束亞男

摘 要：上海交通大學(xué)機(jī)械與動力學(xué)院通過教學(xué)改革，進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐，探索構(gòu)建適合我國工科專業(yè)特點(diǎn)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)過程管理體系，為提升我國工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和學(xué)科人才培養(yǎng)質(zhì)量提供建設(shè)性思路。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；課程改革；教學(xué)管理；工程實(shí)踐能力

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）17-0114-04

Abstract： The School of Mechanical Engineering at Shanghai Jiao Tong University through the teaching reform， performing the project-based learning practice to explore the project management system which is suitable for the engineering specialty of China. It is helpful to improve the quality of practical teaching and the cultivation of disciplines thinking.

Keywords： project-based learning ；course reform； teaching management； engineering practice ability

新的工業(yè)革命正在顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和勞動力市場，產(chǎn)生全新的人才需求，迫使大學(xué)貼近產(chǎn)業(yè)，發(fā)揮更大的作用。注重培養(yǎng)和提升學(xué)生的綜合工程實(shí)踐能力至關(guān)重要。在專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程中引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的有效手段，是許多國外著名大學(xué)工科專業(yè)通用的教學(xué)模式。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是在課程學(xué)習(xí)中引入以工程應(yīng)用為依托的課程項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生主動探究、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的教學(xué)方式。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了學(xué)科和工程實(shí)踐的緊密結(jié)合，在書本知識的傳授和學(xué)習(xí)同時，使學(xué)生通過不斷地練習(xí)與實(shí)踐，培養(yǎng)和提升學(xué)生的獨(dú)立思考、辯證思維、獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力，以及組織管理和溝通交流能力。

而在國內(nèi)教育模式中，大部分課程以教師授課、學(xué)生聽講的形式進(jìn)行，學(xué)生從小學(xué)到高中都習(xí)慣于這樣的知識傳授方式，基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)研究和實(shí)踐還不多。上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院致力于培養(yǎng)具備扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)和寬厚的專業(yè)知識，具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，具有團(tuán)隊(duì)合作精神和良好的溝通能力，并且具有開闊國際視野的復(fù)合型機(jī)械和能源動力工程技術(shù)人才。從2010年開始以“工程學(xué)導(dǎo)論”“設(shè)計與制造I”和“工程設(shè)計”等核心課程為試點(diǎn)，探索基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的機(jī)械專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)管理模式。

一、試點(diǎn)學(xué)院探索建立基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)過程管理體系

在國家質(zhì)量工程啟動之初，上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院建設(shè)了多門國家及上海市精品課程，如國家級精品課程“現(xiàn)代機(jī)械工程圖學(xué)”“工程熱力學(xué)”“制冷與低溫原理”，上海市精品課程“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計”“設(shè)計制造基礎(chǔ)”“數(shù)字化制造技術(shù)基礎(chǔ)”“控制理論基礎(chǔ)”“機(jī)電控制技術(shù)”等。2006年起在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)計與制造系列課程的建設(shè)，有機(jī)融合機(jī)械設(shè)計與機(jī)械制造的理論、知識、方法和實(shí)踐，對機(jī)械工程課程體系進(jìn)行了重大改革突破，改革傳統(tǒng)的授課模式，將項(xiàng)目式的教學(xué)組織方式與國際產(chǎn)學(xué)合作引入到課程教學(xué)中，注重學(xué)生的知識與技術(shù)集成能力、交流溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和國際化工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

（一）以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為引導(dǎo)，推進(jìn)課程體系改革

學(xué)院面向工程人才需求，對傳統(tǒng)設(shè)計與制造課程的知識體系與能力培養(yǎng)模式進(jìn)行了有機(jī)整合，建設(shè)了設(shè)計與制造系列課程。將原獨(dú)立設(shè)置的設(shè)計類與制造類的7門課程共21學(xué)分整合成工程學(xué)導(dǎo)論、設(shè)計與制造I、設(shè)計與制造II及設(shè)計與制造III等4門課程共16學(xué)分，體現(xiàn)現(xiàn)代產(chǎn)品的全生命周期特點(diǎn)——即將產(chǎn)品的需求、設(shè)計、制造、成本、質(zhì)量、安全、環(huán)保及運(yùn)行維護(hù)等知識、技術(shù)及能力要素進(jìn)行綜合集成，循序漸進(jìn)。設(shè)計與制造系列課程共四門，貫穿本科四年教學(xué)過程。

