融合项目驱动和翻转课堂的应用型本科自动化专业教学探索

刘政 赵振华

摘 要： 引入项目驱动和翻转课堂的教育理念，形成以学生个性化学习、教师穿插式引导、项目目的达成为主的教学方法。结合这种教育理念和教学方法对应用型本科自动化专业传统课程教学进行规划和设计，通过从“统一化、讲得多，做得少”到“差异化、讲得少，做得多”的转变，构造更加灵活主动的知识学习和应用实践体系。

关键词： 项目驱动 翻转课堂 自动化专业 应用型本科

自动化专业教学应紧扣学科知识结构体系和应用型本科层次的特点，结合自动化专业的不同定位进行设置。项目驱动教学方法是在传统理论教学的基础上，把需要实现的教学目标分解在设定的项目中，构造适应个体差异性的知识学习体系。翻转课堂所引入的教学手段是指课堂外学生对知识的提前学习，课堂上在教师的引导下巩固知识。然而，这种具有普适性的翻转课堂教学效果不能完全适应学生差异化的学习需求。融合项目驱动和翻转课堂的基本教学思路是：培养学生在有限知识基础上对问题的发现和解决能力，依据应用型本科学生的认知能力，结合真实的岗位性质制定项目，筛选优质课堂内容，优化课堂互动，引导学生主动参与教学和实践[1][2]。

一、传统教学环节的弊端

自动化专业是一个既有鲜明工程背景又融合多学科知识的综合性专业，作为工科类学习难度较高的专业，理论知识的占比很大，经常造成理论学时挤压实践学时，学生的动手实践能力难以体现应用型特色。理论知识枯燥、抽象、难懂使得真正能够紧跟教师授课步伐的学生少之又少，学习兴趣无从谈起，难以保证整体教学效果。日常教学环节与实际行业状况脱节、课程讲授内容枯燥、理论深实践少等直接影响应用型本科学生的学习效果和学习兴趣。传统意义的教学手段包括课前预习、课堂授课、课后作业等，无论是从信息量的扩展还是学习效率和有效性来说，都已经难以满足学生个性化学习的需要，直接制约整体教学质量的提高。传统意义上的教师作为讲授者孤立地讲解书本上的知识，单一化地训练学生的实践技能，缺乏系统的知识融合体系。知识应用能力、个体再学习能力、团队协作能力等综合素养都没有得到充分的挖掘。课堂授课效果反馈、实践问题解决效果反馈等穿插式互动是缺乏的，没有考虑学生的主体性、分享性、合作性[3]。

二、项目驱动结合翻转课堂的应用

传统意义的翻转课堂严格遵循授课环节的顺序。课前，教师预先创建具有普适性的教学资源，学生自学寻找问题；课上，教师梳理知识点，答疑解惑；课后，案例教学资源再学习，巩固知识点。传统的翻转课堂必须突出教师监督参与作用，教学资源的有效利用在很大程度上取决于学生的自觉性，教师的有效干预才能保证翻转课堂教学质量。

任务驱动教学模式是巧妙地将知识点隐含在具体任务中，学生和老师在任务进行过程中，通过一系列“发现问题、方法建立、解决问题”的互动操作，引导学生主动思考，构造符合个体需要的知识和技能。

项目驱动结合翻转课堂教学模式大致可以分为以下几个步骤：翻转课堂教学项目驱动教学提出、项目驱动的实施、项目评价。

1.翻转课堂教学

给翻转课堂增加差异化功能是针对应用型本科学生能力的不同提出的新型教学模式，在保证学生掌握基本理论知识的前提下，安排适量偏少的统一课堂授课环节，学生结合课后教学资源就关联案例中的知识点进行差异化吸收，采用项目驱动取代教师的监督干预，项目驱动的操作顺序和步骤是可以调整的，教师和学生应该结合课程特点实施教学和实践。与传统的翻转课堂相比较，增加了差异化属性的翻转课堂更具灵活性，这种属性的提出主要是因为学生在仅仅掌握基本知识点的基础上，对知识点的理解千篇一律，知识点的应用存在盲从性。在项目驱动教学前，利用少量课堂课时对基本知识点和可能需要的新知识点进行集中讲解，不仅可以对少部分自觉性差的学生进行约束，而且可以为后期项目驱动的开展打前站。教师预先布置项目内容，考虑学生个体特长和兴趣差异明确分组，选定负责人，提出具体达成要求[4]。

