王慧明 鄭永朋 芒來(lái)

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院 內(nèi)蒙古呼和浩特 010018

在以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)中，教師發(fā)揮主導(dǎo)作用的同時(shí)往往忽視了學(xué)生認(rèn)知主體地位的體現(xiàn)，而且教師越主導(dǎo)，學(xué)生就越被動(dòng)[1]?；谥R(shí)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，教師單向講授，容易使學(xué)生感覺(jué)理論學(xué)習(xí)枯燥、內(nèi)容抽象，難于消化和理解，學(xué)生處于被動(dòng)地位，主動(dòng)參與教學(xué)的意識(shí)淡薄，學(xué)習(xí)興趣不濃厚，學(xué)習(xí)效果不理想。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，由于理論知識(shí)及靈活運(yùn)用能力的不足，學(xué)生很難將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通并應(yīng)用于具體的工程規(guī)劃設(shè)計(jì)。

水電站是水利水電工程專業(yè)的核心課，內(nèi)容涉及面廣，實(shí)踐性強(qiáng)，要求教師傳授和學(xué)生學(xué)習(xí)要善于理論結(jié)合實(shí)際。隨著課程改革的不斷深入，水電站課程的學(xué)時(shí)減少。與此同時(shí)，新理論、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)。在這種情況下，有機(jī)地組織教學(xué)并保證教學(xué)內(nèi)容的相對(duì)完整和不斷更新，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力，就需要打破傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)模式，不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，充分利用信息技術(shù)手段，更新教學(xué)內(nèi)容，注重課程體系的優(yōu)化和改革。

一、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和項(xiàng)目教學(xué)法理論

建構(gòu)主義理論是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外主流教學(xué)和學(xué)習(xí)理論之一。由于能夠?yàn)榻虒W(xué)設(shè)計(jì)理論提供新的研究方法和依據(jù)[2]，特別是與當(dāng)前高校專業(yè)認(rèn)證的OBE理念相吻合，建構(gòu)主義理論正在被越來(lái)越多的教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中采用，成為許多高校深化教學(xué)改革的理論依據(jù)之一。建構(gòu)主義理論的核心可以概括為：以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)，而不是像傳統(tǒng)教學(xué)那樣，只是把知識(shí)從教師的講授傳送到學(xué)生的筆記本上[3]。

基于建構(gòu)主義理論的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和項(xiàng)目教學(xué)法作為契合學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程和認(rèn)知規(guī)律的教育教學(xué)方法，逐漸被教育領(lǐng)域運(yùn)用。這兩種教學(xué)法都是以探索問(wèn)題來(lái)引發(fā)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)[4]，將課堂理論與實(shí)踐進(jìn)行了完美的結(jié)合，通過(guò)教師的引導(dǎo)讓學(xué)生通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)，將書(shū)本上抽象的理論變成實(shí)際的應(yīng)用，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是探究式教學(xué)模式中最常用的一種教學(xué)方法。教師根據(jù)教學(xué)要求提出有實(shí)際意義的、符合學(xué)生認(rèn)知水平的“任務(wù)”，以完成一個(gè)個(gè)具體的“任務(wù)”為線索，把教學(xué)內(nèi)容隱含在每個(gè)“任務(wù)”之中。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下提出解決問(wèn)題的思路和方法，完成相應(yīng)的“任務(wù)”[5]。當(dāng)學(xué)生完成一個(gè)個(gè)任務(wù)后也就建構(gòu)了所學(xué)的新知識(shí)。

