基于项目式学习的教学过程质量管理体系建设

束亚男

摘 要：上海交通大学机械与动力学院通过教学改革，进行项目式学习实践，探索构建适合我国工科专业特点的项目式学习教学过程管理体系，为提升我国工科专业实践教学质量和学科人才培养质量提供建设性思路。

关键词：项目式学习；课程改革；教学管理；工程实践能力

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）17-0114-04

Abstract： The School of Mechanical Engineering at Shanghai Jiao Tong University through the teaching reform， performing the project-based learning practice to explore the project management system which is suitable for the engineering specialty of China. It is helpful to improve the quality of practical teaching and the cultivation of disciplines thinking.

Keywords： project-based learning ；course reform； teaching management； engineering practice ability

新的工业革命正在颠覆传统产业和劳动力市场，产生全新的人才需求，迫使大学贴近产业，发挥更大的作用。注重培养和提升学生的综合工程实践能力至关重要。在专业基础课程和专业课程中引入项目式学习，是培养学生工程实践能力和创新能力的有效手段，是许多国外著名大学工科专业通用的教学模式。

项目式学习是在课程学习中引入以工程应用为依托的课程项目，引导学生主动探究、培养学生实践能力和创新精神的教学方式。项目式学习实现了学科和工程实践的紧密结合，在书本知识的传授和学习同时，使学生通过不断地练习与实践，培养和提升学生的独立思考、辩证思维、独立解决工程实际问题的能力，以及组织管理和沟通交流能力。

而在国内教育模式中，大部分课程以教师授课、学生听讲的形式进行，学生从小学到高中都习惯于这样的知识传授方式，基于项目式学习的教学研究和实践还不多。上海交通大学机械与动力工程学院致力于培养具备扎实的数理基础和宽厚的专业知识，具有较强的实践能力和创新意识，具有团队合作精神和良好的沟通能力，并且具有开阔国际视野的复合型机械和能源动力工程技术人才。从2010年开始以“工程学导论”“设计与制造I”和“工程设计”等核心课程为试点，探索基于项目式学习的机械专业课程实践教学管理模式。

一、试点学院探索建立基于项目式学习的教学过程管理体系

在国家质量工程启动之初，上海交通大学机械与动力工程学院建设了多门国家及上海市精品课程，如国家级精品课程“现代机械工程图学”“工程热力学”“制冷与低温原理”，上海市精品课程“机械原理”“机械设计”“设计制造基础”“数字化制造技术基础”“控制理论基础”“机电控制技术”等。2006年起在此基础上重点进行了设计与制造系列课程的建设，有机融合机械设计与机械制造的理论、知识、方法和实践，对机械工程课程体系进行了重大改革突破，改革传统的授课模式，将项目式的教学组织方式与国际产学合作引入到课程教学中，注重学生的知识与技术集成能力、交流沟通能力、团队合作能力和国际化工程素质的培养。

（一）以项目式学习为引导，推进课程体系改革

学院面向工程人才需求，对传统设计与制造课程的知识体系与能力培养模式进行了有机整合，建设了设计与制造系列课程。将原独立设置的设计类与制造类的7门课程共21学分整合成工程学导论、设计与制造I、设计与制造II及设计与制造III等4门课程共16学分，体现现代产品的全生命周期特点——即将产品的需求、设计、制造、成本、质量、安全、环保及运行维护等知识、技术及能力要素进行综合集成，循序渐进。设计与制造系列课程共四门，贯穿本科四年教学过程。

设计与制造4门系列课程均设置课程项目，由简到繁，由浅入深，贯穿本科四年，项目均以团队合作方式完成。培养学生的知识获取和整合、系统集成、交流沟通、团队合作等的综合工程能力。并转变以知识获取为中心的传统考核方式为以学生综合工程能力为目标的综合考核方式。

此外，为进一步推进工科的教学管理改革，学院自2017届起对毕业设计进行试点改革，改革后的本科毕业设计也以项目的形式组织实施，明确毕业设计选题来源为企业的课题和教师从横向课题中提炼的关于产品开发与设计的课程项目。

（二）以项目式学习为核心，完善配套服务设施

搭建完善产学合作平台——“学习工厂”，服务项目式学习课程实践的需求；结合“课程项目展”考察、推广学生综合能力培养成果，加强校际、校企产学合作关系；通过加强助教队伍，完善课程过程考核，实现课程内涵建设；整合资源建立信息化服务平台，面向现代工程的人才培养的需求，綜合培养学生的工程全局视野、动手实践能力。

