“知識- 能力- 素養(yǎng)”三位一體項(xiàng)目式教學(xué)模式探析與實(shí)踐

宋小美 吳再群 覃煥昌 張 濤

（百色學(xué)院信息工程學(xué)院，廣西 百色 533000）

0 引言

為應(yīng)對新一輪的科技和產(chǎn)業(yè)變革，“新工科”“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0 相繼頒布，對高校人才培養(yǎng)提出了更高的要求，要求培養(yǎng)一批具有扎實(shí)的理論知識、綜合職業(yè)能力和高素質(zhì)的創(chuàng)新型卓越工程師[1]。目前，各應(yīng)用型本科院校積極響應(yīng)國家號召，以培養(yǎng)“知識-能力-素養(yǎng)”三位一體全面協(xié)調(diào)發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)[2]，優(yōu)化人才培養(yǎng)機(jī)制，更新教學(xué)理念，改革教學(xué)模式[3-5]。

百色學(xué)院作為廣西首批4 個(gè)整體轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)高校之一，緊緊圍繞教育部提出的新任務(wù)新要求，以培養(yǎng)高層次高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，堅(jiān)持以人為本，強(qiáng)調(diào)能力，突出應(yīng)用，課程教學(xué)融入思政教育，教學(xué)取得了一定成效。但是對于應(yīng)用性和綜合性較強(qiáng)的課程教學(xué)沒有得到很大的改善，特別是具有實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的課程。 存在的突出問題及具體表現(xiàn)為：一是由于課程課時(shí)少、實(shí)驗(yàn)條件不足等原因，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只是簡單地驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如單片機(jī)課程中的實(shí)驗(yàn)只是簡單地點(diǎn)亮流水燈、數(shù)碼管的顯示、簡易電子秒表等，缺乏應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生難以將知識的應(yīng)用和實(shí)際工程項(xiàng)目鏈接起來；二是在傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響下，教師主要關(guān)注理論知識掌握情況，往往忽略學(xué)生在該課程下要培養(yǎng)什么樣的能力、習(xí)得什么樣的素質(zhì)，以至于學(xué)生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)缺失；三是對學(xué)生的課程評價(jià)多以期末考試成績?yōu)橹饕己艘罁?jù)，同時(shí)結(jié)合平時(shí)課堂考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量作為課程的最終成績，該方式注重課程的理論學(xué)習(xí)，忽略了學(xué)生的過程性評價(jià)，導(dǎo)致學(xué)生不注重培養(yǎng)自身的能力和素養(yǎng)。

為此，從教學(xué)方法和教學(xué)手段改革的角度出發(fā)，提出了項(xiàng)目式教學(xué)模式的新思路。項(xiàng)目式教學(xué)是源于杜威的“做中學(xué)”的教育理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者主動(dòng)積極探索實(shí)際問題，將專業(yè)的理論知識和實(shí)踐相結(jié)合，設(shè)計(jì)具有實(shí)際工程意義的作品作為教學(xué)任務(wù)，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過小組合作、溝通、共同學(xué)習(xí)探索等團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的方式完成作品，培養(yǎng)自身的實(shí)踐應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)[6-7]。

1 基于“知識- 能力- 素養(yǎng)”三位一體的項(xiàng)目式教學(xué)法課程教學(xué)改革

基于“知識-能力-素養(yǎng)”三位一體的項(xiàng)目式教學(xué)法是以實(shí)際工程實(shí)例或?qū)W科競賽案例作為項(xiàng)目任務(wù)，以培養(yǎng)學(xué)生的能力和素養(yǎng)為導(dǎo)向，以項(xiàng)目為載體，通過組織學(xué)生開展小組協(xié)作學(xué)習(xí)的方式完成項(xiàng)目。其核心內(nèi)容主要包括以下四個(gè)方面。

1.1 建立以能力和素養(yǎng)為導(dǎo)向、“知識、能力、素養(yǎng)”協(xié)同發(fā)展的課程思政教學(xué)大綱

依據(jù)社會(huì)和企業(yè)需求，結(jié)合現(xiàn)有學(xué)生實(shí)際情況，注重能力培養(yǎng)，建立以突顯能力目標(biāo)，以“知識-能力-素養(yǎng)”協(xié)同發(fā)展的課程思政教學(xué)大綱，主要包括幾個(gè)方面：一是強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性，摒棄以課本知識為中心的思想，要針對學(xué)生的專業(yè)和社會(huì)、企業(yè)的發(fā)展需求，革新教學(xué)內(nèi)容，融入新要求、新知識、新技術(shù)；二是突出能力培養(yǎng)，包括職業(yè)能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力等，培養(yǎng)學(xué)生具備熟練應(yīng)用專業(yè)知識設(shè)計(jì)-創(chuàng)新-開發(fā)項(xiàng)目的能力等；三是課程教學(xué)融入思政元素，同步加強(qiáng)學(xué)生的人文素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識、自主探索意識和人際溝通能力等。

