共享給全班同學(xué), 師生之間、 教師之間、 學(xué)生之間都可以相互交流, 在提問、 討論中將知識理解得更透徹并形成了自己的觀點(diǎn); 第五, 學(xué)生完成對自己、 對教師、 對課程的評價(jià)。

2 課程評價(jià)體系構(gòu)建

結(jié)合本專業(yè)教育教學(xué)改革的方向和工程教育認(rèn)證工作的實(shí)際情況, 作為國家一流課程的“鉆石學(xué)” 需建立多元化的考核方式, 無論理論課程還是實(shí)踐課程的考核都采用線上與線下相結(jié)合方式, 構(gòu)建了過程性評價(jià)[10]和考核體系(表1)。 線上考核借助學(xué)習(xí)通平臺進(jìn)行, 包括課程視頻、 隨堂測驗(yàn)、 單元作業(yè)、 線上討論等教學(xué)任務(wù)和教學(xué)活動(dòng), 提供多種擴(kuò)展學(xué)習(xí)資源(電子圖書、 圖片賞析、 視頻等), 通過完整的學(xué)習(xí)任務(wù)監(jiān)控每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié), 簽到、 問答、 討論、 搶答、 學(xué)習(xí)過程與結(jié)果記錄、 學(xué)生互動(dòng)記錄、 學(xué)生互評成績等任務(wù)獲得相應(yīng)的學(xué)分, 部分環(huán)節(jié)都可以重復(fù)完成, 直到獲得最高學(xué)分, 即可終止該環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí), 并且學(xué)分是累加的, 這種教學(xué)方式可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性, 驅(qū)動(dòng)學(xué)生系統(tǒng)地完成課程學(xué)習(xí)任務(wù)。線下考核, 包括線下討論、 項(xiàng)目案例以及期末考試,其中基于項(xiàng)目化PBL 教學(xué)側(cè)重于團(tuán)隊(duì)合作能力、 問題解決能力及高階思維能力3 個(gè)方面的考察, 評價(jià)方式由教師評價(jià)(40%)、 組內(nèi)評價(jià)(30%) 和組間評價(jià)(30%) 構(gòu)成。

表1 過程性評價(jià)與考核表Table 1 Process evaluation and assessment單位:%

3 基于項(xiàng)目化的PBL “鉆石學(xué)” 課程教學(xué)

“鉆石學(xué)” 課程教學(xué)效果評價(jià)包括學(xué)生總成績評價(jià)、 學(xué)生滿意度評價(jià)及課程建設(shè)與輻射面評價(jià)三個(gè)部分。

3.1 學(xué)生總成績評價(jià)

以河北地質(zhì)大學(xué)2018 級寶石及材料工藝學(xué)專業(yè)兩個(gè)教學(xué)班的51 名同學(xué)為研究對象, 采用項(xiàng)目化PBL 的學(xué)習(xí)——線上與線下相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。從總成績來看, 51 名同學(xué)全部通過該課程的學(xué)習(xí), 最高分93.5, 最低分61, 平均分81.4, 其中90～100 分?jǐn)?shù)段6 人, 占11.76%; 80 ～89 分?jǐn)?shù)段27 人, 占52.94%; 70～79 分?jǐn)?shù)段12 人, 占23.53%; 60～69 分?jǐn)?shù)段6 人, 占11.76%。 與2017 級同課程班級教學(xué)效果相比, 采用項(xiàng)目化PBL 的學(xué)習(xí)——線上+線下混合式教學(xué)模式, 學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力在各個(gè)環(huán)節(jié)都有考核, 成績評價(jià)更全面和客觀, 學(xué)生的實(shí)踐能力和相關(guān)技能得到了良好的訓(xùn)練, 綜合素質(zhì)、 創(chuàng)新意識和就業(yè)水平有明顯提高。

3.2 學(xué)生滿意度評價(jià)