項(xiàng)目教學(xué)法也稱為項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法，是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生自主完成一個(gè)完整的實(shí)踐性項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)[6]。項(xiàng)目教學(xué)不再以知識(shí)點(diǎn)為線索，而是以項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程作為核心，以成果為驅(qū)動(dòng)，通過(guò)學(xué)生的自主行動(dòng)，以團(tuán)隊(duì)合作的方式，開(kāi)展探索創(chuàng)新工作。在此過(guò)程中充分激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造性、增強(qiáng)學(xué)生的協(xié)作性。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法與項(xiàng)目教學(xué)法各有利弊。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法適合進(jìn)行新知識(shí)和新技能的學(xué)習(xí)，任務(wù)的設(shè)置靈活多樣，可以針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，也可以遵循固有的知識(shí)結(jié)構(gòu)關(guān)系綜合性較強(qiáng)的有一定難度的單元或模塊。項(xiàng)目教學(xué)法則要求打破固有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)、技能、工具和方法，解決未曾遇到過(guò)的新問(wèn)題。將二者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行課程教學(xué)，恰好符合了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，能夠充分發(fā)揮學(xué)生自身的主觀能動(dòng)性和社會(huì)性活動(dòng)在知識(shí)建構(gòu)中的作用，可以切實(shí)提高課堂教學(xué)效果，滿足課程教學(xué)目標(biāo)的要求。

二、任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目導(dǎo)向整合模式的基本思路

基于建構(gòu)主義和混合式學(xué)習(xí)理論，以學(xué)生為中心，以結(jié)果為導(dǎo)向，遵循學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律，水電站課程任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目教學(xué)法整合模式的體系結(jié)構(gòu)分為三層：基于理論教學(xué)的基礎(chǔ)層面、基于模塊的提高層面和基于課程設(shè)計(jì)的拓展層面?；A(chǔ)層面和提高層面采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，拓展層面采用項(xiàng)目教學(xué)法。充分利用多媒體、雨課堂、慕課平臺(tái)等教學(xué)資源和手段，以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為出發(fā)點(diǎn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，通過(guò)理論與實(shí)踐一體化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)做中學(xué)、學(xué)中做、教學(xué)做一體化。

(一)基層層面

將教學(xué)內(nèi)容根據(jù)知識(shí)點(diǎn)分解成若干學(xué)習(xí)任務(wù)，教學(xué)以任務(wù)驅(qū)動(dòng)展開(kāi)。以具體實(shí)例作為先導(dǎo)，進(jìn)而提出問(wèn)題，分解并布置任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生分析和解決問(wèn)題，完成任務(wù)。在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)，較為有效地將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)統(tǒng)一起來(lái)。

(二)提高層面

通過(guò)基礎(chǔ)層面，學(xué)生初步建構(gòu)了課程所需的知識(shí)體系。為了熟練應(yīng)用新知識(shí)，形成有機(jī)聯(lián)系的知識(shí)體系，將教學(xué)內(nèi)容根據(jù)課程特點(diǎn)和教學(xué)需要分解成若干個(gè)模塊，每一個(gè)模塊之后，設(shè)計(jì)較為綜合的任務(wù)。通過(guò)工程實(shí)際的啟發(fā)將學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)串聯(lián)起來(lái)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。

(三)拓展層面

這一層面通過(guò)課程設(shè)計(jì)，以項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施。經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)層面和提高層面，學(xué)生已基本具備中小型水電站設(shè)計(jì)所需的基本知識(shí)。在拓展層面，要求學(xué)生分組完成綜合性的項(xiàng)目，解決之前從未遇到過(guò)的問(wèn)題，具有較強(qiáng)的開(kāi)放性，需要學(xué)生自己克服和處理。通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施有助于充分發(fā)掘?qū)W生的探索創(chuàng)新能力，同時(shí)也能夠有效提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

三、任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目導(dǎo)向整合模式的構(gòu)建與實(shí)施

根據(jù)水電站課程的特點(diǎn)，按照專業(yè)認(rèn)證的基本要求，基于典型項(xiàng)目和學(xué)習(xí)任務(wù)的課堂教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)。該模式由“理論教學(xué)”“模塊綜合”“課程設(shè)計(jì)”三個(gè)環(huán)節(jié)組成。

(一)理論教學(xué)環(huán)節(jié)

