項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)法在“工程物探”課程教學(xué)中的應(yīng)用

劉 曉，楊普濟(jì)，唐 春，甘建軍

南昌工程學(xué)院 水利與生態(tài)工程學(xué)院，江西 南昌 330099

“工程物探”是地質(zhì)工程專業(yè)的必修課，主要內(nèi)容是各種工程物探方法的原理、應(yīng)用及其資料解釋方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用工程物探技術(shù)分析和解決相關(guān)工程和環(huán)境地質(zhì)問題的能力，該課程是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)和職業(yè)能力的重要環(huán)節(jié)。

由于該課程內(nèi)容繁雜、方法原理不易理解、教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，主動性不強(qiáng)，使得教學(xué)效果欠佳[1]。為了提升教學(xué)效果，我們在教學(xué)過程中引入項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)法，以學(xué)生為主體和中心，采取小組分工、協(xié)作學(xué)習(xí)的方式，以專業(yè)工程任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)，從而激發(fā)學(xué)生的興趣和自主意識[2]，提高學(xué)生的工程能力，取得了一定的成效。

項(xiàng)目驅(qū)動法是以項(xiàng)目為主體的行為引導(dǎo)式的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。它起源于意大利，興盛于美國，20世紀(jì)60、70年代再次在歐洲復(fù)興，目前在我國高校中不斷受到重視。

一、“工程物探”在地質(zhì)工程專業(yè)中的教學(xué)現(xiàn)狀

“工程物探”課程內(nèi)容繁雜，而課時有限（32學(xué)時），物探方法分類眾多，常用的方法包括折射波法、折射波法、面波法、聲波探測法、剖面法、測深法、高密度電法、自然電場法、激發(fā)極化法和探地雷達(dá)法等，各類方法的原理抽象度高，其課時約占總課時的一半，由于地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)較相對薄弱，所以理解原理難度較大，理論學(xué)習(xí)并不深入[3]。

該課程的實(shí)驗(yàn)課共8課時，包括工程地震儀的使用和高密度電法儀的使用，主要為演示性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)使用儀器，但很少有機(jī)會直接參與生產(chǎn)實(shí)踐，一般只接觸物探資料，對實(shí)際問題缺乏感性認(rèn)識和理性分析，缺失分析問題和解決問題的實(shí)踐環(huán)節(jié)，缺少創(chuàng)新來源，不利于培養(yǎng)工程能力。

該課程主要運(yùn)用的教學(xué)方法有案例教學(xué)法[4]、直觀教學(xué)法、課堂討論法、啟發(fā)式教學(xué)法等，整體上看教學(xué)方法比較單一，基本以教師為主體，在教學(xué)理念、教學(xué)方法等方面還需要創(chuàng)新。

綜上，創(chuàng)新教學(xué)方法，提高學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)效果是“工程物探”教學(xué)改革的方向。

二、項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)法在課程中的應(yīng)用

項(xiàng)目教學(xué)法以學(xué)生為主體，“以學(xué)為主，以教促學(xué)”[5]，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在項(xiàng)目驅(qū)動下，協(xié)作互助，在自主探究完成任務(wù)或解決問題的過程中，培養(yǎng)動手實(shí)踐能力，提升分析問題和解決問題的能力[6]。項(xiàng)目驅(qū)動的實(shí)施過程如圖1所示。

圖1 “工程物探”課程項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)過程

首先，教師將實(shí)際課程章節(jié)分解為若干個相關(guān)的小項(xiàng)目或者將科研項(xiàng)目分解為和課程有關(guān)的小項(xiàng)目，課程內(nèi)容及部分項(xiàng)目如表1所示。工程地震法和工程電法有多個分支方法，廣泛應(yīng)用于各類工程，包括斷層探測、場地評價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害勘查、地下水勘查、堤壩隱患探測、城市管線探測等，可選擇的項(xiàng)目類型豐富，覆蓋面廣闊。教師需要對每個項(xiàng)目進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，并明確項(xiàng)目要求和目標(biāo)。

