项目驱动式教学法在“工程物探”课程教学中的应用

刘 晓，杨普济，唐 春，甘建军

南昌工程学院 水利与生态工程学院，江西 南昌 330099

“工程物探”是地质工程专业的必修课，主要内容是各种工程物探方法的原理、应用及其资料解释方法，旨在培养学生运用工程物探技术分析和解决相关工程和环境地质问题的能力，该课程是培养学生专业综合素质和职业能力的重要环节。

由于该课程内容繁杂、方法原理不易理解、教学方法缺乏创新，学生的学习兴趣不高，主动性不强，使得教学效果欠佳[1]。为了提升教学效果，我们在教学过程中引入项目驱动式教学法，以学生为主体和中心，采取小组分工、协作学习的方式，以专业工程任务来驱动学生的学习，从而激发学生的兴趣和自主意识[2]，提高学生的工程能力，取得了一定的成效。

项目驱动法是以项目为主体的行为引导式的教学方法，强调对学生综合能力的培养。它起源于意大利，兴盛于美国，20世纪60、70年代再次在欧洲复兴，目前在我国高校中不断受到重视。

一、“工程物探”在地质工程专业中的教学现状

“工程物探”课程内容繁杂，而课时有限（32学时），物探方法分类众多，常用的方法包括折射波法、折射波法、面波法、声波探测法、剖面法、测深法、高密度电法、自然电场法、激发极化法和探地雷达法等，各类方法的原理抽象度高，其课时约占总课时的一半，由于地质工程专业学生的数学和物理基础较相对薄弱，所以理解原理难度较大，理论学习并不深入[3]。

该课程的实验课共8课时，包括工程地震仪的使用和高密度电法仪的使用，主要为演示性实验，学生学习使用仪器，但很少有机会直接参与生产实践，一般只接触物探资料，对实际问题缺乏感性认识和理性分析，缺失分析问题和解决问题的实践环节，缺少创新来源，不利于培养工程能力。

该课程主要运用的教学方法有案例教学法[4]、直观教学法、课堂讨论法、启发式教学法等，整体上看教学方法比较单一，基本以教师为主体，在教学理念、教学方法等方面还需要创新。

综上，创新教学方法，提高学生的主动性和学习效果是“工程物探”教学改革的方向。

二、项目驱动式教学法在课程中的应用

项目教学法以学生为主体，“以学为主，以教促学”[5]，强调学生在项目驱动下，协作互助，在自主探究完成任务或解决问题的过程中，培养动手实践能力，提升分析问题和解决问题的能力[6]。项目驱动的实施过程如图1所示。

图1 “工程物探”课程项目驱动式教学过程

首先，教师将实际课程章节分解为若干个相关的小项目或者将科研项目分解为和课程有关的小项目，课程内容及部分项目如表1所示。工程地震法和工程电法有多个分支方法，广泛应用于各类工程，包括断层探测、场地评价、地质灾害勘查、地下水勘查、堤坝隐患探测、城市管线探测等，可选择的项目类型丰富，覆盖面广阔。教师需要对每个项目进行分析和设计，并明确项目要求和目标。

表1 “工程物探”课程项目

其次，教师采取课堂授课、慕课、翻转课堂等方式讲授必要的理论知识，在学生理解工程物探基本的概念和方法原理后，引入项目式教学，强调在独立探究的过程中培养分析问题和解决问题的工程能力，强调基于过程的考核方式，强调团队协作。学生采取互补方式自由搭配分组，如可以按照学习基础互补、研究兴趣一致等方式组合。小组选出组长，共同选择项目，商定项目实施方案，制订计划表，给队员合理分配任务，交由教师审核，教师再进行引导和帮助。

再次，学生团队通过图书、文献、网络等多种途径查阅和分析资料，协作探索，协作完成项目。有的勘查项目可以到实验室、实训基地或者工程现场采集数据，再回到室内进行资料解译。教师全程指导，及时答疑解惑，营造研究的情景和协作的氛围，关注每一位同学在项目中作用的发挥。

最后，学生总结项目成果，利用PPT、视频等方式在课堂汇报，教师现场点评。教师根据学生在项目全过程中的表现，通过学生自评（30%）、学生互评（30%）和教师评审（40%）三者结合的方式，对学生的项目成果进行综合评定，基于过程考核激励学生发挥出积极性。将已完成的项目入库，形成课程资源库。对于优秀的项目，推荐负责的学生参加大学生创新创业竞赛等活动，或者形成论文发表，或者作为地质工程专业毕业设计选题。

