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随着逐渐扩大应用型、复合型、技能型人才培养的教育改革和发展规划的提出,我国很多地方本科高校坚持以需求为导向、产教融合、服务地方的基本思路,逐步向应用技术型高校转型,逐步培养出可以直接为区域发展和产业振兴服务的应用型科技人才[1]. 因此很多应用型高校都加大了对课程建设和改革的力度,但是由于专业众多,不同学科的课程体系和课程类别差异较大,部分课程的改革效果并不理想. 课程改革不能一概而论,应结合学科专业和课程特点,因课制宜,选用适宜的教学方法和手段,以达到培养应用型人才的目的.
全国每年都有众多重点企业需要进行清洁生产审核,这就要求环境咨询公司和重点企业具备有清洁生产审核能力的员工,因此培养具有清洁生产审核能力的学生显得尤为迫切. 清洁生产原理与应用是徐州工程学院(文中简称“我校”)环境工程专业的专业选修课,是一门实践性很强的专业课程. 课程的核心内容是清洁生产审核的程序和方法,是学生毕业后从事企业清洁生产审核工作的基础,学生对清洁生产审核程序的掌握情况决定了学生从事企业清洁生产审核的能力. 但是从多年的教学过程中发现,存在学生对审核流程的具体步骤理解不到位,涉及物料平衡计算不熟练,对现行的清洁生产法规了解不充分,以及学生学习动力不足等问题,以致达不到课程教学大纲的培养要求. 因此,改变传统的教学模式,采用以学生为中心,以实践项目为载体的项目教学法[2], 达到提高清洁生产原理与应用课程的教学质量,培养学生的自主学习能力、团队协作能力等综合能力与素质的目的.
目前,高等教育的项目教学法(PBL, Project-Based Learning)指的是在课程教学中以课程内容为主线,教师根据教学目的以提出的“工作项目”为核心,学生围绕该“工作项目”, 在教师的指导下通过信息收集、项目计划、实施、控制、评价等步骤完成项目阶段式任务. 学生直接全程参与、感悟、探究,在实践情景中开展学习,最终达到促进学生有效学习的目的[3-7]. 赵志娟[8]认为在环境工程微生物学课程中采用项目教学法,增强了学生学习的信心和自觉性,提高了学生利用环境微生物知识解决实际环境问题的能力,取得了良好的教学效果. 钱伟等[9]在环境工程CAD课程中采用项目教学法,学生CAD操作技能得到了锻炼,顺利完成了知识的内化,同时培养了学生的团队协作能力. 王涛[10]在环境科学英语课程中实施项目教学法,活跃了课堂气氛,加强了教学互动,同时提高了学生的自主学习能力. 但是在清洁生产原理与应用课程中实施项目教学法还鲜见报道,而且传统的项目教学法无法体现教师对整个教学过程的质量管理情况,因此本次教学改革借鉴工程项目全面质量管理的模式,在清洁生产原理与应用课程中采用改进型项目教学法(MPBL, Modified Project-Based Learning). MPBL就是在课程教学项目执行的过程中,采取PDCA循环(计划-执行-检查-处理:Plan-Do-Check-Act)的质量管理程序[11-12]. 以提升课程教学质量为目标,在采取MPBL的教学过程中发现问题,分析影响教学质量的各种影响因素,找出原因,提出解决的措施并执行,总结成功的教学经验,把没有解决或新出现的问题转入下一个PDCA循环去解决. 最终达到调动学生学习的积极性、主动性和创新性,培养学生自主学习能力和团队协作能力,提升教学质量的目标.
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研究对象为2016级环境工程专业2个班的学生,随机抽取1个班的学生实施MPBL, 为实验组;另一个班的学生为对照组,采取传统教学法教学. 实验组中女生10人,男生30人,对照组中女生9人,男生31人. 两组学生的年龄、性别、成绩等信息无统计学意义,两组学生均由同一教师授课,开课学期和学时数相同,两组学生在课程教学中和课程结束后均进行过程考核和期末课程考核.
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实验组:将学生分为5个小组,每组8人,其中每组女生2人,男生6人,选定一名学生为组长. 教师经过项目的前期准备,为各小组分配“某企业清洁生产审核”作为“工作项目”, 在项目执行过程中实施MPBL教学,将“工作项目”按照清洁生产审核的程序划分为7个阶段,在教学中进行过程控制,以达到PDCA循环质量控制的目的. 此外,本次教学改革实践全过程也采取PDCA循环质量管理模式,教学结束后总结经验,解决问题,并在下一次的MPBL教学实践中避免同类问题的出现. 具体MPBL教学环节如图 1所示.
对照组:不进行分组,采用传统教学法教学,教师按照教学大纲,采用多媒体、板书等辅助手段进行理论教学.
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实验组:为保证“工作项目”在MPBL实施过程中的质量,充分培养学生学习的积极性、主动性以及团队协作能力,考核学生完成“工作项目”的参与情况,在MPBL教学中实施基于PDCA循环的过程考核,具体考核内容如表 1所示.
对照组:教学过程考核形式比较单一,主要通过课堂提问、课后作业来实现.
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课程结束后,实验组和对照组学生同时参加统一试卷的期末考试,由环境工程专业教师批改密封试卷(流水阅卷), 教师不清楚分组情况,最后对卷面成绩进行对比分析.
