面向機(jī)械電子工程專業(yè)《虛擬儀器》課程項(xiàng)目式教學(xué)模式的研究與探索

陳法法 陳大偉

摘 要：針對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬儀器課程在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中面臨的問(wèn)題，深入分析了項(xiàng)目式教學(xué)改革的必要性，結(jié)合我校機(jī)械電子工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，提出了面向機(jī)械電子工程專業(yè)的虛擬儀器課程項(xiàng)目式教學(xué)方法，包括教學(xué)項(xiàng)目設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容制作、教學(xué)成果演示以及教學(xué)體系評(píng)價(jià)等內(nèi)容，以期提高機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬儀器課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程 虛擬儀器 項(xiàng)目式教學(xué) 研究與探索

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）08（c）-0175-02

為了更好的配合機(jī)械電子工程專業(yè)機(jī)械測(cè)試技術(shù)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械工程控制技術(shù)等課程的理論教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)上述專業(yè)課程的感性認(rèn)識(shí)，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，如今，國(guó)內(nèi)幾乎所有開(kāi)設(shè)機(jī)械電子工程專業(yè)的高校都開(kāi)設(shè)了《虛擬儀器》課程[1]?！短摂M儀器》本身的理論教學(xué)內(nèi)容枯燥繁雜，傳統(tǒng)的教學(xué)模式直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的領(lǐng)悟不深，應(yīng)用技能浮于表面，學(xué)生學(xué)完該門課程以后，如果僅僅局限于理論，而沒(méi)有很好的掌握基本的實(shí)踐應(yīng)用技能，就無(wú)法達(dá)到配合其它專業(yè)課程學(xué)習(xí)的目的。為了有效解決該問(wèn)題，提出了面向機(jī)械電子工程專業(yè)《虛擬儀器》課程的項(xiàng)目式教學(xué)模式。

1 虛擬儀器項(xiàng)目式教學(xué)的特點(diǎn)

虛擬儀器技術(shù)傳統(tǒng)的教學(xué)方式多以課堂講解為主，配以極少量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)而不是主動(dòng)探求知識(shí)。此種教學(xué)方式?jīng)]能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，致使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力差，也沒(méi)能有效培養(yǎng)學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐等應(yīng)用技能。因此，急需尋找一種新的教學(xué)方法來(lái)克服傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足[2-3]。

項(xiàng)目式教學(xué)以學(xué)生為中心，以小組成員合作的方式共同解決一個(gè)完整的項(xiàng)目為目標(biāo)，要求學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，并將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐[4]。面向機(jī)械電子工程專業(yè)《虛擬儀器》的項(xiàng)目式教學(xué)主要圍繞機(jī)械電子工程專業(yè)課程展開(kāi)，以LabVIEW虛擬儀器程序?yàn)殚_(kāi)發(fā)工具，以項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程為載體，以虛擬儀器的教學(xué)大綱內(nèi)容為教學(xué)順序，引導(dǎo)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中去學(xué)習(xí)[5]。虛擬儀器項(xiàng)目式教學(xué)具備以下特點(diǎn)。

（1）前沿性：傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教材內(nèi)容為綱，多年的教學(xué)實(shí)踐表明，教材所列的知識(shí)點(diǎn)往往滯后于技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的前沿發(fā)展，這種現(xiàn)象在以虛擬儀器為代表的軟件工程行業(yè)尤為顯著，而項(xiàng)目式教學(xué)可以以企業(yè)近期開(kāi)展的實(shí)際項(xiàng)目為依托，采用最新發(fā)展的理論知識(shí)和應(yīng)用技巧去實(shí)現(xiàn)，使得學(xué)生能夠見(jiàn)識(shí)和領(lǐng)悟所學(xué)知識(shí)的最前沿。

（2）應(yīng)用型：傳統(tǒng)的教學(xué)模式重理論、輕實(shí)踐，而對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用型本科院校而言，不僅要掌握一定的理論知識(shí)，更重要的是要具備較強(qiáng)的應(yīng)用技能。項(xiàng)目式教學(xué)從項(xiàng)目的實(shí)際需求出發(fā)，重點(diǎn)在項(xiàng)目的實(shí)施策略、實(shí)現(xiàn)技巧上，理論知識(shí)以夠用為度，很少去追求那些偏僻、怪癖、生僻的算法死角，突破傳統(tǒng)以理論為主線的教學(xué)模式，迎合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求。

（3）工程化：項(xiàng)目式教學(xué)以項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程為綱，從規(guī)范化、系統(tǒng)化、程式化的角度出發(fā)，模擬企業(yè)真實(shí)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程，學(xué)生在完成整個(gè)理論學(xué)習(xí)過(guò)程，并按規(guī)范完成多個(gè)項(xiàng)目之后，即具備了工程化軟件的設(shè)計(jì)思想，從而可以即時(shí)融入企業(yè)，為企業(yè)服務(wù)。

