基于項目化的PBL “鉆石學” 課程的教學研究

陶隆鳳, 史 淼, 金翠玲, 任健紅, 王禮勝

河北地質大學 寶石與材料學院, 河北 石家莊 050031

0 引言

鉆石的礦物名稱為金剛石, 是寶石中最具典型代表的由單一元素碳組成的配位型非金屬元素礦物, 因其特有的物理化學性質和光學性質, 享有“寶石之王” 的美譽[1,2]。 鉆石學是圍繞鉆石的文化內涵、 鑒別特征、 合成技術、 地質產狀、 加工工藝及品質評價等系列內容開展研究的科學, 內容復雜, 綜合應用性強, 是寶石及材料工藝學專業必不可少的專業核心課程[3,4]。 在工程教育背景下“鉆石學” 課程的教學中, 傳統教學過程中, 教學實施方式單一, 缺乏實用性, 重知識目標輕德育目標, 考核方式難以評價學生的綜合能力, 學生主動性不強, 常出現鴉雀無聲的課堂氛圍、 教學效果不理想等問題, 如何引導學生進行持續性學習、 拓展學生思維、 提高課堂效率和教學質量、 如何全面評價學生的學習過程和教師的教學過程等, 均是“鉆石學” 課程教學亟需解決的關鍵問題。

河北地質大學寶石及材料工藝學專業開展工程教育認證工作是為了推進本專業教育教學改革, 增強人才培養對中國珠寶行業發展的適應性, 為學生走向世界提供國際互認標準的“通行證”, 因此, 寶石及材料工藝學專業課程體系的教學改革勢在必行[5,6], 其核心理念是“以學生為中心, 以項目為導向”, 形成持續探究性學習機制的PBL 理念 (Project basedlearning)[7-9]。 基于項目化PBL 理念, 強調教學設計及實施過程, 以對學生學習后的教學效果為導向。 本文基于項目化PBL 理念對“鉆石學” 課程的教學設計, 通過具體項目的實施, 幫助學生建立課程思維導圖, 靈活應用基礎知識解決鉆石鑒別與分級中的具體問題, 并針對課程特點在項目完成過程中, 能夠加強學生的團隊協作能力, 提升專業知識素養和職業認同。

1 基于項目化的PBL “鉆石學” 課程教學

鉆石學課程基于項目的PBL 將以“線上+線下”相結合的教學方式融入到教學過程中, 項目選題與知識目標、 能力目標及素質目標相契合, 致力于學生學習能力的培養和高階思維水平的提升, 其具體教學設計如圖1。 此模式的具體實施過程, 包括項目的設計、發布、 選題、 任務分解、 合作學習、 分級報告、 匯報展示及評價反思8 個過程, 教師和學生在具體過程中完成相應的教學活動。

圖1 基于項目化PBL 教學活動活動流程圖Fig.1 Project based PBL teaching activity flowchart

1.1 教師活動設計

正式講課前, 鉆石學課程組教師們需要根據培養方案和教學大綱, 對本課程規劃的教學內容與學時,劃分理論與實踐教學模塊, 根據教學方式與實施過程, 制定詳細的教學方案。 同時在學銀在線網站上完善教學資源, 包括章節介紹、 章節要點、 授課視頻、 教學課件、 鉆石分級標準、 項目化PBL 教學案例、 章節作業題、 試題庫等教學資源, 具體線上教學資源網址為: https: / /www. xueyinonline. com/detail/223575075。 教學資源所涉及的知識內容回歸“專業”, 既體現當前教學改革的重點, 也充分考慮鉆石學發展的新趨勢, 從而激發學習興趣, 培養創新意識, 提升高階思維。 通過學習通發布本課程線上學習任務點及往屆優秀項目案例, 同時發布項目。 學生按照任務點進行自學、 提出問題和經驗分享, 教師首先通過平臺對相關問題進行引導, 不直接告知答案, 需要學生通過自己的努力去找到問題的解決辦法, 從而幫助學生建立成就感; 其次, 組織學生進行匯報, 此過程中, 教師不僅是組織者、 聆聽者, 同時也是挑戰者和激勵者, 這個過程大約需要90 分鐘的時間; 最后, 教師對具體項目化PBL 教學進行教學反思與改進。

1.2 學生活動設計

對于合成鉆石的鑒別、 彩色鉆石的鑒賞及鉆石4C 評價章節等重點內容采用項目化PBL 教學。 學生的具體教學活動主要包括以下幾個階段: 第一, 組建團隊, 細分任務, 結合自己的學情情況和感興趣的題目完成團隊組建, 首次交流后細分任務, 此過程的時間一般為10～15 分鐘; 第二, 合作學習, 實施項目,各小組學生利用課下時間對各自的研究任務進行合作學習并完成相應的任務, 此過程是完成項目最關鍵的環節, 這個探究過程一般設定為7 天; 第三, 提煉成果, 完成報告編寫, 當學習探究過程結束后, 小組成員對自己的任務進行總結匯報, 全員討論通過后得出最后的結論及報告, 提煉成果形成匯報材料, 這個過程要求學生在3 天之內完成; 第四, 匯報展示與反思, 項目研究結束后, 各組以PPT 的形式展示研究內容和成果, 匯報是項目化教學的關鍵一環, 是驗證各小組合作學習取得成果的關鍵, 在此過程中, 各組同學將知識與經驗共享給全班同學, 師生之間、 教師之間、 學生之間都可以相互交流, 在提問、 討論中將知識理解得更透徹并形成了自己的觀點; 第五, 學生完成對自己、 對教師、 對課程的評價。

