高慧穎，李艷青，周陽修，權(quán)宇珩，趙 鵬，馬宵穎，楊 華

(1.華北電力大學(xué)，河北 保定 071003；2.河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 保定 071000)

自2017年2月發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”，并發(fā)布了一系列新工科背景下人才培養(yǎng)的指導(dǎo)性文件，為培養(yǎng)和造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才提供戰(zhàn)略支撐和方向[1-2]?！胺治龌瘜W(xué)”是化學(xué)化工類、環(huán)境工程類、生物醫(yī)藥類等專業(yè)的一門專業(yè)必修課。主要向?qū)W生傳授物質(zhì)組成的分析原理和分析方法，是學(xué)生將來從事化學(xué)、化工、環(huán)境、電廠化學(xué)、安全工程和材料化學(xué)等學(xué)科工作的基礎(chǔ)[3-4]。“分析化學(xué)”課程體系包括課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)方面。通過“分析化學(xué)”及其實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，使學(xué)生建立起嚴(yán)格的“量”的概念，培養(yǎng)學(xué)生從事理論研究和實(shí)際工作的能力、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)作風(fēng)以及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度[5-6]。結(jié)合新工科人才培養(yǎng)理念和目標(biāo)，需要對(duì)“分析化學(xué)”課程教學(xué)進(jìn)行改革，將學(xué)生培養(yǎng)成滿足新工科要求的高素質(zhì)、復(fù)合型工程人才。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體、以教師為輔助和指導(dǎo)的新型教學(xué)方法，能有效改善傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的諸多枯燥的學(xué)習(xí)方式。其起源于20世紀(jì)20年代的美國(guó)，以課程內(nèi)容為主線，教師構(gòu)建真實(shí)或接近真實(shí)的項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)生分組進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過小組協(xié)作制定方案，最終進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)價(jià)的新型教學(xué)模式。這種教學(xué)方式使學(xué)生自主地進(jìn)行項(xiàng)目管理和執(zhí)行，鞏固和擴(kuò)展課堂知識(shí)，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力，增強(qiáng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力。因其高效性、適用性和便于操作性，在美國(guó)、德國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛使用[7-9]。在我國(guó)應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)過程中，很多學(xué)校同樣采用了許多類似的教學(xué)方法，并取得了較好的教學(xué)效果[10-12]。本文以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法為基礎(chǔ)，探討應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境工程專業(yè)的“分析化學(xué)”課程的教學(xué)改革，以有效改善教學(xué)效果。

1 “分析化學(xué)”課程現(xiàn)狀

“分析化學(xué)”在大學(xué)本科教學(xué)過程中秉承了傳統(tǒng)教育模式，其課堂教學(xué)也以傳統(tǒng)的講授式為主，即以教師的主動(dòng)灌輸、學(xué)生的被動(dòng)接受為主。這種教學(xué)模式以其目的明確、便于操作等優(yōu)點(diǎn)得以廣泛使用。但是也暴露出來一些不容忽視的弊端，主要包括①側(cè)重知識(shí)傳授，能力培養(yǎng)方面則不夠突出；②師生之間、同學(xué)之間互動(dòng)不足，課堂授課效果不理想；③學(xué)生課堂學(xué)習(xí)被動(dòng)，不能充分激發(fā)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性等。因此常有教師花費(fèi)極大精力講解，學(xué)生仍舊一知半解的情況存在，很難完全實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

而“分析化學(xué)”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)通常也是老師先行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、操作步驟以及注意事項(xiàng)的講解，然后由學(xué)生本人進(jìn)行實(shí)際動(dòng)手操作，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后通過提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的數(shù)據(jù)處理以及思考題的解答反映學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握情況。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式同樣存在著學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性，容易產(chǎn)生厭學(xué)心理，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力得不到很好的開發(fā)。

我校作為依托電力行業(yè)背景的工科院校，更加突出應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)。這就需要我們?cè)凇胺治龌瘜W(xué)”課程教學(xué)活動(dòng)中克服上述存在的教學(xué)問題，引入新的教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，從而提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在“分析化學(xué)”課程中的應(yīng)用

