指向学科素养的“项目承载、三图一体”教学模式构建与实践*

马振邦 路 旭 贾 卓 强文丽

（1. 兰州大学 资源环境学院，甘肃 兰州 730000；2. 沈阳建筑大学 建筑与规划学院，辽宁 沈阳 110168）

面向新时代建设高等教育强国目标，2018 年全国高等学校本科教育工作会议明确了高等教育改革发展“以本为本”的战略取向。 而后，教育部颁布的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》进一步指出，“我国高等教育正处于内涵发展、质量提升、改革攻坚的关键时期和全面提高人才培养能力、建设高等教育强国的关键阶段”，表明了培养质量提升是本科教育改革和发展的核心战略。 从这一意义上来看，提升大学生的学科素养应是服务需求和成效导向下质量战略的关键组成。 所谓学科素养，是指在某一学科的学习过程中逐渐形成的学科知识、学科能力、学科思维方式、学科情感等的综合［1］89。 它强调专业特质性、后天过程性和多维复合性，与建构主义［2］74、深度学习［3］111、有效教学［1］89、研究型教学［4］等教学理论，以及与这些理论提倡的项目式教学、问题化教学、主题性教学等教学方法密切关联，而积极探索教学机制和模式创新则是促进学科素养形成的重要途径［3］111。

本研究结合高校人文地理与城乡规划专业“土地利用规划学”课程教学实践，引入项目式教学方法与传统课堂讲授相融合，构建了一种指向学科素养的“项目承载、三图一体”（知识结构图—思维导图—规划成果图，Knowledge Map-Mind Map-Plan Map，简称KMP-Maps）教学模式，而后进行应用实践和效果评价，并探讨理工交叉类学科中运用项目式教学的可行性如何，KMPMaps 模式的可借鉴性怎样，超越“标准答案”、指向学科素养的教学效果如何评价等问题，以期为质量战略下本科课堂教学改革提供参考。

一、理工交叉类学科引入项目式教学的理据

项目式教学（Project-Based Learning，简称PBL）是一种行动导向型教学模式，教学过程围绕真实或创设的项目这一重要载体展开，将理论与实践教学有机结合，让学生在实践体验、探索创新、合作学习、内化吸收中获得专业知识和技能的同时，提高自主学习能力、团队合作能力以及复杂问题解决能力，对职业认同感的养成也很有帮助［5］。 因此，近20 年来项目式教学成为高等教育，特别是职业教育和工科教育关注的热点议题，相关研究主要从理论思辨和应用创新两个方面展开。 理论层面上，相关学者就项目教学法的内涵、教育追求和教学特征［6］、基于项目式教学推进课程改革的必要性、迫切性、重要实践途径、需要考虑的因素、教学实践存在的问题及改进思路等进行了阐述和探讨［7-8］。 实践层面上，项目式教学理念和方法常被应用于工程类［9］145、设计类［10］、技能类［11］等实践性强的课程中，并与其他教学方法相结合，形成了“项目+翻转课堂”［12］“项目+混合教学”［13］，循着“目标—任务—方案”路径的逆向教育设计［9］147、教学过程与效果评价相互反馈的“闭循环式”［14］等多种模式。 南京工程学院将项目教学系列化，贯穿于整个本科教学阶段，形成了本科项目教学“全过程、双平台、四类型、四层次”教学体系和“四个阶段、四级管理”模式［15］44。综观国内现有研究，尽管项目式教学能从不同程度上提升教学效果，是推动高等教育模式转型的有效载体之一，但仍存在以下问题：（1）从应用范围来看，项目式教学被广泛应用于职业教育和工科教育中，但其他普通高等教育领域中，项目式教学并没有得到足够重视。 原因主要有，存在认为本科教育采用职业教育模式就是降低了培养层次的认识误区［15］44-46；应试教育传统下实践教学仅被认为是理论教学的一个补充环节，理论和实践教学两相分离［16］；历史惯性下既有教学资源不足与师生在“教”“学”两端的不适应［17］等。 （2）建构主义思潮影响下教学模式创新有些矫枉过正，过于强调个体认知结构的主观建构性，而不同程度上忽视了学科知识结构的客观稳定性和基础支撑作用［18］。 事实上，项目式教学的载体特征以及学科素养的专业特质意味着，教学模式创新必然是多样和异质的，基于合适的而并不拘泥于特定的理论与技术，要以实现有效学习和深度学习为核心目标。 （3）由于学科知识以外的能力、思维和情感等素养通常内化为认知结构的形式存在，如何准确评价项目式教学的效果仍然是个难题。

