课程项目的系统化设计

2024-06-04

课程项目的系统化设计(精选6篇)

课程项目的系统化设计 第1篇

高职教育教学参考第九辑

项目课程的教学设计探讨

王 伟

叶 颖

(1.广州市电子信息学校

广东广州

510091

2.广东省理工职业技术学校

广东广州

510500)

【摘要】本文结合一个项目课程教学设计实例,探讨了项目课程及其教案开发的几个关键问题和实施要点,总结了实施过程的一些体会,提出引导课文模式是教案编制的一条简便途径。

【关键词】项目课程 项目教学 学习领域 引导课文

一、问题提出

出于国家对现代化职业人才的需要和中职学生认知水平的特点,国家倡导中职工科课程建设由传统“学问导向下的学科体系”向“实践导向下的工作体系”转变,提倡实践项目教学,目的是使学生在项目实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的思想和方法。实行项目教学关键是项目课程以及相关教案的开发与实施。笔者在从教之前曾经在科技与企业界从事多年的实际工作,对项目教学对于学生职业能力的促进作用有较为深刻的认识,对项目课程与教案的开发难度亦有充分了解。这里结合一个教案实例,探讨一下对项目课程及教案编制的理解和认识,希望能对同行的工作,起到一个抛砖引玉的作用。

二、项目课程教学设计中的若干问题

1.项目课程的特点

项目课程是与学科课程相对应的课程概念。所谓学科课程,是普通中等教育和普通高等教育中所广泛使用的课程,它建立在系列化或结构化的学科体系上,与学科结构相适应,其目的是有效地培养学术能力。学科课程重视科学知识的传授,重视教材的逻辑组织,重视培养人的科学素质,主张“教育准备生活”,希望通过理论学习激发学习积极性。因而,在课程与教材设置方面比较忽略大多数学生的接受能力,确定的教学内容过分强调理论,忽视联系实际。显然,学科课程非常有助于选拔天才、尖子,适合培养高级科学人才。

项目课程一般是指某一门以项目模块为中心来选择、组织课程内容,并通过完成项目实现教学目标而进行学习的科目。它建立在具体的工作体系上,与工作结构相适应,其目的是有效地培养工作能力。项目课程重视工作步骤与工作技巧,重视工作相关知识的学习,以及为了工作目的而需要的知识选择和获取能力,重视解决工作问题的能力,主张“教育即生活”,学习是为了工作的需要。

项目课程在理论上与杜威的经验课程论有点相似。在杜威看来,生活离不开活动,因而,教学应当以活动为中心来组织,通过这些活动获取经验,可以与社会相适应,满足社会生活的要求。杜威的课程理论反对学习系统的科学知识,过分强调个人的直接经验,不能保证学生获得科学的、系统的理论知识,因而妨碍了培养学生解决实际生活(工作)问题的能力。

项目课程以培养学生职业工作能力为目标,既强调工作过程经验与知识的积累,也强调以完成工作任务为中心的理论知识体系的建立,力图使学生在加入工作世界后,既能迅速完成工作角色的转换,胜任工作需求,又能主动学习,解决工作中各种已知的和未知的问题,不断提升职业

高职教育教学参考第九辑

工作能力。

2.项目课程的关键问题

项目课程是实施项目教学的核心内容和手段。课程项目化需要注意以下几个关键问题。(1)确定项目化的课目项目教学的总体目标是使学生获取本工作领域相关的工作能力,这是通过一系列的教学项目来实现的。在当前职业教育还大多采用学科课程的情形下,期望所有课程都项目化不太现实,推行课程项目化,应当循序渐进地进行。专业课一般有较强的应用背景,特别是对职业学校而言,首先应当将项目课程作为专业技术教育课程体系的主体,按工作任务将整个课程设计为项目课程,在项目类型上力图使项目能够覆盖尽量大的工作领域,在项目设计上力图使项目课程能够负载更多的相关专业知识。

(2)确定项目课程的结构

通常单一项目课程难以实现整个专业课程的教学目标,这时需要对专业领域进行调查和工作分析,将专业工作分解为若干工作任务模块,与此对应,分解项目课程为相应的课程模块。主要的分解方式按复杂程度划分有并列式(模块任务之间没有明显的关系)、分解式(将一个较大的任务分解为若干小型任务)、递进式(前一模块任务的目标结果是后一模块任务的工作前提)、网络式(众模块任务的目标与前提之间呈复杂的交叉关系)等。在分解时要考虑到工作任务的重要性和难易程度,以便于安排学时和学习进度。

(3)确定项目课程的目标

项目课程中的项目是相对独立的客观存在的工作任务模块,它可以是制作出符合特定标准的产品、设计一个服务或产品、完成生产流程中某道工序等。这些任务目标应当尽可能是真实的,在教学条件限制下难以保证任务的真实性时,要求任务至少是模拟了现实的工作流程。设计项目课程目标需要循序渐进,刚开始的时候可以是小型的、模拟的项目,并且尽量结合学生的兴趣,诱发他们的学习动力,逐步引导他们进入专业的大门;其后项目任务量和难度逐步加大,真实性逐步增强,引导学生进入工作实境,严格按标准、规范进行操作,培养其工作习惯。

(4)确定项目课程的学习领域

项目课程的学习领域是一个跨学科的课程计划,是案例性的、经过系统化教学处理的行动领域。学习领域也就是一个学习课题,一个由学习目标、学习内容、能力(心智能力、操作能力、非智力能力等)目标等描述的主题学习单元。

学习领域可以理解为学生为完成项目而必须了解或掌握的基础知识(Know what & Know)或工作技能(Know how)。简单来说,前者目标是培养学生的心智技能,这有助于他们方法能力的提高;而后者可以促使学生尽快融入工作世界。

由于项目的独立性,确定学习领域的内容时完全不必拘泥于学科的系统性和纯洁性,按照完成项目的需要,可以打乱某一学科知识的先后顺序,也可以将几门学科的内容综合表述在一起,但要注意学生掌握知识的难易程度,遵循认识论的规律。要根据项目中工作任务的重要性和难度,确定学习领域的范围,使项目或项目模块之间的学习领域有所交叉,并按一定方式递进。

(5)确定项目课程模块的评价方式

作为教学工作的基本环节,教学评价是检查教学效果价值的重要途径。学科课程的教学评价

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有时通过书面测试这一简单过程就可以实现,显然,项目课程的教学评价就复杂得多。项目课程一般要求有一个具体的项目结果,因而评价至少包括对项目成果的终结性评价;项目课程的目标通常是通过完成项目达到对学习领域的认知,所以评价内容还应当有教学环节的过程性评价。另外,考虑到职校学生学习能力上的特殊性和参差不齐特点,在评价方式上,既有形成性评价,又有发展性评价,使每个学生按照其自身的能力获得最佳的发展。

3.项目课程教案的编制与实施要点

项目课程的实施是通过具体的教案来进行的。不容讳言,适合职校特点的专业技术教材并不是太多,而有关项目课程的教材更是凤毛麟角。因此,编写项目教学课程教案,便成为职校专业教师责无旁贷的任务。那么,如何编制一份合格的项目课程教案并加以实施呢?除了在课程设计上需要关注如上所述的关键问题外,笔者认为,在编制和实施教案时,还应当考虑如下要点:

(1)教学观念的转变

学生转变为学习主体。在传统教学模式中,教师组织教学内容,并引导学生学习,在教学过程中,教师“教”是主体,形象而言,教师是演员,学生成为观众;而在项目教学中,教师只是通过项目提供一个学习情景,最多仅对技术关键点或难点加以提示或讲解,项目任务由学生通过查阅资料、进行讨论、实际操作等完全独立完成,在整个过程中,学生“学”与“做”是主体,教师的职责主要是维护好这个学习情景,充当一个帮助者、指导者和激励者角色。通俗的讲,教师成为导演,而学生是演员。

(2)教材组织方式的变化

完成任务是项目课程的主线索。在教案中,应当关注对工作任务本身的详细描述,并围绕任务组织好技术素材或资料。如果有现成的教材或技术材料,在教案上注明出处,指引学生查阅即可;资料罗列不必拘泥于学科上的系统性,但不要让学生有“零乱”的感觉,重点考虑与本任务的相关性、重要性和学生接收的难易性;在资料内容上需要包括完成本项目必须具备的操作性知识(如操作步骤、工艺、工具设备名称等)和理解性知识(用于解释“为什么要这样操作”)。在执行教案时,要让学生理解工作任务,并引导学生将注意力放在工作任务上,而不仅仅是知识上。重点强调是在“做”中“学”(从实践到理论),而不是在“学”中“做”(从理论到实践)。

(3)教学方式的变化

考虑到中职学生动手能力和学习能力上的特点,教学过程中的适当讲授还起着非常重要的作用。教师需要仔细斟酌,善于把握讲授时机,既帮助学生解答疑难问题,扩充学生的相关理论知识,又推动和促进学生独立思考,激发学生学习动力、识别力和成就感,规范学生行为的改变。

在学习评价方面,鼓励学生积极动手,允许提出多种建议,而不是寻求唯一答案,有时出于对比的目的,甚至允许错误的建议。因为项目教学的目的,是使学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。另外,由于学生能力上的差异性,不需要对所有学生采用同一评价标准,适当采用分层教学的思想。

(4)引导课文的模式

引导课文是引导学生独立学习和工作的专门的教学文件。其特点是在教学文件中包括一系列难度不等的引导问题,学生通过阅读引导课文,可以明确学习目标,清楚地了解应该完成什么工

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作,学会什么知识,掌握什么技能。在引导课文的引导下,学生积极主动地查阅资料,获取有价值的信息,解答引导问题,制订、实施、评估工作计划,完成工作任务。引导课文的组成一般包括任务描述,学习目的,引导问题,工作计划,时间计划,工具或材料需求,专业辅导资料以及评价指标等内容。其实施步骤为:获取信息(阅读资料,回答引导问题)、制定计划(书面工作计划)、做出决定(讨论所制定的工作计划及引导问题的答案)、实施计划(完成工作任务)、控制(工作过程或产品质量监控)、评定(对质量监控结果和将来如何改进进行讨论)。

由上所述,引导课文为项目课程教案编制和实施提供了一个很好的范例和简便的途径,其目的和内容非常适合于项目教学。为了更清晰的表述引导课文的思想,笔者下面列举一个项目课程的案例,供教师同行参考。

三、项目课程教案实例

笔者的项目课程教案按如下顺序编写:

1.任务与操作技术要求(一个实际的工作任务和工作要求)2.任务描述(素材与工具,一般作业步骤,能力目标)

3.技术资料(与技术规范、操作技巧、产品质量评价等有关的理论知识和相关操作的入门知识)

4.引导问题(与本工作任务相关的关键技术问题)5.工作计划(按照一般原则独立确定工作步骤和工作计划)6.任务评估(含成果评估和过程评估)

本教案既作为学生完成项目任务的参考资料,也作为项目进行的过程记录和成果记录。教案主题是“使用Autodesk Map制作数字化地图”,编制背景是学生已经使用过MapInfo等常规软件进行过简单的数字化工作,但还未接触过AutoCAD这样大型的绘图软件。限于篇幅,细节内容被省略,读者有兴趣可向作者索取完整教案。

四、结果讨论

笔者任职于中职学校,在编制和实施本教案有如下体会:

1.学生学习理论知识普遍没有兴趣和动力,但在讲解软件操作时,需要实际动手,Follow Me的方式,往往可以调动他们学习的积极性。因此,在教学安排上,将理论部分作为阅读材料,当学生在完成任务遇到困难时,引导他们查阅资料,认识理论知识的指导作用。另外,将部分理论知识分解为引导问题,使学生通过回答引导问题,加深对理论知识的理解。

2.执行教案时,反复强调项目的工作任务。知识部分的讲解紧密围绕任务本身进行,不给出完成任务的具体答案,但提示出与项目任务的关系,鼓励学生根据教师讲解的知识要点,自己串接起来,解决完成任务时遇到的问题。

3.讲解时不必长篇大论,防止知识点偏离项目任务。某些复杂技术学生一时不能体会,鼓励他们动手操作,相互讨论,查阅资料,在做中学习。

4.因材施教非常重要。同一学校,不同班级,学生的学习能力、学习态度差异很大,哪些地方需要讲解、哪些地方需要反复强调都有所不同。为了鼓励学生,分层教学、分层评价也十分重要。

高职教育教学参考第九辑

5.项目课程是工作实境的一个映照,涉及到工作过程的相关知识和经验,需要解决学生工作中遇到的问题,这对教师的专业工作能力提出了较高的要求。另外,项目课程又不是一个简单的工作过程,它充当了知识和经验传承的载体,如何使项目承载尽量多的专业知识,使学生能够适合复杂多变的工作需求,也是教师需要考虑的重点问题。

显然,跟学科课程相比,项目课程的编制和实施,需要教师付出更多的劳动。但从项目教学的实施结果看,由于有明确的工作任务,和实际动手环节,能够吸引绝大多数学生积极参与,大多数学生或多或少加深了对专业知识的认识,掌握了部分工作技巧,至少能够初步引导他们进入到实际的工作领域,其教学效果在总体上远远好于常规方法。基于此,基于教师的职责与天性,教师即使辛苦也有所值。

参考文献

[1]蒋庆斌,徐国庆.基于工作任务的职业教育项目课程研究[J].职业技术教育,2005,22 [2]华南师大教育系教育学教研室,现代教育学[J].广东:广东高等教育出版社,1997 [3]张中洲.行动导向教学法与职业课程开发,讲座[J].珠海城市职业技术学院,2006,12 作者简介:王伟,男,副研究员,工学硕士。叶颖,女,高级讲师,工程师,教育学硕士。

原载《中国现代教育装备》2007年第1期

课程项目的系统化设计 第2篇

摘要:与传统教学模式相比,项目教学法以实训实境度高、学生参与度高、知识内化程度高等优点被越来越多的的职业院校重视与推广,也成为职教改革的重点方向。本文结合“营销项目的策划与实施”课程,从课程定位及总体设计思路、营销项目策划与原则、营销项目实施及推进路径、教学反思及收获等四个方面介绍项目教学的实践过程,探索“做学教赛四位一体”的项目教学模式,适应当代高职院校学生的学习需求,培养他们以团队为基础自主发现问题、分析问题、解决问题的综合能力及素养。