“分析化學(xué)”是一門基礎(chǔ)學(xué)科，是人們獲得物質(zhì)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)信息的科學(xué)。在化工、食品、紡織、生物、醫(yī)藥、資源與環(huán)境等專業(yè)的課程體系中發(fā)揮著不可替代的作用。像環(huán)境檢測(cè)、三廢治理、生產(chǎn)工藝選擇和質(zhì)量監(jiān)控、農(nóng)藥殘留、臨床診斷、病理研究、宇宙觀測(cè)等方面，大至宇宙的深入探索，小至微觀世界中物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，幾乎人類活動(dòng)涉及到的所有領(lǐng)域都離不開“分析化學(xué)”。由此推斷，“分析化學(xué)”課程在講授的過程中具有實(shí)施“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)”的潛在優(yōu)勢(shì)。

2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐

教學(xué)內(nèi)容的改革是以課程教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，以學(xué)生能夠應(yīng)用“分析化學(xué)”的理論原理解決電力企業(yè)中的實(shí)際問題為目標(biāo)，結(jié)合專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)理論內(nèi)容進(jìn)行模塊化整合。圍繞每一章節(jié)的理論內(nèi)容，制定由項(xiàng)目目標(biāo)和若干啟發(fā)性問題構(gòu)成的項(xiàng)目單元。項(xiàng)目單元目標(biāo)的設(shè)計(jì)需嚴(yán)格圍繞教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)設(shè)計(jì)，難易程度適中，確保在有限的課時(shí)范圍內(nèi)能夠高效地完成，同時(shí)注重鍛煉和提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。啟發(fā)性問題設(shè)置則需突出引導(dǎo)性、提示性和多向性，以使學(xué)生把握正確的任務(wù)方向，同時(shí)培養(yǎng)靈活運(yùn)用知識(shí)分析和解決問題的能力。

2.2 教學(xué)方法的改革與實(shí)踐

在課堂教學(xué)中將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法與傳統(tǒng)的教學(xué)過程相融合，對(duì)于每一項(xiàng)目模塊，教師采取通講概述→布置項(xiàng)目→引導(dǎo)答疑→項(xiàng)目驗(yàn)收→總結(jié)補(bǔ)充的形式授課，學(xué)生通過明確任務(wù)范圍→查閱文獻(xiàn)資料→結(jié)組討論分析→分工完成項(xiàng)目→總結(jié)查漏補(bǔ)缺的形式學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法將教學(xué)過程由傳統(tǒng)的灌輸式改為引導(dǎo)式，提高了學(xué)生在課堂內(nèi)的主動(dòng)參與程度；結(jié)組的形式有助于學(xué)生通過交流合作更有效的完成項(xiàng)目任務(wù)及更全面的掌握知識(shí)內(nèi)容。通過設(shè)立引導(dǎo)性問題和大量討論交流，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中變被動(dòng)為主動(dòng)，同時(shí)其靈活運(yùn)用知識(shí)分析和解決問題的能力得以提高。

3 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備

本?！胺治龌瘜W(xué)”課程設(shè)置為32學(xué)時(shí)的理論授課和24學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，旨在培養(yǎng)企業(yè)所需的應(yīng)用型人才和科研高校所需的科研型人才。在對(duì)生產(chǎn)生活上的實(shí)際檢測(cè)問題以及省級(jí)自然科學(xué)基金課題里有關(guān)各環(huán)境污染物降解過程中的濃度變化和相互轉(zhuǎn)化的問題進(jìn)行綜合分析后，分別與“分析化學(xué)”教材各章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行比對(duì)，為“分析化學(xué)”課程中各章有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的可行性項(xiàng)目。同時(shí)考慮到執(zhí)行“分析化學(xué)”相關(guān)章節(jié)的項(xiàng)目的需要，首先在項(xiàng)目執(zhí)行前先安排1～2課時(shí)的理論教學(xué)，對(duì)本章的基礎(chǔ)概念、基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論進(jìn)行介紹，使學(xué)生對(duì)本章基礎(chǔ)有一個(gè)初步的了解。然后，從接下來的課時(shí)開始，每個(gè)項(xiàng)目與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相結(jié)合在4～8課時(shí)(約1～2周)內(nèi)完成。學(xué)生或?qū)W習(xí)小組通過課本理論知識(shí)對(duì)各章指定或可選的項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)施來完成。詳細(xì)的各章對(duì)應(yīng)的實(shí)踐和優(yōu)化的項(xiàng)目以及課時(shí)分配如表1所示。

