大学项目式教学效果的实证研究——以“机械工程材料及其成形技术”课程项目式教学为例

周明健 王玉勤

（巢湖学院 机械工程学院，安徽 巢湖 238000）

项目教学模式建立在工业社会、信息社会基础上，“基于项目的学习”最早是美国教育家克伯屈于1918年《设计教学法：在教育过程中有目的活动的应用》一文中提出，主张教学活动应以学生的需要为中心[1]。基于项目的学习与传统教学的区别在于强调“学生主体，教师引导”，改变以往“教师讲，学生听”被动的教学模式。

20世纪90年代以来，随着传统的教学方法不能满足人才培养的需要，世界各国都在寻求教学方式的改变，希望构建开放的学习环境，为学习者提供更多获取知识的途径、分析和解决问题的机会。在国外，“项目研究”与“设计学习”被推崇，德国联邦职教所制定以行动为导向的项目教学法，日本在新课程体系中设置 “综合学习时间”。在国内，周晓宏[2]将项目开发教学法应用于计算机程序设计课程教学中，突破了传统教学重理论轻实践的教学模式。武韡[3]研究如何在高职计算机应用技术专业教学中进行项目导入和任务驱动以及对教学效果进行评价等问题，提出了在教学过程中要注意学生作品的多样性、项目设计的真实性和项目指导老师的多样性，但是这些都是高校项目教学中遇到的困境。周文轩[4]以应用型本科院校的G3D引擎课程为例，研究如何将项目教学方法与翻转课堂相结合，并对项目翻转课堂教学进行了反思：教师在教学准备阶段、课堂教学和课外学习活动中如何个性化指导和提高学生的学习热情和动力是个十分重要的课题，需要学校、教师和学生共同配合和努力。王玉勤[5]将CDIO工程教育模式与液压传动课程教学与实践相结合，在项目教学上做出了新的尝试，并取得一定的成效。近年来，项目教学模式研究大多数关注如何将项目教学模式与课程教学内容和教学实践方法相结合来提高课程教学效果，没有具体分析教学对象自身特点以及教学对象对项目教学模式的适应性等问题。本文采用量化评估和实验研究来分析项目教学对象的学习能力和学习动机水平高低如何影响项目教学效果，并通过问卷调查方式测评在校大学生对项目教学的态度和接受程度来验证实验研究结果的合理性，提出项目教学取得良好效果应采取的具体措施。

1 “机械工程材料及其成形技术”课程项目教学效果实验研究

1.1 实验研究对象

实验从安徽某应用型本科高校机械类专业大二年级中选取64名学生作为研究对象，其中学习动机和学习能力水平高的学生16名，学习动机水平高但学习能力水平低的学生16名，学习动机水平低但学习能力水平高的学生16名，学习动机和学习能力水平低的学生16名。接着将这四种类型学生分别组成实验组和控制组，实验组和控制组中对应类型学生人数相同，并且对应类型学生的学习动机水平和学习能力水平无显著差异。

1.2 实验模式

实验首先通过标准化的心理测量量表对被试者进行测验，并按照学习动机水平和学习能力水平高低特点将被试者分为四类。采用华南师范大学张卫等编制大学生自主学习量表中的学习动机分量表[6]测量学习动机水平，当被测对象的学习动机量化分值处于120～140，认定为学习动机水平高，而当被测对象的学习动机量化分值处于100～120，认定为学习动机水平低。采用美国Stanford-Binet智力量表测量学习能力水平，当被测对象的学习能力量化分值处于100～130，认定为学习能力水平高，而其学习能力量化分值处于80～100，认定为学习能力水平低。然后从这四种类型学生中各抽取8名组成实验组施以项目教学，剩下的32名学生组成控制组施以传统教学，实验组和控制组学生要进行前测考试和后测考试，获得实验数据。最后运用SPSS25.0软件来分析实验数据。

