基于精準跟進專題項目模式大視角的教學(xué)方法研究

李文強 袁訓(xùn)鋒 .中北大學(xué)信息與通信工程學(xué)院.商洛學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院

文章針對智能機器人實驗班項目實施過程中出現(xiàn)的“不易找到切入點”“遇到問題依賴老師，退出率高”及“認識膚淺”問題探索出精準跟進的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式，從而提高學(xué)習(xí)效率，提升自學(xué)能力，增加學(xué)習(xí)動力，設(shè)計了一套“基于精準跟進專題項目模式大視角”教學(xué)方案，實踐效果良好。

在國家大力發(fā)展新工科教育背景下[1]，2018年4月中北大學(xué)智能機器人實驗班開班。實驗班采用全新的教學(xué)理念、方法、目標和評價體系[2]，采用四級項目教學(xué)：一級專題項目、二級綜合項目、三級賽事項目和四級產(chǎn)品設(shè)計項目[3]。依次是一級、二級和四級項目，三級項目穿插在其他項目中。2018年12月，實驗班完成一級項目教學(xué)，達到教學(xué)目標，效果良好，同時存在三個問題：（1）項目發(fā)布后，不易找到切入點；（2）遇到問題依賴老師，退出率高；（3）認識膚淺，只為完成項目而學(xué)習(xí)。一級項目是基礎(chǔ)訓(xùn)練，二級、三級和四級項目是綜合訓(xùn)練。如何打好扎實的基礎(chǔ)，以便后期完美綜合，這是重點。本研究提出“基于精準跟進專題項目模式大視角教學(xué)方法”，可有效解決上述問題。

三大問題分析

第一，一級項目教學(xué)時，學(xué)生處于第二、三學(xué)期，正逢被動式學(xué)習(xí)向自我主動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，課堂教學(xué)任務(wù)重，課余時間少、自學(xué)能力弱。

第二，知識結(jié)構(gòu)簡單。一級項目一開始要求學(xué)生有一定的基礎(chǔ)知識，如一級項目一（走迷宮程序設(shè)計）要求C語言知識，一級項目二（車牌識別程序設(shè)計）要求MATLAB語言和圖像識別知識，一級項目三（無線通信模塊設(shè)計）要求單片機和網(wǎng)絡(luò)通信知識等，涉及知識面較寬并且專業(yè)，項目要求也有難度。學(xué)生來自六個學(xué)院，學(xué)習(xí)能力和基礎(chǔ)知識積累各不相同，遇到問題時未能及時解決，學(xué)生會不堪重負，半年有12人主動退出，退出率達到13%。

第三，一級項目教學(xué)，主要是培養(yǎng)學(xué)生機械、電子、信息和軟件設(shè)計方面的基本能力，為二至四級項目打基礎(chǔ)[4]。學(xué)生未理解一級項目教學(xué)的目標，未明確一至四級項目之間的遞進關(guān)系，缺乏全局認識和主動性。

三大問題解決方法

精準跟進的教學(xué)內(nèi)容

項目發(fā)布三天前，上傳項目任務(wù)書、關(guān)鍵技術(shù)和考核方式，以便預(yù)習(xí)。發(fā)布時，理論講解與實物演示相結(jié)合，臺上講授與臺下提問相結(jié)合，強調(diào)發(fā)布項目在整個培養(yǎng)目標中的作用，以及與后續(xù)項目的關(guān)系。項目進行過程中，動態(tài)精準跟進，采用教室和QQ群答疑相結(jié)合，共性問題集中講解，必要時增加專題講座等方法。根據(jù)進度動態(tài)調(diào)整項目內(nèi)容和時間。如，總體進度慢，延長項目時間；總體進度快，增加或縮短部分項目時間。

精準跟進的教學(xué)方法

項目選用動態(tài)、多模式、精準的教學(xué)方法。以一級項目三（無線通信模塊設(shè)計）為例:

上午項目發(fā)布后，安裝串口調(diào)試軟件、USB驅(qū)動和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手，下午答疑。

