时间:2022-10-02 04:59:41
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇项目驱动法,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:项目驱动;测控仪器设计;教学模式;实践
0引言
测控仪器是利用测量和控制的理论,采用机械、电子、光学等各种计量测试原理及控制系统与计算机技术相结合的一种范围广泛的测量仪器。测控仪器设计课程是对机械设计、微机原理、单片机、传感器、测控电路、信号分析、误差理论等课程内容的深化和延伸,实践性很高。学生通过该门课的学习,应该掌握测控仪器的开发、设计方面的专业知识,具有很强的动手能力。
1问题的引出
在实际教学中,这门课的现有教学模式存在如下弊端:一是仍然采用传统的灌输教育,使学生产生厌倦情绪,失去对课程的兴趣。二是实践教学不具有系统性,因实践教学课时的限制,学生只能对测控仪器设计的少数环节进行实践学习。三是缺乏对已学知识的综合应用,对学生创造力的训练有限[1]。基于此,改变测控仪器课程的教学模式,建立以项目为中心的教学模式,突出项目在课程教学中所扮演的角色,整个教学活动的主线是学生围绕项目开展自主学习,教师主要起辅导、答疑的作用。
2项目驱动法
项目驱动法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法。这种方法认为学生学习的动力来自生存环境的压力———待解决的问题。项目驱动法是实施探究式教学方法的一种,以老师为引导、以学生为主体、以任务为驱动。主要目标是使学生置身于探索知识的情景之中,即在真实世界中应用相关的知识解决特定的项目问题,从而促使学生主动吸收、重组自己的知识结构。从根本上将传统课堂中老师“满堂灌”转变为“学生为主体,教师为主导”的教学模式。这种教学的关键在于培养学生自我学习、认知能力和团队协作能力,并使教学理念的实施更符合人的认知学习规律[2]。
3项目驱动教学法在测控仪器设计课程中的实施
教学中选择的项目应尽可能覆盖测控仪器设计课程的所有知识点,项目完成后学生能理解和掌握测控仪器设计课程所涉及的所有理论知识,掌握运用这些理论知识的技能。同时,项目要具有开放性,不同项目小组的学生可以采用不同的方案、选择不同的元器件实现。此为,尽量选择实际的工程项目,可以锻炼学生从事工程项目开发能力,从而拓宽学生毕业就业渠道。因此,选择DGB-5B型电感测微仪的数字化作为项目开展教学活动。电感测微仪作为本院实验室的仪器,在精密测量领域应用广泛。项目的研究内容包含在测控仪器设计课程的不同章节,由不同的理论知识进行指导。在总体设计这一章的课程上完后,项目小组可以根据设计需求,讨论电感测微仪的数字化的总体方案(单片机还是PC机作为主控单元)。在电路和软件设计这一章的课程上完后,学生可以完成调理电路的设计(模拟电路还是集成电路设计调理电路),AD采样电路的设计(数据采集卡还是独立的AD芯片完成模数转换),软件的开发(开发单片机程序还是PC机程序)。在仪器的精度理论这一章上完后,学生可以讨论如何对数字化后的测微仪进行标定,提高仪器的测量精度。下面以其中一组学生实施的方案,简要说明项目实施的过程。该组学生设计的总体方案如图1[3]。线性位移传感器的结构剖面图如图2。AD698信号调理电路连接及学生制作的实物图如图3。USB-6002数据采集卡外观如图4。程序采用LabVIEW开发,学生开发的程序界面如图5,程序框图(代码)略。项目完成后,各项目小组将项目过程中形成的设计方案、图纸、软硬件整理后,结合项目的心得体会撰写项目报告,其他小组成员可以对该组的项目展开讨论,提出改进意见。
4结论
通过在测控仪器设计课程的教学中引入项目驱动教学法,学生对该课程产生更大的兴趣,加强了与教师的交流,学生的理论知识和实践技能得到了系统训练,有助于学生尝试创新设计和进行科研活动[4],同时,更多的学生通过课程项目的训练,参与到各类竞赛中,增强了学生的专业自信。
参考文献:
[1]戴金桥,俞阿龙,孙华军.项目驱动法在智能仪器设计课程教学中的应用[J].中国教育技术装备,2015(16):83-85.
[2]刘贵云.《传感器与自动检测技术》的项目驱动法研究[J].教育教学论坛,2014(36):150-151.
[3]蒋彦,侯建伟,黄智,等.DGB-5B型电感测微仪的数字化设计初探[J].数字技术与应用,2014(8):150.
一、项目驱动法的基本理念
项目驱动法是一种建立在建构主义学习理论基础上的创新性教学方法,主要是通过教师与学生共同实施一个完整的“项目”的实践教学模式。项目驱动法教学模式中,教师是整个教学活动也就是“项目工作”的组织者和指导者,也是帮助学生完成“项目工作”的帮助者和促进者。教师充分利用教学情境、对话等学习环境要素,发挥学生在该实践教学活动的主动性、积极性和创造性,让学生在“项目工作”完成后获得相应的教学知识和实践能力。“项目工作”主要是指生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为主要目的的工作任务,在进行项目驱动法教学时,按照具体的实施环节进行,一般分为情境创设、问题牵引、计划实施和效果评价四个方面。
二、项目驱动法在高职服装专业教学改革的应用探析
1.项目设计
根据高职服装专业的课程安排,选取符合项目驱动法的专业课程,然后将项目驱动法在教学中加以应用。首先,确立项目驱动法以“项目工作”为核心,因此,在设计项目驱动法教学时,需要按照学生的认知规律和职业发展需求,将项目理论与实践相结合进行教学。
2.情境创设
在项目实施前,将班级学生分为若干学习小组,给每个学习小组安排一项具体的学习任务,在小组成员完成各自学习任务的同时,共同完成小组学习任务。学习情境一般是以问题牵引或工作任务的形式进行设计,用学生喜闻乐见的方式展开教学,在进行学习情境创设时,一定要注意所学习的“项目工作”内容与课程学习内容相适应。
3.实施计划
学习分组与项目任务确定以后,就要针对不同级别的任务,创设出特定的工作情境,做好项目任务的分解,从而制订合理的工作计划。在具体的实施中,采用小组成员之间相互讨论、各小组合作交流的学习方式进行。在计划实施过程中,对项目工作期间,对涉及项目的理论知识和学习过程中存在的理论知识,教师安排时间进行集中讲授。在每次计划实施后,都布置一定量的理论作业和实训作业。在小组同学完成项目工作以后,按照项目工作的实施进度和教学进展,写出相应的实训报告,巩固学生的项目实训效果。
4.效果评价
项目驱动法效果评价以过程考核为主,最终成绩为辅。简单来说,就是在项目驱动法教学当中,采用平时成绩+考试成绩+技能考核结果的方式进行综合性评价,重点突出职业技能的考核。平时成绩包括学生在项目教学中的学习态度、学习表现、发言情况、交流情况等,技能考核主要包括学生项目工作完成后的项目成品,考试成绩就是学生期末考试闭卷考试成绩。根据各部分考核结果,按照各部分比例,评价每个学生的专业学习效果。
三、做好项目驱动法教学改革的策略
1.转变教师的教学改革观念
项目驱动法在具体的项目任务驱动下,在完成任务和解决问题的过程中,通过对学习资源的积极应用,进行自主探索和互动协作学习。因而教师要改变对教材的认识态度,不再以专业教材为准,而是将教材作为项目驱动法教学的参考书,整个教学过程根据项目进度要求,提升学生的专业实践能力。