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分别向两组学生发放调查问卷,评价分析两种教学方法的教学效果. 问卷中各调查项目评价效果分为非常好、好、一般、不好,各项对应评分分别为10分、7分、4分、0分. 问卷内容主要包括:学生对MPBL/传统教学法的教学效果满意程度、对课程内容的理解与掌握程度、学习主动性、师生互动性、解决问题的能力、团队协作能力,以及对MPBL的意见和建议[14].
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使用Excel进行数据统计和分析,两组数据对比分析采用t检验,当p < 0.05时为差异有统计学意义.
1.1. 研究对象
1.2. MPBL教学环节设计
1.3. 教学效果评价
1.3.1. 教学过程考核
1.3.2. 课程期末考试
1.3.3. 问卷调查
1.4. 数据分析
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对照组采用传统教学法教学,过程考核形式单一,主要包括考勤、提问和课后作业. 学生参与度不高,师生互动性较差,无法充分调动学生学习的积极性,无法了解学生对课程内容的掌握情况. 平时成绩通常具有片面性和教师的主观性,不能客观体现学生平时课堂学习情况.
实验组采用MPBL教学,过程考核形式多元化[15]. 小组成绩的综合评定和组内各成员的个人表现密切相关,这就要求学生在完成“工作项目”的过程中,积极主动地参与到其中的每一项任务中,相互协作,共同顺利地完成审核项目. 多元化的考核方式体现了MPBL对教学质量的过程控制,使教师能够了解学生对课程内容的掌握情况,及时发现教学中存在的问题,持续循环改进,也最大限度地激发了学生的学习积极性和主动性. 将教学质量通过学生的平时成绩评定而量化. MPBL教学过程考核环节权重及学生过程考核(平时成绩)评定方法如表 2所示.
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试卷题型主要有不定项选择题、判断题、填空题、简答题、图示题5种,其中不定项选择题、判断题将基本知识点和清洁生产审核实际联系起来,加强理论知识的实际应用;填空题、简答题主要涉及课程基本知识点和重点内容,考察学生对理论知识掌握的具体情况;图示题综合考察学生应用清洁生产审核知识解决实际问题的能力,可以体现学生对该门课程的综合应用情况. 试卷能够较全面地反映出学生对所学课程的掌握情况.
从试卷总成绩来看,两组学生成绩均程正态分布(图 2), 且实验组平均成绩明显高于对照组平均成绩(表 3, p=0.017 < 0.05), 说明采用MPBL教学法后,学生学习效果得到了有效改善,学习成绩明显提高. 从不同题型得分率来看,实验组学生在不定项选择题、判断题、图示题的答题正确率上明显高于对照组学生,数据差异具有统计学意义(p < 0.05); 而填空题、简答题的正确率,两组学生的数据差异无统计学意义(p > 0.05), 如表 3所示. 上述结果说明,实验组学生对理论联系实际、涉及实际应用的试题和知识点,比如不定项选择题、图示题,理解和应用能力明显优于对照组学生,学生对所学知识的实际应用能力得到了培养. 而对涉及课程基本知识点的填空题、简答题,两组学生无明显差异. 答题情况反映出采用MPBL教学法后,学生不仅掌握了课程基本知识,也提高了课程知识的实际应用能力,教学效果得到了明显改善.
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分别对实验组和对照组的40名学生进行问卷调查. 问卷调查的统计结果显示,在设置的7个评价项目中,实验组学生对MPBL教学法的评价明显要高于对照组学生对传统教学法的评价,7个评价项目的两组数据进行比较分析,数据差异均具有统计学意义(p < 0.05), 具体评分如表 4所示. 其中实验组学生对师生互动性的评价得分最高(9.39分), 其次是学习主动性(9.23分); 而对照组学生对这两项的评分均为6.40分,在对传统教学法的评价中得分最低. 这一结果说明,MPBL教学法在提高学生学习主动性和增强师生互动性上效果显著,更加有利于学生对课程知识的理解和掌握,同时学生解决问题的能力和团队协作能力均得到了一定的提高. 对学生在问卷调查中提出的意见和建议进行了总结,主要包括以下几点:①希望老师可以提供更加详细的“工作项目”信息,便于“工作项目”后续审核工作的开展;②增强教学手段的趣味性,进一步提高学生学习兴趣,增强师生互动性;③补充与清洁生产审核相关的最新政策、法律、法规,以及清洁生产审核过程中的常见问题和解决办法.
总体来看,实验组学生对MPBL教学法的满意程度较高,实现了MPBL教学法在清洁生产原理与应用课程实践中的教学目标.
2.1. 教学过程分析
2.2. 课程考试成绩分析
2.3. 问卷调查结果分析
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教学质量的提高,需要综合考虑专业课程特点、学生需求、教学手段等多方面的因素,同时顺应时代发展和变化,进行持续有效的教学改革. MPBL教学法在清洁生产原理与应用课程中的实施,切实提高了该门课程的教学效果和质量. 基于PDCA循环的教学过程考核,教师可以及时发现问题,正确引导学生对课程内容的理解与掌握;教学全过程采取PDCA循环,可以实现MPBL的持续改进,更好地实践于下一个教学阶段;增强了师生互动性,激发了学生学习主动性,培养了学生解决问题和团队协作的能力,减少了随大流的学习现象;课程理论联系实际,为学生从事专业相关工作奠定了基础,对于我校环境工程专业培养应用型人才具有重要意义.