任務驅動型實驗教學模式的實踐與探索

元澤懷，陳曉明

（肇慶學院電子信息與機電工程學院，廣東肇慶 526061）

任務驅動型實驗教學模式的實踐與探索

元澤懷，陳曉明

（肇慶學院電子信息與機電工程學院，廣東肇慶 526061）

為了改變傳統實驗教學模式的缺陷、提高人才培養質量，必須加強專業課程實驗教學的改革與建設。介紹和總結了具有開放式與設計性特色的“電子設計制作與調試”課程在探索和實踐任務驅動實驗教學模式方面的做法。實踐證明，任務驅動型實驗教學模式能夠把抽象的理論教學與生動活潑的實踐教學結合起來，有利于全面提高學生的專業實驗技能，培養學生的綜合素質，提高學生的創新能力。

實驗教學模式；任務驅動；實驗室開放

隨著高校擴招和高等教育改革，我國的高等教育已由精英教育向大眾化教育轉變。這種轉變引發了一系列教育模式的改革，即從傳統的以學科知識為主的專業教育向現代的以促進人的全面發展的通才教育的轉變。最有代表性的就是以“加強基礎，淡化專業”為指導思想的“寬口徑、厚基礎、復合型”的本科人才培養模式。反思十幾年來的改革成果，這種模式對擴大學生的知識面，促進學生的全面發展起到了很大的促進作用。但是，從另一個角度看，由于過分強調“寬”與“厚”，導致課程門類眾多、內容交叉重疊嚴重，大大擠占了專業課時。其結果是學生對各學科都有涉獵，但好似蜻蜓點水，到頭來什么都知道一點，又什么都不精，尤其是缺少專業技能訓練，導致大學生專業技能與特長缺失［1］。

地方高校每年用于購置實驗設備儀器的經費非常有限，而且學校總是從整個辦學層面來考慮每年的實驗室建設經費，實行“大鍋飯”分配經費。實驗室建設進度必須分期分批建設，特別是工科實驗室建設，因資金需求較大，往往不能購置足夠數量的實驗儀器，加上學生數每年遞增，出現實驗設備數不能按學生數分配，有時可能需要好幾個學生共用一套實驗設備，這樣一來，學生在實驗時只能大致了解實驗內容，而動手機會較少，導致未能深入理解和掌握相應的知識點。因此，這種傳統的實驗教學方式在實驗教學設備不足的情況下勢必會影響教學質量，導致學生專業實踐動手能力下降，理論教學與實驗教學出現脫節。為此必須探索和尋求解決這種矛盾的有效實驗教學模式，才能提高學生的專業實踐動手能力［2］。

“電子設計制作與測試”是一門實踐性很強的綜合性專業課程，該課程的實驗教學采用設計任務驅動的模式，即相應的實驗內容以設計性課題的方式，按照學科知識體系給出基礎性實踐—提高性實踐—綜合設計性實踐3個環節的若干個“任務”，學生通過自行設計、自己動手實驗，在完成比較復雜的綜合實驗的過程中，加深對課本上理論和概念的理解，培養獨立獲取知識的自學能力、解決問題的實踐技能和綜合素質。

本文以該課程的實驗教學改革實踐為例，對基于任務驅動的實驗教學模式進行實驗教學方法探索與總結分析。

1 任務驅動型實驗教學模式與學生創新能力培養的要求

任務驅動法就是將所要學習的新知識隱含在一項或幾項任務中，學生通過對任務進行分析、討論，明確涉及的知識并找出其中的新知識，然后在教師的指導、幫助下找出解決問題的方法，有助于培養學生的自主探究能力和創新能力［3］。

基于“任務驅動”的教學理論強調以學生為中心、以教師為主導，不僅要求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉變為信息加工的主體、知識意義的主動建構者，而且要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生建構意義的幫助者、促進者［4］。教師根據學科知識體系給出基礎性實踐—提高性實踐—綜合設計性實踐3個環節的若干個“任務”，這些“任務”通過點、面結合，以點帶面、以舊帶新，形成若干個項目，讓學生自主選擇，只要達到教學大綱的要求即可，同時歡迎有能力的學生做更多的提高性和綜合性實踐項目，以提升學生自己的能力。

基于“任務驅動”的漸進式開放實踐教學模式就是讓學生在一個個典型的“任務”驅動下開展實踐學習活動，引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成系列任務，從而得到清晰的思路、方法和知識的脈絡，在完成“任務”的過程中，培養學生分析問題、解決問題以及應用實驗設備的能力［5］，同時激發學生的求知欲望，培養學生獨立探索、勇于創新的精神。

這種任務驅動模式的實驗教學方法是以學生創新能力培養為目的的，學生在若干個“任務”的驅動下，自己根據實驗項目（任務）的要求，獨立擬定實驗方案、設計實施步驟、完成實驗過程，指導教師只負責對實驗方案進行審查，在實驗過程中給予必要的啟發與引導，以及實驗完成以后對實驗結果和報告進行評價［6］。實驗內容及要求應具有開放性、探索性和創新性，讓學生在“開放的空間”里自由開動腦筋，形成自由學習的氛圍［7］。學生在這種實驗教學模式下獲取的知識很扎實、很深刻，任務驅動模式的實驗教學方法完全符合學生創新能力培養的要求。