第二天開始，解答調(diào)試軟件和無線模塊遇到的問題。

第三天，Keil軟件培訓(xùn)與答疑。

第四天至第七天，答疑模塊設(shè)計和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)遇到的問題。在此期間，進度快的學(xué)生，以講座形式分享經(jīng)歷和收獲。

第八天至第九天，指導(dǎo)完成清晰、準確、規(guī)范的項目說明書。

第十天上午，項目驗收、總結(jié)與拔高，提出完善措施，下午整改。

整個項目中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師輔助指導(dǎo)。整個學(xué)習(xí)過程像牧羊，學(xué)生是羊群，而教師是牧人。草原有羊群想要的一切，但隨時會受到襲擊，多數(shù)襲擊它們能自我戰(zhàn)勝，當無法戰(zhàn)勝時牧人會及時出現(xiàn)。

精準跟進的考核方式

出勤考核精準跟進：總體出勤率大于80%，維持正常分值；否則，增加分值。

項目說明書考核精準跟進：項目說明書總體認真規(guī)范，維持正常分值；否則，增加分值。

項目驗收考核精準跟進：80%以上的學(xué)生，設(shè)計的系統(tǒng)完整、講解清楚、回答準確，維持正常分值；否則，增加分值。

大講堂考核精準跟進：參與積極、技術(shù)含量高，維持正常分值；否則，增加分值。

研究方法

智能機器人實驗班R1701班學(xué)生為對象，R1701班全體教師參與：

教師1——計算機類專業(yè)，一級項目一（走迷宮程序設(shè)計）負責(zé)人，負責(zé)程序與算法教學(xué)；

教師2——電子類專業(yè)，一級項目三（無線通信模塊設(shè)計）負責(zé)人，負責(zé)電路與嵌入式教學(xué)；

教師3——電子類專業(yè)，一級項目四（圖像采集模塊設(shè)計）負責(zé)人，負責(zé)電路與嵌入式教學(xué)；

教師4——機械類專業(yè)，一級項目五（無動力小車設(shè)計）負責(zé)人，負責(zé)機械部分教學(xué)；

教師5——機械類專業(yè)，一級項目六（行走機器人設(shè)計）負責(zé)人，負責(zé)機械部分教學(xué)；

教師6——控制類專業(yè)，負責(zé)算法部分教學(xué)和學(xué)生工作；

項目成績、創(chuàng)新賽事獲獎和問卷調(diào)查，進行評估。

圖1 項目研究方法

研究目標

有效提高學(xué)習(xí)效率

采用3332效率：軟件安裝和使用三天，基本部分三天，拓展部分三天，說明書兩天。

快速提高自學(xué)能力

利用資源，如實驗平臺、書籍和網(wǎng)絡(luò)，二小時內(nèi)找到問題解決方法，并掌握其關(guān)鍵技術(shù)。

增加學(xué)習(xí)動力

教師多鼓勵、多肯定學(xué)生，肯定學(xué)生加班加點，堅持不懈地付出[5]，肯定完成的項目和比賽作品。教師從生活和學(xué)習(xí)等各方面精準跟進每一位學(xué)生，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。學(xué)生從內(nèi)心深處喜歡這個班，無形中就會用高標準要求自身，積極申報創(chuàng)新賽事，喜歡在這個班里學(xué)習(xí)，踴躍參加大講堂。

提出“基于精準跟進專題項目模式大視角”教學(xué)方案一套

研究的特色和創(chuàng)新之處

大視角精準跟進

首先以講座形式發(fā)布項目，講解重點難點，實物演示，提供資料；接著學(xué)生設(shè)計，教師教室答疑，遇到共性問題，當場集中講解，復(fù)雜問題，兩個工作日內(nèi)集中講解；同時，通過QQ交流群實時答疑，保證所有問題及時解決。

教師引導(dǎo)，學(xué)生主導(dǎo)的教學(xué)方法

采用類似研究生的教學(xué)模式，老師引導(dǎo)給出解決問題的思路，學(xué)生探究具體的解決方法。本教學(xué)不再貫徹“老師講了哪些知識，學(xué)生學(xué)了哪些知識”，而強調(diào)“老師提供了哪些思路，學(xué)生解決了哪些問題”。