2.打破学科界限
实施项目驱动法,教师一定要对服装专业的主要课程有一个全面的了解。实施项目时,也可以跨多门课程,进行相关专业知识的综合性提高,在教学项目中,让学生自主参与到项目工作的各个环节中,也在综合性学科领域拓展中完成岗位熟悉,增强高职服装专业学生的岗位适应能力。
3.重视服装专业教学改革,加强教改管理
高职院校重视服装教学专业的教学改革主要从三方面开始,首先是加大投资力度,在院校中增加图书资料种类和数目,为服装专业学生的职业发展提供更多理论参考;其次,加强高职院校服装专业项目驱动教学的校企合作,为学生的项目实践找寻新途径,给更多学生提供岗位实践机会;最后,突破教学常规,允许学生在项目实践时,打破学校封闭式课堂教学模式,鼓励学生在多变的教学环境下完成项目工作。
四、小结
关键词:建筑材料施工;项目驱动法;教学改革
引言:
相关项目的主要驱动教学是在构建主义教学理论基础上的一种主要教学相关方法,其主要的基本思想就是让学生的学习活动以及工程实际应用进行密切的结合,因此可以充分发挥学生的自主创造性、以及主动性。教师在整个实验过程中能够组织以及引导作用,学生的综合素质需要具体实验的构思、设计、实现及运行过程中得到了锻炼和提高,这是当前公认的主要的科学的应用型本科人才主要培养方法。开始针对项目驱动教学法的培养模式以及建筑材料实践教学的目标需要高度的一致,需要决定对主要级土木工程专业部分本科生进行项目驱动法教学改革,未进行项目驱动教学的学生进行对比的分析,因此这就是教学的主要改革效果。
一、建筑材料的课程项目的教学现状
建筑材料是现在全世界上应用最广最多的主要材料,涉及的领域主要包括无机材料、有机材料、高分子材料、复合材料等等。故而,建筑材料和其他学科交叉也比较多,因此学生针对很多材料的生产工艺应用等都需要一些了解,这是有一定困难的。因为时间、资金、资源的主要限制,实践教学的相关内容也比较单一,实验的数量比较少,分析还没有对比性,实训的主要内容需要与理论课程内容有一定程度的脱节,需要对教师依赖性较强,这样无法激发学生的学习兴趣。因此,因为实验项目单一,学生无法发挥主体作用,处于一种“按部就班、照方抓药”的主要学习状态,因此学生想设计一些实验验证、解决学习中遇到的一些问题或者是困惑,也因此没有条件,也没有场地来满足学生的实验需求。
二、项目驱动教学改革内容
针对于教学模式的主要改革,改革前的需要的主要实验教学内容分散,各主要实验项目之间需要相互独立。针对于土木工程专业人才培养目标以及目前的工程实际,依据开始由浅入深、并且由单一到综合、循序渐进的原则逐渐设置建筑材料实验教学课程。笔者建议首先开设一些简单的单项的基础实验,比如建筑原材料水泥、砂、石实验等,还有主要目的就是通过这些实验培养学生的基本实验来开始操作技能,加深对于建筑材料以及理论知识的主要理解。并且在此基础上能够以开设一些综合性的实验项目,能够加深学生针对建筑材料性能的主要认识。针对这类综合性实验,逐渐分小组完成,每组人数基本为5个人,可以采取自愿组合,也可以逐渐有指导教师指定,每个小组设置核心组长一名,组织小组的所有成员都需要定期的开展讨论,以至于共同解决实验中遇到的所需要问题。针对于每一个实验项目都需要确定结合学院实验仪器情况开始由教师指定或者是小组共同拟定的实验课题,比如混凝土的配合比的相关设计、混凝土的耐久性(抗碳化、抗氯离子渗透性、抗冻性、硫酸盐侵蚀等)的实验、工业的废渣在水泥混凝土的应用等等,在拟定的题目确定需要初步的实验方案。
指导的主要负责教师需要针对实验方案进行主要指导、评价是否真正可行,确定之后就可以分小组进行相关的实验。不论是实验材料的重要准备,实验仪器的主要选择都是需要实施方案的确定以及实验报告的撰写都是由每个小组自主完成,指导教师还需要对实验过程进行监督,并且在重点、疑难得重点环节之上进行适当进行指导。当实验基本得完成时,指导教师组织全体学生集中讨论以及点评,总结各个小组在实验过程中的主要优点包括得出现的问题,在实验结束之后,需要针对小组得每一个成员都要在实验过程中发挥主要作用,逐渐实验报告的撰写并且项目实验结果借此给定学生实验成绩。
三、考试方式得改革内容
教学改革进行之前,因为每一个实验项目都是固定并且单一而且成绩得评定相关得主要是根据实验过程中的主要提问以及实验报告完成相应质量。根据多组次实验项目得相同,因此实验报告还有雷同现象比较的突出,学生抄袭的现象也越来越严重;在实验过程中教师提问不可能面面俱到,更不可能每一个学生都要提问到,因此学生成绩不可避免的有一定的偏差。通过这样教学改革,针对建筑材料实验成绩考核方式进行了主要改革。
开始改革之后,如果学生成绩的评定需要实验操作的技能、实验报告以及文献查阅的能力包括实验讨论表现四部分构成。实验的操作技能还要根据学生在建筑材料的基本物理性能在实验中的表现从而进行充分的评定。查阅能力就是要求学生根据已经布置的主要实验任务,查阅的能力需要进行的检测项目以及检测方法,这样针对整个项目小组需要共同评定。实验的主要讨论表现就是针对项目小组中的每一个成员,并且需要他们在整个实验过程中的主要合作能力包括创新能力以及工作态度进行主要评定。实验报告中基础技能部分进行全部的学生按照操作步骤书写,综合的实验部分就是每个项目小组各自撰写的任务。学生实验成绩的评价体系需要更具体、减少了教师的主观评分比例,这样学生就需要表现自己的能力,自然在实验过程中逐渐付出主要的精力以及更大的努力。
四、项目驱动教学法的主要意义
项目驱动教学法主要是指老师和学生通过主要实施科研项目中的全部以及部分实际工作从而进行主要的教学活动。学生在项目实施过程中需要有意识、有组织、并且系统的完成的一件具体的、有实际应用价值设计或者是产品,针对具体的情景中需要通过所学的理论知识来解决实际问题。因此,项目驱动法理论在国外诞生,这些年来在国内引起了教育工作者的主要广泛关注以及研究。则针对研究成果显示,项目驱动教学法不仅能够提高学生的主要学习兴趣,开始促进学生活跃、需要培养学生分析问题以及动手解决问题的能力;主要理论体系逐渐联系实际,主要在具体的项目实施中能夠表现出职业能力素养,大部分学生走出校门能够做好最充分的准备。本文笔者结合自身的实践经验,逐渐选择适宜的机械专业本科生完成的重要课题,通过课堂教学以及课余指导方式,希望能够让学生要在完成项目的主要过程中逐渐加深理论知识的理解以及应用,逐渐增强了学生的实践能力。
结语:
为了进行培养工程型、应用型的自主创新学生,主要针对土木工程专业建筑材料实验课程的相关教学内容、教学方法以及考核方式进行能够改革的优化。项目的驱动实践主要教学改革,逐渐激活学生学习热情,开始提高了学生的实验技能以及创新能力。把本文通过笔者的主要切身实践经验,对于建筑材料的项目驱动教学法进行了主要的相关研究以及分析。
参考文献:
[1]尹健,李益进.《建筑材料》教学改革实践[J].株洲工学院学报,2004,9(5):47-49.
[2]李晨洋,刘东,赵晶.基于MIT模式的建筑材料课程教学改革[J].山西建筑,2010,36(22):220-221.
[3]范伟丽,武桂枝.《建筑材料与检测》的教学改革浅议[J].河南水利与南水北调,2011(4):59-61.
[4]吴永明,施斌,何军拥.能力培养与开放式建筑材料试验教学改革[J].广东建材,2009,32(6):29-31.