对于项目式教学而言，教师和学生同是解决问题的参与者。教师是项目式教学的组织者和引导者，需要做好充分准备，其能动性高于学生；学生团队是探索者和实施者，在解决任务的过程中，不断获得成就感和能动性。

三、项目教学成效

在2019和2020学年，本课程分别在2017级和2018级地质工程班应用了项目式教学，和2017与2018学年的传统教学体系相比，学生在课堂上的积极性更高，提问题、发言讨论的氛围更加浓厚，课下投入学习的时间增多，文献信息获取能力、团队协作能力明显提升，期末考试成绩比较如表2所示。据表2可知，应用项目教学法后，学生课程平均成绩逐渐提高，不及格率显著下降，在2020年，成绩高于80分的学生占比41.6%。这说明项目教学法能驱动学生发挥主动性，提高考试成绩。2019年本课程的学生评教结果为96.26分，2020年为97.22分，均在本专业的学生评教结果中排名靠前。

表2 两种教学体系下学生期末考试成绩比较

2019年和2020年，参与课堂的学生获批工程物探类校级创新创业实践项目2项、省级大学生创新创业类项目1项，发表工程物探类论文3篇，参与发表论文2篇，相较于2017年和2018年，学生对创新创业类项目的参与热情明显提升。

学生参与教师的工程物探类项目4项，从野外踏勘、室内方案设计、野外资料采集到资料解译和报告编写，学生全过程参与，可独立开展多项工作，表现良好。2019年暑假，本专业多名学生到中国铁路工程集团有限公司、中国建筑集团有限公司等下属公司实习，顺利开展地震超前探索、雷达桩基探测等工作，得到单位的好评。这些工程实践说明项目式教学真正地锻炼学生的工程能力。

四、总结和思考

为激发学生的主动性，本文在“工程物探”课程教学中引入项目驱动式教学法，将工程物探的应用项目引入课堂，以学生为主体，以专业工程任务来驱动学生的学习，采取课内课外相结合、理论实践相联系、教学科研相连接的方式，让学生以团队形式全程参与项目的选择、设计、实施和验收汇报。基于协作完成任务或解决问题的过程，培养了学生的自学能力、团队精神、沟通能力和工程能力。实践表明，项目式教学显著提高了教学效果，激发了学生的主动性，提高了学生的工程能力，可为同类型的专业课程提供借鉴。

与传统教育相比，项目式教学法更具系统性，教师须精心统筹和谋划才能保证课程的顺利进行。不能只是简单地将工程实例搬到课堂上，仍按原来的知识体系组织教学。经过一段时间的教学实践，笔者有如下几点思考。（1）关于项目选择。教师可以融入科研项目和生产项目，将它们分解为和课程有关的小项目，以丰富课程的内容，开阔学生的专业视野。项目要精选细选，目标设置明确，任务可分解，适合于团队去完成。工程物探的方法分支多，每类方法的典型应用就是一个工程项目，非常适合于项目式的教学。（2）关于项目设计和实施。由于学生存在个体差异，为避免学生出现两极分化现象，教师需关注到每位学生，既注意凝聚团队精神又注意发挥个体能动性。要求团队内部分工明确，组长要记录各个队员的参与情况，教师定期督促指导，及时答疑解惑。工程物探偏重于应用，多数项目实施包含室内外数据采集、处理和解释等实践过程，学生如不认真完成，项目式教学的效果就无法实现。所以，如果发现同学有偷懒、充数等行为需引起重视，当给予批评教育（挖掘“团队精神”“工匠精神”等思政元素），并计入过程考核。（3）关于项目去向。将完成的项目经过筛选优化后收入课程项目库，用于下一轮的课程建设。对优秀项目，推荐学生参加大学生创新类竞赛，继续完善项目，培养创新精神；或者指导学生深化研究，撰写论文，培养科研兴趣。（4）关于过程考核。项目式教学是基于过程考核来激励学生，教师要通过组长记录、教师记录等方式记录学生全过程的表现，以学生自评、互评、教师评审等方式综合评定成绩。相比于授课式教学，教师的工作量会增多。项目式教学对教师的管理水平等提出更高的要求，同样地激励了教师的能动性。