项目驱动式教学在环境工程微生物学课程中的应用

赵志娟

[摘要]项目驱动式教学是在教学过程中以课程内容为主线，以项目实施为手段的新型教学模式。项目驱动式教学强调学生的自主学习，侧重培养学生的创新思维和动手能力。将项目驱动教学应用于环境工程微生物学课程，通过课程设计和实践教学，能够有效提高学生利用环境微生物知识解决实际环境问题的能力，也增强了学生学习的信心和自觉性，取得了良好的教学效果。

[关键词]项目驱动式教学;高校人才培养;课程设计;多元评价体系

[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2019）11-0079-03

一、当前我国高等院校的主要教学模式

当前，我国大多数高等院校仍主要采取传统的教学模式，以教师的主动灌输、学生的被动接受为主，忽视了对学生创新精神和实践能力的培养，不利于培养出富有创造力的专业人才。同时，越来越多的高校教师注重个人的科学研究，对于教学任务疲于应付，缺乏对教学方法的思考和改进，这种教育环境进一步影响了创新型人才培养的发展。进入21世纪，各高校的教育、教学和创新型人才培养更应该“转变教育思想，创新教育模式，更新教学手段”。项目驱动式教学可以较好地弥补当前教育中的一些不足，将理论教学和实践教学有机结合，提升群体的实践能力和创新能力。本文将项目驱动式教学法应用于环境工程专业，在此基础上浅析人才培养方式。

环境工程微生物学课程是环境工程专业学生的专业必修课，开设的时间为大二第二学期。学生在此之前所学课程包括有机化学、无机化学、工程制图、环境管理与规划、环境保护形势与就业等，这些课程使学生对环境工程专业有了一个比较宏观的认识。环境工程微生物学作为环境专业课，该课程的开展将使学生对环境生物有进一步了解，增强其环境保护和环境治理的专业意识。进入大三后，学生还将深入学习其他专业课程，并进行专业实习。因此，环境工程微生物学作为专业课起着起承转接的重要作用。

二、项目驱动式教学

（一）理论基础

项目驱动式教学是以课程内容为主线，教师构建真实或接近真实的项目任务，学生分组进行学习，通过小组协作制定方案，最终进行项目评价的新型教学模式[1-2]。这种教学方式主张在项目实施过程中完成教学任务，教师是专业课程和相关项目的设计者、指导者和促进者，学生是课堂知识和课外知识的实践者，二者在课程进展过程中彼此配合、相互合作。通过应用项目驱动教学，使学生自主地进行项目管理和执行，巩固和扩展课堂知识，提升团队协作和沟通能力，增强创新和实践能力[3-5]。当前，项目驱动式教学在工学专业（如计算机、化工、航空服务等专业）、高职院校中有较好的应用。

（二）项目驱动式教学的特点

1.实现以学习者为中心的教学模式。学生在传统教学模式中处于被动学习的地位，即“课本知识的被动接受者”。课堂学习氛围呆板、没有活力，师生之间关系结构单一，有距离感，彼此缺乏积极的交流和沟通。该教学模式容易扼制学生的创新性思维，课程接受度低、学习效果差。“考前记忆、考后即忘”的现象频频发生。在项目驱动式人才培养模式中，学生作为课程主体被纳入进来，学生成为课堂的中心，是学习的主人，教师则转变为设计者、辅导者和促进者，对学生学习过程进行恰当的答疑解惑。通过项目的完成，学生的学习主动性、自觉性增加了，理论知识也得到了更好的吸收和理解。

2.多元评价体系建立。传统的教学模式主要采取的是期末考试卷面成绩的评定形式来判断学生对课本知识的掌握程度，题型包括填空、选择、判断、简答、论述等。面对这种单一性的评价方式，学生往往采取突击性的复习和记忆方法来应对考试，知识掌握度低，不利于学生的创新思维和综合素质的提高。而项目驱动式教学设计的是多元评价体系。综合成绩包括平时成绩和期末成绩，期末成绩比例仅占30%，评价体系更注重学生平时的学习情况。评定内容包括出勤情况、理论知识表现、项目成绩表现和项目合作表现。根据学生项目完成的情况，对每个阶段的知识掌握程度进行评价，同时把学生的创新思维能力、小组合作能力等納入考核评价体系。多元化的过程性考核评价让学生更加注重平时各单元学习的效果，评价结果更为科学和客观。