关键词:项目驱动法;机械制图;轴承座
《机械制图》是高等教育机械类专业的一门专业必修课,培养学生正确的机械零配件的测绘能力、常用测绘工具的使用方法、机械部件与零配件之间的装配关系等。传统《机械制图》教学重理论,轻实践,没有选取一些实效性强的机械零配件进行案例教学,学生学习兴趣不高。《机械制图》是一门实践性较强的课程,强调学生的动手实践能力,培养学生的实际操作能力。项目驱动教学法是以实际项目为对象,通过项目开展教学,通过社会企业的实际机械部件,要求学生了解部件的结构形状,对使用机械制图软件按照技术方案标注零部件的尺寸、技术要求等。项目驱动法在高校《机械制图》教学中的应用,激发了学生的制图兴趣,鼓励学生进行自主学习,进一步提高了《机械制图》的教学质量。
1项目驱动教学法
项目驱动教学法最早诞生于德国。德国教育将教学内容分解为若干个相互独立的教学模块,要求学生独立完成这些教学模块。通过项目驱动教学法可以让学生独立完成教学任务,能激发学生的学习兴趣,培养学生的实践应用能力。《机械制图》项目驱动法就是以某个机械零配件制图为教学内容,鼓励学生自主学习,教师辅导或监督学生完成该配件的设计、制图。学生通过该项目掌握相对应的《机械制图》理论知识,熟练常用的机械制图技能。项目驱动教学法以学生为中心,学生的主体地位得到体现,教师只是辅助学生或指导学生完成教学任务,强调的是教师与学生的密切配合,有利于学生的专业发展,同时也有利于学生的人格发展,可以锻炼学生独立处理问题的能力,可以锻炼学生创新的能力、探究问题的能力。
2项目驱动法的实施步骤
项目驱动法最核心的内容是项目的实施步骤,不同规格的项目实施步骤不尽相同,但关键的步骤一致,包括项目的设计、项目的实施和项目的评价。最关键的项目的设计,教师应该根据教学知识点和技能要领,设计适合学生实际情况的项目,以学生为本,体现学生知识水平和个性。
2.1项目的设计
合适的项目是保证项目驱动法能否成功的关键环节。《机械制图》教师应该选择合适的项目,选择项目时不仅要体现《机械制图》的课程教学内容,还要覆盖课程的重点,既要考虑基础好的学生,也要考虑基础不好的学生,项目的可行性、难易程度都要适中。项目要能够激发学生的制图兴趣,吸引学生自主实现。项目的任务划分和分配也是项目设计的主要工作,一个项目要根据项目任务的大小、学生人数等划分成多个子任务,每个子任务应该有细化的任务,必须有实际产品。《机械制图》项目设计一般是一个机械配件,再根据该配件拆分成多个零配件,每个零配件为一个子任务。这种项目设计适宜指导,有具体的任务,可以设计预期目标,可以让学生带着任务和目标同时进行,有利于培养学生自主探究的能力,也有利于学生个性化发展。
2.2项目的实施
为了项目能够完善的实施,首先要确定小组成员和小组长。小组成员的产生尽量考虑项目子任务的大小,选择个性化、差异性互补的成员为一个小组,小组人数确定在5~8人左右,由教师指定或小组成员选举产生1名小组长,负责小组内事务处理、教师沟通等。教师根据每组成员的特点制定不一样的任务,分配给每个小组1个项目。小组内成员进行资料查阅、课堂讨论、组间讨论等,分析项目任务内容,制定详细的任务实施方案,实施方案要做到细致、可行,具体细化成不同的小项目,设计出执行顺序、执行时间。小组长根据每个成员的个性特点,分配不同的任务,每一成员完成各自的任务后,组内汇总交流,提交任务材料。
2.3项目的评价
为了评估项目实施的效果,应该制定一套项目评价体系,科学合理地评价项目实施的质量。项目评价体系应该充分考虑组内各成员的答辩情况、组内成员提交材料的完成质量、学生的实践实训能力。通过项目的评价,可以使小组内每位成员的情况都能得到清晰的展现,确保成绩的公平、公正、公开。课堂教学仍然离不开教学评价正确的教学评价会让学生引起重视,是项目设计实施完成的外在驱动力。
3项目驱动法在高校《机械制图》教学中的实践应用
项目驱动教学法以学生为主体,以项目为驱动,通过学生的自主探究,实现课堂理论知识、实践技能、职业道德三者的有效结合,为学生未来找到理想的工作作了准备。项目驱动法应用于《机械制图》教学,应该首先确定一个总项目,再将总项目细化成若干个小项目,通过小项目来驱动教学目标。因此,《机械制图》课堂教学一段时间后,设计一个总项目,将若干个教学点贯穿,激发学生的学习兴趣,调动他们的积极性。
如图1所示,布置1个总项目任务,学生必须完成先一轴承座模型。这个总项目任务布置下去后,先让学生们自由讨论如何实施这个项目,引发他们自主探究的思维。最后教师引导学生将总项目分为5个不同的子项目:(1)凸台;(2)轴承圆筒;(3)支撑板;(4)肋板;(5)底板。具体如图2所示。这些子项目就是项目驱动的子任务。教师引导学生说明这个轴承座既是一个零件,又是一个可拆分的组合体,其中的任何部分都是一个不完整的基本体。分析整个轴承座模型是由不同的机械零配件组合而成,底板是在一个U方体的基础上而来的,即在U方体的上前端钻2个大小相同的通孔,底面加上一个槽,然后在前端两侧倒2个圆角而得到。U方体由上、下2个底面,前、后、左、右4个侧面,共6个面组成,最后体会到点是最基本的几何要素。
学生学习一定要有兴趣来引导,一旦一门学科激起了学生的学习兴趣,就能轻松地把他们领入知识的大门。单片机是一门理论性很强的学科,基本知识较多,如单片机最小系统外部结构、单片机内部结构、单片机指令系统、程序设计方法、单片机接口技术等,都需要学生熟知,传统教学中也是循序渐进地讲授给学生。在学生学习这些知识的时候,这些结构、指令太抽象,学生就逐渐失去了学习单片机的兴趣,停留在单片机的大门外,以后提到单片机也是觉得枯燥无味,不愿再深入学习。单片机也是一门实践性强的课程,学生理论基础没打好就会导致后面的实操毫无意义可谈,造成恶性循环。
二、基于项目驱动法的单片机课程一体化教学设计
项目驱动法是教师根据学生的实际情况以及教学大纲的知识点要求,选择合适的学习项目,在各个项目中穿插学生需要掌握的相关理论知识,循序渐进,重新整合教学内容,从而激发学生学习兴趣,引导学生学习相关理论知识,并主动完成项目中的每个任务,最终完成项目,达到学习目标。这是采取项目驱动法的意义所在。
根据笔者学校学生学习情况,笔者结合技校单片机专业课程教学大纲,单片机课程进行项目设计如下表。
三、单片机课程项目教学实例
现在以项目1中的任务二――单向流水灯设计为例,讲述项目教学的实施过程。
第一,发放任务书。首先让学生了解本次任务目标是完成单向流水效果显示,即灯从P1.0口的灯到P1.7口的灯逐个点亮。
第二,学习单片机硬件结构。教师讲授单片机以本课程的教学中常用的AT89C51为例,包括功能、引脚排列及其相关应用、最小系统是哪些、包含哪些部件、最小系统的工作原理以及用途。
第三,教师讲授C程序的基本结构、C51的数据类型以及C语言的基础语句。
第四,学生用Proteus仿真软件绘制流水灯电路,注意不要错漏元器件,并且不要重名。
第五,按照步骤一中流水灯的花样要求,在Keil仿真软件中编写程序并编译,编译无误并生成以学号为名的HEX文件,下载到Proteus仿真软件中进行仿真(在ISIS软件中双击AT89C51、载入HEX文件、仿真、正确的现象应该会出现八个流水灯流水的效果)演示效果,并进行程序调试,直到效果达到任务书要求即完成调试。
第六,软件调试达到任务要求的流水效果后,分组协作研究电路布局―按照电路领取元器件―插件焊接,制作单向流水灯电路。
第七,学习烧录器的应用,并利用烧录器烧录程序至电路板,接通电源验证电路与程序的正确性,验证是否符合本次任务中程序设计的要求效果。如果不符合,小组协作利用万用表检查电路焊接是否出错,同时检查程序是否存在问题,改错后再烧录验证,直至排错达到任务预期效果,完成任务。
第八,项目结尾。每小组讲解本组项目完成情况,展示成果,分析项目过程中的难点与问题,分享其中的收获体会,提出下次项目应注意的事宜,交流经验提升自己。同时教师和其他小组对演讲的小组进行评价。最后每组完成项目任务书,并上交任务书和完成的电路设计。
四、效果分析
关键词 大学生创新训练项目;项目驱动法;创新创业教育
中图分类号:G652 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)18-0082-02
1 引言
创新创业教育已成为大众化高等教育创新发展的必然要求,是现代教育改革的趋势和高校未来发展的方向。“国家大学生创新创业训练计划”是国家教育管理部门面向本科生立项的项目,也是高等学校本科教学质量与教学改革工程的重要组成部分,主要包括创新训练项目、创业训练项目和创业实践项目。大学生创新训练项目主要以学生为主体、以兴趣为出发点、以创新为导向,强调自主性、协作性及实践性,让学生敢想、能做、能写、会说,激发学生的学习兴趣,发挥学生的创造潜能,让学生亲身体验科学研究的过程,着重于与科学研究方法的训练和实践能力的培养[1]。