人文地理与城乡规划专业由理科地理学和工科城乡规划学交叉融合形成①，以“兼具地理学素养和城乡规划技能的高素质复合型专业人才”为培养目标［19］。 理工交叉学科特征要求学生除掌握地理学和城乡规划基础理论和技能外，要具备分析和解决城乡规划理论与实践问题的能力，具有较强的自主学习能力和创新能力以及良好的合作精神和团队意识［20］。 当前，我国的国土管理与城乡规划工作面临着重大转型，亟须在理念目标、内容形式、技术方法等方面做出深刻变革。 此时，人文地理、城乡规划领域对创新型、复合型人才的需求比以往任何时期都要迫切。 但是，多种原因下人文地理与城乡规划专业的教学理科化倾向较为严重，并且理论、实践教学分离的现象较为普遍［21］。 知识获得在“课堂讲授、一考定论”的教学模式下，学生自主学习和分析解决问题能力得不到充分锻炼，且存在知识碎片化、专业技能薄弱、地理及规划思维不足等问题，学科素养亟待提升。此外，随着现代信息技术与教育教学实践的日益融合，教师作为主要信息来源的课堂讲授模式，显然难以应对知识的获取渠道多元化、更新速度不断加快等发展趋势［22］。 因此，对现有教学模式的反思和重构势在必行。 将项目式教学引入人文地理与城乡规划专业教学中进行模式创新，对于检验它在促进理工交叉学科本科生素养形成的有效性上具有典型意义。

二、KMP-Maps 模式的核心理念和构建思路

以建构主义和有效教学理论为指导，KMPMaps 模式秉承“以学生为中心，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的”的思路［2］74-81，同时吸收了强调通过教学过程强化、技术手段嵌入、师生互动促进、学科情感养成来提升教学效率、效果的理念［1］89-93。 为此，首先该模式明确了指向学科素养的课程教学目标要求，并具象化为学生的认知结构，作为教学过程的起点和落脚点。其次，以创设的“土地利用规划项目”为载体（或情境），围绕项目完成和问题解决，在课堂内外增进师生／生生互动，充分发挥学生主体和教师引领作用，通过“学中做”和“做中学”促进知识内化、技能掌握和思维养成，教学过程则由传统并联式或模块化转变为目标引领、问题导向下的螺旋推进式。 最后，引入结果与过程并重的方法，评价教学目标完成度和总结反思教学过程。

如图1 所示。

图1 KMP-Maps 教学模式

（一）学科特征和教学目标要求

人文地理学综合交叉性、区域分异性和城乡规划动态实践性在3 个维度上共同构成人文地理与城乡规划专业的基本特征。 同时，处于经济社会转型期的我国正积极推进生态文明建设、实施新型城镇化和城乡一体化等战略、建立统一的空间规划体系等体制改革，城乡规划工作的综合性、交叉性和复杂性大大增加，问题导向性也更加突出。 专业特征和规划实践要求体现在“土地利用规划学”课程的教学目标上，就是需要学生掌握地理学和城乡规划理论知识和技能，养成地理学思维和规划思维，具备因时因地通过学习、合作来发现并解决规划理论和实践问题的能力，三者不可分割，不能偏颇。

（二）内化的认知结构

它是教学目标和学科素养的集中体现，由可外显的规划成果图、知识结构图和思维导图来表达，三图三位一体：规划成果图是规划实践过程的最终展现，同时是知识结构图和思维导图不断成熟和完善的直接动因，侧重于体现学生学习能力和运用知识、方法解决问题的能力；知识结构图是网络化和结构化的专业知识和技能，同时是思维导图和规划成果图形成的理论基础，侧重于体现学生对多个维度上理论、区域和技能知识的学习掌握度，并进行“碎片整理”和“不断优化”的知识建构能力；思维导图类似于项目技术路线，是基于知识结构图完成规划成果图的步骤任务、技术手段等方法途径，侧重于体现学生完成目标任务时的逻辑思维、问题思维、综合思维等思维能力。

