基于新工科理念的分組項目式教學(xué)的探索與實施

1、    基于新工科理念的分組項目式教學(xué)的探索與實施    焦冬莉?趙永強?劉青芳?李國琴分組項目式教學(xué)是理論結(jié)合實踐的有效方法，其實施依賴于課程特點及其它相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)，尤其是實踐環(huán)節(jié)的支撐。教學(xué)步驟采用“理論項目實施”的次序，項目計劃、實施和產(chǎn)出為遞進式、階梯式，三個過程不斷交替，考核評價體系多元化。分組項目式融合了多種授課方式，貫穿了多種學(xué)習(xí)手段，強化實驗實踐環(huán)節(jié)，重視工程能力培養(yǎng)。以問題導(dǎo)向設(shè)立小組項目，隨技術(shù)發(fā)展更新項目內(nèi)容，依學(xué)生志趣調(diào)整學(xué)習(xí)方式，契合了新工科教學(xué)理念。為應(yīng)對新的科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展等國家戰(zhàn)略，教育部積極推進新

2、工科建設(shè)，高校作為工程人才培養(yǎng)的主要基地，結(jié)合新工科理念進行“應(yīng)用型人才”、“工程型人才”培養(yǎng)是教學(xué)改革的主要方向，其目的是讓學(xué)生盡快把課堂學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為技能，應(yīng)用到創(chuàng)新工作中。以項目實現(xiàn)為目標(biāo)的教學(xué)，可以將理論與實際應(yīng)用無縫對接，有效解決當(dāng)前工科專業(yè)培養(yǎng)模式中的偏重理論教學(xué)，工程實踐訓(xùn)練不足4的問題。分組教學(xué)是解決大班教學(xué)管理、提高大班教學(xué)效果的有效手段。二者結(jié)合應(yīng)用于工程類基礎(chǔ)課、專業(yè)課教學(xué)，可以為創(chuàng)新教育打好基礎(chǔ)，明顯提升教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。一、實施的條件適合分組項目式教學(xué)的課程應(yīng)具有幾個特點，一是教學(xué)內(nèi)容接地氣，能夠結(jié)合日常生活進行舉例，容易從教學(xué)內(nèi)容中生成具體項目。只有在現(xiàn)

3、實情境中進行學(xué)習(xí)與認(rèn)知，學(xué)生才能是知識意義的主動建構(gòu)者，二是生成的項目具有可移植性、可持續(xù)性，易于應(yīng)用于其它項目，能夠貫穿整個教學(xué)過程;三是同一項目有多種實施可能，以便小組討論、取舍。在數(shù)字電子技術(shù)課程中，項目的產(chǎn)出依賴于電路的設(shè)計、仿真、焊接、調(diào)試等，要求學(xué)生有較強的實驗實踐能力，所以應(yīng)有安排合理的實踐環(huán)節(jié)做支撐。如：前期設(shè)置了電子工藝、焊接、小型電子產(chǎn)品安裝調(diào)試，多個仿真軟件教學(xué)實踐周，為學(xué)生的電路設(shè)計、仿真打下了基礎(chǔ)，后續(xù)有課程設(shè)計、電子技術(shù)綜合實踐等實踐環(huán)節(jié)，項目小組可以延伸項目內(nèi)容，或者繼續(xù)合作其它項目。二、實施的內(nèi)容分組項目式教學(xué)可以在一門課程中實施，也可以多門課程結(jié)合在一起，如數(shù)

4、字電子技術(shù)課程的分組可以和模擬電子技術(shù)課程相同，甚至后續(xù)的微機原理、單片機等課程，以保持小組成員的穩(wěn)定性和項目擴充的連貫性。每組一般3-4人?？梢宰寣W(xué)生自由組合，也可以按學(xué)號、成績排名等直接成組，建議學(xué)生依興趣組合，便于確定項目內(nèi)容，減少摩擦，高效分工，同時可以發(fā)揮學(xué)生的主動性和主體性，體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)原則。（一）教學(xué)步驟項目教學(xué)法采用“理論項目實施”的步驟。首先進行理論教學(xué)，夯實基礎(chǔ)。在數(shù)字電子技術(shù)課程中，涉及大量的芯片，教學(xué)中需強調(diào)芯片的特性，使用條件，注意事項等，在熟悉芯片的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際說明使用該芯片可以實現(xiàn)哪些現(xiàn)實中的邏輯，例如：ne555可以構(gòu)成定時器，特定音頻輸出（如