設(shè)計與制造4門系列課程均設(shè)置課程項(xiàng)目，由簡到繁，由淺入深，貫穿本科四年，項(xiàng)目均以團(tuán)隊(duì)合作方式完成。培養(yǎng)學(xué)生的知識獲取和整合、系統(tǒng)集成、交流溝通、團(tuán)隊(duì)合作等的綜合工程能力。并轉(zhuǎn)變以知識獲取為中心的傳統(tǒng)考核方式為以學(xué)生綜合工程能力為目標(biāo)的綜合考核方式。

此外，為進(jìn)一步推進(jìn)工科的教學(xué)管理改革，學(xué)院自2017屆起對畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行試點(diǎn)改革，改革后的本科畢業(yè)設(shè)計也以項(xiàng)目的形式組織實(shí)施，明確畢業(yè)設(shè)計選題來源為企業(yè)的課題和教師從橫向課題中提煉的關(guān)于產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計的課程項(xiàng)目。

（二）以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為核心，完善配套服務(wù)設(shè)施

搭建完善產(chǎn)學(xué)合作平臺——“學(xué)習(xí)工廠”，服務(wù)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程實(shí)踐的需求；結(jié)合“課程項(xiàng)目展”考察、推廣學(xué)生綜合能力培養(yǎng)成果，加強(qiáng)校際、校企產(chǎn)學(xué)合作關(guān)系；通過加強(qiáng)助教隊(duì)伍，完善課程過程考核，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)涵建設(shè)；整合資源建立信息化服務(wù)平臺，面向現(xiàn)代工程的人才培養(yǎng)的需求，綜合培養(yǎng)學(xué)生的工程全局視野、動手實(shí)踐能力。

學(xué)院以“學(xué)習(xí)工廠”產(chǎn)學(xué)合作基地，輔助項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式，構(gòu)建企業(yè)、高校聯(lián)合參與工程教育的平臺，注重學(xué)生的知識與技術(shù)集成能力，培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力。

“學(xué)習(xí)工廠”向?qū)W生提供學(xué)習(xí)加工車間以完成模型制造。通過學(xué)生組成的團(tuán)隊(duì)，在教師及企業(yè)工程師的聯(lián)合指導(dǎo)下完成由企業(yè)提出實(shí)際工程問題，從而達(dá)到企業(yè)解決實(shí)際工程問題、學(xué)生提高工程實(shí)踐能力、教師了解企業(yè)實(shí)際需求并保持最新研究領(lǐng)域的效果。

同時，整合教學(xué)資源實(shí)現(xiàn)信息化管理服務(wù)平臺全覆蓋。打造網(wǎng)站、教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)、微信等新媒體組成的本科教學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息化平臺，適應(yīng)信息化社會對教育發(fā)展的新要求，更好地服務(wù)廣大師生。平臺涉及本科教學(xué)網(wǎng)站、學(xué)生服務(wù)系統(tǒng)以及微信平臺，實(shí)時更新教學(xué)信息、簡化辦事程序。師生通過一個網(wǎng)站即可查詢到學(xué)院、學(xué)校提供的課程、實(shí)驗(yàn)室、導(dǎo)師庫等資源。學(xué)生可以通過服務(wù)平臺預(yù)約使用“學(xué)習(xí)工廠”各項(xiàng)設(shè)備、查看學(xué)院課程要求、在校導(dǎo)師情況等。