（三）知识的建构过程

它是教学目标的实现路径，由螺旋推进的教师讲授指导和学生自主习练两个过程构成。 教师讲授主要在课堂上完成，通过依次展开的基本理论、方法等理论教学内容，帮助学生逐渐认知外在相对成熟的基础知识结构。 学生习练主要在课下以分组合作形式进行，围绕所选定区域规划成果图的完成进行模拟实践，通过个体自主学习、成员间沟通合作等方式，借助网络等多种途径获取相关学习资源，熟悉规划实践中方案制定、任务分工等实施过程，习练资料分析、方法选择等专业技能，发现、分析和解决各种实践问题，“学中做”“做中学”，实现原有基础知识和新近课程知识的不断交互内化。 教师指导则贯穿于整个教学过程中，以课堂讨论、课外辅导答疑等方式进行充分的互动交流，帮助学生建构其认知结构。

（四）教学环境的设计

教学环境支持并影响整个教学活动，课堂和课外分别以“多媒体+板书”和“网络+社交媒体”为主。 课堂讲授环节，教师借助多媒体形象生动而板书长于推理的特点，有侧重地进行相关理论阐释、规划案例展示、GIS 技能演示和模型方法推演等教学。 课外练习环节，学生借助网络平台和GIS 等软件平台，围绕阶段性任务完成和问题解决搜集相关资料和习练专业技能，并通过网络课程和社交媒体（如QQ 和微信等）进行个体自主学习和团队合作学习，教师可通过集中辅导、邮件答疑、微信沟通等多种灵活方式就学生无法自主解决的问题给予互动指导。

（五）教学效果的评价

它是对教学活动过程及结果的评价和促进，核心是学生学科素养的形成，包括教师“教”与学生“学”两个方面。 强调过程即突出形成性，也就是在知识建构过程中教师与学生间的及时互动与反馈，据此双方得以修正“教”“学”方式和内容等。 强调结果即突出总结性，也就是知识建构过程结束后教师对外显的知识结构图、思维导图和规划成果图的评价（期末考评方式）以及学生对内化的认知结构的自我评价（调查问卷方式），据此评价教学目标完成度和总结反思整个教学过程。 通过以上措施，最终形成多角度、多方式、定量和定性相结合、他评和自评相结合的评价系统，用于指导教学实践，使“教”“学”活动形成闭环。

鉴于上述模式中内化的认知结构作为教学目标的集中体现居于核心，且三位一体的三图皆可用直观清晰的图像式语言表达，因此将此种模式概称为KMP-Maps 模式。

三、KMP-Maps 模式的应用实践与效果评价

（一） 教学活动的组织实施

选择“土地利用规划学”课程进行应用实践，教学对象为人文地理与城乡规划专业2015 和2016 级大三本科生，共45 名。 首先，将学生分成若干小组，每组3～4 人的规模保证每个成员都能参与适量的项目分工得到锻炼，同时便于成员间的充分交流和协作。 其次，课时安排包括课堂讲授（34 学时）、课后集中答疑（18 学时）、课后实践（弹性时间）、成果汇报（2 学时）4 部分。

教学过程分为3 个阶段，前3 周为第一阶段，教师讲授课程概论部分，并通过实例引出项目任务及最终目标（土地利用规划图），各组自主选择案例地②并制定项目实施计划。 第4 ～17 周为第二阶段，教师围绕项目实施过程在课堂上依次展开具体教学内容，利用多种灵活方式对学生遇到的问题进行辅导答疑，各组课后进行任务时发现问题，优先基于个人、团队的知识和能力给予解决，并可寻求教师指导。 表1 以土地利用转移矩阵教学内容为例，给出了新模式的具体实施过程。第18 周为第三阶段，各组完成规划成果并进行展示汇报，学生各自完成知识结构图的绘制③，并对收获和不足进行总结反思，教师根据规划成果、展示汇报等情况评定各组成绩（占最终成绩的70%），结合各人知识结构图（占30%）给出每位学生的最终成绩。 最终，教学过程完成后，教师通过调查问卷方式请学生给予反馈，并结合期末考评结果，对教学效果进行综合评估，总结“教”“学”两端的经验和不足，进而有针对性地给予改进和完善。

