模拟企业项目运作的《运动控制》项目教学探索

胡均万 何展泉 罗俊杰 李齐新

（1.嘉应学院电子信息工程学院，广东 梅州 514015；2.华南农业大学信息学院，广东 广州 410642）

模拟企业项目运作的《运动控制》项目教学探索

胡均万1何展泉1罗俊杰1李齐新2

（1.嘉应学院电子信息工程学院，广东 梅州 514015；2.华南农业大学信息学院，广东 广州 410642）

为了培养自动化专业学生的工程技术应用能力，结合《运动控制》课程的教学任务和项目教学法的基本原理，将我校教师与企业产学研合作的实际项目用于《运动控制》课程的理论教学和实践训练，探索了一种模拟企业项目运作的7步循环的项目教学运作方式，包括任务设计、项目招标、制作标书、项目竞标、项目实施、项目监理、项目评估7步。7步循环项目教学法使课堂教学的内容与企业实际项目密切联系，提高了大学生实践动手能力，培养了同学们的创新意识，取得了显著的成效。

七步循环；项目教学法；运动控制

我校自动化专业 90%以上的毕业生在珠江三角洲地区的工厂企业从事自动化的设计、维护和管理工作，随着社会就业压力的增大，传统的系统化理论授课和规范化的实践教学方法已不能满足应用型人才培养的要求。因此，结合产学研合作项目对《运动控制》课程开展了模拟企业项目运作模式的项目教学改革和探索。《运动控制》是自动化专业的核心专业课。主要讲解电机单闭环调速、双闭环调速、可逆调速、变频调速的组成和工作原理。

1 传统教学存在的问题

本课程自从开课以来采用系统化的理论授课和规范化实践训练的传统教学模式。调查问卷发现，《运动控制》课程现执行的系统化的理论授课和规范化的实践教学模式主要存在以下问题。

1.1 理论教学公式化

现有教材注重系统地传授理论知识，教材中有数百个严密推导的公式，其中直接用于设计电动机运动控制系统的方程不超过20个。同学们难以系统地理解这些公式，逐渐形成厌倦情绪。在考试前勉强背下这些公式，也不知道如何用在在具体的控制项目中，考试一过就忘记了。

1.2 试验教学理论化

现有的运动控制试验台为实验教学提供了模块化的试验箱，每个实验单元的电路都集成在一个封闭的盒子里面，引出输入输出的接线端，节约了实验时间。但是，同学们在试验的时候，只需按图插线，试验中同学们根本没有接触具体的电路，对实践动手能力的提高没有多大帮助。实验报告基本是按照格式填写试验数据和处理试验数据，对培养应用型人才没有帮助。

1.3 见习旅游化

尽管安排了工厂见习，因为在理论学习和试验中都没有接触实际项目，到工厂只能是参观旅游和拍照，难以将所学理论知识和工厂实际需求结合起来。

2 项目教学法的基本原理

项目教学法是指学生在教师的指导下亲自处理一个项目，并在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容。学生根据项目要求自主安排学习行为，独立解决项目中遇到的困难 [1-3]。

1910年杜威提出的探究性学习模型为项目教学法奠定了“以学生为主体、以教师为主导”的理论基础。经过教育学家和心理学家的不断发展，至今已经形成系统的项目教学法理论体系[4-6]。因为项目教学法对培养实用型人才的实践动手能力和创新意识具有非常显著的效果，美国工商管理学硕士、德国职业教育等广泛采用了项目教学法[7-8]。近几年，我国职业院校首先引进并推广了项目教学法，普通高等院校为了加强应用型人才培养也开始了项目教学法探索和研究，并取得了显著的效果[9-11]。

2.1 项目教学法的特点

项目教学法的显著特点是“以能力为目标、以项目为线索、以教师为主导、以学生为主体”。 从目标上看，项目教学法不只是传授知识，而是在提高动手能力的同时培养创新意识；从内容上看，不以教材章节为线索，而是以项目研究为线索，在项目实施的过程中学会与项目相关的基础知识；从教学形式上看，不以教师讲课为主，而是以同学自主探究为主。

2.2 项目教学的一般步骤

1918年，克伯屈总结了杜威的经验理论和桑代克的学习心理学，对“项目教学法”进行了定义，并明确提出实施项目教学法的四个步骤：

(1)决定目的。根据教学内容和目标提出与具体的项目设计任务。

(2)拟定计划。制订项目实施的具体计划，包括材料设备的选用、工作任务的分配、实施步骤和方法等。

(3)实施计划。由项目组的同学们分工合作并按照既定方案和步骤开展项目设计和制作。

(4)评定结果。由教师组织同学们共同讨论和评价个项目组的成绩。

3 我校《运动控制》课程中开展项目教学的措施

根据教学任务，结合企业项目运作的一般过程，可按将项目教学法的实施步骤分为任务设计、项目招标、制作标书、项目竞标、项目实施、项目监理、项目验收7个步骤。具体安排如表1所示。

表1 《运动控制》项目教学法实施步骤安排表

3.1 紧扣教材设计项目的任务

任务设计是教师备课的重要内容，决定项目教学法实施的关键步骤，在缺少配套项目教学法的教材和教案时，尤为重要。根据《运动控制》教学任务设计了以下5个任务。

表2：项目任务和对应的教学内容

在设计项目任务时，要严格遵守教学相关性、可行性和可操作性三个原则。首先，设计的任务要与当前理论教学内容紧密联系，必须深入理解当前理论才能完成该项目的设计，并且在实施项目的过程中将理论知识内化；其次要了解同学们原有的知识和能力水平，在难度上、时间上和经费上具有可行性；最后，在设计项目任务时，每个项目都有明确的功能指标和参数指标，一方面要通过一定的参数计算和算法设计才能确保项目实施，另一方面可按的指标对项目的技术水平进行量化评价。

