以項目為依托開展探究式課堂教學(xué)模式的研究

王劍　黃國輝

摘要：《計算機控制系統(tǒng)》是我國高等學(xué)校自動化類專業(yè)的一門主干專業(yè)課程，信息量大、理論要求高，對課堂教學(xué)提出了更高的要求。利用其實踐性強的特點，提出了依托科研項目展開探究式課堂教學(xué)的思路。討論了教改實施的必要性和教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建思路，構(gòu)建了課程的探究式教學(xué)模式，并就學(xué)習(xí)評價機制進行了探討。項目初步實施情況表明通過探究式課堂教學(xué)模式改革，可以有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高了學(xué)生參與度和創(chuàng)造性，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：課堂教學(xué)；探究式教學(xué)；教學(xué)模式改革；計算機控制技術(shù)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）50-0172-02

《計算機控制系統(tǒng)》是自動化相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門實踐性非常強的專業(yè)課程，所授內(nèi)容與實際科研工作密切相關(guān)。以科研項目為依托，從解決具體項目為出發(fā)點，將實際項目開發(fā)過程融入授課內(nèi)容中，梳理教學(xué)內(nèi)容，組織教學(xué)過程，開展探究式課堂教學(xué)模式改革，可以有效提高學(xué)生的課堂參與度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。本文探討了《計算機控制系統(tǒng)》課程進行探究式教學(xué)模式改革的可行性與實施細節(jié)，并就前期的教改實踐活動進行了總結(jié)。

一、課題實施背景

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》（2010-2020）明確提出“注重學(xué)思結(jié)合。倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。其核心思想就是推行教學(xué)模式改革，通過教學(xué)方法和手段的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生獨立思考意識和自主創(chuàng)新精神?！队嬎銠C控制系統(tǒng)》是我國高等學(xué)校自動化類專業(yè)本科生的一門主干專業(yè)課程。課程知識量大、實踐性強、先修課程較多，學(xué)生必須系統(tǒng)地掌握相應(yīng)的軟、硬件基礎(chǔ)及控制理論相關(guān)知識，才能掌握本課程內(nèi)容，做到融會貫通。而現(xiàn)有的教學(xué)活動，雖然采用了CAI多媒體方式講授相關(guān)知識，以解決本課程信息量大、覆蓋面廣的問題，但由于課程的理論知識與實際應(yīng)用脫節(jié)，在課程講授過程中，很難給學(xué)生以直觀的認知，無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果并不理想。針對本課程實踐性強的特點，依托具體科研項目，開展探究式課堂教學(xué)模式改革，將實際項目設(shè)計開發(fā)過程融入教學(xué)活動，授課過程“教”“學(xué)”互動，使學(xué)生學(xué)以致用，能夠有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，從而達到良好的教學(xué)效果。

二、課題實施細則

以一個實際科研項目為依托，模擬項目開發(fā)流程，設(shè)計了教學(xué)活動，包括教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容，關(guān)鍵知識點等。并對教學(xué)效果的評價機制進行了改革，提出了綜合考察學(xué)生知識掌握程度的多重考核標準。

1.以實際項目為依托，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容。以教學(xué)大綱為依據(jù)，并根據(jù)工業(yè)過程中計算機控制系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)所需要掌握的關(guān)鍵知識，重新整理了課程的必修內(nèi)容和選修內(nèi)容，將課程的必修內(nèi)容概括為“硬件結(jié)構(gòu)”、“控制算法”與“軟件實現(xiàn)”等三個主要部分。三者緊密聯(lián)系，構(gòu)成了一個完整地計算機控制系統(tǒng)。對于一些輔助性的知識，比如傳感器、Z變化理論等知識，由于在先修課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)過，在本課程的授課過程中不再重復(fù)介紹，而作為自學(xué)的內(nèi)容。通過這樣的處理，既突出了基礎(chǔ)性知識，將課堂教學(xué)重點放在核心知識的講授上，又強調(diào)了計算機控制工程的系統(tǒng)性，通過三部分的有機結(jié)合，勾勒出了其核心知識體系。