关键词:项目教学法;学生学情;任务驱动;模块计划;螺旋提升;环境依赖;做学教赛四位一体

职业教育中,项目教学法以实训实境度高、学生参与度高、知识内化程度高等优点被越来越多的的职业院校重视与推广。项目教学中,除要注重理论课与实践课的占比等因素外,还要考虑项目本身的来源与产生。当然,实境化程度最高项目当然是来自于现实社会企业,即校企合作项目;校企合作成功,职业院校办的也比较成功。但是,校企合作的现实却难言乐观,“剃头挑子一头热”,学校为此制定了不少配套措施,企业方反馈却寥寥,更多的时候不少企业参与校企合作仅仅是为了员工招聘。同时,校企合作中,学校与学生方通常处于相对被动的地位,接触的知识碎片化,技术含量低,如仅仅是作为促销员、服务员等参与企业活动,达不到项目教学的真正目的。基于以上现实,学校与教师都在通过“走出去、引进来”方式改进项目教学,如组建职教集团等,并取得一定效果。为克服以上弊端,我们设置了“营销项目的策划与实施”课程,实现了项目“来源于学生,又服务于学生”,下面从四个方面做简要介绍:

一、课程定位及总体设计思路

“营销项目的策划与实施”这门课是我们针对市场营销专业大三下学期学生设计的一门综合实践专业课,定位为专业贯通课程,结合学生心理、生理发育的阶段性特点,以项目组的形式参加课堂内外实训,促使学生综合运用市场营销专业知识,解决企业生存、发展阶段的营销问题,目标就是全面提升学生的综合素质,实现结业、创业与就业的无缝衔接。从大的方面讲,就是契合中央提倡的“大众创业、万众创新”的新常态。学生学情方面,该阶段的学生,学习目标虽相对模糊,但视野宽,创新精神、自主学习能力比较强,通过目标任务驱动,培养他们“发现问题、分析问题、解决问题”的营销才能,克服该阶段学生心浮气躁、眼高手低的通病,提升学生综合素质。课程设计方面,本课程共112个课时,立足于市场营销专业课主线,但又不局限于市场营销,毕竟项目的策划与实施,还要考虑项目战略、团队建设、企业文化等因素,为此这门课程设计了营销项目确定、营销战略战术、团队建设与管理、管理与销售战术等十四个学习模块。

二、营销项目策划及原则

本课程的第一个模块就是寻找与确定营销项目,在这个阶段,实行“老师引导、学生主导”的原则。为开拓学生思路,老师利用“项目任务册”,用“头脑风暴”的方法引导学生进行项目情境的联想,不预设限制性条件,鼓励学生开放思维,充分调动各自人脉资源,寻找营销目标对象,系统地策划与实施营销项目。在确定营销项目阶段,学生积极性可以用“爆棚”来描述,纷纷提出了个人或团队的初步想法及策划,完成了项目确定的第一步。项目确定的第二步就是初选,采取“海选”方式:有项目的同学通过初稿展示项目及远景,同学及老师进行投票。娱乐式海选,既发挥学生自主性,又提升师生互动,且为该项目的潜在团队组建奠定了基础。项目确定第三步就是把所有海选成功的项目放到教研室及行业资深人士中进行咨询探讨。所有项目选择坚持“投资少、短平快、时代性”等原则,有效规避项目一旦实施可能遇到的财务、法律等风险,最大程度保护学生,提高他们的成功体验。在撰写项目企划书过程中,我们按照营销策划的目的性、可操作性、创意等三要素要求学生反复打磨、创新,螺旋提升项目的综合质量,贯通了市场营销专业知识,又锻炼了项目核心成员的综合能力。课程学习中,我们积极贯彻青岛职业技术学院“实战、实境、实体”人才培养模式,坚持自主学习为主、做学教合一的学习模式,如“新朵干果茶”项目就是学生利用亲戚批发新疆干果的资源优势,与花茶组合包装,为中国好闺蜜打造“闺蜜好时光”;“秀技网”项目是为学校各项技能达人搭建技能交换及社交平台等。同时,指导学生把握经济发展趋势,充分理解当代供给侧结构改革及互联网“+”等政策,如“宇轩汽车用品黄岛业务部”项目就是学生把在临沂汽车批发市场的家族经营产品进行网络营销。为验证项目的可操作行,从商业模式、业务模式、盈利模式等三模式入手,师生从正反两个方面反复推敲。为实证项目,各项目组还针对目标消费群及通路客户开展了多维市场调研。

三、营销项目实施及推进路径

商业模式一旦确定,实施环节马上面临团队组建及销售促进。团队组建实行双向选择(考虑管理能力,团队人数要适当控制),项目团队策划各自团队誓词,且根据目标配置资源原则,进行项目众筹(注意控制额度,众筹等于签了“投名状”),成员进行自我约束与激励,基本达到了团队组建的目的。销售促进方面,走出去第一步都比较难,关键在心态,我们适时跟进了针对性培训,如“客户拜访的八步骤”;到第二轮客户拜访时,学生反应都比较自然。从客户关系实行、生动化达成、安全库存保障、物流配送、促销达成等重点销售环节我们都设计了针对性培训,学生边做边学,效果良好(从后期团队成员就业企业反馈看,学生综合素质优势明显)。项目战略、项目技术解决了,最关键的`就是项目团队文化建设。90后学生群体情绪起伏比较大,关键是项目负责人。个别项目负责人,前半程项目策划、调研、团队组建都比较好,但一旦到实施环节,就暴露出了心态不成熟、能力欠缺等诸多问题。为此我们设计了“周四咖啡”课堂,利用周四下午,重点进行项目组负责人面对面的心理疏导及专业培训,建设类似“自信、包容、进取、刚毅”团队文化,必须贯彻到项目推进的每一个环节。正因为如此,项目教学收获最大的,也是各项目负责人。通过目标任务驱动、模块计划、滚动执行、技术支持、效果量化等学习,学生收获颇丰。为检验教学成果,我们推荐个别项目参加社会创客大赛,受到与会专家的高度评价,其中“秀技网”获得青岛西海岸“青蓝杯”创客大赛大奖,在“做学教”的基础上又加上“赛”,“做学教赛四位一体”,进一步丰富了项目教学法的路径。

四、项目教学反思与收获

由于学生心态不成熟、对学校环境依赖过大等因素影响,各项目现在基本处于产品试销或技术内测阶段,项目推进相对缓慢,经济效益还没有真正显现。最后,以一名同学课程结业报告部分结束本文:这个课让我的自信心增强,能够站在讲台上给大家讲项目而不紧张,能够真正地走出去给客户介绍我们的产品。总的来说,非常感谢这个课给予我这么大的改变,也让我学到了很多的东西,比如独立思考解决问题的能力,出现差错的随机应变能力等,都受益匪浅,对以后的工作、学习都有非常大地帮助。知识上的收获固然重要,但是精神上的丰收更加可喜,挫折是一种财富,经历是一种拥有,这次课程学习必将成为我们人生旅途上一个非常美好的回忆。

参考文献:

[1]赵志群职业教育学习领域课程及课程开发.徐州建筑职业技术学院学报.第10卷第2期:1-8.