3.2 在“项目招标”中布置任务并讲解相关基础知识

在第一次上课时，模拟企业项目运作方式以项目招标的形式提出项目要求。并结合同学的知识水平介绍必要的基本理论和探究方法，预计两个课时。例如：在项目 1电动车PWM调速器的模拟招标中，首先提出了项目的要求基本要求和具体指标，然后介绍对应的直流电机调速的基本原理和方法。

3.3 在设计标书过程中开展方案论证

同学们利用课余时间上网查阅资料、方案论证、计算机仿真，制作标书参与竞标。

例如，在项目2的标书设计中，同学们可以对比各种测速传感器的特性，根据实际需要选用合适的测速传感器，对比不同的测速方法(如M法、T法和M/T法等)，然后选择其中一种测速方法。

3.4 在模拟竞标中开展方案评价

在第二次上课时，召开模拟竞标。上课前，要公开招募3~5名优秀同学代表成立招标专家组，老师担任专家组组长，并制订评标打分细则。模拟竞标实施步骤如下：

1）介绍。每个项目负责人用5~10分钟介绍自己的设计方案，阐述设计方案的基本原理、可行性等。

2）答辩。专家组提出疑问，项目组负责人和成员一道参与答辩。答辩会帮助同学们修改补充设计方案，也能激发同学们的创新意识。

3）评分。由同学代表组成的专家组给项目打分，评选出优秀方案。

4）总结。由专家组组长给出客观的评价，对优秀设计方案提出修改意见。

结果表明，模拟竞标能培养同学们表达问题的能力并激发创新意识，教师给出的客观评价和修改意见能为项目实施提供科学的指导。

3.5 在项目实施中锻炼同学们的实践动手能力和团队合作能力

各小组可参考优秀方案实施项目，完成硬件设计、电路制作、调试、软件设计、指标测试等步骤，最后写出项目报告书。

本阶段工作可在开放实验室或工艺实验室启动，老师提供2个课时的辅导。2个课时内不能完成项目实施的的，可利用课余时间继续项目制作。

3.6 组织优秀同学负责项目监理

组织 3~5个率先完成项目的优秀同学成立一个项目监理组，利用课余时间对尚未完成的项目组进行监督，反馈项目实施的进度、质量。必要时，可提供技术指导，以确保大多数同学能在一周内完成项目。

3.7 项目验收

根据项目实际制作的指标和项目报告书评分，并选出优秀作品作公开展示。要求优秀项目组向全班同学汇报项目实施的详细过程。由老师总结其成功的经验。

4 实施项目教学的成效

实施项目教学法两年来，自动化专业的学生积极参加各种科研活动和自动化工程创新实践，不断提高学生的创新精神和实践能力。2年来，我院自动化专业学生在 “挑战杯”大学生课外科技作品竞赛、“飞思卡尔杯”全国智能汽车竞赛、全国大学生电子设计大赛等国家级竞赛中共获奖12项。

由于采用产学研相结合的项目教学法，共有12位学生的毕业论文（设计）直接来源于企业的实际项目。项目教学法激发了同学们的创新意识，2010~2011年共申报了10余项国家专利，已经获得授权7项，其中与企业联合申报的2项专利成果已经就地转化为生产力。

5 结论和讨论

项目教学法改变了以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。模拟企业项目运作的七步循环项目教学法以培养实践动手能力和创新意识为目标、以产学研合作的真实项目为引导、以学生为主体，通过项目实施将理论与实践有机地结合起来，不仅提高了理论水平和实操技能，而且又在教师有目的地引导下，培养了思维能力、表达能力、合作意识和解决问题的能力。

但是，项目教学法是对传统教学的一个巨大冲击，对教师和同学都是一个极大地挑战，一开始会非常不适应，在实践项目教学中会遇到各种新问题，如缺乏配套教材、部分同学没有主动学习的习惯、实施项目过程中部分同学滥竽充数、能力考核难以量化等问题。需要在进一步的教学实践中探索和研究。

[1]Joseph S.Krajcik,Phyllis Blumenfeld. Project-based learning .The Cambridge Handbook of the Learning Sciences. Cambridge University Press, 2006.

[2]Moursund,D.Project-based learning in an informationtechnology environment[J]. Learning and Leading with Technology, 1998, 25 (8)4 .

[3]Suzie Boss. Reinventing Project-Based Learning[M] .2009.

[4][美]杜威.赵祥麟,译.学校与社会:明日之学校[M].北京:人民教育出版社,1994:95.

[5][美]杜威.王承绪,译.民主主义与教育[M].北京:人民教育出版社,1990:213.

[6]代薇.试析项目教学的历史与发展[J]. 南昌教育学院学报,2011, 26(5):128-130

[7]刘大宇.德国职业教育的教学方法[J].职业技术教育，1998，（3）.

[8]吴全全.项目教学法[J].中国职业技术教育，2006，（6）.

[9]徐朔.项目教学法的内涵、教育追求和教学特征[J].职业技术教育，2008，（28）.

[10]朱枫.国内项目教学法的研究[J].教育理论与实践, 2010,30(9):54－56.

[11]王明金.基于构建主义的项目教学法的拓展[J].安徽科技学院学报,2010,24(3):73-7.

G420

A

1673-2219（2011）12-0075-03

2011-09-10

嘉应学院自动化特色专业建设项目。

胡均万（1969-），男，湖南永州人，工学博士，讲师，主要研究农业电气化与自动化。

（责任编校：何俊华）