所谓项目驱动法,是教师和学生在实验室通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。它既是一种课程模式,又是一种教学方法[2]。从学生的角度来看,项目驱动法是一种适用于学习操作性和实践性较强的知识和技能,帮助自身明确学习目标的学习方法。从教师的角度来看,项目驱动法是一种适用于培养学生自主学习、增强其分析并解决问题的能力的教学方法。在项目驱动法中,学生根据项目需求来主动学习、寻求知识,解决实际中出现的问题。
大学生创新训练项目主要由2~5名学生构成一个项目组,首先,学生根据自己的兴趣申报项目课题,申报成功后再进行项目分解、分工合作直至完成项目。指导教师在学生选题、申报、处理项目中的难题等多个过程中给予指导。整个创新项目完成过程中,教师的指导作用为辅,充分发挥学生主动性、积极性为主。学生和教师共同合作,完成大学生创新项目,真正完成一个项目驱动的过程。
大学生创新训练中的项目驱动不同于一般课程中所使用的项目驱动,主要在于一般课程中的项目是由教师预先设定好的,项目是为课程所学内容服务的,整个项目综合性、创新性较弱,学科较为单一。大学生创新训练项目是由学生根据自身兴趣并结合多门所学专业课程进行申报的,项目是学生自主提出来,并且创新项目包括项目提出与申请、项目的总体设计、单元模块制作、总体调试、项目的阶段汇报、项目结题汇报等多个环节,项目具有较强的实践性、综合性和一定的创新性。
本文结合咸阳师范学院大学生创新项目“无刷直流电动机转速控制”,说明项目驱动法的在电气工程专业大学生创新训练项目中的具体应用,希望能够扩展项目驱动法在实践中的应用,也希望能够为其他专业的大学生创新项目的顺利进行提供一些有益的借鉴。
2 大学生创新项目的选题和申报
技术项目是实现项目驱动法的载体,大学生创新项目的确定主要根据学生的兴趣并结合所学专业、密切联系实践来进行选题和申报。电动机广泛应用在工业机床,家用的冰箱、空调、电动自行车等多种电器产品中,也是电气工程专业课程电机与拖动主要的研究对象。项目组几位学生对电动机控制也十分有兴趣,决定选定电动机控制作为创新项目,这样能够把自动控制、模拟电路、电机与拖动等所学多门课程知识进行综合应用,并提高实践动手能力。
电动机分为直流电动机、异步电动机、同步电动机、步进电动机、直流无刷直流电动机等多个种类。直流电动机、异步电动机、步进电动机几种电动机控制方法较为简单,同步电动机控制方法就很难;直流无刷电动机是一种控制电动机,结构比较复杂,控制实现难度相对大,得到锻炼机会也就大。最后决定选用无刷直流电动机速度控制作为大学生创新训练项目进行申报,并主动联系电机与拖动任课教师作为指导教师。按学校要求填写大学生创新项目申报书,请指导教师提出改进意见、凝练创新点,经过多次认真修改,提交到学校并最终得到立项。
3 项目驱动法在电气工程类大学生创新项目中的具体应用
项目实施首要及最重要的部分是进行总体规划和设计。先由项目组学生查找资料,提出系统控制的初步方案,再由指导教师进行改进,然后把整个控制系统分为若干单元模块项目,每个模块任务由学生进行完成,单元模块完成后再进行系统调试。无刷直流电动机速度控制方法主要有专用芯片控制、单片机控制和DSP控制三种。其中专用芯片由专业的芯片公司开发,学生对具体实现过程不能深入理解;DSP控制功能强大,对线路设计要求高,学生还没有系统学习过DSP相关知识。项目组几位学生对单片机知识掌握较好,在项目执行过程能够将所学知识进行良好的应用,因此,最后确定选择使用单片机对无刷直流电动机进行控制的方案。
应用单片机对无刷直流电动机进行转速控制,分为硬件电路和软件控制两大部分,硬件部分要与软件部分进行紧密结合,才能够完成好控制任务。
1)硬件电路部分可以分为4个主要单元模块任务。
①三相逆变器电路:把直流电逆变为交流电通入无刷直流电动机的绕组,完成无刷直流电动机的换相控制,从而达到控制无刷直流电动机连续旋转的目的。
②逆变器驱动电路:把单片机输出的逆变控制弱信号进行放大,控制三相逆变电路的场效应管的关断与接通,完成直流电的逆变作用。
③无刷直流电动机转子的位置检测电路。
④电机正反转及转速的设定电路及转速的显示电路。
2)软件控制部分可以分为2个主要单元模块任务。
①根据硬件电路给定的无刷直流电动机正反转、转速设定信号及转子位置信号,控制输出逆变电路的控制信号,控制逆变电路不同场效应管的导通,达到无刷直流电动机正反转及转速控制的目的。
②无刷直流电动机转速的计算和转速显示控制。
整个项目中硬件部分和软件部分要进行良好的配合,进行硬件设计和软件设计的学生之间要及时沟通,硬件部分进行变化后,软件部分也要进行相应的变化。为了加快项目的进展速度,首先要完成整个系统的主要部分,比如硬件任务的①、②、③及软件任务的①,在此完成的基础上再逐步加入硬件任务④和软件任务②,不断完善系统的功能。把项目分成多个任务,并安排好完成次序,就能够控制项目的完成过程。在每个任务执行过程中,由于任务明确,学生会主动查找相应的资料并自行学习,在教师指导下努力解决,确保项目的顺利进行。
学生会在项目任务进行过程中碰到一些疑难问题,要能够准确描述出现的问题,并与指导教师进行协商,与指导教师共同分析问题出现的原因,找出解决问题的方案,再进行验证和解决。如三相逆变器电路搭建任务过程中,开始时整个电路由有6个N沟道场效应管搭建而成,电路调试中发现上面3个场效应不能关断。学生和教师共同分析原因,发现由于驱动电路输出电压为正值而产生的,决定把上面3个N沟道场效应管改为3个P沟道场效应管,最后整个电路能够正常运行关断。
在项目进行过程中,无刷直流电动机的转速检测等问题,也都是由教师与学生通过共同努力进行解决的。
4 结语
大学生创新项目“无刷直流电动机转速控制”项目软硬系统的顺利完成,证明项目驱动法在大学生创新项目中是一种切实可行的方法,将其应用到课程设计、实训等其他实践性很强的教学课程中,具有重要作用和意义。在大学生创新项目的实施过程中,教师在学生申请项目选题中应该发挥比较重要的指导作用,把握项目的实践性、综合性、创新点及可实现性;在进行项目过程中,要能够把项目进行分解和细化,为项目的顺利实施奠定良好的基础。
在具体指导过程中,指导内容会涉及多门课程的知识和技能,由于大学生创新题目本身具有一些创新点,项目进行过程会遇到一些实践性很强的问题,教师可能也不是很熟悉,这就对教师的知识结构提出特别高的要求。因此,教师也应该不断学习,不断扩展自身的学术范围,在项目进行过程中与学生共同进步,不断提升自身的实践能力。
学生在大学生创新项目中从项目选题、项目申报、项目总体设计、单元任务的完成、团队合作等多方面得到很大的锻炼。学生为了完成项目,会主动学习去分析问题、发现问题和解决问题,每完成一个项目单元,都会增强信心和成就感,为下一个项目单元的顺利进行积累更多的经验。在项目进行的后期,学生经常会提出一些新的想法,用以更好地完善整个项目。学生在基于项目驱动法进行的大学生创新项目中,自学能力、分析问题与解决问题能力、实践动手能力、团队合作能力等多方面的能力都得到很大的提升,为今后进行科研、进入企业工作打下良好的基础。因此,项目驱动法应用在大学生创新项目中是一种特别行之有效的办法。
参考文献
关键词:项目驱动法;高职高专院校;计算机课程教学
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 02-0152-01
一、项目驱动教学法的基本教学原则
(一)加强突出学生主体地位
教师应该明确自己的辅助指导角色,学生学习知识不能够完全依靠教师的灌输式教授,而是应该在教师的引导之下,由学生主动探索学习知识。教师应该做好角色转换工作,转变为课堂教学的配角角色,帮助学生养成主动思考、积极探究的学习习惯。但是,教师也是课堂教学中不可缺少的关键角色,教师在激发学生主动学习的同时,还要指导学生养成良好的学习动机,通过教学项目的设计,使学生了解学习知识的重要意义,并积极组织开展与学生的讨论交流活动,加强学生之间团结合作的能力。
(二)教学项目设计至关重要
教学项目的设计要与实际生活联系,从实际需求的角度完成教学项目的设计。教学项目不仅要满足真实、可信等特点,还要能够真正提高学生的实践操作能力。
(三)为学生创造良好的学习环境