表1 “工程物探”課程項(xiàng)目

其次，教師采取課堂授課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等方式講授必要的理論知識，在學(xué)生理解工程物探基本的概念和方法原理后，引入項(xiàng)目式教學(xué)，強(qiáng)調(diào)在獨(dú)立探究的過程中培養(yǎng)分析問題和解決問題的工程能力，強(qiáng)調(diào)基于過程的考核方式，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。學(xué)生采取互補(bǔ)方式自由搭配分組，如可以按照學(xué)習(xí)基礎(chǔ)互補(bǔ)、研究興趣一致等方式組合。小組選出組長，共同選擇項(xiàng)目，商定項(xiàng)目實(shí)施方案，制訂計(jì)劃表，給隊(duì)員合理分配任務(wù)，交由教師審核，教師再進(jìn)行引導(dǎo)和幫助。

再次，學(xué)生團(tuán)隊(duì)通過圖書、文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)等多種途徑查閱和分析資料，協(xié)作探索，協(xié)作完成項(xiàng)目。有的勘查項(xiàng)目可以到實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)基地或者工程現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，再回到室內(nèi)進(jìn)行資料解譯。教師全程指導(dǎo)，及時答疑解惑，營造研究的情景和協(xié)作的氛圍，關(guān)注每一位同學(xué)在項(xiàng)目中作用的發(fā)揮。

最后，學(xué)生總結(jié)項(xiàng)目成果，利用PPT、視頻等方式在課堂匯報(bào)，教師現(xiàn)場點(diǎn)評。教師根據(jù)學(xué)生在項(xiàng)目全過程中的表現(xiàn)，通過學(xué)生自評（30%）、學(xué)生互評（30%）和教師評審（40%）三者結(jié)合的方式，對學(xué)生的項(xiàng)目成果進(jìn)行綜合評定，基于過程考核激勵學(xué)生發(fā)揮出積極性。將已完成的項(xiàng)目入庫，形成課程資源庫。對于優(yōu)秀的項(xiàng)目，推薦負(fù)責(zé)的學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等活動，或者形成論文發(fā)表，或者作為地質(zhì)工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題。

對于項(xiàng)目式教學(xué)而言，教師和學(xué)生同是解決問題的參與者。教師是項(xiàng)目式教學(xué)的組織者和引導(dǎo)者，需要做好充分準(zhǔn)備，其能動性高于學(xué)生；學(xué)生團(tuán)隊(duì)是探索者和實(shí)施者，在解決任務(wù)的過程中，不斷獲得成就感和能動性。

三、項(xiàng)目教學(xué)成效

在2019和2020學(xué)年，本課程分別在2017級和2018級地質(zhì)工程班應(yīng)用了項(xiàng)目式教學(xué)，和2017與2018學(xué)年的傳統(tǒng)教學(xué)體系相比，學(xué)生在課堂上的積極性更高，提問題、發(fā)言討論的氛圍更加濃厚，課下投入學(xué)習(xí)的時間增多，文獻(xiàn)信息獲取能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力明顯提升，期末考試成績比較如表2所示。據(jù)表2可知，應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法后，學(xué)生課程平均成績逐漸提高，不及格率顯著下降，在2020年，成績高于80分的學(xué)生占比41.6%。這說明項(xiàng)目教學(xué)法能驅(qū)動學(xué)生發(fā)揮主動性，提高考試成績。2019年本課程的學(xué)生評教結(jié)果為96.26分，2020年為97.22分，均在本專業(yè)的學(xué)生評教結(jié)果中排名靠前。

表2 兩種教學(xué)體系下學(xué)生期末考試成績比較

2019年和2020年，參與課堂的學(xué)生獲批工程物探類校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目2項(xiàng)、省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目1項(xiàng)，發(fā)表工程物探類論文3篇，參與發(fā)表論文2篇，相較于2017年和2018年，學(xué)生對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目的參與熱情明顯提升。

學(xué)生參與教師的工程物探類項(xiàng)目4項(xiàng)，從野外踏勘、室內(nèi)方案設(shè)計(jì)、野外資料采集到資料解譯和報(bào)告編寫，學(xué)生全過程參與，可獨(dú)立開展多項(xiàng)工作，表現(xiàn)良好。2019年暑假，本專業(yè)多名學(xué)生到中國鐵路工程集團(tuán)有限公司、中國建筑集團(tuán)有限公司等下屬公司實(shí)習(xí)，順利開展地震超前探索、雷達(dá)樁基探測等工作，得到單位的好評。這些工程實(shí)踐說明項(xiàng)目式教學(xué)真正地鍛煉學(xué)生的工程能力。