1.3 实验过程

实验组和控制组学生要进行前测考试和后测考试，前测试卷和后测试卷都由同一授课教师编制，两份试卷难度一致，考试范围一致，均是20道综合性问答题，每题5分，按照考点给分，答对给分，答错不给分。前测考试是在教师讲授“机械工程材料及其成形技术”课程前进行，由于实验组和控制组学生未接触此课程，测试成绩都为0分，说明实验组和控制组学生学习此课程的起点是无差别。后测考试是在实验组和控制组学生学完此课程后进行。在进行教学过程中，控制组和实验组有相同的教学课时、教材和其他课堂资料，严格按照同一教学大纲中的知识和能力要求对学生进行培养。控制组采用传统教学模式教学，教师按照教材编排章节顺序进行知识点教学，在课堂上首先课程导入，然后利用多媒体课件辅导讲授教学，最后总结课堂重点并完成本单元练习。实验组采用项目教学模式教学，教师打破以前的以“知识点”为线索的教学方式，改用以“项目”为线索，以“子项目”为模块，在课堂上首先项目应用背景导入，然后将项目应用中包括本节课的知识点和相关问题利用多媒体展示出来，学生进行积极学习、探索解决项目中提出的问题，最后对学生完成项目的情况进行点评并将项目中涉及的知识点精讲，留下一段时间让学生思考和提出问题，进行答疑解惑、点拨拓展。

1.4 数据分析与处理

1.4.1 对影响学生成绩提高的两因素方差分析

用A、B、C、D分别代表学习动机和学习能力水平高、学习动机水平高但学习能力水平低、学习动机水平低但学习能力水平高、学习动机和学习能力水平低这四种类型学生。使用SPSS25.0软件对影响学生成绩提高的教学方法和学生类型因素进行两因素方差分析，研究传统教学模式和项目教学模式对A、B、C、D类型学生成绩提高幅度的影响，描述性统计量、Levene方差齐性检验、主体间效应检验、多重比较（LSD）分别如表1、2、3、4 所示。

从表1可知，在传统教学模式下，A、B、C类型学生成绩提高的平均值分别为82.50、79.00、77.75，而在项目教学模式下，A、B、C类型学生成绩提高的平均值分别为87.88、83.88、79.63，这说明项目教学模式相对于传统教学模式对A、B、C类型学生成绩提高具有优势，其中A类学生成绩提高幅度最为明显。在传统教学模式下，D类型学生成绩提高的平均值和标准方差分别为57和5.47，而在项目教学模式下，D类型学生成绩提高的平均值和标准方差分别为58.5和4.87，这说明项目教学模式相对于传统教学模式在帮助学习动机和学习能力水平低的学生快速提高成绩方面没有优势。

表1 描述性统计量

两因素方差分析对正态性要求并不是很高，但是对方差齐性要求较高，因此在进行分析时要进行方差齐性检验。从表2可知，Levene统计量为1.466，显著性P值为0.198，大于显著性水平设定值0.05，说明8组数据方差齐性，因此可以对这些数据进行两因素方差分析。

表2 Levene方差齐性检验a

从表3可知，主效应模型检验的校正模型统计量F为72.550，显著性P值为 0.000，说明模型有统计学意义。教学方法和学生类型因素的显著性P值分别为0.039和0.000，都小于显著性水平设定值0.05，这说明教学方法和学生类型都会影响学生成绩提高的幅度。

从表4可知，在不考虑教学方法的前提下，A类与B、C、D这三类学生成绩的提高幅度显著性P值分别为0.004、0.001和0.000，即 A类和B、C、D这三类学生成绩的提高幅度存在显著性差异，说明A类学生无论在什么教学模式下，其成绩提高的幅度都明显高于B、C、D三类学生成绩提高幅度。B类与C类学生的成绩提高幅度显著性P值为0.128，说明B类和C类学生的成绩提高幅度不存在显著性差异，即在不考虑教学模式的情况下，B、C两类学生成绩提高的幅度没有显著差异。

1.4.2 对成绩优良学生人数的卡方检验

将学生成绩范围 90～100、80～89、70～79、60～69分别划为优秀、良好、中等、及格等级，并对分别在传统教学和项目教学下，学生成绩达到优秀等级和良好及其以上等级的学生人数进行统计和卡方检验，检验结果如表 5、6、7、8 所示。

表3 主体间效应检验

从表5和表7可知，在传统教学模式下，学生成绩达到优秀等级和良好及其以上等级的人数分别为2和11，而在项目教学模式下，学生成绩达到优秀等级和良好及其以上等级的人数分别为5和19。这说明项目教学模式在增加学生成绩达到良好及其以上等次人数方面比传统教学模式有明显优势。