由于完成教学项目的方法多种多样,因此,教师要为学生创造良好的学习情境,提供更多有用的学习资源,合作学习是项目教学法的关键,教师要积极组织学生开展小组讨论、相互交流的活动。项目作为整个教学活动的核心,教学效果的评价也需要以项目完成的情况作为条件。
二、项目驱动教学法在高职高专计算机课程教学设计与实施
(一)项目内容
以真实项目来驱动高职高专计算机课程ASP网站设计开发课程的教学实施过程,始终以项目教学为根本核心,将其贯穿于教材的选择、大纲的拟定、教学的实施、效果的评估等各个环节中。
(二)教学目标
在ASP网站设计开发项目过程中,将部分分散的实际案例集合成为核心案例,将项目实例作为核心始终贯穿于教学全过程中,激发学生主动学习的积极性,使学生真正能够学以致用等,比按照教学大纲由教师重新设计分散的项目实例的教学效果更为突出。ASP网站设计开发课程的每一个章节的教学内容要以达到设计目标为根本,通过学生分组合作、相互交流等使其能够真正投入到系统设计、错误调试、优化改进的项目实践过程中,学生将学习的理论知识与独立思考相互结合,再动手进行实践操作,以此来掌握ASP网站设计开发课程教学大纲中明确的知识和技能。
(三)项目实施
整个项目的教学实施过程总共分为四个阶段:
(1)导入阶段。选取与学生生活有关的项目实例,通过信息技术教学方式来确立项目目标,激发学生学习兴趣。
(2)模拟阶段。将项目教学设计按照不同的具体任务分为多个教学模块,以一定规律循序渐进的培养学生主动探索、主动思考、主动解决问题的学习习惯。通过学生模仿教师逐渐参与到项目实践设计和编程的过程中。
(3)实践阶段。由教师准备与教学内容匹配的实践项目,通过学生的亲自动手实践,真正掌握到项目中包含的多种技术和技能,形成一个完整的感知过程。
(4)提高阶段。对项目理论知识的学习和相关技能的掌握进行总结,使学生对项目的学习能够有深入理解和切实提高,同时,教师应该准备综合知识点较多的项目加强部分能力较强学生的实际联系。
在项目实例的选择中,应该遵循从基础联系项目到综合实践项目的选择方法,按照由小项目到大项目的循序渐进过程展开。ASP网站设计开发课程每一个章节的具体教学内容都需要确立明确的设计目标,学生按照既定目标,积极投入到完成项目的实践中,在系统调试、任务优化、设计改进的过程中学生能够独立思考问题,独立动手操作,积极展开合作讨论,从而真正掌握到该门课程教学大纲中的教学内容。
三、项目驱动教学法在高职高专计算机课程教学中的应用优势
(1)传统高职高专计算机课程教学中,大多数教学实验都是分散独立的。通过项目驱动教学法,能够将每个实验中的重点内容相互结合,使得学生从全局性的角度出发考虑实际问题,最终解决问题。项目驱动教学法的应用能够使学生在学习计算机知识的时候全面考虑问题,主动进行知识体系的构建。
(2)传统高职高专计算机课程实验教学的内容与学生生活相互脱离,而项目的选择和设计来源于学生的真实生活,能够从根本意义上激发学生主动学习的热情。由教师设计的项目内容不断驱使学生对知识产生好奇心理,真正调动学生学习的积极性。同时,通过项目驱动教学法能够使学生在学习的过程中带着问题、探索问题、解决问题,端正学生学习的动机。
(3)项目驱动教学法是由教师给出项目内容之后,学生自主独立地完成整个项目的过程。在此过程中,教师承担着选择项目内容的主导作用,以及对学生完成项目评价的指导作用,其他环境步骤则由学生独立完成,充分体现了新教学改革背景下,突出学生主体地位的教学理念。
(4)应用项目驱动教学法能够使得高职高专计算机教学实验更加具有探索性,学生可以自己选择所需实验设备,拟定实验方案,通过主动探究、仔细观察、独立思考等完成整个项目。在完成项目的过程中,学生能够形成完整的知识体系结构,同时培养了学生创新开拓能力。
四、结论
综上所述,项目驱动法是适合我国高职高专院校计算机课程教学的有效教学方法,能够真正提高高职高专院校学生的自主学习、自主探究意识,激发学生主动学习的积极性,不断培养学生的实践操作能力。
参考文献:
【关键词】任务驱动法;机电实验教学;教学方法;教学改革
一、任务驱动法的基本内涵及特点
任务驱动法(即任务驱动教学法)是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法,它是坚持以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念;主张探究式学习,使学生处于积极的学习状态;每一位学生都能根据自己对当前问题的理解,运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。也就是说,任务驱动法是以“建构主义”为理论指导的教学方法,坚持以教师为指导,学生为中心的原则,利用教师组织者、指导者和促进者的作用,辅以教学情境、师生协作、学生会话等诸多要素改造,重组原有的学习经验,充分调动每个学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性,从而建构起新的知识体系。这一方法的主要特点是“任务驱动”和“注重实践”。
二、任务驱动法对机电实验教学方法的改革
机电实验教学过程中,运用任务驱动法,主要表现为坚持以学生为主体、教师主导,因材施教,积极推进基于工作过程的教学方法改革,以工作过程为导向,以任务、项目为驱动,通过提出问题、分析任务、实现目标与评价效果等环节逐渐培养学生学习活动与真实任务相协作的能力,从而引导学生形成浓厚的学习兴趣,推动其学习目标的实现。这一方法的应用引起了机电实验教学方法的一系列改革,在具体机电实验教学实践中,呈现多种教学方法。
1.案例教学法。基于任务驱动法在机电实验教学过程中,教师更多地采用案例教学法、问答教学法等,实行启发式、讨论式教学,鼓励学生独立思考,激发学习的主动性,充分尊重学生在教学过程中的主体地位,教学环节的师生互动,既改革教的方法,又指导学生改进学习方法和思考方法。在《机械制图与CAD》实验课程中,教师以现实生活中的零件作为模型讲解零件的图形表达方法,让学生多思考,积极加入到讨论行列,激发学生学习兴趣,少讲多练,提高学生实际绘图能力。
2.项目驱动教学法。基于任务驱动法在机电实验教学过程中,为培养学生思维能力和综合分析问题、解决问题能力,提高其职业技能,教师可大量采用项目教学法,以项目驱动,让学生在规定的时间内完成项目内容,教师只加以指导,完成后再由学生互评,教师点评。在《数控加工与编程》实验课程中,教师准备多个数控加工的工件为项目,将学生分组,让学生自己确定加工方案,分析加工工艺流程,确定工艺参数,编写加工程序,最后完成加工过程演示。
3.基于工作过程教学法。为突出学生在校学习内容与实际工作的一致性,采用基于实际工作过程为导向的教学方法。以《数控加工与编程》课程教学为例,其课程设置主要针对数控机床操作工和数控机床编程员。在实验教学环节中,教师根据工作过程调整教学内容,引导学生自己分析零件加工工艺过程,各工步完成的内容及注意事项,让学生懂得需要做什么,怎样做,需要具备哪些知识和技能,让学生有针对性的学习,学以致用。
4.仿真教学法。利用现代信息技术和教学软件建立虚拟车间、虚拟工作项目,并通过“虚拟工位”操作来完成工作任务,营造仿真工作环境,优化教学过程,提高教学质量和教学效果。如《数控加工与编程》课程,可以利用多媒体技术模拟数控机床(数控车床、数控铣床或加工中心)仿真操作,完成零件编程与加工。特别是在该课程实训的后期阶段,利用软件在虚拟环境下,要求学生设计并安装机电设备液压控制系统及电气控制系统,并用PLC控制液压缸的工作,强调电、液、气、PLC检测等多技术综合应用。又如《机械设计基础》实验连杆机构,以前在课堂上讲很多遍学生也很难理解,而经过改革后,将连杆运动做成动画,把常用的机械设备的连杆部分拍成照片播放给学生看,还做了连杆教具,直接带上讲台演示,使深奥的理论变得生动、易懂。
5.“课堂+车间+师徒”现场教学。机电专业学生毕业后大多从事技术工作,因此要求在校学习期间就必须具备较强的动手能力。可以推出“课堂+车间+师徒”的人才培养模式,学生即徒弟,教师即师傅,把课堂搬进车间,把产品搬进课堂,以产品、项目驱动,实现教、学、做一体化,培养学生职业素养,提高学生动手能力,缩短学校与企业的距离。
总之,在机电试验教学中应用任务驱动教学法可以调动学生学习的积极性、激发学生的创造力,能更好地培养学生的操作能力、促进学生自主实践的能力。当然,任务驱动法在机电实验教学中的应用也不是万能的,应用这一方法,还要从完善教学设计方案、选择恰当教学手段、进行多元教学评价等下功夫。
参考文献:
[1]钟山,匡兵,许敏.基于任务驱动法的机电实验教学方法改革[J].中国成人教育,2007(04).