針對2018 級寶石及材料工藝學(xué)專業(yè)的51 名同學(xué)發(fā)放滿意度調(diào)查問卷, 對51 名同學(xué)在線上自主學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)效果、 線下討論的參與度、 項(xiàng)目化案例教學(xué)、 考核體系3 個(gè)方面(表2) 進(jìn)行了滿意度的調(diào)查。 調(diào)查結(jié)果顯示在線上學(xué)習(xí)方面, 90%以上的學(xué)生對課程建設(shè)、 章節(jié)學(xué)習(xí)任務(wù)的安排及教師的引導(dǎo)3 個(gè)方面表示“非常滿意”, 但是在學(xué)習(xí)效果評價(jià)方面仍有30%的學(xué)生基本贊同, 7%的同學(xué)不贊同。 綜上可知, 在線上學(xué)習(xí)階段, 其考核內(nèi)容需要從知識和能力兩個(gè)維度進(jìn)行精心的設(shè)計(jì), 才能激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣, 幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的自學(xué)習(xí)慣。

表2 學(xué)生對項(xiàng)目化PBL 教學(xué)效果滿意度評價(jià)表Table 2 Student satisfaction evaluation form for project PBL teaching effectiveness單位:%

在互動(dòng)、 項(xiàng)目化教學(xué)、 考核體系的調(diào)查指標(biāo)中顯示, 所有具體指標(biāo)的非常滿意/非常贊同與滿意/贊同的綜合均超過92%, 說明學(xué)生對本課程實(shí)施項(xiàng)目化PBL 教學(xué)模式是非常認(rèn)可的, 95%的同學(xué)認(rèn)為此種教學(xué)模式提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力, 全班51 名同學(xué)都認(rèn)解決問題的能力有所提高, 92%的同學(xué)認(rèn)為此種教學(xué)模式能夠拓寬他們的視野, 提升高階思維能力, 與此同時(shí)同學(xué)們也給予了大量的積極評價(jià)和諸多寶貴意見,認(rèn)為此種教學(xué)模式更能調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.3 課程建設(shè)與輻射面評價(jià)

“鉆石學(xué)” 課程在教學(xué)模式、 教學(xué)內(nèi)容、 學(xué)習(xí)評價(jià)等方面的創(chuàng)新與改革得到了社會(huì)各界的認(rèn)可。 一方面, 在信息化、 國際化時(shí)代背景下, 課程理論思想及課程思政也不斷推陳出新, 本課程的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源從2020 年1 月至今, 瀏覽量達(dá)到492 436 次, 累計(jì)選課650 人, 累計(jì)互動(dòng)次1 029 次, 不僅為其他院校和喜愛珠寶玉石的朋友們提供學(xué)習(xí)的資料, 而且還提高河北地質(zhì)大學(xué)服務(wù)社會(huì)和行業(yè)的能力, 擴(kuò)大學(xué)校的知名度, 另一方面, 本課程的相關(guān)的教學(xué)改革為其他課程的建設(shè)起到了示范作用, 為建設(shè)系統(tǒng)科學(xué)的課程體系提供支撐依據(jù)。

4 結(jié)語

基于項(xiàng)目化的PBL “鉆石學(xué)” 課程設(shè)計(jì), 要想取得良好的教學(xué)效果, 必須注意以下3 個(gè)方面的內(nèi)容:

第一, 項(xiàng)目式教學(xué)不僅可以幫助學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)的好習(xí)慣, 而且能夠靈活運(yùn)用課程相關(guān)的知識來解決實(shí)際問題, 學(xué)生的總成績也明顯比未實(shí)施項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的學(xué)生更高。 確切地說, 這種學(xué)習(xí)方式讓學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)通過自己的努力完成了任務(wù), 過程中難免會(huì)遇到很多問題, 甚至失敗, 這些經(jīng)歷讓學(xué)生更能體會(huì)到成功來之不易。

第二, 項(xiàng)目式教學(xué)過程中, 教師在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中給學(xué)生驅(qū)動(dòng)性問題的引導(dǎo)和及時(shí)反饋是很重要的,教師在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)給予引導(dǎo), 并及時(shí)對學(xué)生的問題做出反饋, 這是激勵(lì)學(xué)生不間斷學(xué)習(xí)的有效途徑, 因此, 本課程采用學(xué)習(xí)通平臺第一時(shí)間回答學(xué)生的問題, 為學(xué)生的討論點(diǎn)贊與評分。

第三, 相對于其他教學(xué)方式, 考核體系注重學(xué)習(xí)的全過程考核, 更能客觀、 全面評價(jià)學(xué)生的綜合能力。