基于OBE理念，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求達(dá)成為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能的培養(yǎng)，水電站課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂，增加了水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)知識(shí)介紹、同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理、構(gòu)造和交流繞組基礎(chǔ)知識(shí)、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)出口速度三角形的計(jì)算和繪制等內(nèi)容，補(bǔ)充和完善了廠房采光、照明、通風(fēng)、采暖、空氣調(diào)節(jié)、技術(shù)供水、排水系統(tǒng)等內(nèi)容。

依據(jù)課程教學(xué)大綱，將知識(shí)點(diǎn)分為核心和拓展兩個(gè)類別。核心知識(shí)點(diǎn)側(cè)重課堂教學(xué)，重點(diǎn)是構(gòu)建課程知識(shí)體系，抓好學(xué)生易于混淆的環(huán)節(jié)。核心知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用則作為學(xué)習(xí)任務(wù)，以作業(yè)和在線測(cè)試的形式完成。拓展知識(shí)點(diǎn)全部作為學(xué)習(xí)任務(wù)，需要學(xué)生自學(xué)教材、查閱相關(guān)文獻(xiàn)及書(shū)籍獨(dú)立完成，通過(guò)作業(yè)、自學(xué)筆記和在線測(cè)試考核學(xué)習(xí)效果。例如，在水輪機(jī)類型、構(gòu)造及工作原理部分，完成混流式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理部分核心知識(shí)教學(xué)后，布置水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)出口速度三角形和水輪機(jī)基本方程計(jì)算題。自學(xué)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的止漏裝置、減壓裝置和補(bǔ)氣裝置拓展知識(shí)點(diǎn)并提交學(xué)習(xí)筆記和作業(yè)，完成在線測(cè)試以檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。水電站廠房輪廓尺寸部分，在講解完廠房長(zhǎng)度、寬度和高度的確定方法核心知識(shí)點(diǎn)之后，作為學(xué)習(xí)任務(wù)在給定水輪機(jī)尺寸、蝸殼以及尾水管的型號(hào)和尺寸的情況下，初步擬定廠房的尺寸，以作業(yè)的形式完成。在講解完主廠房設(shè)備布置與設(shè)計(jì)部分之后，布置拓展知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)任務(wù)，完成一個(gè)廠房的采光、照明、通風(fēng)、采暖和空調(diào)設(shè)計(jì)，教師指定學(xué)習(xí)資料，學(xué)生完成自學(xué)筆記、大作業(yè)和在線測(cè)試。

(二)模塊綜合環(huán)節(jié)

將水電站課程分為水輪機(jī)選型、發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備、廠房與輸水系統(tǒng)三大模塊，每一個(gè)模塊設(shè)置單元任務(wù)或開(kāi)放型任務(wù)，以單元測(cè)驗(yàn)、大作業(yè)或?qū)嶒?yàn)報(bào)告的形式完成。

1.水輪機(jī)選型模塊

本模塊綜合了水輪機(jī)類型和構(gòu)造、蝸殼和尾水管、水輪機(jī)的特性及選型三個(gè)子模塊。子模塊的學(xué)習(xí)任務(wù)分別對(duì)應(yīng)水輪機(jī)模型認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)、蝸殼單線圖的繪制和混流式水輪機(jī)模型效率實(shí)驗(yàn)，要求分組和獨(dú)立完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和一個(gè)大作業(yè)?；炝魇剿啓C(jī)模型效率實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生小組協(xié)作完成，6～7人一組分組討論確定開(kāi)度值系列，每位學(xué)生至少測(cè)量一個(gè)導(dǎo)葉開(kāi)度下的數(shù)據(jù)，測(cè)定模型水輪機(jī)在各種工況下的運(yùn)行效率，實(shí)驗(yàn)完成后每位學(xué)生需根據(jù)本組所有開(kāi)度下的數(shù)據(jù)繪制等開(kāi)度線和等效率曲線，提交符合要求的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備模塊

