機(jī)電技術(shù)項(xiàng)目教學(xué)方式建構(gòu)

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本文作者：吳平峰 單位：貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生是在完成實(shí)踐任務(wù)的過程中獲得職業(yè)能力的發(fā)展的［1］。因此，一定的情境和活動(dòng)的設(shè)置是PBL教學(xué)設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)。要注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生能夠用心去思考問題，把所學(xué)的知識掌握透徹。以下以項(xiàng)目教學(xué)模式流程為主線，來設(shè)計(jì)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)教師和學(xué)生所從事的各類活動(dòng)。

一、項(xiàng)目教學(xué)模式

基于項(xiàng)目的教學(xué)是指基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（project-basedlearning，PBL）模式。基于項(xiàng)目的教學(xué)模式，重點(diǎn)在于通過項(xiàng)目，學(xué)習(xí)、運(yùn)用多學(xué)科或某學(xué)科多方面的概念和原理。在真實(shí)的情境中，利用多種資源，在教師的指導(dǎo)與幫助下，一般通過小組協(xié)作的形式完成任務(wù)［2］。這種教學(xué)模式，不但能在完成項(xiàng)目的過程中，掌握科學(xué)的概念和原理，還需要運(yùn)用已有的科學(xué)知識去分析、解決問題。在這種教學(xué)模式中，項(xiàng)目的確定要合適，太大或太小都不利于項(xiàng)目的實(shí)施。

二、項(xiàng)目教學(xué)模式的構(gòu)成要素

基于項(xiàng)目教學(xué)模式主要由內(nèi)容、活動(dòng)、情境及結(jié)果這四大部分組成。建構(gòu)主義認(rèn)為：其一，鑒于學(xué)高校對機(jī)電技術(shù)教學(xué)要求非常高，采用可移植性很好的J2EE進(jìn)行開發(fā)，J2EE平臺(tái)當(dāng)前己經(jīng)成為高校信息系統(tǒng)的首要平臺(tái)，其以技術(shù)豐富、產(chǎn)品可移植、可擴(kuò)展性能優(yōu)越而著稱；其二，為提高系統(tǒng)的可維護(hù)性，縮短信息化建設(shè)工期，采用構(gòu)件化的開發(fā)技術(shù)，構(gòu)件化是本項(xiàng)目技術(shù)方案的重點(diǎn)，它的引入可以解決傳統(tǒng)信息系統(tǒng)可維護(hù)性差的缺陷，同時(shí)為開發(fā)管理帶來了巨大的便利；其三，確定構(gòu)件化的開發(fā)方案，但構(gòu)件化的設(shè)計(jì)需要工具的幫助才能發(fā)揮提高效率的優(yōu)越性。機(jī)電技術(shù)倡導(dǎo)的可視化開發(fā)、分析，與構(gòu)件思想是相輔相成的。所以我們確定采用機(jī)電技術(shù)和構(gòu)件相結(jié)合的技術(shù)方法，這正是本項(xiàng)目的重要思想。

針對機(jī)電技術(shù)中較少更新且頻繁訪問的數(shù)據(jù)，使用反范式的設(shè)計(jì)方法，能夠在很大程度上降低對數(shù)據(jù)庫的多表連接，減少聚集函數(shù)的頻繁使用，有效提高查詢效率。然而，使用反范式的設(shè)計(jì)方法也會(huì)帶來一些問題，如數(shù)據(jù)完整性維護(hù)及數(shù)據(jù)冗余等。所以，在機(jī)電技術(shù)的邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)數(shù)據(jù)庫的實(shí)際情況，具體問題具體分析，充分發(fā)揮規(guī)范化設(shè)計(jì)與反范式設(shè)計(jì)的各自優(yōu)點(diǎn)。

在新的教學(xué)大綱里，機(jī)電技術(shù)項(xiàng)目的編排順序與以前教材中的機(jī)電技術(shù)項(xiàng)目的編排相比，不難看出，新的編排不是那么有條理、有針對性。所以造成教師上課時(shí)，講授機(jī)電技術(shù)知識的時(shí)候也不是那么系統(tǒng)和有條理，思路不明確，課程內(nèi)容的編排完全是出于自己主觀的編排，想到哪里就自然而然地講道哪里，思路不清晰，學(xué)生聽的也是不明不白的，這就導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率低，學(xué)習(xí)成就不高。工科生的機(jī)電技術(shù)很薄弱，表現(xiàn)在基礎(chǔ)差，對學(xué)習(xí)機(jī)電技術(shù)不認(rèn)真，不能持之以恒。這也說明教師在中職機(jī)電技術(shù)教學(xué)中，普遍存在著這一方面的問題，比如說教學(xué)觀念落后、教學(xué)方式單一、教學(xué)內(nèi)容不豐富等。

三、構(gòu)建機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)項(xiàng)目教學(xué)模式