5、警車、急救車聲音）電路，整形等。然后讓各小組選擇自己感興趣的題目去做，即產(chǎn)生項目，最后去實現(xiàn)該項目。其優(yōu)點是不改變原有章節(jié)順序，沒有完全打破學(xué)生的原始學(xué)習(xí)思路，而且在熟悉器件的基礎(chǔ)上產(chǎn)生項目，學(xué)生很少有畏難情緒。（二）實施的過程1.內(nèi)容的遞進式、階梯式基于教學(xué)內(nèi)容的由淺入深，項目計劃、項目實施和項目產(chǎn)出是一個不斷交替，由小到大的遞進式、階梯式過程。從每一章節(jié)的知識點入手，一個點對應(yīng)一個小項目，隨著學(xué)習(xí)的進行，知識的擴充，各小組對自己已完成的小項目進行選擇組合，形成一個中等項目，一步步將項目越變越大，功能越來越完善。2. 實踐技能的強化項目不論大小，都經(jīng)歷“設(shè)計-仿真-修改-實物接線-調(diào)試”過程

6、，設(shè)計仿真在電腦上完成，實物連線調(diào)試在電子技術(shù)實驗室進行，合成大項目后可在電子工藝實驗室制版焊接，將多個實踐環(huán)節(jié)所學(xué)滲透在項目教學(xué)過程中。還可以將其植入后續(xù)的課程設(shè)計環(huán)節(jié)和電子技術(shù)綜合實踐環(huán)節(jié)，學(xué)完單片機課程后，可以將同一功能用單片機實現(xiàn)，實現(xiàn)知識的一體化，系統(tǒng)化。3.項目的總結(jié)總結(jié)是知識內(nèi)化和提升的主要過程。項目結(jié)束后的總結(jié)分兩種，一是階段性總結(jié)，小組成員對本階段項目的進展情況，與前期的關(guān)系，指標(biāo)變化等進行總結(jié)，展示;不同小組間相互交流，互相借鑒，進一步修改、完善各自項目。二是課程結(jié)尾，對項目做最后總結(jié)，分兩個環(huán)節(jié)，一是小組成員總結(jié)項目產(chǎn)出過程的所有問題，方案的取舍，成效，突破等，幫助學(xué)生將

7、知識系統(tǒng)化;二是匯總所有項目，對其中的功能類似的項目進行比較分析，幫助學(xué)生拓展思維。因為同一個知識點在不同小組的實現(xiàn)方法是不同的。如數(shù)值比較可由比較器、加法器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等多種器件實現(xiàn)。例如延時電路可以由555、計數(shù)器等作為核心器件的多種方式實現(xiàn)。（三）考核與評價考核評價是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢驗，也是對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的認(rèn)可，構(gòu)建全面評價和能力導(dǎo)向的多元化考核評價體系非常重要。分組項目式教學(xué)要加強過程化考核，重視過程評價;以小組展示為主，兼顧個人能力。課程評分結(jié)構(gòu)為：總分100%=平時30%+實驗20%+末考50%。平時考核以小組形式進行，包括課堂討論，項目展示等，對小組成績和個人表現(xiàn)分別計

8、分。表1是課堂展示環(huán)節(jié)的評價項目。自由提問人是其他小組的成員。其中邏輯性、完整性、工程性決定小組本次展示的成績，而講解人、補充人、自由提問者可額外加分。在文獻中，作者給出了項目式教學(xué)法的實驗進行方式，所有實驗從前期準(zhǔn)備、實驗過程到實驗報告的完成完全以項目形式進行。要求必須先預(yù)習(xí)，寫好預(yù)習(xí)報告。實驗成績組成為：總分100%=操作50%+報告40%+加分10%。操作和報告根據(jù)本次實驗要進行的內(nèi)容不同，給出不同的考核標(biāo)準(zhǔn)，加分是指在完成既定方案的基礎(chǔ)上，驗證或者補充了其它方案。課程結(jié)束后的課程設(shè)計環(huán)節(jié)獨立考核計分，是對分組項目式教學(xué)的有效補充和提高。各小組根據(jù)已完成的項目，結(jié)合設(shè)計任務(wù)繼續(xù)擴充、改進