此外，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程改革將以考試為主的課程學(xué)習(xí)成績考核轉(zhuǎn)變成以考核綜合能力為目標(biāo)的課程全面考核。在此基礎(chǔ)上，通過加強(qiáng)助教隊(duì)伍建設(shè)，服務(wù)課程內(nèi)涵建設(shè)。學(xué)院對助教提出了更高的要求，要求其在課程實(shí)習(xí)實(shí)踐、設(shè)計項(xiàng)目指導(dǎo)、學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)等過程考核環(huán)節(jié)更好地輔助任課老師指導(dǎo)學(xué)生，逐步實(shí)現(xiàn)全面過程考核，服務(wù)課程內(nèi)涵建設(shè)。

（三）以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為抓手，實(shí)現(xiàn)從知識傳授向能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變

項(xiàng)目式教學(xué)法結(jié)合工科學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，將教學(xué)過程與具體的工作項(xiàng)目充分融合，在教學(xué)實(shí)踐中，整體貫穿項(xiàng)目式教學(xué)組織方式。從工程實(shí)踐中提煉問題，轉(zhuǎn)變?yōu)橄盗姓n程的多層次實(shí)踐項(xiàng)目，循序漸進(jìn)，由淺入深?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)采用發(fā)現(xiàn)式的學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)初期就問題解決形成假設(shè)，提出解決該問題的方案，然后通過各種探究活動以及所收集來的資料對所提出的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，最后形成自己解決問題的結(jié)論。強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心， 強(qiáng)調(diào)小組合作學(xué)習(xí)， 要求學(xué)生對現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)性問題進(jìn)行探究。[1]通常其流程或?qū)嵤┎襟E分為項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動前的準(zhǔn)備（選定項(xiàng)目、制定計劃），項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中的指導(dǎo)與管理（活動探究、作品制作）和項(xiàng)目實(shí)施后的評價與反思（成果交流、活動評價）等基本步驟。

值得注意的是，項(xiàng)目教學(xué)法中的考核注重的是過程，教師對整個項(xiàng)目實(shí)行前期、中期及后期全面監(jiān)督、記錄與評價。在相關(guān)的講解過程中，由教師隨機(jī)抽取小組成員進(jìn)行講解，這樣可以考察成員是否都積極參與整個項(xiàng)目實(shí)施的過程。而另一方面則是學(xué)生自評、學(xué)生互評與教師評價三位一體的評價方式。首先是每個學(xué)生在不同階段對自己的評價，這部分主要是定性評價，可以及時反饋出學(xué)生的參與程度與遇到的一些問題，以方便教師進(jìn)行調(diào)整。其次是學(xué)生互評，主要是小組成員相互之間的評價。最后由教師在了解整個過程、發(fā)現(xiàn)問題、調(diào)控糾偏、全面綜合各方面情況的基礎(chǔ)上對學(xué)生項(xiàng)目式教學(xué)的成績做出結(jié)論。通過這樣多維度的綜合考核評價體系，并有效地結(jié)合定性評價與定量評價的方式，能較好地反映出學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)過程。[2]針對現(xiàn)代工程發(fā)展對人才系統(tǒng)觀與綜合能力的要求，通過課程項(xiàng)目實(shí)踐，將被動式接受知識的教學(xué)過程，轉(zhuǎn)變成主動自覺的能力培養(yǎng)過程。

（四）以課程項(xiàng)目展為平臺，考察、推廣學(xué)生綜合能力培養(yǎng)成果

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是從工程實(shí)踐中提煉問題，轉(zhuǎn)變?yōu)橄盗姓n程的多層次實(shí)踐項(xiàng)目。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐的課程改革基礎(chǔ)上，加強(qiáng)過程考核，并結(jié)合“課程項(xiàng)目展”給學(xué)生搭建一個展示的平臺，也通過邀請企業(yè)專家指導(dǎo)，企業(yè)實(shí)際需求融入課程項(xiàng)目加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)合作。