（一）選定項(xiàng)目

對于機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)而言，基于項(xiàng)目的教學(xué)模式中，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，面對日新月異的信息時(shí)代的到來，教育信息化已成為當(dāng)今國際教育發(fā)展的主流，加快教育信息化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的需要，也是深化教育改革、全面推進(jìn)素質(zhì)教育的需要?，F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展給教育帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和困難的同時(shí)，也提供了前所未有的機(jī)遇，努力加快教育信息化建設(shè)的步伐，才能適應(yīng)時(shí)代的需求。自信息化課程建設(shè)以來，積累的很多數(shù)據(jù)在一定程度上反映了學(xué)校各方面的特征或者存在的一些問題，而這些信息往往對大學(xué)發(fā)展重要決策起著非常重要的作用，管理者很少發(fā)現(xiàn)這些極為有用的信息，從而使決策的準(zhǔn)確性、及時(shí)性大大降低，有時(shí)甚至做出錯(cuò)誤的決策，并且不好開放，可升級性差。學(xué)生在選定機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)項(xiàng)目時(shí)非常重要，在整個(gè)過程中教師雖然是指導(dǎo)員，但是不能夠?qū)⒅付ǖ捻?xiàng)目強(qiáng)迫安排給學(xué)生，應(yīng)該根據(jù)不同學(xué)生的需要分配項(xiàng)目，結(jié)合學(xué)生自身的特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)。

1．教師的活動(dòng)

開展項(xiàng)目專題：選取項(xiàng)目學(xué)生分組：教師作為活動(dòng)的組織者，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的興趣點(diǎn)以及相關(guān)項(xiàng)目的特點(diǎn)，將學(xué)生分成若干個(gè)小組，然后由老師指定或者由學(xué)生自主推選出各組的組長［3］。論證項(xiàng)目：例如，對于機(jī)電技術(shù)，無操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)，一般認(rèn)為其硬件主體由IC芯片，或者4位/8位單片機(jī)構(gòu)成。這一類嵌入式系統(tǒng)的控制軟件不含操作系統(tǒng)。小型操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)一般指的是硬件主體由8位／16位單片機(jī)或者32位處理器構(gòu)成。其控制軟件主要由一個(gè)小型嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核（例如，I山C／OS-Ⅱ或TinyOS）和一個(gè)小規(guī)模的應(yīng)用程序組成。小型嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的源代碼一般不超過1萬行。這類嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)功能模塊不齊備，并且無法為應(yīng)用程序開發(fā)提供一個(gè)較為完備的應(yīng)用程序編程接口。此外，它沒有圖形用戶界面（GUI）或者圖形用戶界面功能較弱，數(shù)據(jù)處理和聯(lián)網(wǎng)通信功能也比較弱。大型操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)的硬件主體通常由32位/64位處理器、32位軟核處理器或者32位片上系統(tǒng)組成?？刂栖浖ǔ０粋€(gè)功能齊全的嵌入式操作系統(tǒng)（例如，VxWorks、RTLinux、Symbian、WindowsCE、ECOS等）以及封裝良好的API，其實(shí)時(shí)性能較強(qiáng)，具備DSP處理能力，具備良好的圖形用戶界面和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能，可運(yùn)行多種數(shù)據(jù)處理功能較強(qiáng)的應(yīng)用程序。

2.學(xué)生的活動(dòng)

聽專題報(bào)告：教師為學(xué)生選擇參加學(xué)校組織開展的機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的相關(guān)專題報(bào)告，并要求從專題報(bào)告中獲得對某一類問題的感性認(rèn)識，并從專家的報(bào)告中獲得主觀經(jīng)驗(yàn)的意義建構(gòu)。

實(shí)地觀察：在選定機(jī)電技術(shù)項(xiàng)目開展之前，對與項(xiàng)目開展的相關(guān)地點(diǎn)或事件進(jìn)行觀察，從而獲取一定的感性認(rèn)識，如數(shù)控機(jī)床、機(jī)械制造和自動(dòng)化控制的先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)等。

文獻(xiàn)查閱：經(jīng)查詢相關(guān)文獻(xiàn)資料來發(fā)現(xiàn)自己感興趣的研究，找到感興趣的問題，尋求相關(guān)的文獻(xiàn)，留意當(dāng)今研究水平。

頭腦風(fēng)暴：當(dāng)學(xué)生選取機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)項(xiàng)目后，該小組各成員根據(jù)其他成員的意見和評價(jià)來提出不同的想法，并通過組長來整理歸匯總這些意見，最終確定該小組的確定的項(xiàng)目。

