德国大学工程教育项目教学法及其启示

刘和?符波?刘宏波　张光生

摘 要：项目教学法是德国大学工程教育中培养具有自主学习能力和创新能力的工程专业学生的一种重要教学模式。对项目教学法的基本特点进行分析并对五种项目类型进行详细介绍的基础上，对项目教学法项目的完成程序、难度等级、成绩评定等主要内容进行了系统解读和分析。最后，对项目教学法在中国大学工程专业本科教学模式改革中的启示进行了论述。

关键词：项目教学法;工程专业;本科教学改革

我国的工程教育规模位居世界第一，高校培养了大量工程技术人才，有力地支撑了我国经济的高速发展。党和国家作出了走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人才强国等一系列重大战略部署，这对高等学校工程教育改革发展提出了迫切要求，急需培养一大批能够适应和支撑现代产业发展的高素质工程人才。然而，目前我国高校工科专业毕业生还存在工程能力弱、创新能力不强、不能很好地适应现代高速发展的工业化建设等问题。因此，急需对现有工程教育和培养模式加以改革，以适应现代经济社会发展需要。

德国作为公认的现代工程教育强国，其独特、先进的大学工程教育培养机制为德国社会培养了大批创新能力强、适应现代社会发展需求的高水平工程师人才，支撑了其长期领先的机械制造、化工、制药等行业。其中，高等工程教育中的项目教学法是其培养具有自主学习能力和创新能力的高素质工程师的重要教学方法之一。

项目教学法是一类不同于传统课堂教学，以工程设计、企业实习、产品开发、科学研究为主要手段的教学方法。项目教学可以是独立的课程，也可以整合应用于某门课程中。由于项目教学法主要不依赖于教师的课堂教学，而是给予学生充分的自由度，学习形式多样，很大程度上跨越了传统课程的界限，因此对培养学生的自主学习精神、独立工程能力、创新能力等发挥了重要作用。

一、项目教学法的基本特点

（1）以学生为主导的教学理念。项目教学法是一种以学生为主导，而不是以教师为主导的教学方法。学生的学习目标、学习内容、学习形式甚至考核与成绩评定，都以学生为主导或高度参与，体现了很大的自由空间。特别适合高年级学生在专业学习阶段采用，但是同时也对学生的自律和自主学习能力提出了很高的要求。

（2）以学生能力发展为主要目标。项目教学法的教学目标不是以知识的理解和掌握为主要目标，而是以学生的能力发展为主要目标，包括学生的自主学习能力、知识运用能力，特别是跨领域运用知识和知识转移能力、创造能力等。

（3）灵活多样的教学与考核形式。项目教学法的教学形式非常灵活多样，除课堂教学以外，其教学形式还包括企业实习、课程论文、工程设计、产品开发、科学研究等。学生的学习时间比较自由，如在一定的时间内不能完成，某些项目还可以申请延期，如企业实习、毕业论文等。考核的内容和成绩评定也没有严格的规定，一般不采取笔试的形式，而是口头报告、课程报告、设计报告以及毕业论文等。教师评定学生成绩主要不是以学生完成项目的结果好坏为依据，而是根据学生在完成项目过程中体现的思维发展和综合行为表现。

二、项目教学法的项目类型

（1）入门训练项目。入门训练项目是指教师给予学生一个浅层次的任务训练项目，其目的是加强学生对教学内容的理解，并锻炼其基本的工程能力。同时，通过该类项目，学生了解和掌握项目教学中所布置项目的一般完成方法。其内容可多种多样，如可以布置学生归纳总结某一阶段的学习内容，写成小论文。或者安排学生完成某个较简单或单一内容工程项目的初步设计。一般来说，教师在此项目中给予学生的指导比较多并且比较具体。

（2）专业性项目。专业性项目的难度比入门训练项目更高，涉及本专业领域内一些不太难的设计，目的在于促进学生对课堂所学知识的灵活运用，使得学生的能力从知识的记忆、理解转向知识的灵活运用。在这类教学项目中，教师的指导在任务布置和方法程序设计阶段会多一些，在学生进行任务的实施和评估以及知识转移阶段指导较少，甚至完全由学生自主决定。

（3）企业实习项目。企业实习项目学习难度较专业性项目的难度又有所提高，其学习任务主要在相关的企业完成。实习内容的选择可以是教师布置给学生，也可以是学生自己联系企业，根据企业的实际要求决定实习内容，然后由指导教师最后决定。在企业实习项目中，学生学习的内容跨度比较大，范围比较广，学习时间更久，可能涉及多个学科领域的知识集成与综合运用。此外，完成实习项目的时间也更长（一般3个月）。教师的指导主要体现在实习内容的选择和决定上，其他环节的学习基本由学生决定，体现了更高层面的自由度。此类项目的学习目的在于锻炼学生集成和运用多学科的知识，并结合企业的实际进行综合性的学习或者任务解决。