学院以“学习工厂”产学合作基地，辅助项目式学习模式，构建企业、高校联合参与工程教育的平台，注重学生的知识与技术集成能力，培养学生动手实践能力。

“学习工厂”向学生提供学习加工车间以完成模型制造。通过学生组成的团队，在教师及企业工程师的联合指导下完成由企业提出实际工程问题，从而达到企业解决实际工程问题、学生提高工程实践能力、教师了解企业实际需求并保持最新研究领域的效果。

同时，整合教学资源实现信息化管理服务平台全覆盖。打造网站、教学服务系统、微信等新媒体组成的本科教学网络信息化平台，适应信息化社会对教育发展的新要求，更好地服务广大师生。平台涉及本科教学网站、学生服务系统以及微信平台，实时更新教学信息、简化办事程序。师生通过一个网站即可查询到学院、学校提供的课程、实验室、导师库等资源。学生可以通过服务平台预约使用“学习工厂”各项设备、查看学院课程要求、在校导师情况等。

此外，项目式学习课程改革将以考试为主的课程学习成绩考核转变成以考核综合能力为目标的课程全面考核。在此基础上，通过加强助教队伍建设，服务课程内涵建设。学院对助教提出了更高的要求，要求其在课程实习实践、设计项目指导、学生自主实验等过程考核环节更好地辅助任课老师指导学生，逐步实现全面过程考核，服务课程内涵建设。

（三）以项目式学习为抓手，实现从知识传授向能力培养的转变

项目式教学法结合工科学生的学习特点，将教学过程与具体的工作项目充分融合，在教学实践中，整体贯穿项目式教学组织方式。从工程实践中提炼问题，转变为系列课程的多层次实践项目，循序渐进，由浅入深。基于项目的学习采用发现式的学习，学生在学习初期就问题解决形成假设，提出解决该问题的方案，然后通过各种探究活动以及所收集来的资料对所提出的假设进行验证，最后形成自己解决问题的结论。强调以学生为中心， 强调小组合作学习， 要求学生对现实生活中的真实性问题进行探究。[1]通常其流程或实施步骤分为项目学习活动前的准备（选定项目、制定计划），项目学习过程中的指导与管理（活动探究、作品制作）和项目实施后的评价与反思（成果交流、活动评价）等基本步骤。

值得注意的是，项目教学法中的考核注重的是过程，教师对整个项目实行前期、中期及后期全面监督、记录与评价。在相关的讲解过程中，由教师随机抽取小组成员进行讲解，这样可以考察成员是否都积极参与整个项目实施的过程。而另一方面则是学生自评、学生互评与教师评价三位一体的评价方式。首先是每个学生在不同阶段对自己的评价，这部分主要是定性评价，可以及时反馈出学生的参与程度与遇到的一些问题，以方便教师进行调整。其次是学生互评，主要是小组成员相互之间的评价。最后由教师在了解整个过程、发现问题、调控纠偏、全面综合各方面情况的基础上对学生项目式教学的成绩做出结论。通过这样多维度的综合考核评价体系，并有效地结合定性评价与定量评价的方式，能较好地反映出学生的真实学习过程。[2]针对现代工程发展对人才系统观与综合能力的要求，通过课程项目实践，将被动式接受知识的教学过程，转变成主动自觉的能力培养过程。

（四）以课程项目展为平台，考察、推广学生综合能力培养成果

项目式学习是从工程实践中提炼问题，转变为系列课程的多层次实践项目。在项目式学习实践的课程改革基础上，加强过程考核，并结合“课程项目展”给学生搭建一个展示的平台，也通过邀请企业专家指导，企业实际需求融入课程项目加强产学合作。

机动学院组织举办大型的项目成果展及国际联合毕业设计，展示学生学习成果，搭建教师、学生、企业专家沟通交流的桥梁，加强学生交流沟通能力、团队合作能力和国际化工程素质的培养。同时也是检验课程内涵建设的有效渠道。2012年起在国际化试点班范围内成功举办了两届，随后推广至全院。通过从国内外企业、高校征集课程项目，邀请国内外教授共同指导学生课程项目，邀请企业专家参观指导学生，为产学合作打好基础。

上海交大机械与动力工程学院2015年秋季学期及2016年春季学期课程项目展展出了学院上千名本科生《工程学导论》《工程设计》《设计与制造I》《设计与制造Ⅱ》《工程热力学II》等专业课程的近四百个专业课程设计项目。这些选题设计均来自于校企合作项目、指导教师研究课题以及学生的自选发明，学生通过PPT、展板和实物模型展示等形式向评委嘉宾们介绍了本组的设计项目，企业嘉宾、校友、教师们还提供了很多指导建议。课程项目展展现了机动学院学子各式各样的创意好点子和扎实的工程实践能力。在中国制造向中国“智”造转型时期，这次课程项目成果展也充分展示了交大学子为中国“智”造发展所积蓄的能量。