表1 “分析化學(xué)”課程中各章對(duì)應(yīng)項(xiàng)目

針對(duì)上述這些解決生產(chǎn)生活中實(shí)際問題的項(xiàng)目以及省級(jí)課題中相關(guān)的科研項(xiàng)目的實(shí)施，使學(xué)生們體會(huì)到課本上所學(xué)的理論知識(shí)橫向上不僅可以解決自己身邊的現(xiàn)實(shí)問題，縱向上還可以接觸科研項(xiàng)目中更為深入的科學(xué)研究，這樣對(duì)于不同需求的學(xué)生群體都能讓他們知道學(xué)有所用，也將在學(xué)習(xí)過程中更有興趣和驅(qū)動(dòng)力。同時(shí)這些項(xiàng)目的實(shí)施將課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)原本獨(dú)立的教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)的結(jié)合在一起，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能進(jìn)行理論知識(shí)和實(shí)踐操作的自由切換。

4 項(xiàng)目單元的具體實(shí)施

所有項(xiàng)目雖然在研究?jī)?nèi)容上會(huì)有所區(qū)別，但在實(shí)施過程中都可分為以下四個(gè)階段進(jìn)行，具體如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目單元的實(shí)施路線圖

4.1 第一階段：項(xiàng)目解釋和分解項(xiàng)目設(shè)計(jì)

在項(xiàng)目實(shí)施前，教師端應(yīng)首先進(jìn)行課前準(zhǔn)備，包括：①進(jìn)行項(xiàng)目主題設(shè)計(jì)：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)和要求設(shè)計(jì)項(xiàng)目單元的內(nèi)容及目標(biāo)；②項(xiàng)目框架設(shè)計(jì)：采用給出引導(dǎo)性問題，提供提示或關(guān)鍵詞等形式幫助學(xué)生理解和明確實(shí)施項(xiàng)目?jī)?nèi)容。學(xué)生端根據(jù)老師要求分成若干小組，確定項(xiàng)目組成員和組長(zhǎng)(負(fù)責(zé)人)。

4.2 第二階段：項(xiàng)目解釋和任務(wù)布置

教師端進(jìn)行課堂串講和任務(wù)布置，包括：①理論知識(shí)串講：講解項(xiàng)目單元所涉及的理論和背景知識(shí)；②項(xiàng)目案例說明：選取與將布置項(xiàng)目類似的其它項(xiàng)目單元為例進(jìn)行展示說明；③布置項(xiàng)目要求：跟學(xué)生詳細(xì)說明項(xiàng)目?jī)?nèi)容、完成時(shí)間、提交形式及項(xiàng)目驗(yàn)收要求；④提供交流平臺(tái)：提供或指定參考資料和信息交流方式，方便項(xiàng)目實(shí)施過程中師生間的溝通交流。

學(xué)生端接收教師下發(fā)任務(wù)后，開始進(jìn)行項(xiàng)目的實(shí)施，過程包括：①時(shí)間安排：根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的難易程度，制定項(xiàng)目每個(gè)階段的時(shí)間計(jì)劃，并發(fā)給老師進(jìn)行修正；②成員分工：項(xiàng)目組組長(zhǎng)根據(jù)自己團(tuán)隊(duì)成員的特點(diǎn)進(jìn)行分工，確定每個(gè)成員的角色和協(xié)作模式，確保每個(gè)人都參與其中，各司其職、各盡其責(zé)。

4.3 第三階段：項(xiàng)目實(shí)施

此階段是整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程的核心環(huán)節(jié)。學(xué)生是主體，教師起輔助和指導(dǎo)的作用。學(xué)生端的所有團(tuán)隊(duì)成員都應(yīng)該為項(xiàng)目貢獻(xiàn)自己的想法，具體工作包括：①確定項(xiàng)目實(shí)施的具體方式和過程安排；②資料檢索：所有成員都參與資料檢索的過程，根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，挑選合適的信息支撐自己制定的實(shí)施方案；③信息交流溝通：每位成員在教師提供的線上交流平臺(tái)或教室現(xiàn)場(chǎng)對(duì)項(xiàng)目具體實(shí)施過程進(jìn)行深入的交流討論。