（4）产品开发项目。产品开发项目主要是结合企业具体需求开展的技术或产品研发活动，是一种以科学研究和技术研发为主要形式的学习活动。学生应和企业进行较为深入的交流，共同决定需要开发（改进）的产品或者技术，然后在一定时间内完成。在此过程中，教师基本不决定学生的产品开发选题，而是主要提供学生产品开发所需要的教学资源、科研场地、设备等。同时，企业承担大部分的产品开发经费。这是一种自由度非常高，同时也非常考验学生能力的项目教学方法。学生在完成此类项目中，集成了各学科的基础知识，同时也了解了企业的现实需求以及基本的科研活动或产品开发流程，一定程度上需要以结果为导向。

（5）科學研究项目。科学研究项目是最高级别的项目教学法。顾名思义，这类项目的主要目的不是知识的学习和掌握，而是知识的创造和技术发明。在此过程中，教师给予学生最高程度的学习自由，在科研目标、科研任务、实施流程、科研结果评估、知识和能力转移等各个方面都不作具体干预，由学生自主决定完成。由于这类项目的难度和时间跨度，因此一般安排在博士阶段作为科研项目完成。

三、项目教学法的基本内容

1.项目教学法的结构设计和层次

项目教学法中，项目按其完成顺序可以分为7个步骤，其名称和含义如下：

（1）任务布置。是指教师给予学生知识范围以内的课题或任务名称及其目标，在此过程中，学生一般会得到指导教师的大量帮助，帮助学生明确任务目标等细节内容。

（2）流程设计。是指完成项目的计划流程，工程或者产品设计的计划与流程，也可以是科研项目的研究计划与预期步骤。其内容包括各种可能的流程与计划及其可行性分析，各项流程的轻重缓急等。

（3）任务方案。是指根据项目的流程设计，经过各种方法、流程的筛选，最终确定的任务实施方案。

（4）任务实施。根据任务方案开展的具体任务实施行动，在实施过程中，也可根据实施的结果对任务方案给予适当的调整。

（5）任务检查。是指对任务实施的最终结果进行检查，以评估其是否符合项目目标。如检查产品开发是否达到预定标准，工程设计流程是否达到设计目标等。

（6）任务评价。是指对项目完成的情况进行综合的自我评估。如果得到预期的结果，需要分析成功的原因，并提出进一步的改进意见;同时，对失败的项目或者和预期目标有偏差的项目进行详细的原因分析。此部分也是教师评定学生项目完成情况的重要依据。

（7）知识转移。是指对项目的实施结果进行评价，评价实施成果是否可以转移到别的知识领域，或者用完全不同的解决方案达到同样的目的。知识转移包括近距离转移和远距离转移。远距离转移通常指知识在完全不同领域的运用，或者完全不同的方法达到同样的目的，等等。

根据项目的大小和复杂程度，有时以上7个步骤也会简化成任务方案、任务实施以及任务评价3个步骤。

如表1所示，根据项目7个步骤的教师指导方式、项目要素信息的公布等，项目可以考查或者发展学生在知识理解、知识运用、知识集成、知识发展与知识创新等五个层面的能力。同时，以上五项能力从左到右也体现了难度递进的关系。

2.项目教学法的教师指导方法

在项目教学法中，指导教师一般有三种指导方法，即指导、陪伴和观察。指导教学法是指教师讲解为主，并答疑解惑。陪伴教学法是指教师在学生学习或完成项目的部分阶段，和学生待在一起，在学生有需要时进行指导，答疑解惑。陪伴教学法基本上是一种被动的教学方法，即教师不主动介入，只在学生有需要时提供有限的和必要的指导。观察教学法是指教师在学生完成项目任务的过程中，不提供教学指导，主要以观察学生的任务完成为主，或者只提供必要的学习或研究资源保障。需要指出的是，观察教学法并不是指教师完全放任，任由学生自己完成，而是需要定期了解进展，了解学生的思维发展过程，对教师的专业能力和判断能力也是一种考验。

表2提供了在不同类型的项目中指导教师可采用的教学方法。可以看出，随着项目教学的学习目标由知识理解向知识创新方向发展，教师的直接指导越来越少，学生学习的自由度越来越高，同时项目的学习和完成难度也越来越高。另外，以上各个项目的教师指导方法并不是一成不变的，可根据学生的能力和背景进行微调。

3.项目教学法的难度等级

项目教学法中，依项目类型不同，项目本身具有不同的难度等级。此外，在项目的完成过程中，为学生提供不同程度的项目基本要素信息，项目也被赋予了不同的难度等级。在一个项目中，其包含的基本要素，如任务目标、任务步骤、任务内容以及方法与工具，学生对这些基本要素的知晓程度明显决定了学生完成项目的难度。如表3所示，随着项目在目标、步骤，内容、方法与工具等环节所提供的信息越来越少，项目的难度也越来越高。在最后一个设计级别的难度等级中，项目所有基本要素的信息都是未知的，学生需要完全自主决定项目的名称、内容、目标等，并自主完成。因此，此类项目具有最高难度等级。