2.项目驱动教学提出

将项目达成部分设计为贴近实际岗位需要的工程案例，学生分组分析问题和讨论方案，将整个过程作为项目驱动教学的核心部分。在组内学生竞争激励的驱动下，发现问题解决问题的积极性自然会有大幅度提高。这种项目驱动教学面向工程实际应用，强化面向工程要求设计方案的确定和实施，要求达到技术方法和技术手段的进一步应用、挖掘和提升的目的。鼓励针对实际工程问题的创新思维、创新设计方案、创新实施技术。可以设置电子技术项目设计、单片机系统项目设计、嵌入式控制系统项目设计等。项目设计题目采用教师指导性题目和学生自拟教师审查题目相结合的方式。任务驱动教学模式可以在以MCU、EDA、PLC等为学习对象的硬件编程相关课程；以自动控制装置、计算机控制等为核心的控制技术课程[1]。总体来说，任务驱动教学模式适合的课程包括两部分：工程技术训练类课程，如自动控制原理、电子技术应用（数电模电）、电力拖动与运动控制、过程控制、信号与系统、传感器与检测技术等；独立实践类课程：单片机课程设计、电子技术综合课程设计、电子基本能力训练、计算机控制课程设计等[5]。

3.项目驱动的实施

对知识点掌握处于不同层次的学生在教师提供的完善教学资源基础上，组合成相对独立的学习小组，形成团队意识，组内取长补短，共同提高。项目的制定在得到教师的认可后，小组各自开始项目实施，项目负责人需要统筹制订项目计划，根据小组成员的特长和能力安排分解项目，分工协作，最大限度地调动学生参与项目的积极性，大问题化为小问题，小问题相互交叉，充分考虑成员的能力差异。在差异化问题动机的驱动下，学生对知识点理解和应用的差异化映射难易程度不同的小问题，最后共同协作解决项目整体大问题。在具体实施过程中，鼓励组员与组员之间、组与组之间形成互助的学习氛围，能力强的应该帮扶能力稍弱的。项目推进中遇到的瓶颈可以通过互联网、教师、图书馆等一切可以利用的资源解決，执行的项目充分贯穿控制科学与工程、电子信息工程、测控技术与仪器等。在执行过程中，教师不是主导者，而是与学生交流互动的引导者、辅助者，与传统理论+实践课堂相比，教师与学生的互动时间大大增加，教师持续关注小组推进动态，定期验收项目进度，及时做好组间的评价。

4.项目评价

对任务完成的情况进行总结与评价对于强化任务驱动教学方法的实施效果具有收官作用。由于学生对知识的理解、技能的掌握高低不同，导致任务完成水平参差不齐，教师的评价除了必需的客观性、公正性外，还需要有一定的人性化考虑，否则好的学生受持续正面激励会更好，差的学生持续缺少正面激励会更差。对一些客观评价不佳的学生要有充分的鼓励和帮助，及时给予正确的指导，营造无差别对待的快乐评价、快乐分享、互促互进的任务评价环境。评价的目的不是拉开差距，而是让掉队的能够赶上大部队。

项目评价处于收尾阶段，可以分为教师评价、小组评价、小组互评三部分。各个小组总结项目实施的全过程，项目负责人代表小组向全班进行项目成果汇报，介绍本组的项目设计方法及在项目推进过程中所遇到的问题和解决思路，待解决的问题和后期改进展望。教师从项目验收的角度對每组设计方案做出具体评估，其他组的成员可以提出问题，就感兴趣的优秀解决方案或存在疑问的技术和方法进行讨论。最后，每个小组就它组成果进行互评，去伪求真，在教师综合指导意见的基础上，逐步完善项目内容，评选项目设计优胜小组。

三、结语

项目驱动教学促进学生在课堂上对知识和技能的理解和掌握，实现知识的建构和迁移。基本理论部分在课堂上共同无差异性完成，保证后期项目教学的有效性。融入差异性课堂翻转的项目驱动教学充分利用信息化环境的网络资源，将案例教学放在课后，不仅可以解决授课千篇一律的问题，而且可以提供充分的学生参与项目实践的时间。项目驱动和差异性翻转教学模式对授课教师和学生都提出更高的要求。教师需要设计更简练清晰的理论知识体系，提供清楚明了的知识结构清单，精心组织设计项目，依据学生个体能力的差异有层次地把握项目的深度和广度，差异性地评估学生的能力。学生课堂上的无差异学习时间更加紧凑，需要为每一次项目分组教学付出更多的时间和精力。要切实强化应用型本科自动化专业教学效果，还需要授课教师和学生做出更多的探索和实践。

参考文献：

[1]梁芬，郭亚男，张新英.构建基于翻转课堂的微课教学新模式——以电机与拖动基础课程为例[J].中国教育技术装备，2017（12）：70-73.

[2]谢东垒，韩素敏，王国东.依托翻转课堂的电路课程过程考核研究与实施[J].教育教学论坛，2016（44）：166-167.

[3]阎群，李擎，崔家瑞，韩守梅，王常策.基于翻转课堂的电工技术实验教学研究[J].高等理科教育，2017（4）：115-120.

[4]董京峰.教学技能训练型翻转课堂教学模式及应用研究[J].中国教育信息化，2016（2）：29-37.

[5]杨丽恒，原文志，马建宏.基于认知负荷理论的数学“翻转课堂”教学模式探究[J].教学与管理，2015（7）：102-104.