（二）制定計(jì)劃

制定計(jì)劃，即時(shí)間計(jì)劃和活動(dòng)規(guī)劃。時(shí)間計(jì)劃是學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目所需，對時(shí)間進(jìn)行一個(gè)總體規(guī)劃，并制定出一個(gè)詳細(xì)的時(shí)間流程?；顒?dòng)規(guī)劃是指對項(xiàng)目所涉及的活動(dòng)預(yù)先進(jìn)行策劃。教師的活動(dòng)：教師負(fù)責(zé)評價(jià)學(xué)生制定的計(jì)劃，并幫助學(xué)生做出必要的修訂。學(xué)生的活動(dòng)：制定時(shí)間計(jì)劃，確定行動(dòng)方案，確定最終項(xiàng)目的制作流程，從而對任務(wù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆止ぁ?/p>

（三）活動(dòng)探究

大多數(shù)有工作經(jīng)驗(yàn)的高水平的機(jī)電專業(yè)教師，都過多地專注于學(xué)生的考試成績，由學(xué)生的考試成績評價(jià)學(xué)生的表現(xiàn)，理所當(dāng)然地認(rèn)為學(xué)生的成績是評價(jià)學(xué)生近期學(xué)業(yè)成就的標(biāo)桿，教師受社會(huì)輿論及家長要求的影響，過分關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，這類教師面對新課程的改革覺得不適應(yīng)，不知道以往的教學(xué)方法能否適應(yīng)或盡快適應(yīng)新的教材，他們對自己有了前所未有的不確定。這個(gè)問題需要教師們?nèi)ニ伎?、解決和研究。不管是高層次的，還是低層次的都要求對理科學(xué)生學(xué)習(xí)技巧及實(shí)際運(yùn)用能力的培養(yǎng)。想要達(dá)到教學(xué)目的，使教學(xué)能夠真正培養(yǎng)理科生的能力，要求對目前中職教學(xué)中的弊端進(jìn)行改革，使中職教學(xué)真正做到以學(xué)生為中心。

（四）作品制作

機(jī)電技術(shù)的建立，是機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。機(jī)電技術(shù)應(yīng)該致力于在認(rèn)真分析學(xué)校管理、教學(xué)和科研工作的基礎(chǔ)之上，最終確定機(jī)電技術(shù)需要建立多少類、多少種數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)庫中存放什么樣的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系如何等，都取決于對學(xué)校整體工作的認(rèn)識程度和熟悉程度［2］。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫并確定數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu)是教育資源庫建設(shè)中一項(xiàng)非常重要、難度十分大的技術(shù)性工作，其合理性和優(yōu)劣程度直接影響到整個(gè)校園網(wǎng)資源庫的應(yīng)用和性能，影響到校園網(wǎng)應(yīng)用的水平和效率。因此必須在充分調(diào)研、分析和整合的基礎(chǔ)上，集中技術(shù)力量建立合理、優(yōu)化的機(jī)電技術(shù)。再由學(xué)生選取合適的驅(qū)動(dòng)芯片并設(shè)計(jì)電路，最后編程實(shí)現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制。在完成整個(gè)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目后，要求學(xué)生提交項(xiàng)目設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告，總結(jié)所用理論和技術(shù)，并闡釋所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的性能是否達(dá)到了技術(shù)指標(biāo)。

（五）成果交流

仿照企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)室的場所環(huán)境建設(shè)，使學(xué)生能在仿真的職業(yè)環(huán)境中進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練。這些場所在溫濕度、亮度、清潔度和粉塵等方面要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保持適宜、安全和優(yōu)美的環(huán)境。在項(xiàng)目的成果表述方面，參與的相關(guān)人員，除了本校的領(lǐng)導(dǎo)、教師與學(xué)生以外，還包括校外人員，比如說家長、其他學(xué)校相關(guān)專業(yè)的教師和學(xué)生以及教育主管部門的領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)專家等。

（六）活動(dòng)評價(jià)

機(jī)電一體化專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量管理體系的研究和實(shí)踐，是對建立和完善學(xué)校質(zhì)量管理體系的一個(gè)有益探索。作為一個(gè)學(xué)校，人才培養(yǎng)工作質(zhì)量管理體系的建立是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及面廣，關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，通過一個(gè)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量管理體系的研究，以點(diǎn)帶面，可以較好地建立和完善學(xué)校的質(zhì)量管理體系。同時(shí)研究成果還可以通過機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的借鑒、推廣、研究，不斷發(fā)展、完善。項(xiàng)目教學(xué)是學(xué)生自主建構(gòu)知識與技能的過程。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生有自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，在很大程度上自主完成明確任務(wù)/獲取信息、制定計(jì)劃、做出決定、實(shí)施計(jì)劃、檢查控制、評定反饋等項(xiàng)目教學(xué)的步驟。學(xué)生是工作的主動(dòng)者，擁有使用儀器、設(shè)備、工具和學(xué)習(xí)資料的自主權(quán)，有機(jī)會(huì)自行處理項(xiàng)目的基礎(chǔ)性問題和研究操作方法，有機(jī)會(huì)在行動(dòng)過程中產(chǎn)生豐富多彩的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和個(gè)性化的創(chuàng)造表現(xiàn)。