表1 新模式的实施过程：以土地利用转移矩阵教学为例

新模式的组织实施中，两个关键问题需要格外关注，一是如何让“项目”更逼真，二是如何实现课堂和课外教学更好融通。 为此，我们有以下几点做法：（1）项目是新鲜的，学生会困惑于要做什么、做到什么程度等问题。 考虑到“模仿是最好的老师”，教师提供已有的土地规划文本、报告和图件供学生研习，同时课外答疑时给予充分指导。 （2）针对案例地选择、内容进程安排、技术路线设计等隐性部分，教师要求各组提供相应项目实施方案，让学生熟悉技术过程和组织过程，针对其中显露的问题，及时给予指导和回应。 （3）人员分组比较关键，本研究先后尝试了两种方法：一是学生自由组队，组内交流通畅，但强强联合的情况居多；二是随机分组，想以先进带后进，来促进共同进步，并锻炼沟通交流能力，但搭便车问题不好解决，影响公平性。 目前从公平性考虑采用自由组队，教师则给予弱组更多关注和指导。 （4）围绕问题强化课堂教学和课外实践的衔接：课堂教师主导，课前提出核心问题让学生思考，课上以讨论答案形式导入，而后展开相关理论部分；课外教师辅助，学生带着遇到的问题来，经与老师和其他组的讨论，习得解决思路和方法。

（二）KMP-Maps 模式的效果评估

由于KMP-Maps 模式涵盖了教师课堂讲授、师生课外互动、学生自主学习、学生组内互动等多个相互嵌套的教学环节，过程与结果并重，因此引入面向主体、基于过程的柯氏四级评估模型（以下简称柯氏模型）对教学效果进行综合评价［23］，并与学生评教结果和教师评学结果进行相互验证。 考虑到柯氏模型中第4 级结果层，用于评估新模式对学生毕业以后从事规划、研究等实践工作产生的实际影响，现时无法测量，因此，本文评价包括前3 级：第1 级为反应层，评估学生对新模式的满意度；第2 级为学习层，评估学生在新模式下的收获度；第3 级为行为层，评估学生今后的知识和技能运用度。 以调查问卷作为主要评价方法，本文共设计13 个封闭式选项（采用五点式李克特量表）和6 个开放性问题。 为保障真实性和可信度，问卷调查匿名进行。 最后45 名学生提交了40 份问卷，经研判2 份无效，回收率和有效率分别为88.9%和95.0%。 利用SPSS 进行信度和效度分析（见表2），整个量表的Cronbach's α 系数值为0.87，单项与总和相关系数（CITC 系数）值大于0.3，表明问卷具有较好的信度和内容效度［24］。

表2 KMP-Maps 模式与传统课堂讲授模式的比较

柯氏评价结果显示，KMP-Maps 模式下学生满意度更高、收获度更大、运用度更好，教学效果总体上显著好于传统课堂讲授模式。 表2 表明，相比传统课堂讲授模式，学生对KMP-Maps 模式的满意度更高，Q1 ～Q5 的均值皆大于4（即比较满意）且在0.05 水平上显著。 这与学生在学校系统中的评教结果形成印证，新模式下教师的综合得分明显提高，单因素方差分析（Holm-Sidak 法）显示2016、2015 级评教得分普遍显著高于2011 ～2014 级，只有2015 级与2012 级之间t值为1.54（p=0.085），差异不显著。 同时，新模式对学生专业知识的掌握和综合能力的提高帮助更大，Q6 ～Q13 均值都接近或大于4 且显著，表明新模式下学生自评的学习收获度更大。 所有分项中，Q8、Q9 和Q12 得分较高，说明新模式对学生实践技能掌握和解决问题能力的提高帮助更大，并能深化其对规划实践目标导向、问题导向和注重动态协调等特征的理解。

为了评估学生的知识和技能运用度，本文设计了3 个开放性问题：（1）上学期你遇到了哪些传统模式中可能不会遇到的问题和困难？ 是否得以解决？ 如何解决的？ （2）经过上学期锻炼后，如果请你参加《榆中县城乡总体规划》项目，你认为自己能胜任何种角色？ 预计可能会遇见哪些问题？ 是否有解决思路和方法？ （3）为了师弟师妹们更好地进行本课程学习，你想说给他们的话是？前2 个问题的内蕴逻辑是，如果新模式下学生通过知识掌握、解决实践问题形成相关能力，那么这些能力不会消失且有助于在未来规划实践中发现和解决类似问题，并有信心胜任更加重要的角色。第3 个问题可认为是学生在新模式下形成的经验，对其以后的学习和工作形成良好反馈。 从表3 可以发现，新模式下学生遇到的问题集中在相关软件的熟练运用、数据获取及分析等工具方法层面，且通过多渠道自学、向他人请教、团队讨论交流等方式基本得以解决。 这说明技能方法直接决定实践结果能否顺利完成，属于“硬”性约束，学生容易感知并能积极掌握。 比较表3 和表4，可以看出经过新模式锻炼后，学生认为技能方法制约已不突出，转而关注相关规定的理解掌握、综合分析判断力、规划思路确定及组织等“软”性约束。 从表5 可以看出，学生在未来进行相关学习和实践时，在态度、理念和方法等方面已具备了一定的适应性。 从图2 可看出，课程结束后79%的学生认为在类似规划项目中能胜任比“实习生”更重要的角色（如项目负责人、专题负责人和项目组成员等），这是对自己具备的规划实践能力，也即知识和技能的综合运用度的一种积极肯定。