3.重视群体合作式学习。匹配教材知识进行的项目设计是教学设计中一个非常重要的环节。学生被划分为多个小组来完成项目单元。面对多元评价体系，学生将更加重视整个小组的合作效果，加强群体间的沟通、交流和互助。每个团队从零开始面对项目，查找文献、确定方案、设计优化、研究总结和成果展示。多个研究环节逐步使学生形成独立思考的习惯，对自身的分析能力和综合能力也有了更深入的了解;激发了学生勇于质疑、大胆猜想和谨慎求证的科学精神;锻炼了学生的口头表达能力;培养了学生的责任感和团队合作意识;发挥了学生的主观能动性。群体合作式学习使得学生互相支持和互相激励。知道自己队友信赖自己，学生努力学习的可能性就会增加。从认知上讲，合作式学习为学生提供了精心思考、把学习内容转变为他们语言的机会，同时也为他们开始运用规范语言创造了条件。学习效率高的同伴既能起到学习的示范作用，也能起到教师的作用。合作式学习的组织方式，在动机和学习两方面都对学生有好处。

4.环节贯通式培养。通过项目的实施和专业知识的学习，可发掘和积极吸纳一批思维活跃、实践动手能力强的本科生，参与到二课活动、课外实习和毕业设计等教学实践环节的项目中，实现教学实践环节的贯通式、多线型培养。课程内通过引入项目驱动式课程实践，教师与学生共同开展一系列研究实践活动;课程外通过增设相关的专业实习题目和毕业设计题目供学生选择，为学生综合能力的培养提供更大的空间，创造创新环境和鼓励发明创造将促使更多创新成果的产生，在这个过程中师生关系也将更加密切。

三、项目驱动式教学在环境工程微生物学课程中的应用

环境工程专业培养的人才不仅需要具备环境规划、环境监测和资源保护等方面的理论知识，还需要具备环境评价、环境管理、污染控制及新工艺和新设备的研究和开发能力，目的在于培养可以在工矿企业、环保部门、规划部门等单位开展环境检测、研发和管理工作的高级工程技术人才。针对这个培养目标，教师对环境工程微生物学这门课程进行了优化整合，划分为两个主要单元：知识单元和项目单元，分别对应实现学生对理论知识的掌握、综合应用能力提升的目标。知识目标要求学生掌握微生物（病毒、原核生物、真核生物）的基本特征、微生物的生理和生长繁殖特点、遗传和变异理论、微生物的生态及在环境物质循环中的作用、污废水控制的微生物学原理。在掌握微生物基础知识和环境治理原理的基础上，开展实验设计提升整体性思维，能力的提高表现在对污废水进行控制的实践环节中。传统教学模式主要关注第一个模块，即理论知识的掌握，学生真正应用知识、实践动手的能力得不到锻炼，则难以培养出高水平环境工程人才。而基于项目驱动式的教学模式，突出学生和教师的双重主体地位，以知识为基石，以项目为手段，激发学生的知识运用能力和实践动手能力，真正实现创新型高级技术人才的培养目标。具体教学过程、教学设计和评价方式如下：

（一）设计原则

环境工程微生物学课程的知识单元主要通过教师讲授的方式进行，侧重让学生掌握基础理论知识点，如微生物的基本特征、生理特点、微生物在物质循环中的作用、微生物的生态作用及处理污废水的基本原理等。在此基础上增设设计和应用单元，目的在于培养学生的动手能力和思维能力。本课程在项目单元设计时主要考虑以下几方面因素：1.项目需严格围绕教学重点和难点设计，难易程度适中。实现在有限的课时范围内高效地完成教学目标。环境工程专业人才培养定位是掌握环境学专业知识和具备动手能力的应用型人才，需具备对微生物的基本认识、了解微生物在环境生态中的作用以及掌握微生物治理环境问题的原理和方法等。2.考查和提升学生对知识的综合应用能力。这就要求在项目设计时宏观把握，而不是局限于单个零碎知识点的记忆。通过设计与实际环境问题相关的项目，让学生从整体上了解知识体系间的关联性，通过把大任务拆解为小任务来完成对知识的掌握。3.不同知识点的考查评价方式不同方式多样化。例如前三章知识点主要是围绕环境中不同微生物的种类和特征展开的，知识点较为细碎，我们在项目设计时采用让学生自制表格比较、公开讲解的方式达到巩固理论知识的目的。再如，污废水的处理章节考查的是学生的实践能力，因此通过让小组自己讨论实验工艺方案、制备菌剂模拟检测污废水处理效果，从而达到教学目的。结合以上三点，环境工程微生物学课程项目的设计难易适中，循序渐进。以项目作驱动，通过教、学、做、讲、评等多种方式很好地将知识串联起来，激发了学生的学习兴趣。