此外，继2015年首届专业学位研究生实践课程项目展获校企好评后，学院举办第二届专业学位研究生实践课程项目展，来自6个班级的9组项目团队展示了设计作品并进行了答辩。

二、基于项目式学习课程的教学效果分析

为了更直观了解项目式学习课程的教学效果情況，对学院开设的各专业类课程教学班上的学生进行问卷调查，对本研究有一定的参考价值。问卷调查课程包括工程学导论、工程学导论B类、工程设计、测控技术I、系统模型分析与控制（A类）、C++程序设计与实践等。其中试点运用项目式学习方式并进行课程项目展课程为工程学导论、工程学导论B类、工程设计，问卷调查时暂未参与课程项目展的课程为测控技术I、系统模型分析与控制（A类）、C++程序设计与实践。总共分发学生问卷573份，回收552份，问卷主要调查对象是各课程相应教学班的整体学生，课程助教协助组织分发并回收，问卷对象集中，回收率好。

整体数据表明：

1. 从学习方式上看，为促进学习，教师将学生编排成学习小组或是讨论小组情况：项目式学习课程中88%的参与者一直以小组方式学习，10%是经常以小组方式学习。而非项目式学习的实践课程中44.4%的参与者一直以小组方式进行学习，其余55.6%的参与者有时或几乎不以小组方式进行学习。

其中，项目式学习课程参与者通过团队活动，很大进步的为65.7%，非项目式课程参与者通过团队活动获得很大进步的为42.3%。基于项目式的学习方式更能有效提高学生的团队合作意识，获得沟通、协助能力。

2. 从对参与课程学习活动的兴趣上看：具有强烈的意愿想上这门课，项目式学习中完全同意的占45.0%，基本同意的占38.0%。非项目式学习课程中完全同意的占30.8%，基本同意的占44.9%；修读了这门课后，更喜欢这门课所涉及的领域，项目式学习课程完全同意及基本同意的比率为87%，非项目式学习的其他实践课程比率为72.7%。可见，采用项目式学习的课程比非项目式学习的其他实践课程更能激发起学生的学习主动性和学习兴趣。

3. 从学会查找和利用资源解决问题的情况来看，项目式学习课程有65.0%的参与者认为自己获得很大进步，非项目式学习的实践课程有47.5%的参与者认为自己获得很大进步。

4. 从实践情况看，61%的项目式学习参与者及40.8%的非项目式学习的实践课程参与者认为其在应用课程内容，解决实际问题方面取得了很大或较大的进步。

5. 对课程的满意度方面，应用项目式学习的课程非常满意的比率比非项目式课程高出10%。

由调查数据可见，与传统教学方法相比，采用项目式学习的课程满意度有显著提高，项目式学习课程的满意度对部分课程内容的教学效果产生了显著影响，而且项目式学习的不同满意度水平对部分教学内容的教学效果的影响程度也存在显著差异。从该调查可以看出，项目式学习的教学效果明显高出其他非项目式学习课程。

教学实践中，参与项目式学习课程的学生系统解决产品设计与开发的意识和能力得到明显提升。学院每年有200-300名学生参与近60项校级创新研究計划项目。发表了一批科研论文，申请了多项发明专利，近4年学生在国内外重大科技竞赛中获奖68项，包括全国挑战杯、全国大学生节能减排大赛特等奖等。

尤其学院从2013年开始设立“钱学森班”，通过项目式教学推行过程化考核，课程结束学生不仅得掌握知识，提出创新方案，还得学以致用，动手做出实物作品。钱学森班首届学生自2013年入学以来，表现优异，共发表学术论文21篇，获得专利38项，科技竞赛获市级以上奖项53项，其中国际级6项、国家级14项。仅2016年便获得科技竞赛奖项13项，学术论文15篇，专利29项。

三、结束语

上海交通大学机械与动力工程学院针对现代工程发展对人才系统观与综合能力的要求，通过课程项目式学习的实践，探索机械专业课程实践教学管理模式以及人才培养方面取得了初步的成效。但是，对于采用项目式学习的课程，尚未形成完善的教学过程管理体系，项目式学习的课程教学效果还取决于教师个体对项目式学习的理解与执行情况。

由此，进一步完善基于项目式学习的教学过程管理体系的建设并大力应用于高校教学实践对于我国目前正在进行的高等教育教学改革和培养适应现代社会新需要的工程人才有着非常重要的理论和实践意义。

参考文献：

[1]刘景福，钟志贤.基于项目的学习（PBL）模式研究[J].外国教育研究，2002（11）：18-21.

[2]卓敏，朱琴.项目教学法在本科专业课程教学中的应用研究[J].黄山学院学报，2015（2）：90-94.

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[4]刘红云.网络环境下独立学院大学英语项目式学习模式的研究[J].高教学刊，2015（14）：20-21.

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