機(jī)動學(xué)院組織舉辦大型的項(xiàng)目成果展及國際聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，展示學(xué)生學(xué)習(xí)成果，搭建教師、學(xué)生、企業(yè)專家溝通交流的橋梁，加強(qiáng)學(xué)生交流溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和國際化工程素質(zhì)的培養(yǎng)。同時也是檢驗(yàn)課程內(nèi)涵建設(shè)的有效渠道。2012年起在國際化試點(diǎn)班范圍內(nèi)成功舉辦了兩屆，隨后推廣至全院。通過從國內(nèi)外企業(yè)、高校征集課程項(xiàng)目，邀請國內(nèi)外教授共同指導(dǎo)學(xué)生課程項(xiàng)目，邀請企業(yè)專家參觀指導(dǎo)學(xué)生，為產(chǎn)學(xué)合作打好基礎(chǔ)。

上海交大機(jī)械與動力工程學(xué)院2015年秋季學(xué)期及2016年春季學(xué)期課程項(xiàng)目展展出了學(xué)院上千名本科生《工程學(xué)導(dǎo)論》《工程設(shè)計》《設(shè)計與制造I》《設(shè)計與制造Ⅱ》《工程熱力學(xué)II》等專業(yè)課程的近四百個專業(yè)課程設(shè)計項(xiàng)目。這些選題設(shè)計均來自于校企合作項(xiàng)目、指導(dǎo)教師研究課題以及學(xué)生的自選發(fā)明，學(xué)生通過PPT、展板和實(shí)物模型展示等形式向評委嘉賓們介紹了本組的設(shè)計項(xiàng)目，企業(yè)嘉賓、校友、教師們還提供了很多指導(dǎo)建議。課程項(xiàng)目展展現(xiàn)了機(jī)動學(xué)院學(xué)子各式各樣的創(chuàng)意好點(diǎn)子和扎實(shí)的工程實(shí)踐能力。在中國制造向中國“智”造轉(zhuǎn)型時期，這次課程項(xiàng)目成果展也充分展示了交大學(xué)子為中國“智”造發(fā)展所積蓄的能量。

此外，繼2015年首屆專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐課程項(xiàng)目展獲校企好評后，學(xué)院舉辦第二屆專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐課程項(xiàng)目展，來自6個班級的9組項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)展示了設(shè)計作品并進(jìn)行了答辯。

二、基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程的教學(xué)效果分析

為了更直觀了解項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程的教學(xué)效果情況，對學(xué)院開設(shè)的各專業(yè)類課程教學(xué)班上的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，對本研究有一定的參考價值。問卷調(diào)查課程包括工程學(xué)導(dǎo)論、工程學(xué)導(dǎo)論B類、工程設(shè)計、測控技術(shù)I、系統(tǒng)模型分析與控制（A類）、C++程序設(shè)計與實(shí)踐等。其中試點(diǎn)運(yùn)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式并進(jìn)行課程項(xiàng)目展課程為工程學(xué)導(dǎo)論、工程學(xué)導(dǎo)論B類、工程設(shè)計，問卷調(diào)查時暫未參與課程項(xiàng)目展的課程為測控技術(shù)I、系統(tǒng)模型分析與控制（A類）、C++程序設(shè)計與實(shí)踐。總共分發(fā)學(xué)生問卷573份，回收552份，問卷主要調(diào)查對象是各課程相應(yīng)教學(xué)班的整體學(xué)生，課程助教協(xié)助組織分發(fā)并回收，問卷對象集中，回收率好。

整體數(shù)據(jù)表明：

1. 從學(xué)習(xí)方式上看，為促進(jìn)學(xué)習(xí)，教師將學(xué)生編排成學(xué)習(xí)小組或是討論小組情況：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程中88%的參與者一直以小組方式學(xué)習(xí)，10%是經(jīng)常以小組方式學(xué)習(xí)。而非項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐課程中44.4%的參與者一直以小組方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，其余55.6%的參與者有時或幾乎不以小組方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。