9、。要求給出項目式設(shè)計報告，并完成制作調(diào)試。表2給出了期間設(shè)置的多個檢查環(huán)節(jié)，既檢查了小組成果，又考核了個人能力。三、新工科理念的融合首先，項目的確立建立在課堂教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，以問題為導(dǎo)向：學(xué)了什么？能用來做什么？生活中哪些地方用到了？怎么做？例如：計數(shù)器可以用在生產(chǎn)線上，汽車?yán)锍蹋诸l等，輸入輸出信號有哪些差別？怎么獲?。亢湍男┱n程的知識有關(guān)聯(lián)？這些在項目實施時都是學(xué)生需要考慮的問題。其次，隨著社會的發(fā)展，技術(shù)的進步，身邊的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用發(fā)生很大的變化，知識點的應(yīng)用也可以與時俱進，學(xué)生確立的項目隨之更新。例如：以前的彩燈控制，現(xiàn)在變?yōu)閘ed屏顯示內(nèi)容的控制。投幣式售貨機和掃碼式售貨機的控制流程

10、差別在哪里？第三，因每個小組成員不同，內(nèi)容不同，實現(xiàn)過程不拘于教室或?qū)嶒炇?，學(xué)生可以依據(jù)自己的興趣、特點、習(xí)慣等自行組織學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)生的自主權(quán)，充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。四、實施的成效經(jīng)過一個完整教學(xué)周期，7個自然班，83個小組的實踐，分組項目式教學(xué)無論是教師能力和學(xué)生能力的提高、還是教學(xué)經(jīng)驗的增長都取得了一定的成效。主要是學(xué)生的變化。項目式教學(xué)不斷引入的身邊問題：蓄水池水位控制、自動販?zhǔn)蹤C購買流程、復(fù)印機時序產(chǎn)生、熱水器水溫控制等等勾起了學(xué)生極大的興趣，小組間項目設(shè)計的找錯糾錯點燃了學(xué)習(xí)的熱情。小組作業(yè)、項目、實驗的差異化滿足了不同層次學(xué)生的需求，一些小組常在實驗課上驗證、

11、修改方案，或者比較同一項目的多個方案，甚至在修改中自然引入了模擬電子技術(shù)中學(xué)到的知識，不同小組間也會根據(jù)實驗過程中的問題相互交流提高。出乎意料的是，實驗課加分項小組的比例占到了40%。而每個小項目的成功帶給學(xué)生的成就感、自豪感是分?jǐn)?shù)無法代替的。多次的小組展示環(huán)節(jié)，給學(xué)生提供了表現(xiàn)自我、提升自我的機會，課上、課下都很活躍。有學(xué)生評價愛上了這門課。其次是各種教學(xué)過程的有效融合夯實了工程教育的基礎(chǔ)。分組項目式融合了“講授-討論-翻轉(zhuǎn)-提問”多種授課方式;通過貼近生活的項目實例，無關(guān)項、自啟動等晦澀的概念被自然地引入項目，解決了概念化教學(xué)的難題;項目式學(xué)習(xí)貫穿了“理論設(shè)計-仿真-實現(xiàn)”多種學(xué)習(xí)手段;小

12、組項目的由淺入深、由小到大，將一個個知識點串在一起，知識的學(xué)習(xí)從點到面，符合“學(xué)習(xí)-深度學(xué)習(xí)-掌握”的認(rèn)知過程，達到了“基礎(chǔ)-強化-提升”的學(xué)習(xí)效果。而且，項目實施過程的故障、糾錯，培養(yǎng)了學(xué)生的細(xì)致與橫向思維，例如邏輯電平正確，電流不滿足條件導(dǎo)致故障，使學(xué)生關(guān)注參數(shù)等細(xì)節(jié);在移位寄存器構(gòu)成的彩燈循環(huán)電路中，用模擬中的電流轉(zhuǎn)換為電壓的方法，解決了電路中的電壓不足導(dǎo)致的故障等。五、結(jié)語分組項目式教學(xué)法有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能動性，充分發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，具有將教學(xué)理論與實踐融為一體、學(xué)生主動參與的突出優(yōu)點。通過分組項目式教學(xué)，形成“學(xué)好理論-會建項目-認(rèn)識實物-調(diào)試產(chǎn)品”的一體化教學(xué)思路。讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)并解決問題，引導(dǎo)學(xué)生真正學(xué)習(xí)、拓展學(xué)習(xí)，帶給學(xué)生最大的學(xué)習(xí)樂趣。小組成員一起工作，更有助于協(xié)作能力和團隊精神的培養(yǎng)。小組差異與項目差異，將分層教學(xué)與分組教