1.2 構(gòu)建以項(xiàng)目為載體、思政教育同步進(jìn)行的課程內(nèi)容

依據(jù)課程思政教學(xué)大綱，以能力和素養(yǎng)為導(dǎo)向，突出實(shí)踐，注重創(chuàng)新，融入思政元素，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。課程教學(xué)依據(jù)學(xué)生已有知識結(jié)構(gòu)，結(jié)合社會(huì)和企業(yè)的未來發(fā)展需求或最新學(xué)科競賽的內(nèi)容，選取最具有代表性、前瞻性的項(xiàng)目實(shí)例。 項(xiàng)目選取時(shí)主要考慮的因素有：在性質(zhì)上，突出實(shí)用性和可行性，盡量與實(shí)際應(yīng)用貼近，激發(fā)學(xué)生興趣，同時(shí)能被大部分學(xué)生所接受；在層次上，遵循由淺入深的原則，符合學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律；在內(nèi)容上，既要注重單門課程理論知識應(yīng)用，又要注重跨課程的知識融合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，同時(shí)項(xiàng)目任務(wù)又不能過大，否則容易導(dǎo)致學(xué)生無法完成任務(wù)，失去學(xué)習(xí)興趣和機(jī)動(dòng)力；在目標(biāo)上，既要保證學(xué)生掌握重點(diǎn)知識、能力得到培養(yǎng)，也要滿足學(xué)生人文素養(yǎng)得到培養(yǎng)、個(gè)性得到發(fā)展。

1.3 運(yùn)用“線上+線下”相結(jié)合教學(xué)方法實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)

有效的教學(xué)方法是有效實(shí)施教學(xué)內(nèi)容的關(guān)鍵。對于項(xiàng)目式教學(xué)，很多教師受到課時(shí)的限制難以開展，為此，提出了“線上+線下”混合式項(xiàng)目教學(xué)，將傳統(tǒng)的教學(xué)方法和現(xiàn)代信息化教學(xué)平臺結(jié)合，充分利用線上和線下資源，合理設(shè)置課程教學(xué)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)。

通過線上教學(xué)平臺：一是教師將每個(gè)項(xiàng)目中應(yīng)用到的知識點(diǎn)進(jìn)行重新整合分解，包括跨課程的知識點(diǎn)，一個(gè)知識點(diǎn)錄制一個(gè)小視頻上傳至課程學(xué)習(xí)平臺，幫助學(xué)生重構(gòu)知識體系，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和知識綜合能力；二是建立課程交流群，學(xué)生可不受時(shí)間和地點(diǎn)限制，隨時(shí)探討學(xué)習(xí)中遇到的難題，同時(shí)教師能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，及時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)；三是建立學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和作品分享區(qū)，鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)樂趣、學(xué)習(xí)過程和作品完成情況等，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)、自我展示能力和自信心。

通過線下教學(xué)：一是通過小組探討、小組競賽等多種靈活學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)建學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探索精神；二是通過項(xiàng)目任務(wù)，層層引導(dǎo)學(xué)生剖析-發(fā)現(xiàn)完成項(xiàng)目需要解決的問題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題任務(wù)去學(xué)習(xí)項(xiàng)目所涉及的理論知識點(diǎn)，讓學(xué)生在“做中學(xué)、學(xué)中做”中學(xué)會(huì)知識的應(yīng)用，避免學(xué)生自主學(xué)習(xí)的片面性和盲目性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生處理問題的能力和實(shí)踐應(yīng)用能力；三是學(xué)生通過親自接觸實(shí)物、操作實(shí)物等直觀地實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生對知識應(yīng)用的欲望和創(chuàng)新思維。

1.4 建立科學(xué)合理的教學(xué)評價(jià)體系

課程以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力為主，以培養(yǎng)具備綜合能力和素養(yǎng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，依據(jù)課程思政教學(xué)大綱，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)踐內(nèi)容，擬定知識、能力和素養(yǎng)考核點(diǎn)，突出能力和素養(yǎng)的考核地位，從評價(jià)主體、評價(jià)內(nèi)容、評價(jià)方式等多角度，構(gòu)建科學(xué)合理的課程成績考核體系。 評價(jià)主體上，通過教師和學(xué)生共同評價(jià)；評價(jià)內(nèi)容上，包括過程性評價(jià)和結(jié)果性評價(jià)，過程性評價(jià)包括學(xué)生線上“學(xué)習(xí)、互動(dòng)、交流、分享”情況、線下各小組的學(xué)習(xí)討論情況、資料查詢、撰寫的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)報(bào)告、撰寫的課程學(xué)習(xí)心得、學(xué)生的提問情況記錄、互評等；結(jié)果性評價(jià)包括學(xué)生項(xiàng)目的完成質(zhì)量、每個(gè)項(xiàng)目的完成程度；評價(jià)方式上，采用“學(xué)生自評、學(xué)生互評、教師評價(jià)”等多元化評價(jià)方式，注重學(xué)生自評和學(xué)生互評，提高其評價(jià)比例因子。