【关键词】任务驱动法;定额与预算;课程设计;高职院校
1前言
《建筑工程定额与预算》是工程造价专业一门核心专业课,它的实践环节为该门课程的课程设计,培养学生在课程设计的过程中掌握工程预算的能力,让学生掌握识图、算量以及运用算量软件等综合技能,提高学生综合能力。但是由于受到各种客观因素的影响,导致传统的课程设计教学方法还存在着以下问题:
(1)课程设计课时少,任务重,难度大
由于时间的限制和教学计划的安排,该门课程理论课与实践课都是安排在一个学期学完,而实践课程设计一般要求学生在两周16个课时内完成一个建设工程项目的土建部分的预算课程设计,这对于刚刚学完理论知识的学生而言时间是非常短的,导致大部分学生都是简单计算,大大限制了学生对于本门课程设计的研究深度。
(2)教学管理存在缺陷
一般而言,高职院校的教师对于一门课程需要教授至少两个班级,一个班级至少40个学生,老师指导学生人数多,教学任务繁重,很难对每个学生做详细的指导,对于一些学生可能提出来的创新型的问题会因此而忽略,而平时关注的更多的只能是学生的到勤率和学生课程设计的进度。
2任务驱动法在《建筑工程定额与预算课程设计》中的运用
2.1任务驱动教学的涵义
任务驱动教学是一种探索研究式的教学方法,通过教师的引导,学生主动学习,独立思考和解决问题,最终完成特定的几个任务。这种教学方式能提高学生的自主学习能力和独立分析问题的能力,使学生在完成任务的过程中提出问题,不断创新[2]。
2.2运用任务驱动法的可行性
(1)教师和学生在此门课程设计中使用任务驱动教学方法目的性明确,教师有明确的教学重点,学生有明确的学习重点。
(2)使用任务驱动法可以增强学生的自主动手能力。以前的课程设计学生是根据老师所讲的内容去做自己的课程设计,容易产生对老师的依赖心理。而采用任务驱动法,教师会布置一个明确的任务给学生,在规定的时间内完成,学生就会有紧迫感,主动争取完成任务,这样学生就从传统教学的被动接受改为主动学习,提高学生的能力和教师的教学质量。
(3)任务驱动教学法将原来分散的学习内容都集中在一个课程设计任务中,使理论和实际结合在一起,一来学生对理论知识就不会感到枯燥,促进理论知识的学习,二来理论知识可以更好地指导学生完成实践设计,增强实践效果。
2.3任务驱动法在《建筑工程定额与预算课程设计》教学中的具体实施
建筑工程定额与预算课程设计是以使用建筑工程定额与预算原理和现行工程定额规范、工程量计算规则为主要内容,以一个建设工程项目为实体,从划分分部分项工程到计算工程量,最后完成整个工程项目的预算造价的过程。
2.3.1任务驱动型《建筑工程定额与预算课程设计》课程能力目标
(1)知识目标。通过课程设计,掌握建筑工程的计量与计价,掌握定额和清单的使用,能够编制工程标底和预结算。
(2)能力目标。①可根据图纸等资料编写一般单位工程的施工组织设计。②可根据工程图纸等资料编制工程概算、标底、预算和结算、决算。③可以直接胜任工程现场施工员、造价员
2.3.2任务驱动教学法在《建筑工程定额与预算课程设计》教学中的具体实施
(1)任务设计。在任务驱动教学中,任务引导着整个教学过程,所以任务的设计至关中重要,任务不能太大,也不能太小,必须适中。比如在计算地基与基础工程的工程量时,可以将总目标划分为若干个小任务:①熟悉图纸,收集施工规范、工程验收规范等有关资料;②确定项目名称;③计算土石方工程的工程量;④计算砌筑工程的工程量;⑤计算混凝土与钢筋混凝土工程的工程量;⑥汇总工程量。
(2)创设情境,提出任务。任务的提出时由教师去完成,教师可以给学生多看一些类似工程的预算书,让学生更加直观地看到一份完整的项目预算书应该包括哪些内容。
(3)采用任务驱动教学法,教师主要是在方法上对学生加以引导,学生主要把时间和精力主要是放在对任务的动手完成和分析讨论上。但是因为每个学生的理解能力不同,对任务的完成可能会进度不一,所以教师在采用此法的时候要加强总结和复习,跟踪学生的进度情况,不断获取反馈,总结成果。
3结语
《建筑工程定额与预算课程设计》是一门实践技术性很强的课程,除教师在课堂上的理论知识传授以外,实践教学是非常重要的。任务驱动法以任务为驱动,在教师的指导和学生自身的实践过程下,完成对知识的学习。整个教学过程让学生的学习能动性得到了很大的提高,同时培养了学生主动获取知识的兴趣和能力。
参考文献:
[1]应芳琴.任务驱动法在电子技术课程设计教学中的探索与实施[J].中国现代教育装备,2010(03).
关键词:高职教学;液压传动控制技术;任务驱动法;应用实践
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.048
1 课程设计
(1)课程介绍。液压传动控制技术是高职教育的重要学科,主要是教授学生液压元件的基础知识,使学生正确识别各类液压元件,详知各个液压元件的工作原理,在此基础上能够独立的诊断和排除液压设备的故障。该技术具有较强的实践意义,常常应用于工业生产和实践中,对于保障工业生产的连续性和安全性有着十分重要的作用。
(2)设计思路。教师应将液压传动控制技术教材上的内容进行归纳和细分,在上课之前向学生布置相关任务,学生之间可以自由形成学习小组,每组6-8人,小组成员分工合作,在课余时间搜集资料,共同制定解决方案。各个小组中还应选出一名学生负责在课堂上讲述方案设计理念和问题的解决思路,最终由教师对各个小组的表现予以总结和点评。通过师生之间的讨论交流探索出最佳的方案,以达到完成任务的根本目的。教师还应经常安排实验课程,让学生通过动手实践验证方案的可行性,使理论和实践真正的结合到一起,以快速提高学生的实践能力。
(3)设计流程。1)任务引入。以液压缸的选择为例,根据液压缸的特点和工作原理为特定的工作环境选择出性价比最高的液压缸;2)制定方案。学生可以到书籍和网络上搜集资料,通过教材明晰液压缸的种类、特点、工作原理和具体的工作环境,根据任务要求的工作环境制定具体方案;3)课堂讨论。教师可以借助现代化的教学设备组织实施教学,运用多媒体将学生制作的液压缸课件进行演示,为其他学生提供清晰的参考素材,促使学生积极参与到讨论中,检查该方案是否合理,指出其中的不足之处,同时对自身的方案加以完善,以提高学生的课堂参与度,加深学生对知识的理解和掌握程度;4)总结评估。在各个小组都演示完毕后,教师要对每个小组的表现进行客观的评价,对各个小组成员的辛勤付出加以肯定,指出方案中需要改进的地方,综合各个小组的发言总结出最具有实践价值的实施方案。教师还应对液压缸的相关知识进行拓展延伸,例如运用类比教学法将液压马达与液压缸放到一起教学,比较二者的相似点和不同点,促使学生对液压马达形成系统的认识,以便于学生对液压传动控制技术该门学科的整体理解和运用;5)结果应用。在实验室模拟液压缸的工作环境,让学生将各自选择的液压缸放到实验台上,检验其是否能够正常工作;如果液压缸不能工作,那么说明该方案不具备可行性;如果液压缸可以工作,那么对其工作效率进行计算,参考液压缸的工作效率与市场价格,用科学可靠的数据说明各个方案的优劣,使学生更为信服。
2 任务驱动法的教学优势
(1)提高了学生的学习能力。传统的液压传动控制技术课程只需要学生带着耳朵,在课堂上认真听讲,而不需要学生提问和发言,学生与教师之间缺乏交流和互动。这种教学方式很难吸引学生参与其中,学生对于晦涩难懂的知识无法理解和掌握,很难产生学习兴趣,导致课堂效率十分低下。采用任务驱动法使学生做好课前预习,学生会对将要学习的知识有个大致的了解,在课堂上能够更快的理解知识内容,同时通过查阅资料会提高学生的自主学习能力,有助于学生日后的独立学习。
(2)有助于学生的全面发展。液压传动控制技术是理科知识,与机电、自动化等学科密不可分,以往的高职教育只重视培养学生的理性思维,却忽视了训练学生的表达能力。采用任务驱动法激励学生在课堂上发言,在课下参与讨论,能够显著提高学生的语言表达能力,而且采用分组竞赛的教学形式很好的培养了学生竞争和合作的意识。除此之外,学生在查阅资料时还可以锻炼信息的采集和筛选能力,从而快速的提取自身需要的资料,所以说任务驱动法对于促进学生的全面发展大有助益。
3 实施任务驱动法的必备条件
(1)对教师的要求。任务驱动教学法将高职教学的课堂环境由静态转变为动态,教师无法像以往一样完全掌控课堂,也不能预知学生将要提出的问题,因此需要教师具备良好的职业素养和应变能力,能够对学生提出的问题作出细致、精准的回答,切实的帮助学生解决各类实际问题。教师应该鼓励学生大胆提问,对于简单的问题也不要敷衍或是苛责学生,要平等对待每一位学生,表扬性的话语要多于批评和指责,让学生感受到教师的关心和爱护,从而逐渐积累学习液压传动控制技术的兴趣。教师还应经常与企业和工厂的技术人员交流,不断完善自身的知识和技能,并根据企业的岗位要求设置课堂任务,使液压传动控制技术教学更具有实践价值。
(2)对教材的要求。以往的教材注重知识的系统性、渐进性,忽略了学科间的联系和理论联系生产实际,知识应用于生产的要求。任务驱动法对教材的要求较高,综合起来应满足下面5个条件:1)应具有一定的学习价值和实践意义;2)能将某一教学课题的理论知识和实践技能结合在一起;3)与企业实际生产过程或实现的商业经营活动有直接的关系;4)学生有独立进行计划工作的机会,可以自行组织、安排自己的学习行为;5)有明确而具体的成果展示。
在编写教材的过程中,需要按照这5个条件设计项目,同时也需要在各个项目中渗透整个《液压传动控制技术》的理论知识,保证学生学习知识的完整性。
4 小结
液压传动控制技术是机电一体化专业中的必学科目,将任务驱动法应用到该科目中能够显著提高学生的各项能力,促进学生的全面发展,使学生成为符合企业需要的复合型人才。高职教师应该加大对任务驱动教学法的研究,并将其推广应用到其他科目中,让其他专业的高职学生都能够从中获益,使高职学生在就业时具备更为明显的优势,以帮助学生早日找到心仪的工作,为企业和工厂输送更多的复合型人才,从而创造高校、企业、学生的和谐共赢局面。
参考文献:
[1]韩京海,张春阳.项目教学法在“液压与液力传动”中的教学实践[J].中国电力教育,2011(04).
