項目驅動式教學法在“工程物探”課程教學中的應用

劉 曉，楊普濟，唐 春，甘建軍

南昌工程學院 水利與生態工程學院，江西 南昌 330099

“工程物探”是地質工程專業的必修課，主要內容是各種工程物探方法的原理、應用及其資料解釋方法，旨在培養學生運用工程物探技術分析和解決相關工程和環境地質問題的能力，該課程是培養學生專業綜合素質和職業能力的重要環節。

由于該課程內容繁雜、方法原理不易理解、教學方法缺乏創新，學生的學習興趣不高，主動性不強，使得教學效果欠佳[1]。為了提升教學效果，我們在教學過程中引入項目驅動式教學法，以學生為主體和中心，采取小組分工、協作學習的方式，以專業工程任務來驅動學生的學習，從而激發學生的興趣和自主意識[2]，提高學生的工程能力，取得了一定的成效。

項目驅動法是以項目為主體的行為引導式的教學方法，強調對學生綜合能力的培養。它起源于意大利，興盛于美國，20世紀60、70年代再次在歐洲復興，目前在我國高校中不斷受到重視。

一、“工程物探”在地質工程專業中的教學現狀

“工程物探”課程內容繁雜，而課時有限（32學時），物探方法分類眾多，常用的方法包括折射波法、折射波法、面波法、聲波探測法、剖面法、測深法、高密度電法、自然電場法、激發極化法和探地雷達法等，各類方法的原理抽象度高，其課時約占總課時的一半，由于地質工程專業學生的數學和物理基礎較相對薄弱，所以理解原理難度較大，理論學習并不深入[3]。

該課程的實驗課共8課時，包括工程地震儀的使用和高密度電法儀的使用，主要為演示性實驗，學生學習使用儀器，但很少有機會直接參與生產實踐，一般只接觸物探資料，對實際問題缺乏感性認識和理性分析，缺失分析問題和解決問題的實踐環節，缺少創新來源，不利于培養工程能力。

該課程主要運用的教學方法有案例教學法[4]、直觀教學法、課堂討論法、啟發式教學法等，整體上看教學方法比較單一，基本以教師為主體，在教學理念、教學方法等方面還需要創新。

綜上，創新教學方法，提高學生的主動性和學習效果是“工程物探”教學改革的方向。

二、項目驅動式教學法在課程中的應用

項目教學法以學生為主體，“以學為主，以教促學”[5]，強調學生在項目驅動下，協作互助，在自主探究完成任務或解決問題的過程中，培養動手實踐能力，提升分析問題和解決問題的能力[6]。項目驅動的實施過程如圖1所示。

圖1 “工程物探”課程項目驅動式教學過程

首先，教師將實際課程章節分解為若干個相關的小項目或者將科研項目分解為和課程有關的小項目，課程內容及部分項目如表1所示。工程地震法和工程電法有多個分支方法，廣泛應用于各類工程，包括斷層探測、場地評價、地質災害勘查、地下水勘查、堤壩隱患探測、城市管線探測等，可選擇的項目類型豐富，覆蓋面廣闊。教師需要對每個項目進行分析和設計，并明確項目要求和目標。

表1 “工程物探”課程項目

其次，教師采取課堂授課、慕課、翻轉課堂等方式講授必要的理論知識，在學生理解工程物探基本的概念和方法原理后，引入項目式教學，強調在獨立探究的過程中培養分析問題和解決問題的工程能力，強調基于過程的考核方式，強調團隊協作。學生采取互補方式自由搭配分組，如可以按照學習基礎互補、研究興趣一致等方式組合。小組選出組長，共同選擇項目，商定項目實施方案，制訂計劃表，給隊員合理分配任務，交由教師審核，教師再進行引導和幫助。

再次，學生團隊通過圖書、文獻、網絡等多種途徑查閱和分析資料，協作探索，協作完成項目。有的勘查項目可以到實驗室、實訓基地或者工程現場采集數據，再回到室內進行資料解譯。教師全程指導，及時答疑解惑，營造研究的情景和協作的氛圍，關注每一位同學在項目中作用的發揮。

最后，學生總結項目成果，利用PPT、視頻等方式在課堂匯報，教師現場點評。教師根據學生在項目全過程中的表現，通過學生自評（30%）、學生互評（30%）和教師評審（40%）三者結合的方式，對學生的項目成果進行綜合評定，基于過程考核激勵學生發揮出積極性。將已完成的項目入庫，形成課程資源庫。對于優秀的項目，推薦負責的學生參加大學生創新創業競賽等活動，或者形成論文發表，或者作為地質工程專業畢業設計選題。