（二）设置安排

环境工程微生物学课程周课时为3节，共48学时（分为理论学时和实践学时，见表1）。为了达成学习目标，我们依照教学进度将理论和项目学时交叉安排，以加强学习效果。每个完整的知识单元都通过几个项目单元的设置来实现知识的巩固。学生通过小组讨论、角色分配、自主学习、讲解汇报等逐步完成各个项目单元的学习，通过理论和实践真正掌握环境微生物学的知识和技能。

（三）组织实施

项目主要通过小组学习的方式实施，学生原则上以宿舍为单位设立小组（6人一组），人数不足或多余的可以自由组合成一小组。每组推选一名组长，组长的主要工作为统筹项目安排，包括项目规则通知、秩序管理、任务分配等。每组视情况设置文献检索员、数据记录员、PPT制作员和项目汇报员等。每名组员均有自己的对应职责，职责完成度和合作能力均计人评价体系。合作能力评价通过组员互评打分。例如，“活性污泥发生膨胀的原因分析报告”这一项目在完成过程中需要有人查阅当前污水处理厂发生活性污泥膨胀的各种文献，有人对文献进行归纳和分类，有人进行提炼和总结，最后由汇报人进行阐述说明。每个环节的执行效果和时间管理都会对整个项目产生影响，这就要求组员之间实现高效的沟通和配合。項目完成过程中的个人表现关系到组员间的互评成绩，最后的项目完成度也关系到大家的总成绩，所以项目驱动式的小组学习可以有效提高教学质量。

（四）效果评价

环境工程微生物学的传统教学方式主要采用讲授法，评价方式主要依据期末闭卷考试成绩。在这种传统评价体系中，学生学习兴趣较低、动手能力较弱，往往表现为平时不认真学习、考试前再死记硬背，很难实现环境工程高素质人才培养的目标。项目驱动式教学改革的评价体系更加客观和科学有效，其将结果式考核调整为过程式考核，更加关注学生对各个知识单元的学习效果。评定内容包括出勤情况、理论知识表现、项目成绩表现（如方案合理性、汇报效果、实验结果准确性、语言表达能力、PIyr制作能力等）和项目合作表现等（见表2）。每个章节的知识都有对应的项目单元，只有主动学习、相互交流、积极思考才能更好地完成项目内容，在整个项目完成过程中通过文献阅读、相互间的讲解和分析强化理论知识点，让学生对知识的理解更加清晰和透彻。

四、结语

党的十九大报告提出要“加快生态文明体制改革，建设美丽中国”“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”。随着环境治理进程的加快，我国环境工程专业人才的未来需求会持续旺盛。为满足社会对环境类人才的需求，不断培养出高技术创新型人才，本课程结合多种教学方法进行了项目驱动式教学的探索。在课程设计环节，教师严格围绕教学目标进行理论教学和项目设计，学生通过分组学习、项目设计和实践环节，深化了知识体系，锻炼了创新思维，提高了团队合作能力，提升了社会责任感，同时也对环境工程微生物学这门课程的兴趣大大提高了。在项目设计环节，小组成员各自分工，查阅污废水处理最新研究资料，甚至进入企业观摩处理流程，相互讨论设计理念，最后统一出一份最优方案。在项目实践环节，小组成员深入污水流域开展样品采集及设计方案执行。最后的项目汇报过程也锻炼了学生的项目总结能力、PPT制作能力和语言表达能力。整个课程开展是在“学中做、做中学”的积极氛围中进行的，极大地提升了学生的知识运用能力、激发了创造性思维，这种学以致用的方式让学生产生了极大的满足感和成就感，也为环境工程专业学生今后做毕业设计或实习就业进行了能力铺垫。

[参考文献]

[1]姚静，王佩.基于OBE教学理念的项目驱动式专业课程教学设计——以《液压与气压传动》为例[J].教学研究，2017（3）：87-91.

[2]吴三斌，吴三平.基于项目驱动教学法在高职计算机应用基础课程的教学研究[J].价值工程.2016（10）：212-214.

[3]杨林，邢翠芳.基于项目驱动的合作学习在“信息系统原理与工程”课程教学中的应用[J].电脑知识与技术，2014（28）：6690-6692.

[4]于颖'朱玲，徐凤霞.项目式教学在化工仪表及自动化教学中的应用[J].高师理科学刊，2016（7）：90-92.

[5]王朝阳.基于建构主义理论的项目驱动教学模式在“航线地理”课程中的应用[J].现代教育科学，2018（9）：62-66

[责任编辑：刘凤华]