本模塊涉及發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)、主閥、調(diào)速系統(tǒng)、油氣水系統(tǒng)、技術(shù)供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等，內(nèi)容繁多，但教材講解偏于簡(jiǎn)單。在理論教學(xué)環(huán)節(jié)拓展知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)任務(wù)布設(shè)要考慮任務(wù)的可操作性，補(bǔ)充資料，拓展相關(guān)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上布置主要附屬設(shè)備選擇和雙層繞組展開(kāi)圖繪制作業(yè)，配合水電站模型認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成學(xué)習(xí)任務(wù)，以提高知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)性思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

3.廠房與輸水系統(tǒng)模塊

本模塊包括引水式地面廠房布置設(shè)計(jì)和調(diào)壓室兩個(gè)子模塊。廠房布置設(shè)計(jì)要完成臥式機(jī)組主廠房尺寸擬定和平、剖面圖的繪制作業(yè)和水電站廠房模型認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。調(diào)壓室子模塊的學(xué)習(xí)任務(wù)以調(diào)壓室實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式完成，學(xué)生分組討論確定管路組合狀態(tài)，分工協(xié)作，使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成每種組合的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集，分析調(diào)壓室結(jié)構(gòu)、管道特性、負(fù)荷變化方式等因素對(duì)調(diào)壓室動(dòng)態(tài)水力特性的影響，每位學(xué)生提交符合要求的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

(三)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

課程設(shè)計(jì)選擇能夠涵蓋教學(xué)大綱主要知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際工程項(xiàng)目，采用項(xiàng)目教學(xué)法。有時(shí)項(xiàng)目教學(xué)法達(dá)不到預(yù)期的效果，其根本原因歸結(jié)于未能發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的協(xié)作精神，團(tuán)隊(duì)的任務(wù)分工和管理不到位[7]?？梢哉f(shuō)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作是項(xiàng)目教學(xué)法的基礎(chǔ)和前提。教師要做好分組工作，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和性格特點(diǎn)，按照“組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的原則，將全班分組，每組4～5人，進(jìn)行強(qiáng)弱有效組合和任務(wù)分工，賦予小組足夠的權(quán)責(zé)，充分發(fā)揮小組中每個(gè)成員的作用。為此在總成績(jī)中小組評(píng)分要占一定比例，各小組要綜合考慮小組成員在本設(shè)計(jì)中完成任務(wù)的多少和貢獻(xiàn)度自行評(píng)定成績(jī)，真正做到成績(jī)考核貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。各小組完成設(shè)計(jì)任務(wù)后，學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)和完成的項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行總結(jié)，以組為單位匯總項(xiàng)目設(shè)計(jì)成果，組內(nèi)人員自我評(píng)價(jià)、組內(nèi)互評(píng)，按小組提交設(shè)計(jì)成果，教師對(duì)各小組的設(shè)計(jì)成果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和考核，必要時(shí)可以開(kāi)展組間互評(píng)。

結(jié)語(yǔ)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目導(dǎo)向整合教學(xué)模式分基礎(chǔ)層面、提高層面和拓展層面，從“理論教學(xué)”“模塊綜合”“課程設(shè)計(jì)”三個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)?；A(chǔ)層面和提高層面采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，拓展層面采用項(xiàng)目教學(xué)法，探索基于典型項(xiàng)目和工作任務(wù)的教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，著力提高學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用能力、系統(tǒng)性思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

在2018級(jí)水電站課程教學(xué)中應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目導(dǎo)向整合模式，取得了良好的教學(xué)效果，有效解決了課時(shí)少與學(xué)習(xí)內(nèi)容多之間的矛盾，拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的深度與廣度，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，學(xué)習(xí)效果得到了明顯的提升。與前兩年的傳統(tǒng)教學(xué)模式相比較，課程平均成績(jī)分別提高了2.5分和11.0分，課程設(shè)計(jì)平均成績(jī)分別提高了1.9分和5.3分，這也進(jìn)一步說(shuō)明了改革課程教學(xué)模式的必要性和可行性。