课程项目的系统化设计 第3篇

项目驱动学习 (project-based learning, PBL) [3,4]是以学生为中心的主动学习方法。PBL包含在一个特定场景中教师提出一个实际工程项目, 要求学生自主设计并完成该项目。PBL所设置的项目包含多门课程。在老师指导下, 将一个相对独立的项目交由学生自己处理。信息收集、方案设计及实现都由学生自己负责。学生通过该项目的实施, 了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求[5]。

通信系统涉及到数字信号处理、通信原理、信息论等多门课程。这些课程理论性强, 内容多, 而且分散进行, 实验内容也是针对课程模块。尽管这些课程关联度很高, 但教学中单门课程仅对通信单一模块进行教学, 实验内容也仅针对课程模块。学生仅靠课程很难将各课程内容有机融合。计算机仿真是对通信系统进行研究的有效手段。通过系统仿真可使学生建立各课程间的联系, 了解通信新技术和各门课程中抽象的概念。在以往本课程的教学中, 采用教师为学生准备资料、设计总体方案并指定功能的教学方法。实验时出现问题, 则由老师负责答疑解决。这种传统教学方法, 注重的是学生知识的掌握程度, 不关心能力的培养。未来工程类课程应围绕能力培养, 而不是传授知识, 以应对未来竞争的环境。

本文以通信系统仿真课程设计为例, 介绍了项目驱动法在电信专业课程中的应用。整个教学过程在自主学习的模式下进行。在教师的引导下, 学生根据项目要求自主设计通信系统模块并对系统进行仿真。

1 项目内容

通信系统的框图如图1所示, 主要包含信源编译码器、信道编译码器、信道及调制解调器组成。项目内容主要以MATLAB仿真平台提供的基本库函数为核心, 完成一个无记忆调制解调和信道编译码通信系统仿真设计。要求给出整个通信系统的原理结构方案, 完成系统的仿真流程框图。统计系统的解调错误概率和译码错误概率。

项目安排在大三的第1学期。项目安排在5周内完成, 2~3人为一组, 在本学期学校开设了通信原理、数字信号处理及信息论基础3门相关的必修课。在通信原理课程中, 学生建立了调制、解调的概念, 在数字信号处理中建立了滤波器、傅立叶变换等概念, 在信息论与编码课程中建立了信源编码、信道及信道编码的概念。为了配合课程进度, 项目安排在后半学期。表1为本项目与相关课程间的关系。

通信系统仿真之前, 需要对项目进行充分分析, 明确通信系统仿真的目标。根据项目内容, 充分理解和掌握整个仿真过程所涉及的专业理论知识, 以保证整个仿真过程和结果的正确性。由于学生对matlab语言没有接触过, 在项目的准备阶段, 引导学生对matlab基本程序设计进行学习。

根据项目要求, 将项目分成5个阶段:

1) 熟悉Matlab环境及程序设计;

2) 通信系统各模块设计与参数分解;

3) 调制、解调及均衡器模块、纠错码编译码的程序实现;

4) 通信系统综合仿真;

5) 结果分析及图表实现。

表2为项目各阶段任务及预期结果。

2 基于项目驱动的教学方法

本项目采取以学生为中心的教学方法, 即使学生充分参与, 主动学习的方法。主动学习的核心在于学生在整个项目过程中的主动性与参与度, 在课堂上使用这些方法对学生的学习能力产生重大的影响。在传统教学课堂中, 学生被动接受知识, 教师传授知识。在PBL中, 学生从知识的吸收者变为问题的解决者, 教师从知识的传授者转变为项目的引导者。教师需要创建鼓励学生创新的环境, 通过提问与讨论的方式与学生积极沟通。

在本项目的实施中, 教师始终起到引导作用。教师跟随学生的进度, 指导每个阶段的工作, 对出现的问题进行分析。鼓励学生主动探索, 放弃以前被动等待的态度。

在项目中, 学生分组进行, 每人分配不同的任务与资源, 这样既可以培养学生的独立工作能力, 又加强学生的团队意识。项目初期, 教师设定项目目标并发给每个学生。学生通过努力达到这些目标。在每个阶段, 学生根据目标进行分析, 提出满足设计要求的方案。每个阶段结束时, 教师对实验结果进行检查, 学生通过演示、答辩来展示本组完成的工作。

项目实现过程中, 不再采用课堂授课的方法, 而采用讨论的形式。所学的通信理论知识通过仿真进一步得到验证。学生在实践中对通信系统的问题重新思考、理解。学生在教师的引导下, 通过发现问题、分析问题、解决问题, 培养学生分析问题与解决问题的能力。

学生在最后上交技术报告, 报告应反映小组各阶段使用方案、流程图、程序清单、结果分析。在报告完成过程中, 学生对各阶段的内容进行总结, 获得信息的能力及分析问题、解决问题的能力进一步提升。

本课程教学最终预期目标为:

1) 熟练掌握matlab的编程方法, 提高软件编程能力;

2) 提高分析问题的能力, 通过互联网等渠道查阅需要用到的知识;

3) 用多门课程知识描述通信系统设计总体方案;

4) 有能力计划与控制不同阶段的进度;

5) 有能力解决项目中出现的问题。

3 课程效果评价

课程效果按2个方面进行评价:学生课程成绩及学生对课程的满意度。

3.1 课程成绩评价

估计课程效果时, 学生表现是广泛使用的质量评价方法。教师密切观察学生成绩变化情况, 考核标准应与项目目标的达成度密切相关, 目标达成度越高, 分数越高。

学生成绩按3个方面来评价:个人成绩、小组成绩及技术报告成绩, 分别占50%、25%、25%。个人成绩根据考勤、主动性、技术水平、团队协调能力及在各分项及系统演示中成员对小组项目的贡献。小组成绩根据小组是否完成给定的任务。技术报告包含每个阶段的任务, 原理解释、实验结果、数据及分析。

图2为2013-2014学年与2014-2015学年学生成绩分布情况。2013-2014学年采用的办法为传统方法, 2014-2015年采用项目驱动法。由图可以看出, 与2013-2014年相比, 2014-2015年学生成绩的优良率明显提高。

3.2 学生对课程评价

学生对课程评价采用匿名调查表形式。表3给出了项目的4个方面让学生选择满意度。满意度分为6个等级供学生选择:非常不满、不满意、基本满意、较满意、满意、非常满意。

图3为项目的满意度调查统计结果, 90%的同学填写了调查表。图中分别列出了对项目的4个方面的统计数。从Q1到Q4, 得到的结果类似。调查结果表明, 80%以上同学对项目表示满意。

4 结论

本文给出了基于PBL的通信系统仿真课程设计的教学方法。在PBL教学模型下, 学生自主完成基于matlab的通信系统设计, 并对统计数据进行分析。仿真设计增强了学生对实际通信系统的认识及对通信相关课程的理论知识与实现方法的理解, 提高了分析问题解决问题的能力。通过查阅资料及与同组人合作解决问题, 提高了学生团队合作与沟通能力。通过学生成绩及满意度调查, 该项目的实施达到了预定的目标。

摘要:将项目驱动法应用于通信系统仿真的课程设计, 项目涉及通信原理、信息论及数字信号处理等多门课程的内容。学生分成若干小组, 每人负责一部分任务, 通过自主学习应用课堂上学过的内容并完成设计。学生成绩按个人表现、团队表现及技术报告三方面给出。通过学生调查及与成绩对比表明, 新方法不仅加深了学生对通信相关课程理论知识的理解, 提高了学生分析与解决复杂问题能力, 而且提高了学生沟通、团队协作等综合能力。

关键词:项目驱动,自主学习,通信系统

参考文献

[1]MMT Valdez, CIF Agreira, CM Ferreira.Lighting Design Course in an Electrical Engineering Program Using Problem-Based Learning[G].Eaeeie Conference, 2009:1-6.