對于項目式教學而言，教師和學生同是解決問題的參與者。教師是項目式教學的組織者和引導者，需要做好充分準備，其能動性高于學生；學生團隊是探索者和實施者，在解決任務的過程中，不斷獲得成就感和能動性。

三、項目教學成效

在2019和2020學年，本課程分別在2017級和2018級地質工程班應用了項目式教學，和2017與2018學年的傳統教學體系相比，學生在課堂上的積極性更高，提問題、發言討論的氛圍更加濃厚，課下投入學習的時間增多，文獻信息獲取能力、團隊協作能力明顯提升，期末考試成績比較如表2所示。據表2可知，應用項目教學法后，學生課程平均成績逐漸提高，不及格率顯著下降，在2020年，成績高于80分的學生占比41.6%。這說明項目教學法能驅動學生發揮主動性，提高考試成績。2019年本課程的學生評教結果為96.26分，2020年為97.22分，均在本專業的學生評教結果中排名靠前。

表2 兩種教學體系下學生期末考試成績比較

2019年和2020年，參與課堂的學生獲批工程物探類校級創新創業實踐項目2項、省級大學生創新創業類項目1項，發表工程物探類論文3篇，參與發表論文2篇，相較于2017年和2018年，學生對創新創業類項目的參與熱情明顯提升。

學生參與教師的工程物探類項目4項，從野外踏勘、室內方案設計、野外資料采集到資料解譯和報告編寫，學生全過程參與，可獨立開展多項工作，表現良好。2019年暑假，本專業多名學生到中國鐵路工程集團有限公司、中國建筑集團有限公司等下屬公司實習，順利開展地震超前探索、雷達樁基探測等工作，得到單位的好評。這些工程實踐說明項目式教學真正地鍛煉學生的工程能力。

四、總結和思考

為激發學生的主動性，本文在“工程物探”課程教學中引入項目驅動式教學法，將工程物探的應用項目引入課堂，以學生為主體，以專業工程任務來驅動學生的學習，采取課內課外相結合、理論實踐相聯系、教學科研相連接的方式，讓學生以團隊形式全程參與項目的選擇、設計、實施和驗收匯報。基于協作完成任務或解決問題的過程，培養了學生的自學能力、團隊精神、溝通能力和工程能力。實踐表明，項目式教學顯著提高了教學效果，激發了學生的主動性，提高了學生的工程能力，可為同類型的專業課程提供借鑒。

與傳統教育相比，項目式教學法更具系統性，教師須精心統籌和謀劃才能保證課程的順利進行。不能只是簡單地將工程實例搬到課堂上，仍按原來的知識體系組織教學。經過一段時間的教學實踐，筆者有如下幾點思考。（1）關于項目選擇。教師可以融入科研項目和生產項目，將它們分解為和課程有關的小項目，以豐富課程的內容，開闊學生的專業視野。項目要精選細選，目標設置明確，任務可分解，適合于團隊去完成。工程物探的方法分支多，每類方法的典型應用就是一個工程項目，非常適合于項目式的教學。（2）關于項目設計和實施。由于學生存在個體差異，為避免學生出現兩極分化現象，教師需關注到每位學生，既注意凝聚團隊精神又注意發揮個體能動性。要求團隊內部分工明確，組長要記錄各個隊員的參與情況，教師定期督促指導，及時答疑解惑。工程物探偏重于應用，多數項目實施包含室內外數據采集、處理和解釋等實踐過程，學生如不認真完成，項目式教學的效果就無法實現。所以，如果發現同學有偷懶、充數等行為需引起重視，當給予批評教育（挖掘“團隊精神”“工匠精神”等思政元素），并計入過程考核。（3）關于項目去向。將完成的項目經過篩選優化后收入課程項目庫，用于下一輪的課程建設。對優秀項目，推薦學生參加大學生創新類競賽，繼續完善項目，培養創新精神；或者指導學生深化研究，撰寫論文，培養科研興趣。（4）關于過程考核。項目式教學是基于過程考核來激勵學生，教師要通過組長記錄、教師記錄等方式記錄學生全過程的表現，以學生自評、互評、教師評審等方式綜合評定成績。相比于授課式教學，教師的工作量會增多。項目式教學對教師的管理水平等提出更高的要求，同樣地激勵了教師的能動性。