关键词: 兴趣驱动法 功能驱动法 软件驱动法 大学数学
一、背景
数学类课程被广泛开设于各类大学的理学、经济学、管理学、石油化工、生物科技等各个专业中,这些学科的发展又促进了许多新的数学分支和交叉学科[1],比如金融数学、生物数学、工程数学等,并且大学数学课程也是相关专业硕士研究生入学考试的一门必考科目,其重要性不言而喻。但由于数学课程本身存在着知识体系完整、问题难度大、推导过程严谨繁琐、知识点不易理解等特点,往往使大学数学课程的重要性凸显不出来,且成为许多非数学专业学生学习过程中的负担。怎样优化大学数学课程的教学质量和效果,让学生学有所获,学有所用是许多教师颇感头疼的问题。
数学大师陈省身在第24届数学大会上题词“数学好玩”,但对于大多数非数学专业的学生来说,大学数学的魅力何在呢?数学课程给大多数学生的感觉是枯燥、难懂、无处去用。大学数学教师如何让学生从惧怕、逃避数学的这种状态转变到乐学、爱学、学以致用的模式中,并且能让学生在学习与探讨中真正感受到数学之美和数学之用成为大学数学教育的重要课题。
二、“三驱”教学法的提出
大学数学教学过程具有很强的探索性,它不仅要传授知识,还担负着培禁养学生严谨的数学思维、良好的数学素养和探求新知能力的任务,以致可为学生后续专业课程的学习和个人未来的深造奠定良好的基础,对实现各类专业培养研究型、探索型、创新型人才提供科研和实践的平台。基于这种共识,国内许多学者都积极探索和研究新的数学教学模式。比如韩明[2]探索将数学实验融入到高等数学和线性代数的教学中,陈义安教授[3]讨论如何可以提高大学生的数学学习兴趣。周木生、王庚[4]探索在微积分等数学类课程中使用数学软件,李兴东、张正成[5]在概率统计的教学中增加了案例教学环节,等等。
转变教学思想,更新教育理念是进行一切教学改革的先导。大学数学教学必须改变以往“重基础轻应用,重理论轻计算,教学内容与实际应用脱离,教学手段和学习手段相对落后”的做法。在此基础上提出“三驱”教学法(兴趣驱动法、功能驱动法和软件驱动法)在大学数学教学中的探索与应用,该教学法旨在从学生的思想劲头上,教学手段和教学内容上改革,提高大学数学课堂教学质量,尽力达到可以让学生爱上数学、探索数学、应用数学的良好局面。
三、“三驱”教学法的内涵
1.兴趣驱动法
兴趣驱动法指利用“兴趣驱动”的功效解决由于学生数学基础差异大而产生的教学过程中有的“吃不饱”、有的“难消化”等不良现象和从心理上惧怕数学的问题。首先可以探讨实施分层次教学,调动每个学生的学习热情,例如,对于学习性强的学生,可以布置各类阶梯形难度的题目,让其通过完成一个个考验,从中得到成就感;对于基础较薄弱,自信心不强的学生,可以通过鼓励、课外辅导、由浅入深等教学方式,先建立其自信心,帮助他们打牢基础。其次在课前的引入上需要多下工夫,找出与理论知识相关的、生活中好玩的故事、实例,拉近枯燥无味的数学知识和丰富多彩的现实生活之间的距离,即“导学式”教学在大学数学课堂教学中的合理应用。比如概率统计教学中用“狼来了”的故事引出贝叶斯公式,用彩票“35选7”问题或“五局三胜、三局两胜”的赛制选择问题引入古典概型的概率计算,等等,从这些问题的引导和探究上先入为主地提高学生的学习兴趣,拉开课堂教学的序幕,激发学生听课欲望,调动学生的思维活动,做好第一步,对于整个课堂活动的成功起到了至关重要的作用。
2.功能驱动法
功能驱动法指利用“功能驱动”的功效解决学生认为数学无处可用、无处会用,数学冷冷冰冰的问题。在每讲到一个数学问题的时候,能尽力找出和其相对应的经典案例及应用,充实教学内容,达到学以致用的目的。即“案例教学”在大学数学课堂中的广泛使用。在不同的专业中,可以搜集和该专业相匹配的教学案例,拉近学生的心理距离。例如在学习完函数极值与最值后,可以引入汽油销售价格战的价格竞争案例;在学习完微分方程后,可以引入新产品的销售问题的案例;在学习完条件概率后可以引入抽签的公平性问题,等等。以此让学生能体会到数学是好玩好用的,使学生爱听、会听,学得会、做得来,以此可强化课堂教学效果。并且在案例的讲解和思考过程中,可以培养学生的数学建模思想和意识,为学生参加大学生数学建模竞赛奠定坚实的基础。
3.软件驱动法
软件驱动法指利用“软件驱动”的功效解决学生在数学学习过程中感到理解抽象、运算过程繁琐的问题。虽然多媒体教学可以演示繁琐的计算过程,但它仅仅是文字教材的一个简单重现,只能是教学过程中的一个点缀,并没有从根本上解决学生感到数学抽象、难理解的问题。当今网络的高速发展使得学生的计算机应用水平都有所提高,借助这个优势,巧妙合理地在数学教学中融入数学软件,如利用MATLAB和SPSS等数学软件的符号计算和图像处理功能完成教学中图形的展现、数据的处理、相关数学概念原理和方法的呈现。MATLAB语言提供了丰富的运算符和库函数,可以便捷合理地在数学教学中应用,例如,我们可以利用MATLAB验证泊松定理,在MATLAB上通过改变参数的值或数据,观察动态计算结果或图形变化,使学生从几何直观上观察二项分布是怎样逼近泊松分布的,避免了枯燥无力地说明;另外,SPSS是一个强大的统计软件,对大数据的处理和分析非常强大且方便,可以解决很多交叉学科数据处理难度大且不准确的问题。借助此类工具让学生可以清楚地看到一个问题的实现过程,并且会觉得数学还可以这样去学去用,而不是仅仅用笔在草稿纸上写下满页的运算式子。
四、“三驱”教学法的实施
课程的改革需以教学内容改革为先导,并带动教学手段、教学方法的更新,以此实现教学内容的现代化、学习方法的普及化、教学模式的多元化、教学手段的多样化。
首先,通过分析非数学专业四门数学课程(高等数学、概率论与数理统计、线性代数、工程数学)的学科特点和各个专业学生的数学基础特点,找出影响学生学学数学兴趣的主要原因,总结探索出适合提高数学课程学习兴趣的方法,进而因材施教、因人而异地摸索出提高各科课程、各个专业学生学习兴趣的方法。
其次,在教学和科研过程中发现学生感兴趣的问题,并且大量查询和整理资料,编写出概率论与数理统计经典案例集、高等数学经典教学案例,并在教学过程中使用,观察教学效果,逐步修正完善。
最后,尝试在概率统计、微积分课程的部分内容中融入数学软件的教学,使软件的合理应用和教学内容同步,以此可以加深学生印象。此方法区别于在后续课程中单独开设数学实验课程,导致实验内容和教学内容衔接不上。实践应用成熟之后再慢慢渗透到数学类课程的所有内容中。但也应注意,数学软件仅仅是起到辅助教学的作用,而不能喧宾夺主,冲淡学生对数学知识本身的学习理解,要合理地把握好这个尺度。
五、结论
“三驱”教学法在大学数学教学中的应用研究与实施可使大学数学课程由理论知识转化为应用工具,提高数学课程教学质量,可加强数学的中心枢纽地位,进而带动和促进数学边缘课程的发展;可以培养学生严谨、广阔的数学思维,对提高教育教学质量,具有十分重要的基础价值,在很大程度上帮助了学生后续课程、交叉课程的学习,解决部分专业考研中因为数学课程影响成绩的问题;同时可提高大学生的数学建模水平和软件应用能力,为满足社会对应用型、创新型人才的需求打下坚实的基础。
参考文献:
[1]孙群,张剑湖,李俊民.数学专业设置交叉学科课程的研究[J].高等理科教育,2007,2(72):28-31.
[2]韩明.将数学实验思想和方法融入大学数学教学[J].大学数学,2011,27(4):136-139.
[3]陈义安.兴趣驱动教学法在大学数学教学中的应用[J].中国大学教学,2010(7):64-66.
[4]周木生,王庚.数学软件融入到微积分教学中的模式初探[J].重庆师范大学学报(自然科学版),2005,22(1):78-80.