[2]H Aliakbarian, PJ Soh, S Farsi.Implementation of a Project-based Telecommunications Engineering Design Course[J].IEEE Transactions On Education, 2014, 57 (1) :25-33.

[3]U Meyer-Bse, V Alonzo, A Meyer-Bse, MS Pattichis, et al.An Undergraduate Course and Laboratory in Digital Signal Processing with Field Programmable Gate Arrays[J].IEEE Trans Educ, 2010, 53 (4) :638-645.

[4]DG Lamar, PF Miaja, M Arias, et al.Experiences in the Application of Project-based Learning in a Switchingmode Power Supplies Course[J].IEEE Trans Educ, 2012, 55 (1) :66-77.

课程项目的系统化设计 第4篇

【摘 要】本文探讨在物联网系统组建课程中设计一种项目化实训,以物联网系统组建为主线,对智能温度检测实训项目进行总体设计、硬件电路设计、软件程序编写及功能调试等。

【关键词】物联网系统组建课程 温度检测 实训项目设计

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2016)11C-0189-03

物联网系统组建课程作为物联网知识学习的重要课程,是一门以动手实践为主的实训课。在物联网系统组建课程中引入项目化实训教学,既能做到将涉及面广的零散知识点综合学习,又能将理论联系实际发挥学生的主动性,通过不同的方法实现实训的要求。项目化教学既能够让学生系统学习物联网知识,又让学生成为项目设计的主角,激发学生的学习兴趣。为此,本文设计了一个“智能温度检测系统”项目作为物联网系统组建课程的实训项目。本物联网系统组建实训项目要求为:模拟智能工厂的温度检测系统,能够实时显示工厂里的温度值,并能设定温度的上限阈值和下限阈值,当温度值超过设定的阈值时发出警报,要求学生按照项目开发流程、设计思路,完成系统项目总体设计、硬件电路设计、软件程序设计、综合调试等工作。

一、智能温度检测系统项目的总体设计

在下达项目任务后,让学生收集相关的温度检测系统资料及发展现状,综合设计系统总体结构框图。为实现项目系统的功能,本温度检测系统由上位机和下位机两部分组成。上位机由ZigBee接收模块、电源模块和PC显示终端组成。下位机由ZigBee控制核心模块、电源模和DS18B20温度传感器组成。上位机与下位机通过无线方式传输数据。系统总体结构框图如图1所示。

二、智能温度检测系统的硬件电路设计

(一)ZigBee控制核心模块设计。根据本项目的需求选择CC2530微处理器作为控制核心。CC2530包含32KB的ROM和8KB的RAM,集成高效的2.4-GHz IEEE 802.15.4无线射频收发器,具有低功耗、无线传输温度数据等优点,被广泛应用于物联网的无线通信领域。在上位机部分中ZigBee控制核心模块与PC机通信采用UART串口方式通信。ZigBee核心控制模块部分电路如图2所示。

(二)温度传感器模块。本项目的温度值通过读取传感器输出信号获得。温度传感器输出信号可分为模拟信号和数字信号两种。模拟式传感器输出信号需要添加放大电路和A/D转换,增加了成本和设计难度。数字式传感器直接输出数字信号,ZigBee核心模块可以通过I/O口直接读取。温度采集传感器使用Maxim公司的DS18B20数字式温度传感器。DS18B20采用单总线通信方式,只需要占用一个I/O口即可完成数据通信;温度测量范围为-55°C至+125°C;测量精度为±0.5°C。温度检测系统项目中采用DS18B20作为温度传感器。DS18B20传感器模块电路如图3所示。

(三)电源模块设计。本项目考虑到温度检测采集点减少受地理环境因素影响,采用电池包作为电源。由于ZigBee控制核心模块的供电电压为3.3V,采用DC-DC转换电路将直流6V转换为3.3V。电源模块电路如图4所示。

三、智能温度检测系统的软件设计

温度检测系统的软件设计是项目开发过程中重要环节。

(一)软件编程设计思路。温度检测系统上位机与下位机的通信方式通过无线通信方式实现。上位机的ZigBee控制核心模块接收到温度数据后将数据通过串口发送到PC机显示。在PC机Windows系统平台编写应用程序实时接收数据显示并同时检测是否超过设定的阈值,若超过阈值则发出警报。

(二)软件设计流程图。本项目的软件设计按组成部分划分为上位机和下位机两部分,其中上位机软件设计分为ZigBee接收模块程序设计和PC机显示端程序设计。系统的上位机与下位机的无线通信采用Basic RF无线通信协议,该协议具有配置简单、点对点通信等特点。上位机与下位机程序设计流程图如图5所示。

下位机系统上电后ZigBee模块进行初始化,对Basic RF无线通信协议进行配置和对温度传感器DS18B20进行初始化设置。下位机完成初始化后等待上位机温度采集指令,当接收到指令后读取DS18B20温度值,将温度数据通过无线通信方式发送到上位机ZigBee接收端。上位机ZigBee接收端收到数据后通过UART串口发送到PC机显示。

(三)子程序分析。下位机ZigBee无线通信采用Basic RF构建,项目任务主要是通过调用子函数来实现。

函数:void basic_configRF_Init(void)

功能:ZigBee模块Basic RF无线配置初始化,包括ID、通信频道、本机地址等。

函数:void DS18B20_Init(void)

功能:该函数主要负责对DS18B20温度传感器进行初始配置。

函数:unsigned float Read_Temp(void)

功能:读取DS18B20温度值,返回无符号浮点型。

函数:basicRfSendPacket(uint16 destAddr,uint8* pPayload,uint8 length)

功能:实现ZigBee无线数据的发送。destAddr为点对点目标地址;pPayload温度值数据的缓冲区地址;length温度数据的长度。

函数:basicRfReceive(uint8* pRxData,uint8 len,int16* pRssi)

功能:接收数据无线ZigBee数据,pRxData接收到数据的缓冲数据地址;len接收到的数据长度;pRssi信号强度。

在项目实现过程中,教师提供关键的子函数及相关说明文档,学生根据说明文档搭建ZigBee无线Basic RF通信系统。

(四)上位机应用程序构建。本项目上位机应用程序采用WPF技术构建,开发平台采用Visual Studio 2012编写应用程序在Windows系统运行。WPF基于用户界面框架,使用WPF构建温度检测系统能够快速实现相应的功能。上位机应用程序中使用定时器计算时间每隔200ms读取一次温度值。在项目实现过程中为学生提供定时器类的使用方法:

Timer timer_read = new Timer();

timer_read.Interval = 1000;

timer_read.Enabled = true;

timer_read.Elapsed += timer_read_Elapsed;

void timer_read_Elapsed(object sender,ElapsedEventArgs e);

四、智能温度检测系统的实物制作及调试

在学习了相关知识和绘制完成硬件电路后,开始温度检测系统的实物电路制作,根据前面绘制的PCB电气原理图进行制版和焊接。在完成硬件电路后开始编写程序和调试。实训室管理员根据项目元件清单为学生提供相应的电子元器件。

学生也可以根据项目内容要求,发挥主动性自行设计相应的电路,然后根据电路选择相应的电子元器件。

(一)焊接。在实训室完成硬件电路板的制作后,进行元器件的焊接,在焊接过程中需要提醒学生有极性的电容方向及CC2530芯片的引脚。

(二)调试。在完成实物制作后,根据项目要求调试电路。教师参与学生实物系统的调试,对遇到的问题进行及时纠正。上位机显示应用程序如图6所示。

(三)评分验收。教师根据项目评分标准进行考评,在考评过程中对做得好的地方进行表扬,同时指出不足的地方。

图6 上位机显示应用程序

综上,在物联网系统组建课程中采用项目化实训,改变传统课程的教学模式,让学生作为主体,发挥学生的主动性。在智能温度检测系统设计项目中,让学生在项目设计过程中掌握物联网的系统设计思路、组成、硬件电路设计、软件程序设计和系统调试等知识,将分散的物联网知识综合应用,使学生在不仅学习了理论知识,还掌握了如何设计物联网系统的技能。

【参考文献】

[1]周怡颋,凌志浩.ZigBee无线通信技术及其应用探讨[J].自动化仪表,2005(6)

[2]张军.智能温度传感器DS18B20及其应用[J].仪表技术,2010(4)

[3]王铭明,陈涛.基于Basic-RF的家居环境监测预警系统设计[J].现代电子技术,2013(24)

[4]王德权,邓云霓.WPF在发动机生产线监控系统中的应用[J].组合机床与自动化加工技术,2013(4)

[5]曲广强,关晓辉.基于WPF技术的教学信息查询系统设计与实现[J].东北电力大学学报,2014(6)

【基金项目】2016年度广西高校中青年教师基础能力提升项目(KY2016YB760);2015年柳州铁道职业技术学院校级科研立项项目(2015-C21)

【作者简介】李水明(1983— ),男,硕士,柳州铁道职业技术学院电子技术学院讲师,研究方向:物联网技术应用、机器人;陈鑫洋,柳州铁道职业技术学院教师。

课程项目的系统化设计 第5篇

论文摘要:以行动为导向的项目教学法在培养学生综合素质和职业能力方面显示出明显的效果。本文从专业培养方案制定、项目主课程选取、师资队伍建设等方面阐述了如何科学合理地进行课程的项目教学规划与设计。

论文关键词:项目教学;专业课程;规划与设计;电气自动化技术

项目教学的理论基础

职业教育的发展方向是“以就业为导向,以服务为宗旨,培养社会需要的技能型人才”。在职业教育中应充分体现职业岗位的特点,培养目标和定位都要适应本行业对人才的要求。

“项目教学法”是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,它把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件,设计出一个个项目教学方案,按职业活动设计教学思路,不仅传授给学生理论知识和操作技能,更重要的是培养他们的职业能力,包括方法能力、接纳新知识的学习能力、与人协作的能力、进行项目动作的能力等解决实际问题的综合能力。“项目教学法”从信息收集、方案设计与实施到完成后的评价,都由学生具体负责;通过一个个项目的实施,使学生能够了解和把握完成项目的每一环节的基本要求与整个过程的重点难点。教师在教学过程中起到咨询、指导与解答疑难的作用,教师是活动的引导者,改变了以往“教师讲,学生听”的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。

项目规划与设计

项目教学方法的实施不是孤立进行的,它与课程建设、师资队伍建设和教学资源建设等有着紧密的联系。作为一种全新的教学方法,专业课程的项目教学规划与设计应从专业培养方案的设计入手,包含教学大纲、项目任务(工作岗位)、项目教材(完整理论)、知识或信息资料的准备与提供(学生自主学习的技术条件)、实验条件、对教师的要求、项目总结等内容。针对专业课程科学合理的规划与设计,笔者拟谈一点自己的经验和感受。

(一)专业培养方案

专业培养方案要面向社会,面向市场,特别是要根据本地区域经济的发展,探索出各行业、企业所要求的岗位(岗位群)需求,合理规划与设计专业培养计划,再根据专业培养计划确定项目教学任务,并结合学校自身的软件和硬件优势实施项目教学。这样的项目教学才能贴近社会、贴近市场、贴近企业,对培养学生综合素质能力和实用能力更有效。

以电气自动化技术专业为例。应根据专业的职业面向,进行职业岗位素质和能力分析。电气自动化技术专业的典型岗位是工业企业电气设备及控制系统的设计、安装、调试和维护。相对应的行动领域可分以扩展为以下6个方向:常用电气控制线路的设计与维修、电子产品制作与检修、PLC的编程与调试、供配电系统的运行与维护、自动化生产线设备维护、现场总线控制系统的运行与管理。这6个领域既可以为学生提供不同的就业方向,也是我们进行专业项目规划与设计的依据。

(二)专业核心课程中选取项目主课程

根据专业技术岗位知识技能的要求,在专业核心课程中选取部分课程实施项目教学。在电气自动化技术专业的教学中,我院在与企业各层次专业技术人员进行了广泛的技术交流后,确定了一些符合企业实际的项目任务,将《PLC应用技术》、《单片机应用技术》两门课程设定为项目主课程,设计并完善了有层次的、具有可操作性的项目三十余个,并根据教学应用效果不断修改与提高。在项目主课程的选取及实施过程中,还应注意以下几点:

项目主课程不是单一课程的内容 一门课程采取项目教学法虽然操作起来较为容易实现,但从内容设计上基本局限在本课程内,不能从学生的全面发展出发综合考虑学生所学的全部内容,不能科学地处理好不同学科间的关系,也违背了项目教学具有学科交叉性和综合能力运用的特点,不能更好地培养学生的岗位适应能力。例如,在《PLC应用技术》主项目课程中,所涉及的其他课程的内容有电气控制技术、传感器、变频器、维修电工和电工电子技术等课程中的相关知识内容。

合理采用项目教学及设计,不是通篇采用 有些基础性知识不适合用项目教学方法。基础性知识可以帮助学生学习疑难概念和实验技巧,是项目教学的基础。项目任务的选取和设计应该根据专业知识内容的特点合理选择项目教学的过程和内容,而不应是牵强地将全部教学内容分别分配到各个项目中。如在《单片机应用技术》主项目课程的教学中,若干基础知识分配到不同的项目中,有些内容如片内存储器的介绍,不是在一个项目中完全可以操作的,但将其分割又不是非常理想,对学生的学习掌握反而增加了难度。我们在《单片机技术实践》项目教材中以基础性知识与项目任务相结合的方式进行重新整合,就解决了这一问题,收到了非常好的效果。