其中，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程參與者通過團(tuán)隊(duì)活動，很大進(jìn)步的為65.7%，非項(xiàng)目式課程參與者通過團(tuán)隊(duì)活動獲得很大進(jìn)步的為42.3%?；陧?xiàng)目式的學(xué)習(xí)方式更能有效提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識，獲得溝通、協(xié)助能力。

2. 從對參與課程學(xué)習(xí)活動的興趣上看：具有強(qiáng)烈的意愿想上這門課，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中完全同意的占45.0%，基本同意的占38.0%。非項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程中完全同意的占30.8%，基本同意的占44.9%；修讀了這門課后，更喜歡這門課所涉及的領(lǐng)域，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程完全同意及基本同意的比率為87%，非項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的其他實(shí)踐課程比率為72.7%?？梢?，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課程比非項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的其他實(shí)踐課程更能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)興趣。

3. 從學(xué)會查找和利用資源解決問題的情況來看，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程有65.0%的參與者認(rèn)為自己獲得很大進(jìn)步，非項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐課程有47.5%的參與者認(rèn)為自己獲得很大進(jìn)步。

4. 從實(shí)踐情況看，61%的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)參與者及40.8%的非項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐課程參與者認(rèn)為其在應(yīng)用課程內(nèi)容，解決實(shí)際問題方面取得了很大或較大的進(jìn)步。

5. 對課程的滿意度方面，應(yīng)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課程非常滿意的比率比非項(xiàng)目式課程高出10%。

由調(diào)查數(shù)據(jù)可見，與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課程滿意度有顯著提高，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程的滿意度對部分課程內(nèi)容的教學(xué)效果產(chǎn)生了顯著影響，而且項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的不同滿意度水平對部分教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)效果的影響程度也存在顯著差異。從該調(diào)查可以看出，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)效果明顯高出其他非項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程。

教學(xué)實(shí)踐中，參與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程的學(xué)生系統(tǒng)解決產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)的意識和能力得到明顯提升。學(xué)院每年有200-300名學(xué)生參與近60項(xiàng)校級創(chuàng)新研究計劃項(xiàng)目。發(fā)表了一批科研論文，申請了多項(xiàng)發(fā)明專利，近4年學(xué)生在國內(nèi)外重大科技競賽中獲獎68項(xiàng)，包括全國挑戰(zhàn)杯、全國大學(xué)生節(jié)能減排大賽特等獎等。

尤其學(xué)院從2013年開始設(shè)立“錢學(xué)森班”，通過項(xiàng)目式教學(xué)推行過程化考核，課程結(jié)束學(xué)生不僅得掌握知識，提出創(chuàng)新方案，還得學(xué)以致用，動手做出實(shí)物作品。錢學(xué)森班首屆學(xué)生自2013年入學(xué)以來，表現(xiàn)優(yōu)異，共發(fā)表學(xué)術(shù)論文21篇，獲得專利38項(xiàng)，科技競賽獲市級以上獎項(xiàng)53項(xiàng)，其中國際級6項(xiàng)、國家級14項(xiàng)。僅2016年便獲得科技競賽獎項(xiàng)13項(xiàng)，學(xué)術(shù)論文15篇，專利29項(xiàng)。

三、結(jié)束語

上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院針對現(xiàn)代工程發(fā)展對人才系統(tǒng)觀與綜合能力的要求，通過課程項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐，探索機(jī)械專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)管理模式以及人才培養(yǎng)方面取得了初步的成效。但是，對于采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課程，尚未形成完善的教學(xué)過程管理體系，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課程教學(xué)效果還取決于教師個體對項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的理解與執(zhí)行情況。

由此，進(jìn)一步完善基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)過程管理體系的建設(shè)并大力應(yīng)用于高校教學(xué)實(shí)踐對于我國目前正在進(jìn)行的高等教育教學(xué)改革和培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會新需要的工程人才有著非常重要的理論和實(shí)踐意義。

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