四、總結(jié)和思考

為激發(fā)學(xué)生的主動性，本文在“工程物探”課程教學(xué)中引入項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)法，將工程物探的應(yīng)用項(xiàng)目引入課堂，以學(xué)生為主體，以專業(yè)工程任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)，采取課內(nèi)課外相結(jié)合、理論實(shí)踐相聯(lián)系、教學(xué)科研相連接的方式，讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式全程參與項(xiàng)目的選擇、設(shè)計(jì)、實(shí)施和驗(yàn)收匯報(bào)?；趨f(xié)作完成任務(wù)或解決問題的過程，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、團(tuán)隊(duì)精神、溝通能力和工程能力。實(shí)踐表明，項(xiàng)目式教學(xué)顯著提高了教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的主動性，提高了學(xué)生的工程能力，可為同類型的專業(yè)課程提供借鑒。

與傳統(tǒng)教育相比，項(xiàng)目式教學(xué)法更具系統(tǒng)性，教師須精心統(tǒng)籌和謀劃才能保證課程的順利進(jìn)行。不能只是簡單地將工程實(shí)例搬到課堂上，仍按原來的知識體系組織教學(xué)。經(jīng)過一段時間的教學(xué)實(shí)踐，筆者有如下幾點(diǎn)思考。（1）關(guān)于項(xiàng)目選擇。教師可以融入科研項(xiàng)目和生產(chǎn)項(xiàng)目，將它們分解為和課程有關(guān)的小項(xiàng)目，以豐富課程的內(nèi)容，開闊學(xué)生的專業(yè)視野。項(xiàng)目要精選細(xì)選，目標(biāo)設(shè)置明確，任務(wù)可分解，適合于團(tuán)隊(duì)去完成。工程物探的方法分支多，每類方法的典型應(yīng)用就是一個工程項(xiàng)目，非常適合于項(xiàng)目式的教學(xué)。（2）關(guān)于項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施。由于學(xué)生存在個體差異，為避免學(xué)生出現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象，教師需關(guān)注到每位學(xué)生，既注意凝聚團(tuán)隊(duì)精神又注意發(fā)揮個體能動性。要求團(tuán)隊(duì)內(nèi)部分工明確，組長要記錄各個隊(duì)員的參與情況，教師定期督促指導(dǎo)，及時答疑解惑。工程物探偏重于應(yīng)用，多數(shù)項(xiàng)目實(shí)施包含室內(nèi)外數(shù)據(jù)采集、處理和解釋等實(shí)踐過程，學(xué)生如不認(rèn)真完成，項(xiàng)目式教學(xué)的效果就無法實(shí)現(xiàn)。所以，如果發(fā)現(xiàn)同學(xué)有偷懶、充數(shù)等行為需引起重視，當(dāng)給予批評教育（挖掘“團(tuán)隊(duì)精神”“工匠精神”等思政元素），并計(jì)入過程考核。（3）關(guān)于項(xiàng)目去向。將完成的項(xiàng)目經(jīng)過篩選優(yōu)化后收入課程項(xiàng)目庫，用于下一輪的課程建設(shè)。對優(yōu)秀項(xiàng)目，推薦學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新類競賽，繼續(xù)完善項(xiàng)目，培養(yǎng)創(chuàng)新精神；或者指導(dǎo)學(xué)生深化研究，撰寫論文，培養(yǎng)科研興趣。（4）關(guān)于過程考核。項(xiàng)目式教學(xué)是基于過程考核來激勵學(xué)生，教師要通過組長記錄、教師記錄等方式記錄學(xué)生全過程的表現(xiàn)，以學(xué)生自評、互評、教師評審等方式綜合評定成績。相比于授課式教學(xué)，教師的工作量會增多。項(xiàng)目式教學(xué)對教師的管理水平等提出更高的要求，同樣地激勵了教師的能動性。