图2 学生认为在未来类似规划项目中能担任的角色

表3 KMP-Maps 模式中学生遇到的问题及解决方式

表4 学生预计在类似规划项目中可能遇见的问题

表5 KMP-Maps 模式下学生形成的经验

此外，从学生发展出的认知结构思维导图呈现出的网络化、系统化特征来看，可以认为KMPMaps 模式下的学习效果明显好于传统课堂讲授模式，这与学生的自评结果相互印证。 同时，学生课后自我总结到：“在探讨垣曲县土地规划项目的过程中，我们从一无所知到日渐成形，从抓耳挠腮到喜笑颜开，从浑浑噩噩到有序进行。 那些艰难困苦让我们记忆深刻，那些争执与讨论让我们一步步成长。 ‘纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行’，通过本次的组内规划实践，我们每个人都得到了极大的锻炼，不仅是知识层面的扩大，也是对个人毅力以及品格的增强，亲身体验到规划的流程和点滴，方知实践的不易与重要意义。”这表明了新模式下学生的全面成长和进步。

四、结论与讨论

本文引入项目式教学与传统课堂讲授相融合，构建了指向学科素养形成的KMP-Maps 教学模式。 该模式强调教学活动中教师的引领作用和学生的主体地位，通过创设与课堂理论学习密切衔接的规划实践项目，意图让学生在“学中做”“做中学”的过程中内化所学理论知识，同时提高解决问题能力和团队协作能力，培养综合思维和问题导向思维能力。 在“土地利用规划学”中的教学应用表明，引入了项目式教学的KMP-Maps模式下学生的学习满意度更高、收获度更大、知识技能运用得更好，能有效促进学科素养的形成。

同时，KMP-Maps 模式对理工交叉学科中理论与实践并重课程教学具有普遍借鉴意义。 鉴于综合交叉性和动态实践性是理工交叉学科的普遍特征，将该模式应用于其他交叉类学科时，可将“区域分异性”变换为对应的专业特征，则课程教学目标与认知结构随之可变为“KM-Maps+项目成果”的形式。 理论上，居于核心的项目能把理论和实践教学紧密连接，强调实践出真知的理念、“不拘一格、兼容并包”的方式和“问题导向、任务驱动”下的主动学习，实现理论和实践教学的相互促进和融通。 但实践中，该方法也存在一定局限性，主要是“创设”的项目尽管可以模拟和逼近、但无法还原“真实”的项目，如果“创设”项目的成本过高或逼真度不够，就会影响教学效果。

此外，柯氏模型能够提供主体性和过程性视角，可作为超越“标准答案”、指向学科素养的教学效果评估的一种有效方法。 本文中，柯氏评价（或学生评学）与学生评教、教师评学互为补充、相互印证，不但能促进学生对整个学习过程的总结和反思，而且能全面呈现他们的所得、所感、所惑，便于教师有针对性地对教学内容、策略和方式进行调整，形成“教”“学”两端的良性互动与循环，提高课程教学效果和形成学生学科素养。

注释：

①根据兰州大学学位论文《人文地理与城乡规划专业本科院校空间分布格局研究》，截至2015 年，中国大陆地区共有155 所高校开设人文地理与城乡规划专业。

②包括天水、北京、大同、中山、成都、郑州、石家庄、无锡、深圳、天津、垣曲、隆化等市县。

③规划成果图及成图过程本身就包括思维导图内容，结合学生反馈意见，将思维导图部分融入知识结构图和规划成果图（汇报项目技术路线的形式）中进行考查。