项目教学法不能等同于技能训练 由于项目教学与技能训练在许多方面比较相似,不能把一个简单的技能训练当成一个项目来实施。虽然项目教学与实习教学都突出学生的技能培养,都是通过学生完成一定的课题或项目任务,引导学生掌握专业技能。但项目教学重在学生综合能力的培养,即知识和技能的有机结合并加以运用,是在教师的引导下完成知识理论的升华,通过工作过程引领,让学生养成良好的工作习惯和学习习惯,同时掌握一定的知识和技能。而实习教学相对比较单一,注重的是某一方面技能或技巧的训练,如焊接实习,主要训练的是学生掌握焊接工艺和娴熟的焊接技术,其主要任务就是通过对学生不断进行技能强化训练,达到技能熟练、形成技巧的程度。总之,在项目中要兼顾知识的完整性、系统性,这是项目教学与技能训练的不同之处。

项目教学的设计原则与步骤 项目教学主要由内容、活动、情境和结果四大要素构成,项目教学的设计原则就是遵循项目教学的四大要素,设计出一个可操作的项目教学方案。首先,编写项目任务书。项目任务书应具有结构完整的工作过程(计划、实施以及工作成果的检查评价),是项目教学内容、活动、情境和结果四大要素体现的载体,是决定项目任务实施成败的关键。一个优秀的项目任务书就是一个优秀的校本教材,汇总成册就是一本优秀的项目教材。四大要素在项目任务书中的体现要与典型的岗位任务特点相结合,不同的岗位工作特点应该对应不同的表现形式,但都应该有较大的开放性。其次,素材资料和实验条件的准备。教师要根据任务书的要求,向学生提供与完成教学项目相关的知识、信息与材料,满足学生独立进行计划工作的要求,在一定时间范围内能够自行组织、安排自己的学习行为,有利于培养技术实践知识、合作能力、创新能力;能够充分利用学校现有实验实训条件;教师在实施过程中具有掌控能力,能够指导学生寻求解决问题的方法。再次,实施阶段。这是完成项目的关键环节。在此过程中,要对完成项目所要用到的新知识、新技能进行分析和讲解。对于那些理论性很强的知识点,可采取“先记住再理解”的方法进行处理。必须了解的知识点,以知识连接的形式在项目完成后给出,让学生做完了再仔细领会。教师主要是营造学习氛围,创设学习情境,组织和引导教学过程,当学生在完成任务的过程中碰到困难时给予具体的`帮助,是学生学习的组织者与引导者。最后,教学评价。在评价阶段,教师在学生自我评价的基础上,帮助学生对项目教学的目标、过程和效果进行反思;让学生评价自己积极参与的行为表现,总结自己的体验;评价学生在项目完成的过程中学到的理论知识和操作技能以及团体合作意识,不但强调个人的发展,还要注重团体水平的提高。 “

从实践中看,项目教学中采用较多的是工作小组的学习方式,这不仅有益于学生特长的发挥,而且有助于每个学生的责任感和协作精神的形成,体验到个人与集体共同成长的快乐。同时,项目教学改变了以往学生被动接受的学习方式,学生能积极主动地去探索和尝试。在项目教学中,从信息收集、计划制定、方案选择、目标实施、信息反馈到成果评价,学生参与整个过程的每个环节,成为活动的主人。这样,学生既了解总体,又清楚每一具体环节的细节。教师在教学过程中要对自身角色进行重新定位,教师不再主要是知识的传授者,而成为教学的组织者、引导者、咨询者和评价者。

(三)师资培养

建设一支观念新、专业化水平高、乐于创新的教师队伍是实现项目教学的核心问题。与传统教学方式相比,项目教学法对教师素质提出了更高的要求。教师不仅需要掌握系统的理论知识,还要了解企业的生产过程,有实践指导能力和教学过程的把握能力。

鼓励支持教师到企业实习锻炼和参加培训深造 项目教学是以典型的职业工作任务来组织教学内容。教师只有具备职业经验,了解企业的工作过程和经营过程,才能从整体的视角科学合理地选择教学项目。也就是说,理论知识与实践知识通过典型的职业工作任务有机地结合起来,才能胜任教学工作。这就要求教师通过企业见习、实习、参加培训深造等途径了解企业,积累工作经验。

建设专业教学团队 在传统教学中,教师都有自己的专业,基本上是独立完成教学工作,可以不与其他学科的教师有业务上的交往。但是,项目教学涉及多学科教学内容。因此,对绝大多数教师而言,很难独自一人很好地完成教学工作。一方面要求教师具有跨学科的能力,不仅要娴熟本学科的专业知识与技能,还要了解相邻学科、相关学科及跨学科的知识与技能。另一方面要求教师具有团队合作的能力,教师要从个体的工作方式走向合作,不同专业领域的教师应联合起来进行项目教学,成立专业教学团队。

吸收企业优秀工程师到教师队伍中来 在企业优秀工程师中选拔具有教学能力者进行培训,使之成为合格的职业院校“双师型”教师,是一个相对比较容易的方法,从人才流动趋向上也比较好实现。

更新教师观念 教师要从学生的实际水平出发,以学生为主体,兼顾学生的学习兴趣,创设良好的情境,才能使学生积极参与知识的探索过程,主动地完成项目,从中掌握操作方法和技能。因此,要求教师具有创设学习情境的能力和热情。

(四)教学条件

项目教学法注重理论与实践相结合,要完成一个项目,必然涉及如何做的问题。在德国往往以最先进的生产设备作为职业院校学生的操作对象,在教学实践中体现生产工作实践。而在国内,以先进生产设备装备学校存在着相当的难度,无论是资金、原料、生产损耗等都不是学校能够承受的。我们在教学中通过大量图片、Flash动画等对项目教学起辅助作用,收到了很好的效果。

开发与项目教学相适应的校本教材也是一个不容忽视的环节。项目教学法的实行需要教师根据授课内容选用具体项目,再根据学生的具体情况来合理计划、组织教学内容。因此,开发与项目教学法相适应的校本教材,是顺利开展课程教学的必要条件。从德国的经验来看,采用项目教学法,教师没有一本固定的教材,他们让学生学习的知识往往是一页一页的讲义或工作页。各专业的专业教师要开发项目教材,要按照行业发展和教学特点不断地开发新的项目来充实教学内容,使教学内容能及时汲取新知识,教学与行业技术同步发展。

(五)校企合作,工学结合

项目教学法在我国职业院校生根发芽,在课程建设和教学理念上离不开与企业紧密合作,没有企业的参与,不可能有真正来自于工作过程的项目教学设计,也就不会有相应的教材和教案。我院采用“引企入校”、“厂中校”等多种灵活方式推行校企合作,编写了若干项目教材(项目任务书),有些内容还被企业作为技术培训内容,不仅为学校培养了一批优秀的学生,也为企业培养了一批优秀的员工,得到了企业的认可,取得了不错的教学效果。