2.以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點，組織課堂教學(xué)。針對課程實用性強的特點，提出了“依托科研項目開展互動式課堂活動”的構(gòu)想，即依循科研項目開發(fā)的流程，分析實際計算機控制系統(tǒng)項目開發(fā)時所需要的核心技術(shù)，并針對這些技術(shù)，采取互動式探究型課堂教學(xué)模型，進行知識傳授。

課堂教學(xué)活動的具體實施步驟如下：①列舉一個具體的計算機控制項目，提出設(shè)計需求，從系統(tǒng)的角度指出計算機控制項目的開發(fā)是一個系統(tǒng)工程，引出《計算機控制系統(tǒng)》課程三個主要構(gòu)成部分——“硬件、算法、軟件”，并分析概況各組成部分包含的主要知識點，使學(xué)生對計算機控制系統(tǒng)有一個總體的概念。針對項目設(shè)計要求，提出其總體設(shè)計方案。②根據(jù)總體設(shè)計方案，逐步引出課程核心知識點，結(jié)合教學(xué)大綱，逐一介紹三個主要構(gòu)成部分所包含的核心知識點，并在講解完每個知識點后，與學(xué)生一起討論這一知識點應(yīng)用于具體項目開發(fā)時的具體技術(shù)細節(jié)以及注意事項。③分組完成系統(tǒng)設(shè)計，分組討論完善，以小組為單位，完成系統(tǒng)設(shè)計，介紹各自的設(shè)計方案，教師組織學(xué)生對分組設(shè)計結(jié)果進行點評，討論各自設(shè)計方案的合理性和優(yōu)缺點。

3.以綜合能力培養(yǎng)為目的，改革評價體系。開放式探究型教學(xué)過程，造成了教學(xué)結(jié)果的百花齊放。在教學(xué)過程中，應(yīng)該綜合考察學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果。因此，學(xué)生綜合評測分數(shù)不僅包含了期中、期末的考試成績，還包含了出勤情況、課堂討論情況、實驗課完成情況、團隊合作能力、創(chuàng)新能力等多個方面，力爭客觀、公正地反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

三、課題初步實施結(jié)果

課題立項以來已經(jīng)經(jīng)過了兩輪4個班級的試點。與其他平行開課的班級（常規(guī)授課方式）進行了對比發(fā)現(xiàn)：通過開展互動式課堂教學(xué)，學(xué)生的參與度與積極性都有了不同程度的提升，課堂氣氛更加活躍，討論人數(shù)明顯高于其他對比班級，課后答疑也非常積極主動，考試成績也較其他班級有一定提升。對這種新穎的授課方式，選課同學(xué)也給出了積極的評價：自動化4班周杰同學(xué)說：“除了課本知識之外，我還學(xué)習(xí)到了許多實際項目開發(fā)中所需的知識和技能，對自身能力是一種提高”；自動化3班李前戎同學(xué)認為：“這是一種新穎的教學(xué)方式，分組合作的方式不僅提高了我的團隊意識，而且小組報告時的演講對我也是一次很好的鍛煉，我非常喜歡。”

四、結(jié)語

依托項目開展互動式探究型課堂教學(xué)活動是一種非常積極的課改嘗試，依循項目開發(fā)流程，從項目開發(fā)需求出發(fā)構(gòu)建授課內(nèi)容，確定必修內(nèi)容與自修內(nèi)容，并采用討論課的模式，開展探究式課堂教學(xué)活動，有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高了學(xué)生參與度和創(chuàng)造性，得到了同學(xué)們的一致認可，取得了較好的教學(xué)效果。

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Abstract："Computer control system" is one of the main courses of automation in the university. It has a large amount of knowledge and a high theoretical requirement，and puts forward higher requirements for classroom teaching. Based on its practical characteristics，this paper presents the idea of problem-based classroom teaching by relying on the real projects. The necessity of teaching reform and the construction of teaching content are discussed. The problem-based teaching mothed is constructed，and the evaluation mechanism is constructed. The preliminary implementation of the project shows that it was so popular for students to simulate their study interest，and their participation and creativity is improved. A better teaching effect has been achieved.

Key words：classroom teaching；problem-based teaching mode；teaching mode reform；computer control technologyendprint