Core Elements of Project-based Learning in Experimental Teaching under the Background of “Emerging Engineering Education”
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摘要: “新工科”背景下的人才培养在学科视野、实践能力、综合素质等方面提出了更高的目标，而实验教学在新工科人才培养中发挥着巨大的作用。项目教学法有利于全面培养学生的实践能力和个人素养，但是在实验教学的项目设计和教学实践中仍需要拓展项目教学法的内涵。文章结合工科实验教学的特点，提出了项目教学法在实验教学中应具备开放化、系列化、模块化、个性化、规范化和信息化等6个核心要素。文章以材料科学与工程专业能源材料系列实验为例，围绕实验项目准备、执行和评价3个阶段，详细说明实验项目的设计和准备、管理和指导、评价和反思等教学实施过程，阐明上述核心要素在实验教学中的指导作用。Abstract: The talent cultivation under “Emerging Engineering Education” has put forward higher goals in discipline vision, practical ability, and comprehensive quality. Experimental teaching plays a significant role in the talent cultivation of emerging engineering education. Project-based Learning (PBL) is conducive to comprehensively cultivating students’ practical ability and personal quality. However, the connotation of PBL in project design and experimental teaching practice still needs to be expanded. Based on the characteristics of engineering experiment teaching, this paper puts forward that six core elements of PBL, namely the project teaching method, should have six core elements such as openness, serialization, modularization, individuation, standardization, and informatization. Furthermore, taking the series of energy materials experiments of materials science and engineering specialty as an example, the teaching implementation process of experimental project design and preparation, management and guidance, evaluation and reflection is explained in detail by focusing on the three stages of experimental projects, i.e. preparation, implementation, and evaluation, and the guiding role of the above core elements in experimental teaching is expounded.
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表 1 实验项目的类型与PBL实验的关系
类型 内容 特征 教学目标 是否可拓展为PBL实验 验证性 针对已知的理论知识和实验结果 验证实验结果 巩固和加强有关知识内容，培养
实验操作能力否 综合性 针对多门课程或同一门课程多个方面的综合知识 使用到多种实验技术和方法，
涉及综合知识培养综合分析和解决问题的能力 是；
需要增加开放性内容设计性 根据教学要求设定实验目的、
实验要求和开放性的目标学生自行设计实验方案和步骤，独立完成实验操作、记录和分析实验结果 培养学生的综合分析和解决问题的能力以及综合设计能力，激发学生的
主动性和创新意识是；
需要更加全面地对标教学目标和培养目标
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表 2 PBL设计性实验评价权重分配表
评价类型 评价项目 占比/% 过程性评价 出勤 5 文献调研 10 方案确定 5 交流讨论 10 实验操作 30 总结性评价 实验报告 30 自评 5 队友评价 7 他组同学评价 3
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