课程项目的系统化设计 第6篇

摘 要:以机械设计课程设计为载体实施项目教学法,将传统的理论教学和实验教学内容整合成八个项目,通过项目教学内容要求学生完成对应阶段的设计任务,使工程设计始终融于理论教学中,强化学生工程意识,激发学生参加各类工程实践活动的热情,进而探索出一条集创新意识和具有卓越工程师素质于一体的人才培养教学模式。

关键词:项目教学法 机械设计 机械设计课程设计

中图分类号:F40;G642.0 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2017)05-179-02

《中国制造2025》标志着共和国制造业向智能制造的战略转变。高等院校作为国家人才培养基地,如何通过自身改革与创新,培养更多具有工程实践能力和创新意识的卓越人才,是共和国实现制造大国向智造强国奋进的人才基础。

机械设计自身的课程性质决定了它在机械类和近机类专业教学中占据重要的一环,是工科院校学生后续进行专业课学习、课程设计、毕业设计及步入工作岗位,快速实现与工程接轨的一门实践性较强的基础课程,因而在机械设计课程教学中实施项目教学,既有理论教学独有的理论体系,又有承载实践项目教学的设计载体。

本课题基于项目教学法,将机械设计课程设计分成若干个项目单元融于理论教学和实验教学中,基于CDIO“做中学”的理念,强化工科院校服务于工程实践的意识,引导学生参与科研与工程项目,建立合理评价体系,并在2~3年通过项目教学法在机械设计课程设计中的实施,不断强化工程设计与理论教学的有机融合,进而探索出培养合格工科人才的途径。

一、项目教学的实施路线

本项目教学法实施路线如图1所示。

在期初理论教学中,将课程设计任务书下发给学生,教师根据教学安排,将课程设计计算部分分解成若干个项目单元,通过分段评估学生各阶段项目的完成情况,适时发现项目实施过程中出现的问题,保证分阶段设计项目的合理性,提高机械设计课程设计质量,将CDIO“做中学”的工程理念和项目教学法有机融合{1},实现理论教学与工程实践的高度统一。

课程设计的结构设计项目,拟放在“减速器拆装”实验中同步进行。在拆装实验中,通过让学生认真、细致地观察剖分式减速器的箱体结构,明确上、下箱体之间标准零部件的功用和定位方法;清晰传动原件的润滑方式;掌握在轴系零部件的结构设计中各种标准件的安装顺序、定位方法以及轴承设计时应采取的润滑方式、固定方法等,使学生在获取足够的感性认知后,为后续轴的结构设计和箱体结构的合理布局奠定基础,并要求学生在完成实验报告的同时,完成轴和箱体的结构设计。最终使学生能够根据所掌握的知识设计出符合工程实践要求的完整项目解决方案。以此为契?C,在机械设计课程设计中引入多个设计题目,引导学生从单一理论知识的学习转化为多知识融合,从而为工程实践服务。在项目教学中,教师通过对案例项目的实施,有针对性地组织学生对相关问题进行深入探讨,明确该设计项目中,共性设计和个性设计中所拟对的方案差异,扩充学生在掌握该知识点时能够根据工程实际做出正确的判断,切忌采用照抄照搬不顾工程实际的设计思想,进而达到培养学生能够灵活运用所学知识于工程实践的目的。

二、实施方法

期初下达课程设计任务书后,将所在班级同学进行分组,每组成员2~3人。将理论教学和实验教学成若干个实施项目,每个项目都针对课程设计的一个环节,课后要求学生上交该项目应完成的设计内容,通过小组同学互评和教师点评方式,对每个同学完成项目质量作一评价,明确在本项目实施中应注意的关键节点,强调学生注重学会能够正确处理理论教学与工程实践应用之间的关系,引导学生在学好理论基础的同时,更加关注在工程设计中的应用。通过小组成员之间的点评,可以使学生充分了解机械设计课程本身的“一题多解”的博大精深,激发学生创新意识和自我探究学习的乐趣,让学生成为教学的主体;教师的点评让学生清楚设计意识的培养应具有全局观念,在保证设计质量的同时,综合机械设计、制造、安装、拆卸、经济性等诸多环节,明确机械设计的理念不光是单纯设计一个合格的产品,还应更多地考虑诸多的人文因素和相关的法律法规。

三、考评方式

将机械设计课程设计作为项目教学的内容引入到机械设计理论课教学中,将理论课教学划分成对应课程设计的若干个教学项目,分段实施和检查每个理论环节完成后学生应该完成的设计内容,使原本集结在两周课程设计中,只能用近乎1.5天所应完成的全部设计计算任务,分解在整个理论教学环节中,既缓解了原本紧张的设计周期,又能使教师和学生具有充足的时间来讨论设计计算中出现的问题和解决方法。因而项目教学法更关注于学生在平时教学过程中,如何能够将理论和实验所学内容恰当地反映在机械设计课程设计中。在本课程设计考评环节中,将设计计算、图纸质量和答辩成绩按4∶4∶2设计,通过小组互评和教师点评方式,给出学生在项目教学法实施中应完成设计计算部分的成绩,使学生在理论课程完成后,两周时间全部用于计算机绘图,鼓励有能力的同学对自己所设计的内容进行相关程序的编写或进行虚拟装配,成绩量化时给予这部分同学好的成绩来表彰他们的实际工作能力,以此为契机,培养学生具有工程理念,引导更多的学生参与科研,参加各类机械创新设计大赛,参与各类工程项目的研究,进而实现CDIO理念在机械类专业教学中的运用,为国家培养高素质、能够快速适应于工程实践型的合格人才。

四、结语

1.教育的目的是为社会输送合格人才,教师的职责是作为人才的“催化剂”,通过科学的教学方法,最大限度激发学生的发展潜力。“以教师为主导,以学生为主体,以项目为媒介,以职业能力为目标,以社会需求为背景”{2}的项目教学法,学习过程更强调学生的主体地位,通过学生自身的实践活动,提高理论知识应用于工程实践的能力,体味理论教学中,常规教育方法和工程实践中的灵活运用之间的关系,亲历应对实践过程的艰难选择和成功后的快乐,培养团队意识和协作精神,进而培养学生提高工程实践的应对能力。

2.以机械设计课程设计为契机,不断改进教学方法,进而探索在机械类专业学生课程设计中引入科研、工程项目,助力学生的创新思维和科研热情,实现工科院校人才培养与工程实践的零距离对接。

3.将机械设计课程设计项目教学引入到理论课教学环节中,通过引导学生独立完成相关项目的研究,以此为契机,探索出一种新的教学模式引入到其它课程教学中,培养学生工程意识;强调学生作为学习过程中的主体地位,通过教师合理的引导,加深学生对理论理解和工程实践的运用能力,进而走出一条培养符合21世纪人才需求、实现理论教学与工程实践零对接的教学模式。

[基金项目:黑龙江省教育厅规划课题(GJC1215066);佳木斯大学教育教学研究重大项目(JYZL2015-02)]

注释:

{1}刘桂珍,于影等.项目教学法在机械设计课程教学改革与实践的研究[J].经济师,2016(7)

{2}张倩.项目教学法在实践型课程中的应用[J].现代计算机,2012(7)

(作者单位:佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007)

[第一作者简介:刘桂珍(1965―),女,黑龙江尚志人,副教授;通讯作者:于影(1962―),女,黑龙江佳木斯人,教授。]

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