从表6可知，对学生成绩达到优秀等级人数进行卡方检验，其自由度df为1，其显著性P值为0.230，大于显著性水平设定值0.05，因此拒绝原假设认为 “在项目教学和传统教学模式下，学生成绩达到优秀等级的人数存在显著性差异”，这说明项目教学模式在增加学生成绩达到优秀等次人数方面相对于传统教学模式没有明显优势。从表8可知，对学生成绩达到良好及其以上等级的人数进行卡方检验，其自由度df为1，其显著性P值为0.045，小于显著性水平设定值0.05，因此接受原假设认为 “在项目教学和传统教学模式下，学生成绩达到良好及其以上等级的人数存在显著性差异”。

1.5 实验结论

学生对项目教学模式是否具有良好的适应性取决于学习动机和学习能力水平的高低。学习动机和学习能力水平低的学生对项目教学模式的适应性差，其接受项目教学效果不如传统教学效果，对于这类学生，教师在实施项目教学过程中要给予其更多的关注和引导，有针对性地设计教学考核体系和教学指导方案，做到“因材施教”。

表5 教学方法*教学效果（以优秀等级划分）交叉表

表6 卡方检验（学生成绩优秀等级的人数）

表7 教学方法*教学效果（以良好等级划分）交叉表

表8 卡方检验（学生成绩良好及其以上等级的人数）

教学方法和学生的学习动机水平和学习能力水平都直接影响学生学习成绩提高的幅度，但是在不考虑教学模式的情况下，学生的学习动机水平和学习能力水平在影响学生成绩提高幅度方面起着同等重要的作用，因此在项目教学模式下，要想取得好的教学效果，在激发学生学习动机的同时，注重学生学习能力的培养。

相对于传统教学模式，项目教学模式在增加学生成绩达到良好及其以上等次人数方面具有明显优势，而在增加学生成绩达到优秀等次人数方面没有明显优势。在项目教学模式中，学生改变了传统教学过程中的学习方式，主动性、参与性增强，能够感受到所学知识的应用价值，其学习兴趣和积极性被调动，学习潜力被激发，学习信心增强，其学习成绩由中等提升到良好等次比较容易，但是通过项目教学模式将学生成绩提高到优秀等次是比较困难的。学生成绩到达优秀等级不仅与教师的教学模式，教学手段，教学安排等因素有关，而且还要依赖于其自身的扎实的基础知识、超强的学习动力、高效的学习方法、顽强的学习毅力[7]。

2 关于大学生对项目教学的态度和接受程度的问卷调查

在项目教学效果实验研究基础上，为了进一步明确项目教学的效果，组织开展了大学生对项目教学的态度和接受程度的调查研究。

2.1 问卷调查

关于大学生对项目教学的态度和接受程度的问卷调查如表9所示。问卷调查的对象为安徽某应用型本科高校机械设计制造及其自动化、机械电子工程和材料成型及其控制三个专业的2015—2018级学生，发放500份调查问卷，收回452份，其中有效问卷410份。

表9 关于大学生对项目教学的态度和接受程度的问卷调查

2.2 问卷调查结果及其分析

关于大学生对项目教学的态度和接受程度的问卷调查结果如表10所示，参与过“项目式”教学活动的学生约占接受问卷调查的学生的86%，对“项目式”教学法完全能够接受的学生约占接受问卷调查的学生的13%，比较能够接受的占接受问卷调查的学生的48%，困难较大但仍然能够接受的学生占到19%，也说明了绝大多数学生对“项目式”教学是能够接受的。

与传统教学法相比，49%的学生觉得完成任务过程中独立学习能力和解决问题的能力得到提高，20%的学生觉得完成任务过程中独立学习能力和解决问题能力没有提高，17%的学生没有关注自己在“项目式”教学过程中自己的学习能力和解决问题能力是否提高，这说明在“项目式”教学模式仅仅是一种教学方法，不能保证所有学生在这种教学模式下学习能力都能得到提高，这与学生是否有学习动机和学习能力水平高低有很大关系，学习动机和学习能力水平较高的学生更适合于“项目式”教学，而学习动机和学习能力水平低的学生在“项目式”教学中处于被动状态，独立学习能力和解决问题能力很难得到提高，这一问卷调查结果与项目教学效果实验研究结果相一致。