2 基于“知識- 能力- 素養(yǎng)”三位一體的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程項(xiàng)目式教學(xué)改革的實(shí)踐

2.1 《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程項(xiàng)目式教學(xué)的實(shí)施

《單片機(jī)原理與運(yùn)用》 課程是一門應(yīng)用性和綜合性很強(qiáng)的理論與實(shí)踐并重的課程，該課程不僅要求學(xué)生掌握單片機(jī)的原理，更重要的是要求學(xué)生具備單片機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析和開發(fā)的能力，具備技術(shù)開發(fā)人才的專業(yè)素養(yǎng)。本課程通過制定“知識-能力-素養(yǎng)”同向進(jìn)行的課程思政大綱，根據(jù)課程內(nèi)容特點(diǎn)和課程大綱，從實(shí)際生活案例和學(xué)科競賽中選取了十幾個(gè)具有代表性和前沿性的案例將課程內(nèi)容項(xiàng)目化，同時(shí)擬定了知識、能力和素養(yǎng)考核目標(biāo)，如圖1 所示。

圖1 項(xiàng)目具體實(shí)施目標(biāo)圖

課程教學(xué)實(shí)施一般包括項(xiàng)目發(fā)布、項(xiàng)目實(shí)施和項(xiàng)目總結(jié)三部分，其中項(xiàng)目實(shí)施包括項(xiàng)目剖析、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、知識拓展四個(gè)環(huán)節(jié)，線上學(xué)習(xí)平臺應(yīng)用貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)過程。 在課程教學(xué)中，學(xué)生以小組的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，但是每一位學(xué)生都具備一臺獨(dú)立的電腦、一套單片機(jī)開發(fā)板、項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、課程的線上學(xué)習(xí)資源等。

2.1 基于項(xiàng)目式教學(xué)法的教學(xué)改革成效

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程項(xiàng)目式教學(xué)法在實(shí)施過程中，經(jīng)過不斷探索、實(shí)踐和完善，取得了一定的成效。

（1）學(xué)生參與度高，學(xué)習(xí)氛圍濃厚。 將知識項(xiàng)目化，使學(xué)生明白“為何學(xué)”“學(xué)了有何用”，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生由知識的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)為了知識的探索者。

（2）學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)能力得到很大提升。通過基礎(chǔ)性應(yīng)用項(xiàng)目、綜合性項(xiàng)目、創(chuàng)新型項(xiàng)目的層層遞進(jìn)項(xiàng)目訓(xùn)練，將無形的知識與實(shí)際應(yīng)用融為一體，學(xué)生通過親自動(dòng)手使用開發(fā)板、分析電路、編寫與燒錄程序等，掌握了單片機(jī)應(yīng)用、設(shè)計(jì)和開發(fā)的全過程，提升了分析問題、解決問題的能力，具備一定技術(shù)開發(fā)人員的職業(yè)素養(yǎng)。

（3）學(xué)生的知識、能力和素養(yǎng)得到全方位均衡發(fā)展。 項(xiàng)目式教學(xué)是“做中學(xué)”“學(xué)中做”、教與學(xué)一體化下完成項(xiàng)目任務(wù)，將能力和素養(yǎng)納入考核標(biāo)準(zhǔn)，突出能力考核，促使學(xué)生全方位提升自我。

（4）學(xué)科競賽取得良好成績。 將歷年學(xué)科競賽題目引入平時(shí)教學(xué)中，以賽促教、以教促賽，形成良好的閉環(huán)影響，幫助學(xué)生在近年大賽中取得了喜人成績。

3 結(jié)語

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程的實(shí)踐表明，以能力和素養(yǎng)為導(dǎo)向，將課程內(nèi)容項(xiàng)目化，改革評價(jià)體系，關(guān)注“知識-能力-素養(yǎng)”三位一體的協(xié)同培養(yǎng)，通過“線上+線下”教學(xué)方式有效開展項(xiàng)目式教學(xué)，使學(xué)生專業(yè)能力、綜合能力、科研精神、人文素養(yǎng)等得到了很大提升。同時(shí)，該項(xiàng)目式教學(xué)法已應(yīng)用于《工程制圖》《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》和《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》等課程教學(xué)，并取得了良好的效果，具有一定的推廣性。