2 課程評價體系構建

結合本專業教育教學改革的方向和工程教育認證工作的實際情況, 作為國家一流課程的“鉆石學” 需建立多元化的考核方式, 無論理論課程還是實踐課程的考核都采用線上與線下相結合方式, 構建了過程性評價[10]和考核體系(表1)。 線上考核借助學習通平臺進行, 包括課程視頻、 隨堂測驗、 單元作業、 線上討論等教學任務和教學活動, 提供多種擴展學習資源(電子圖書、 圖片賞析、 視頻等), 通過完整的學習任務監控每一個教學環節, 簽到、 問答、 討論、 搶答、 學習過程與結果記錄、 學生互動記錄、 學生互評成績等任務獲得相應的學分, 部分環節都可以重復完成, 直到獲得最高學分, 即可終止該環節的學習, 并且學分是累加的, 這種教學方式可以更好地激發學生的學習積極性, 驅動學生系統地完成課程學習任務。線下考核, 包括線下討論、 項目案例以及期末考試,其中基于項目化PBL 教學側重于團隊合作能力、 問題解決能力及高階思維能力3 個方面的考察, 評價方式由教師評價(40%)、 組內評價(30%) 和組間評價(30%) 構成。

表1 過程性評價與考核表Table 1 Process evaluation and assessment單位:%

3 基于項目化的PBL “鉆石學” 課程教學

“鉆石學” 課程教學效果評價包括學生總成績評價、 學生滿意度評價及課程建設與輻射面評價三個部分。

3.1 學生總成績評價

以河北地質大學2018 級寶石及材料工藝學專業兩個教學班的51 名同學為研究對象, 采用項目化PBL 的學習——線上與線下相結合的方式進行教學。從總成績來看, 51 名同學全部通過該課程的學習, 最高分93.5, 最低分61, 平均分81.4, 其中90～100 分數段6 人, 占11.76%; 80 ～89 分數段27 人, 占52.94%; 70～79 分數段12 人, 占23.53%; 60～69 分數段6 人, 占11.76%。 與2017 級同課程班級教學效果相比, 采用項目化PBL 的學習——線上+線下混合式教學模式, 學生的綜合學習能力在各個環節都有考核, 成績評價更全面和客觀, 學生的實踐能力和相關技能得到了良好的訓練, 綜合素質、 創新意識和就業水平有明顯提高。

3.2 學生滿意度評價

針對2018 級寶石及材料工藝學專業的51 名同學發放滿意度調查問卷, 對51 名同學在線上自主學習內容及學習效果、 線下討論的參與度、 項目化案例教學、 考核體系3 個方面(表2) 進行了滿意度的調查。 調查結果顯示在線上學習方面, 90%以上的學生對課程建設、 章節學習任務的安排及教師的引導3 個方面表示“非常滿意”, 但是在學習效果評價方面仍有30%的學生基本贊同, 7%的同學不贊同。 綜上可知, 在線上學習階段, 其考核內容需要從知識和能力兩個維度進行精心的設計, 才能激發學生的自主學習興趣, 幫助學生養成良好的自學習慣。

表2 學生對項目化PBL 教學效果滿意度評價表Table 2 Student satisfaction evaluation form for project PBL teaching effectiveness單位:%

在互動、 項目化教學、 考核體系的調查指標中顯示, 所有具體指標的非常滿意/非常贊同與滿意/贊同的綜合均超過92%, 說明學生對本課程實施項目化PBL 教學模式是非常認可的, 95%的同學認為此種教學模式提高了團隊協作能力, 全班51 名同學都認解決問題的能力有所提高, 92%的同學認為此種教學模式能夠拓寬他們的視野, 提升高階思維能力, 與此同時同學們也給予了大量的積極評價和諸多寶貴意見,認為此種教學模式更能調動學習的主動性和積極性,有利于培養學生的創新能力。

3.3 課程建設與輻射面評價

“鉆石學” 課程在教學模式、 教學內容、 學習評價等方面的創新與改革得到了社會各界的認可。 一方面, 在信息化、 國際化時代背景下, 課程理論思想及課程思政也不斷推陳出新, 本課程的網絡學習資源從2020 年1 月至今, 瀏覽量達到492 436 次, 累計選課650 人, 累計互動次1 029 次, 不僅為其他院校和喜愛珠寶玉石的朋友們提供學習的資料, 而且還提高河北地質大學服務社會和行業的能力, 擴大學校的知名度, 另一方面, 本課程的相關的教學改革為其他課程的建設起到了示范作用, 為建設系統科學的課程體系提供支撐依據。

4 結語

基于項目化的PBL “鉆石學” 課程設計, 要想取得良好的教學效果, 必須注意以下3 個方面的內容:

第一, 項目式教學不僅可以幫助學生養成主動學習的好習慣, 而且能夠靈活運用課程相關的知識來解決實際問題, 學生的總成績也明顯比未實施項目化學習的學生更高。 確切地說, 這種學習方式讓學生在較短的時間內通過自己的努力完成了任務, 過程中難免會遇到很多問題, 甚至失敗, 這些經歷讓學生更能體會到成功來之不易。

第二, 項目式教學過程中, 教師在整個教學活動中給學生驅動性問題的引導和及時反饋是很重要的,教師在恰當的時間內給予引導, 并及時對學生的問題做出反饋, 這是激勵學生不間斷學習的有效途徑, 因此, 本課程采用學習通平臺第一時間回答學生的問題, 為學生的討論點贊與評分。

第三, 相對于其他教學方式, 考核體系注重學習的全過程考核, 更能客觀、 全面評價學生的綜合能力。