表10 关于大学生对项目式教学的态度和接受程度的问卷调查结果

“学生主体，教师引导”的项目教学模式会让学生自主探索知识的范围变大，只要有一定的学习动机都会觉得学业负担变大。在“项目式”教学过程中，有12%的学生觉得自己的学业负担很大，这类学生的学习动机强，但是学习能力水平低，因此需要教师在“项目式”教学过程中，帮助他们改变学习方法和提高学习能力的同时，对课程内容和教学资源进行重组，提高他们的学习效率，让他们觉得自己的学业负担偏大或者适中，这样他们才会有持续的学习动力。有58%的学生觉得自己的学业负担偏大，这类学生的学习动机稍高于其学习能力水平，在“项目式”教学过程中要时刻关注他们的学习心理动态，减少他们的畏难情绪。有11%的学生觉得自己的学业负担适中，这类学生的学习动机与学习能力水平匹配。5%的学生觉得自己的学业负担偏小，这类学生可能学习动机很低，自主学习能力很差，未能真正参与到项目教学活动中，处于一种被动应付学习状态，表现出没有压力。

通过“项目式”教学，有25%的学生觉得自己与其他同学的沟通交流，合作完成任务的能力得到很大提高，有55%的学生觉得自己在与其他同学的沟通交流，合作完成任务的能力得到一定提高。在项目教学模式中，围绕项目分组实施是有助于提高大家的沟通合作能力，而且这是工程应用型人才十分重要的能力[8]。

3 研究结果与启示

综上所述，我们认为项目教学法能够对我们传统教方法的不足进行一定弥补，相对于传统教学，教学效果有一定提高，但是项目教学也不是适合所有课程和所有类型学生，因此项目教学模式也存在一定局限性，这为大学项目教学模式有效进行带来一定的启示。

第一，在实施项目教学前，制定学习动机和学习能力水平量化表，分析教学对象的学习动机水平和学习能力水平，可预测教学对象对项目教学的适应性。在了解教学对象特点有助于学习小组成员的合理配置，在小组中充分发挥优秀学生的带头示范作用的同时，重点关注学习动机水平和学习能力差的学生，让其在群体中共同讨论协商解决项目预先规定的任务，从而达到共同学习进步的目的。

第二，激发学生的学习动机和提高学习能力。精心选择教学资源，编制教学内容，项目教学内容要将课程的理论知识与真实的具体任务相结合，将项目任务分解为多个子项目，子项目的设计不仅要覆盖课程理论体系重要知识点，而且不能任务过多或难度多大[9]，否则容易使学习动机水平和学习能力水平低的学生产生厌学情绪，学习兴趣完全丧失，进而造成其学习动机水平更低，影响项目教学效果。

第三，项目教学过程设计，打破以“知识点”为线索，改用以“项目”为线索，在完成项目过程中提升学习能力。项目教学过程设计包括课前项目导入、课堂项目实施、项目成果展示三个环节[10]。首先，课前教师利用网络平台向学生导入项目，教师确立项目教学目标、重点，准备教学材料而学生了解项目任务，学习教学材料。其次，课堂项目实施过程中，教师要进行相关知识点测试、项目预热、项目小组讨论。最后在网络平台上分享优秀成果并进行教师点评，进行网络互动和教学反思。

4 结语

以“机械工程材料及其成形技术”项目教学为例，对项目教学法的教学效果进行量化评估和实验研究，并通过问卷调查测评了安徽某应用型本科高校三个专业在读学生对大学“项目式”教学的态度和接受程度。项目教学模式不是万能的，也存在一定的局限性，学生的学习动机和学习能力水平高低决定着项目教学的教学效果好坏，提出“项目教学要在分析教学对象特点的基础上，精心选择教学资源，编制教学内容，设计课程教学过程，做到因材施教，激发学生的学习动机，在完成项目过程中提升学习能力”教学观点，为今后同类应用型高校实施项目教学提供一定参考。