教師端在此過程中進(jìn)行必要的指導(dǎo)工作，包括：①協(xié)調(diào)項(xiàng)目實(shí)施條件：與實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)老師溝通實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、時(shí)間和實(shí)驗(yàn)器材等問題，保證學(xué)生能按計(jì)劃開展自己的項(xiàng)目；②項(xiàng)目場(chǎng)所項(xiàng)目跟進(jìn)：利用線上線下多種方式實(shí)時(shí)跟進(jìn)項(xiàng)目的制定、實(shí)施等過程；③項(xiàng)目實(shí)時(shí)答疑：采取線上和線下同步的方式，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論和解答，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力；④信息收集反饋：全程記錄并匯總學(xué)生端執(zhí)行項(xiàng)目的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與學(xué)生端進(jìn)行交流和指導(dǎo)。

4.4 第四階段：項(xiàng)目驗(yàn)收和評(píng)估

項(xiàng)目完成后，學(xué)生端完成項(xiàng)目收尾的提交工作，包括：①完成并提交項(xiàng)目報(bào)告：處理項(xiàng)目實(shí)施過程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提交書面報(bào)告，并由各組選出的代表通過多媒體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解說明，分享和展示本小組的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中的成果和體會(huì)。所有成員參與老師和其他組同學(xué)提問解答環(huán)節(jié)；②評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)：小組在上述答辯環(huán)節(jié)過程完成小組的自我評(píng)價(jià)，同時(shí)觀摩其他小組項(xiàng)目執(zhí)行情況，小組間相互學(xué)習(xí)、交流，對(duì)其他小組項(xiàng)目的工作提出建議或意見，并提供小組間同學(xué)們的評(píng)價(jià)。

教師端進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收工作，包括：①組織項(xiàng)目驗(yàn)收：到達(dá)對(duì)應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，教師組織并主持各項(xiàng)目小組的項(xiàng)目驗(yàn)收、答辯、交流等環(huán)節(jié)；②項(xiàng)目評(píng)價(jià)：教師根據(jù)對(duì)章節(jié)知識(shí)的綜合利用、實(shí)際問題的解決和項(xiàng)目設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性對(duì)各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行教師評(píng)價(jià)；③回顧總結(jié)：根據(jù)各小組項(xiàng)目的完成情況，進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)書本對(duì)應(yīng)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容查缺補(bǔ)漏。

最終學(xué)生成績(jī)將從以下四個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估：小組學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、小組學(xué)生間的評(píng)價(jià)、各小組間的同學(xué)評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。再綜合這四個(gè)方面的成績(jī)，給出該小組最后的總評(píng)成績(jī)。項(xiàng)目評(píng)估過程也是學(xué)生們相互學(xué)習(xí)和交流的過程，在此過程中學(xué)生們能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短，從中找出自己小組執(zhí)行項(xiàng)目過程中的可取之處和存在的問題，為下一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施積累經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，學(xué)生會(huì)因項(xiàng)目的成功實(shí)施獲得學(xué)習(xí)的自信心，并有效提高了執(zhí)行力，能夠靈活運(yùn)用書本上的理論知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)生活問題，深刻體會(huì)到“學(xué)以致用，用以促學(xué)”的道理。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能有效避免傳統(tǒng)教學(xué)模式中的“填鴨式”枯燥的學(xué)習(xí)方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，明顯提高課程的學(xué)習(xí)效果。

5 結(jié)語

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)施不僅縮短了大學(xué)校園與企業(yè)之間的距離，加快了課堂理論教學(xué)與實(shí)際工程生產(chǎn)的融合，也方便學(xué)生提前接觸和聯(lián)系社會(huì)。同時(shí)，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作意識(shí)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立分析和解決問題的能力。可以預(yù)見，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在大學(xué)課堂上的大力推廣和應(yīng)用，將成為新工科背景下學(xué)校培養(yǎng)具有實(shí)踐與創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才最有效的教學(xué)手段之一。