4.项目教学法的成绩评定

由于项目教学法是以学生为主导的教学方式，具有高度的自主性，因此学生在完成项目成绩的评定方面，也具有和传统考试不同的评定方式。其核心要点是，成绩评定并不是以学生完成项目的结果好坏为主要依据，而是要观察学生在项目中的表现，特别是学生在项目完成中的思维过程。表4列出了项目教学法成绩评定的参考依据。教师可根据以下所列的5项依据，对学生的表现给予分数评定。

四、项目教学法对我国工程专业本科教学模式改革的启示

（1）将知识掌握型的教学模式转向以能力培养型为主的教学模式。毋庸置疑，中国大学工科专业的课程教学很多还是以知识传授型为主。教师通过课堂讲授、实验、实习等教学形式，要求学生掌握课堂所学基本概念、基本理论、方法或者技能，而对学生的能力发展，特别工程教育中以解决复杂工程问题为导向的工程师训练尤显不足。这就导致目前大学工科专业本科毕业生的工程能力明显不足，毕业后往往还需要1～2年，甚至更长时间的企业再培训才能胜任合格工程师的要求。从认知规律来说，人的记忆是有限的，在大学学习期间熟知和掌握的理论知识肯定会逐渐遗忘。更重要的是，现代社会科学技术发展一日千里，新知识、新技术不断涌现，工科毕业生如果没有很强的学习能力，显然无法跟上现代社会发展步伐。从这个角度说，德国大学倡导的以能力培养为主的项目教学法就值得中国大学借鉴。因此，在专业课程教学中应大力推广项目教学法，特别是在核心课程中广泛开展，以培养学生的自主学习能力、工程创新能力。

（2）将教师主导的教学模式转向教师和学生共同主导的混合型教学模式。我国大学课程的教学很大程度上还是教师为主导的教学模式，即教师决定教学目标、教学内容、教学方式、考核方式以及成绩评定等。学生属于从属地位，一切依据教师的安排进行学习活动。这种教学模式主要依赖于教师的“教”，但学生“学”的主观能动性不足。特别是一些较为枯燥、难度较高的课程，很容易导致学生学习兴趣不佳，主动学习欲望不强，很不利于培养学生的独立学习能力。转到教师和学生共同主导的混合教学模式后，学生可以较为自由地选择有兴趣的学习项目，如产品/技术开发类别、企业实习的内容、科学研究的选题，等等。同时，因为成绩评定较为自由，不以项目最终完成结果好坏作为成绩判定的唯一依据，学生被给予了充分的自由，教师也从传统的课堂教学中解放出来，转到有限指导和过程观察为主。

（3）将形式单一的成绩考核方法转化为多样合理的成绩考核方法。某种程度上说，大学生是大学培养的“产品”，因此“产品”的质量其实就是大学的人才培养质量，也决定了大学的教育水平。科学合理的大学生学习成绩考核方法是衡量人才培养质量的关键环节。目前，国内大学生成绩考核评定还存在诸多不合理之处，如考核的形式单一、考试方法的不合理，多数理论课程都是以笔试考核成绩结合平时成绩，以一定比例分配的方式给分。这种成绩考核方式无疑是适合传统的理论掌握型的教学方式，对于考察学生的能力发展乃至创新能力基本无能为力。因此，需要借鉴项目教学法下多样化的成绩考核方式，借助于口试、总结报告、实验报告、实习报告，答辩等各种形式来考查学生在完成项目任务的过程表现，并适当结合最终结果来评定学生的学习成绩，这有利于反映学生能力发展的真实水平。

（4）将严进宽出的育人体系转向宽进严出的育人体系。目前，我国大学的育人制度总体上还是严进宽出的育人体系，虽然也有一定淘汰比例，但是基本上起不到鞭策后进和激励先进学生的作用。项目教学法是一种创造宽松教学和学习氛围的教学方法，在发展能力方面有巨大的优势，但是如果没有严格的考核和淘汰机制，那么项目教学法最终将不可避免失败。因此，要实施项目教学法，就必须有严格合理的考核机制以及淘汰分流的制度，让无法发展自主学习能力，或者能力无法达到预定要求的学生得到分流或者淘汰，這将是保证项目教学法成功的底线。

项目教学法是一种基于自主学习、能力发展和创新能力培养的新型教学模式，尤其适合于专业课程、产品开发与科学研究训练。鉴于其在德国大学工科专业学生的工程能力训练以及高素质工程师培养方面所发挥的重要作用，我国应该对这一教学模式开展进一步深入研究，充分扬弃其优缺点，并在我国的教育教学改革中先行先试，将其合理有效的部分引进吸收，并大力推行，以加快我国高水平工程人才的培养，为我国现代化建设培养更多优秀工程人才。

[基金项目：江苏省高等教育教改研究项目“轻工特色环境工程新工科人才培养的探索与实践”（项目编号：2017JSJG149）]

[责任编辑：余大品]