项目教学法论文教学模式论文：基于项目导向的专业综合实践教学

项目教学法论文教学模式论文：

基于项目导向的专业综合实践教学

摘要:本文在“任务驱动,项目导向”教学法的基础上加入了层次化的概念,介绍了该方法的内涵及其应用于信息工程相关专业综合实践的指导思想,并结合专业综合实践教学项目“水情遥测无线传感器网络设计与开发”分析了具体的实施过程。实践结果表明,层次化的任务驱动法是一种灵活、高效、适应面广的探究性教学模式,有利于学生积极地开展合作学习,培养其创新意识、应用能力和项目管理能力。

关键词:专业综合实践;任务驱动;项目导向;层次化

信息工程相关专业是工程实践性很强的学科,许多知识只有通过实验才能让学生真正理解和掌握。对于刚从大量的相对理论化的基础课程中“解放”出来的本科高年级学生而言,像单片机技术、嵌入式系统设计和WebGIS等面向应用的前沿课程将激发起他们强烈的求知欲。近年来,我们通过组织学生参与各类学科竞赛的方式提升学生的实践创新能力,取得了良好的效果,并在此基础上结合实践教学环节自身特色,探索出一套更加灵活、高效和适应面广的探究性实践教学模式——基于项目导向的专业综合实践公共选修课。通过开展一种边学边做边用的学习方式使他们感到知识有用、读书有用,并使他们的才能在实践创新活动中得到培育。

1任务驱动法的内涵及实践

“任务驱动、项目导向”的实践教学方法建立在建构主义学习理论的基础上,以完成一个或几个具体的项目为目标,每个项目又可细分为若干子任务。学生是积极的学习者,他们的学习是受社会文化系统、与教师和同伴的相互作用及自己的原有经验等影响的主动学习,是主动在内部建构知识意义的过程[1]。这种教学方法特别适合于信息及电子技术这样集知识与技能为一体,实践与操作性很强的专业。它将多、散、碎的知识点巧妙地隐含在每个项目之中,将再现式教学转化为探究式学习。

专业综合实践公共选修课的设立可以说是对上述教学方法的一次探索,是一种坚持“致高、致用、致远”的教育理念,推行理论教学、实践教学和科学研究“三元结合”的人才培养模式[2]。它改变了在传统电子工程相关课程的教学过程中,以师讲生听来传授新知识、以完成程式化实验来运用新知识,以考试测验来检查学习效果的被动教学模式。它的特点在于:1)研究课题紧密结合学科的发展方向;2)学生自主性学习;3)以教师课外松散性指导为主,过程中体现实践教学环节;4)体现实践教学特色。

2层次化任务驱动法的概念及依据

结合学校的特色并从学院的实际出发,我们提出了层次化任务驱动的教学方法。层次化的概念体现在纵向分层和横向分层两个方面。

2.1纵向分层

层次化任务驱动法的革新之一在于所选择的项目具有递进可划分的结构,细分出的子任务在难度上具有层次性,适合不同阶段的学生研究。项目的这种纵向可分性的优势在于:它通过项目导向的教学方法促进了梯队化培养模式的形成,如图1所示。

在这样的梯队化团队中,位于金字塔顶端的博导教授经验丰富,作为学院的学科带头人,由他提出当前值得研究的热点问题(相当于项目指南),可以使得整个团队紧跟学科的发展方向。青年教师及博士研究生将这个大方向划分为与自身研究领域相符的项目供硕士研究生参考,并在整个团队中起到监督作用,这样他们不必花费太多时间用于解决琐碎的问题,可以专

心投入到较高层次的研究中去。硕士研究生将项目划分为自己熟悉并适合本科生研究的子任务,同时直接参与所属本科生团队的管理,这样不仅巩固了自身的学科基础,同时使得自己的研究可以在一个熟悉而可靠的平台上展开。对于处于金字塔底层的本科生,他们的疑惑可以在最短时间内得到最大程度的解决。更重要的是,梯队中学长和导师的研究让他们可以看清自己所参与的任务在整个项目中的地位,为将来独立从事科学研究和承担项目打下基础。项目导向教学法与梯队制的融合也为整个科研团队培养了大量潜在的储备人才,使得前人的经验得以传承,成果得以延续。

2.2横向分层

层次化任务驱动法的革新之二在于所选择的项目在每一个纵向层次上可横向划分为硬件、软件等多样化的子任务,学生可以充分结合个人兴趣、个人特长和将来发展方向选择自己适合的任务。

当前,大学生从众行为普遍,反映出了部分学生自我意识弱化,独立性较差,很大程度窒息了个体思维的独创性、深刻性,也对高校创新型人才塑造带来最直接的负面影响[3]。小组内任务的多样化为增进学生间的相互作用创造了环境和机会。在这种“合作学习模式”中,学生之间能协同努力,充分发挥自身及其同伴的学习优势,从而把个体的学习行为与个体与个体之间的人际互动有机地结合在一起,小组成员之间形成一种“利己利人”的学习情境[4],在一定程度上摆脱了学生对老师和同学的依赖性。

3专业综合实践教学的具体实施与探索

专业综合实践以公共选修课的形式,本着指导教师自行申报、学生自愿选课的原则面向全体信息工程相关专业的高年级本科生开设。过去两年中,为了让学生有更多选择,我们设计了10个面向项目的实践方案。下面仅结合其中的“水情遥测无线传感器网络系统”项目,介绍基于项目导向的层次化任务驱动教学法在专业综合实践教学中的实施流程。

3.1构建教学平台

我校是教育部直属并拥有研究生院的211重点高校,学院设有计算机科学与技术、信息与通信工程等博、硕士点。从本科的基础教学到研究生的科学研究具有很好的连贯性,可以实现在一名博导教授的带领下,以若干青年教师为骨干、研究生为中坚力量,本科生积极参与,形成各具特色的科研梯队。同时,我校是一所以水为特色的综合型大学,这为电子信息类的学生设计提供了很好的应用方向。

在完成了指导团队的构建后,为保证实践课程的实施效果,我们严格控制每位老师指导的学生不超过15名,每个研究生所在小组不超过4人。学院在经费、场地和仪器设备使用上给予大力支持,经费由学院从教学实践经费中开支。

3.2结合热点、创设情境

从建构主义学习理论的观点来看,学习总是与一定的“情境”相联系,因为在“情境”的媒介作用下,那些生动直观的形象才能有效地激发学生联想,唤起学生原有认知结构中有关的知识[5]。

我们将无线传感器网络设定为一种用于水资源、水环境自动化监测和遥测遥控的全新的信息获取方式和手段。从项目公示到分组互动到任务实施,我们一直以此为“情境”,向学生介绍传感器网络的基本内容和基础技术,帮助学生答疑解惑。对学生来说,实现了积极的意义建构,学习的直观性和针对性得到加强,真正体现了项目驱动的优越性。

3.3设计课题,明确目标

根据层次化的概念结合指导团队的知识结构,我们如图2所示划分了项目的方向、子课题及任务。在项目提出后,青年教师及博士研究生分别划分出偏硬和偏软的两个方向,而由将要直接带领本科生小组的硕士研究生拟定子课题及任务的设计方案,指导教师仅对设计方案