上述這些特點(diǎn)也直接衍射出了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，導(dǎo)致了現(xiàn)如今學(xué)校的人才培養(yǎng)與企業(yè)的人才需求沒(méi)有很好的對(duì)接，學(xué)校的畢業(yè)生難以滿足企業(yè)的實(shí)際需求，企業(yè)難以尋覓合格的專業(yè)人才，而項(xiàng)目式教學(xué)為破解此難題開(kāi)辟了一個(gè)新的途徑。

2 虛擬儀器項(xiàng)目式教學(xué)的構(gòu)成

面向機(jī)械電子工程專業(yè)《虛擬儀器》課程項(xiàng)目式教學(xué)模式通過(guò)打破原有的教學(xué)思路，將課程的基本知識(shí)與機(jī)械電子工程專業(yè)課程進(jìn)行結(jié)合，生產(chǎn)若干項(xiàng)目，學(xué)生通過(guò)若干項(xiàng)目掌握虛擬儀器相關(guān)知識(shí)，鞏固專業(yè)知識(shí)，并培養(yǎng)工程實(shí)踐思維。為此，將虛擬儀器項(xiàng)目式教學(xué)分為三個(gè)部分，即：項(xiàng)目的組成、項(xiàng)目的實(shí)施和項(xiàng)目的評(píng)價(jià)。

（1）項(xiàng)目的組成。

項(xiàng)目及其任務(wù)的設(shè)置很關(guān)鍵，項(xiàng)目的設(shè)置應(yīng)具備新穎性、實(shí)踐性、關(guān)聯(lián)性，既要內(nèi)容全面，又要重點(diǎn)突出，還要具備開(kāi)發(fā)價(jià)值，能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)，又要兼顧學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，使得學(xué)生能夠順利完成。在此，以《虛擬儀器》課程為基礎(chǔ)，以機(jī)械測(cè)試技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械工程控制技術(shù)等專業(yè)課程為項(xiàng)目素材，對(duì)《虛擬儀器》教材中的內(nèi)容進(jìn)行項(xiàng)目化，將教材的基礎(chǔ)理論與原理分析融入到18個(gè)任務(wù)6個(gè)項(xiàng)目中。（如表1所示）

（2）項(xiàng)目的實(shí)施。

項(xiàng)目實(shí)施的主體是學(xué)生，學(xué)生以小組為單位，在拿到項(xiàng)目之后，首先進(jìn)行必要的分工，對(duì)疑點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行討論交流，提出可行的解決方案，并加深小組成員對(duì)項(xiàng)目的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)；其次，小組成員利用圖書館資源、互聯(lián)網(wǎng)資源等查找相關(guān)資料，形成項(xiàng)目的初步解決思路；隨后，在教師的引導(dǎo)下，利用實(shí)驗(yàn)室的硬件資源，包括數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào)調(diào)理板、傳感器、NI公司的AD/DA接口板等，搭建硬件系統(tǒng)；硬件系統(tǒng)搭建完成后，學(xué)生將依照課本知識(shí)，利用LabVIEW虛擬儀器軟件進(jìn)行軟件編程，在此階段，學(xué)生將結(jié)合機(jī)械電子工程專業(yè)的相關(guān)專業(yè)課程，包括機(jī)械測(cè)試技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械工程控制技術(shù)等課程來(lái)解決項(xiàng)目中的實(shí)際問(wèn)題。

（3）項(xiàng)目的評(píng)價(jià)。

教學(xué)模式的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度以及對(duì)具體知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力因人而異，在項(xiàng)目評(píng)價(jià)過(guò)程中，學(xué)生的努力程度也不同，為此建立以項(xiàng)目的執(zhí)行過(guò)程以及項(xiàng)目的最終成果為目標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)完成較好的項(xiàng)目進(jìn)行展示，以促進(jìn)學(xué)生之間進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流，同時(shí)對(duì)勤奮刻苦、努力付出的學(xué)生進(jìn)行鼓勵(lì)，以激勵(lì)學(xué)生。其次，對(duì)所有學(xué)生項(xiàng)目的最終成果，給出優(yōu)、良、中、差的質(zhì)性評(píng)價(jià)，所有項(xiàng)目的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果計(jì)入學(xué)生在該門課程的最終考試成績(jī)。

3 結(jié)語(yǔ)

以機(jī)械電子工程專業(yè)的機(jī)械測(cè)試技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械工程控制技術(shù)等課程的內(nèi)容為素材，設(shè)置虛擬儀器教學(xué)中的工程實(shí)踐項(xiàng)目，這樣更有助于學(xué)生站在機(jī)械電子工程專業(yè)的角度理解所學(xué)內(nèi)容之間的相互關(guān)系。學(xué)生完成項(xiàng)目之后，能夠很快融入企業(yè)的工作環(huán)境，使得學(xué)校的培養(yǎng)模式與企業(yè)的崗位需求能夠更好的對(duì)接。因此，面向機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬儀器的項(xiàng)目式教學(xué)模式不僅僅是針對(duì)《虛擬儀器》基礎(chǔ)理論課程教學(xué)的一個(gè)改革，更是幫助學(xué)生適應(yīng)未來(lái)職業(yè)發(fā)展的一個(gè)突破。

參考文獻(xiàn)

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