正文 基於項目驅動的學員工程實踐能力培養(2 / 3)

因此,解決以上問題的關鍵就在於:加強對學員工程實踐能力的培養,要給學員建立一個能運用理論知識的工程環境,並在麵對一個實際工程問題時,有意識地引導學員利用課堂傳授的知識解決這個問題。

2 基於項目驅動的自動控製原理教學

2.1 項目驅動教學的特點

項目驅動(又稱任務驅動、目標驅動或問題驅動)教學法,是一種以建構主義教學理論為基礎的教學新方法,是一種以項目為主體的行為引導式的教學形式[2]。這種教學方法以項目為載體、教員為主導、學員為主體,依據對課程目標和學生特點的分析,把某一門課程的核心概念和原理,依托一個或多個項目的形式來體現,通過解決問題構建自己知識體係,完成課程的學習。項目驅動教學法,有利於培養學員獨立思考、發現問題、解決問題的自主學習能力,強調對學員綜合能力的全麵培養,以“項目”作為誘因來激發、強化和維持學生的成就動機[3]。

2.2 基於項目驅動的自動控製原理教學實踐

通過係統地引入幾個“項目”,貫穿於自動控製原理教學全過程,涵蓋課程中“建模”“分析”和“綜合設計”等3個主要知識模塊。

1)以工程的思想設計課堂授課。在每個知識點介紹前,首先引入一個實例項目,提出具體的問題,並讓學員積極思考問題的解決方法;然後結合項目講授相關知識點,介紹完知識點後,利用所學知識解決之前所提出的問題;最後再引入一個新項目並提出新問題,讓學員利用所學知識,參考課上示例項目中解決問題的思路,獨立完成新項目的工程設計。

在整門課程結束時最終完成對一個項目完整的工程設計,這種教學方式將課程中分離的知識點以一個具體項目為載體,完整而緊密地聯係在了一起,將學員認為枯燥乏味的理論知識轉變為生動的、具體的技術實現,而學員在實踐中所學的理論知識理解深度要遠大於單純的課堂灌輸。

2)針對學員不同的專業背景選擇不同的項目。自動控製原理課程本身的特點決定了不同專業的學員所學的基本原理是相同的,但是,不同專業的學員所麵對的具體問題以及所感興趣的方向卻是大相徑庭。因此,教員的任務是根據學生已有的背景知識和興趣來選取一係列適合不同專業背景的項目。

對於大班授課的方式,課堂講授的參考項目可以選擇具有經典意義的常見項目,而學員自己獨立完成的新項目可以從所列舉的多個不同專業背景的項目中選擇和自己專業相關的比較熟悉、感興趣的項目,使學員置身於探索知識的情境之中,即在真實世界中應用知識去解決問題,從根本上將傳統課堂中教員“滿堂灌”真正轉變為“學員為主體,教員為主導”的教學模式。

3)利用MATLAB/Simulink工具完成仿真設計。MATLAB語言和Simulink仿真環境在控製領域的教學與研究中應用非常廣泛,是係統仿真、控製係統設計的首選軟件工具[4]。利用MATLAB/Simulink工具能使學員擺脫繁瑣的數學推導和計算,直觀了解控製係統的基本原理及特性,加深對抽象理論的理解,提高整個設計過程的趣味性。在自動控製原理項目驅動方式教學實踐中,受條件限製,很難為每個項目都提供具體的實物,因此,在自動控製相關實驗中需要利用MATLAB/Simulink工具在仿真環境中按照“建模”“分析”和“綜合”的設計過程,獨立完成一個實際項目控製器的仿真設計。事實上,即使是實際的工程設計,往往也會借助計算機進行輔助設計。