关键词:单片机;项目驱动;Proteus;教学改革
作者简介:王京港(1983-),男,江苏徐州人,南京理工大学紫金学院机械工程系,助教;张翠平(1982-),女,江苏宿迁人,南京理工大学紫金学院机械工程系,讲师。(江苏 南京 210046)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0138-02
“单片机原理及应用”是测控技术与仪器专业的学位专业课,在测控技术与仪器专业的课程体系建设中起着非常重要的作用。单片机是将自动化系统上的信号进行采集、处理、显示或发出控制信号的主体,通过单片机的学习可以把传感器原理、测控电路、智能仪器等相关课程连接起来,从而建立起测控电子—智能仪器课程体系群。因此,学好单片机对于测控专业的学生来说具有重要的意义。
单片机课程不是一门纯理论性的课程,更多的是需要学生动手实践和进行项目开发。结合这两年的“单片机”课程教学及科研实践经验,进行总结、摸索,提出了基于项目驱动及Proteus仿真的单片机课程教学改革新思路。实践表明,该方法教学效果好,能引起学生学习的兴趣,并能极大提高学生学习的自主性和实际项目动手开发能力。
一、单片机项目驱动法教学理念及Proteus仿真平台
项目驱动法教学是以实践应用为根本目标,学生为主体,教师为主导,围绕具体的项目构建教学内容体系,通过师生共同参与完成一个具体的项目而展开的教学活动。[1]在项目的教学实施过程中,学生按需学习,亲身实践,学习成为一个参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是项目完成的过程。学生在项目的实践过程中,理解知识和掌握技能,培养分析和解决问题的能力。[2]
传统的单片机教学模式是以“知识为本位”,强调以教材为中心、以教师为中心、以课堂教学为中心,学生学习为被动接受,往往学习兴趣不高,缺乏动手实践机会,教学效果一般不够理想。单片机项目教学打破原有教学组织安排,将课程教材原有章节的知识点重新排列整合,将课程的内容分解为一个个小项目,以项目的开发步骤作为教学顺序,将单片机的知识点穿插到具体项目开发的过程中,引导学生边做实验边学习,在实践中学习,在完成项目过程中使学生逐步掌握课程的内容。显然,项目引入项目解析任务分解知识点讲解知识点应用软、硬平台搭建项目展开项目完成的一系列教学活动,使学生从被动学习变为主动学习,调动了学生的学习积极性。
在单片机项目教学改革中引入仿真开发工具Proteus。Proteus是英国Labcenter公司开发的电路及单片机系统设计与仿真软件,可以实现数字电路、模拟电路及微控制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真等功能。[3]在单片机项目教学和实践中,学生可借助Proteus与Keil C软件进行仿真,掌握每个项目的开发过程,加强学生对系统硬件设计能力的训练,可以直接从工程的角度直接看电路运行和电路工作过程和结果。
二、单片机项目驱动教学改革
1.项目内容设计
项目的设计是单片机项目驱动法教学开展中的一个至关重要的环节,项目内容构建是“项目驱动法”教学实施的基础。首先,应该选择合适的项目,将单片机课程教材的原有章节的知识点重新排列整合,组成一个个的项目。要求每个项目既要体现测控专业对单片机应用技术能力的具体要求,还要能基本覆盖当前阶段教学内容的相关理论知识点。同时还要注意测控专业学生学习的前后课程之间的关联,科学合理进行项目规划。确定了项目,就要制定明确的设计任务、设计目标和所要体现的单片机软硬件知识点。表1为测控专业“单片机原理及应用”课程的项目内容、任务分解及教学目标。
2.软硬件教学、实践平台的构建
传统的单片机教学课件和教案资源相对单一,教学平台大多是借助多媒体课件展示,讲解课程内容。[4]教学内容往往比较枯燥,理论教学和实践教学不能有效结合,学生只能了解些基本的单片机理论知识,不适合项目驱动法教学的展开。为此,构建了软硬两类教学平台。软件平台包括:Proteus仿真平台,可以用于课堂教学过程中的项目演示及学生课后进行项目重现;Keil C 软件平台,主要用于程序代码的编写与调试,并且可以把Keil C和Proteus仿真软件结合起来进行项目的系统连调,从而更好、更直观地把项目开发的过程,以及项目开发过程中经常出现的问题的解决办法形象展现在学生的面前。为了更好地开展教学,还制作了具有仿真功能的多媒体课件,用Proteus软件开发了基于一个个小项目的例程,并设计一个小型的适用于测控专业的单片机仿真开发板。硬件平台:不再采用传统的单片机教学实验箱进行项目教学的开展,而是根据选取的项目要求,设计了基于STC89S51的单片机硬件开发平台。如:最小系统模块,流水灯模块,6位数码管动态显示模块,矩阵键盘模块,串口通信模块等利于项目开展及单片机教学的模块。这样每个项目的展开时都有成型的硬件实体做支撑,各个模块间可以和单片机最小系统间相互配合,从而可以组成项目式教学的各个子项目。
3.课堂教学环节
在传统的教学模式中,“单片机”课程内容安排一般是:单片机概述、硬件结构、指令系统、汇编语言设计、存储器扩展、中断与定时系统、串行通讯等。这种教学模式中,教学内容略显枯燥、理论教学和实践教学不能相互紧密结合。学生往往对单片机没有一个直观的认识,对单片机系统的开发方法不甚了解,只是了解些单片机的理论基础知识,在具体实战中学生不知道怎么应用单片机去解决工程实际问题。
以单片机应用为核心的单片机项目教学法,把讲授的内容及知识点融入到单片机具体的一个个项目实例中,启发和引导学生去分析项目完成具体的任务,激发学生的求知欲,培养他们分析问题、解决问题、获取知识和应用知识的能力。[5]在具体教学时,让学生首先学会认识芯片、选择芯片,调动学生在学习上的主动性和积极性。不再是先讲解理论知识,而是先直观借助多媒体和Proteus仿真及Keil C连调,使学生看到每一个项目所要完成的功能。每一个项目实际上都是一个单片机系统,项目的讲解一般分为两个部分:硬件设计和软件设计。硬件设计借助Proteus仿真软件。在讲解硬件的同时,介绍相关的单片机基础知识点;软件讲解借助于Keil C软件的调试功能,一边单步调试程序一边讲解,在编程的同时讲解相关的硬件结构、指令及C语言语法。
4.实验实践环节
单片机实践环节是单片机学习的一个非常重要环节,因此在实践学习的过程中要注重学生是实践的主体,要引导学生化被动学习为主动学习。教师则利用以往的教学及项目实践经验帮助学生解决一些项目开展及实践过程中的软件、硬件调试过程中的问题。
在基于项目驱动及Proteus仿真的教学改革过程中,很大一部分的重点应该放在学生实践上。实践环节分为四个部分:一是理论教学时借助Proteus仿真平台及多媒体进行各个项目的讲解,使学生直观感受单片机编程的魅力,激发学生学习的兴趣;二是课后学生利用个人电脑中的Proteus仿真软件及Keil C 软件进行课堂教学的内容实践练习;三是在平时布置一些开放性自选作业,让学生选择自己感兴趣的内容进行深入学习;四是进入实验室进行具体项目的硬件电路的搭建及调试运行。
另外,根据学生实验项目的要求,还制作了专门的基于Proteus的单片机仿真开发板,这样学生除了可以自己搭建实验硬件外,还可以在仿真开发板平台上进行各种项目的实践。通过软件、硬件平台的相互配合,使学生在项目实践开展的过程中既掌握了单片机基础理论知识,又提高了动手实战能力,使学生的综合运用知识的能力和项目开发经验得以提高,真正实现知识性、实用性的有效统一。
三、教学改革效果分析
单片机项目驱动法教学改革,打破了传统理论与实践教学的界限,单片机项目教学的两种软、硬件教学平台相互配合,不仅有利于教师教学的展开,也有利于学生的学习及课后项目实践的展开。再配合实验室强大的软硬件资源、方便地实现了项目式教学及学生项目实践的展开,使学生对基础知识的掌握更为深入和扎实,有效提高了学生的学习效率,学习效果佳。
l.学生的学习主动性、积极性明显提高
借助软、硬件平台的项目驱动法教学使学生能直观地了解单片机以及单片机项目开发的全过程。学生的学习兴趣被激发出来,学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力得到提高。
2.毕业设计选题选择单片机类的题目明显增多
学生对这类课题的开展能力明显得到提高,有很多学生在答辩中取得了较好的成绩,并且有不少学生按照项目式开发方法搭建了硬件,较好地实现了课题要求。比如09测控的一个学生设计的履带式红外避障机器人。
3.学生参加相关竞赛热情高
学生积极主动报名参加基于单片机的智能机器人比赛、省级大学生创新计划,学生创新能力、动手能力得以体现和施展。
四、结语
针对目前“单片机原理及应用”教学中存在的问题,结合三本院校培养应用型创新人才的定位,以培养测控专业应用型、创新型人才为目标,提出了以项目驱动法为主,以Proteus仿真为辅助教学平台,以单片机应用系统开发为教学主线,以能力培养为目标的“单片机”教学改革新思路。通过两年的教学实践,把单片机的教学分成一个个的小项目的形式展开,并借助Proteus仿真软件和Keil C软件以及学生搭建相关硬件平台来进行基于项目式的教学,使学生一步一个台阶,在学习理论的基础上,通过一定的具体项目的开发实践,使学生达到掌握单片机开发的目的。实践证明,该教学方法效果好,能引起学生学习的兴趣,并能极大提高学生学习的自主性和实际项目动手开发能力。
参考文献:
[1]冯冬菊,虹,等.基于项目驱动的机械制图教学改革[J].实验室科学,2012,15(3):25-27.
[2]赵永熹,黄云峰.基于项目驱动法的单片机课程体系建设[J].中国电力教育,2013,(4):55-56.
[3]林立,等.单片机原理及应用:基于Proteus和Keil C[M].北京:电子工业出版社,2009.