2 任務驅動型實驗教學模式在電子設計類課程實驗教學中的實踐與探索

為了改變傳統實驗教學模式的缺陷、提高人才培養質量，必須相應加強實驗教學的改革與建設。從2005年開始，學院單獨設置了“電子設計制作與測試”課程，總學時為72學時，分2學期完成。該課程實驗模式通過不斷地探索與改革，現已形成一套基于任務驅動法的實驗教學模式。這種模式已在我學院幾屆電子信息科學與技術和電氣工程及其自動化專業中成功實施。實踐證明，這種實驗模式很受學生的重視和歡迎，教學效果良好。

2.1 任務的選擇與設計

任務驅動教學模式的重點和難點在于任務的選擇與設計。實施教學過程中，教師對所選定的工作項目的理解，直接影響學生的學習效果。因此，教師備課需要明確任務、要解決的問題，關鍵點在哪里，需要預測學生在完成任務中易出現的問題，以及如何解決問題［8］。

本課程通過改革實驗教學模式，實行指定設計任務和可選設計任務相結合，設置了6個指定設計任務及10個可選的設計任務模塊。指定設計任務，是指學生必須按照規定的內容和技術指標要求去完成設計任務；可選設計任務模塊，是指學生可根據提供的實驗模塊內容，自主選擇感興趣的實驗題目。由于這些實驗任務全部是綜合性、設計性實驗，涉及的知識面較廣，所以將實驗的選擇權交給了學生。

指定設計任務的實驗，由于設計內容要用到規定章節的知識點，一般都限定了題目方向，學生的思維自由度不高，但可對內容實現的功能進行擴展；可選設計任務的題目，學生可根據自己的特長愛好選擇其中1～2個項目進行研究，設計范疇涉及到氣壓、溫度、超聲波、位移等檢測技術和聲光報警、電機控制等控制技術，如音樂播放器、水塔水位自動控制系統、出租車計價器設計等，然后再進行理論性設計，并以科技論文的形式撰寫實驗報告，若有興趣，還可以在課外進入開放實驗室進行設計制作。這種選擇模式打破了學生為做實驗而做實驗的局面，真正做到學生想做實驗而做實驗的格局，創造出一種嚴謹、寬松的氛圍。

2.2 任務實施

在任務實施之前，先將學生分成若干個設計小組（每組在3人左右為最佳），由小組成員推薦出小組長，并使學生明確自己的學習目標以及自己需要解決的問題。在項目的實施過程中，允許學生進行交流、討論、分析。教師作為一個指導者，要注意觀察學生，發現學生出現的問題，積極鼓勵每個學生去主動、大膽地完成項目任務。

由于實驗有一定的難度，學生對實驗設備和操作技術比較陌生，容易在實驗過程中出錯。允許每位學生根據自己的學習生活具體情況安排各自的實驗，因此，實驗室對學生開放，這樣就使每位學生都有充裕的時間進行實驗，而不會因為時間緊迫而胡亂對付完成實驗。實驗失敗的學生可以安排時間重做實驗，有興趣的學生可以安排時間嘗試創新，如改進和增加新的功能等，例如在數字鐘設計實驗中，除了必須完成基本的時分秒計時和顯示功能外，還可加校時、報時、萬年歷、觸摸報時等功能。這樣既充分發揮了學生的主觀能動性使其能夠更好地完成實驗，又充分利用了設備并避免了因實驗條件有限對學生實驗的影響，從而保證了實驗教學的高質量和良好效果［9］。

“以項目驅動為導向”教學法的實施過程雖然沒有了滿堂灌的講授，但也并沒有減輕教師在教學過程中的負擔。周密詳細的課前備課已遠遠不夠，需要教師能充分關注學生設計任務的實施過程，開展任務實施的中期檢查工作，及時收集反饋信息，根據學生反饋的情況對教學內容進行動態調整［10］。

2.3 任務實施結果評價

任務實施結果評價是指對學生的學習情況與任務完成情況做出反饋和評價，是總結與提高的重要階段。通過評價結果可以對學生起到激勵、反饋的作用，使學生在一種良好的心理狀態下不斷學習、進步［11］。評價的內容包括任務的完成情況、各知識點的掌握以及其他的能力獲得等。對優秀的設計作品由設計小組在課堂上進行分享講解，讓大家對整個設計任務進行較深入的總結和提高。

2.4 考核方式的改革

采用立體考核方式，即將課程考核與任務實施情況考核相結合的考核方式，其中課程考核30%，任務實施情況考核占70%。課程考核主要是指針對專業知識的體系結構、知識的理解和應用的考核。任務實施情況考核是指基于教學目標預先制定的過程評價和結果評價相結合的考核方式，采用小組活動備忘錄、設計報告和現場答辯記錄相結合的方式［12］。

3 結束語

任務驅動實驗教學模式旨在改革課程實驗教學方法、提高學生專業實踐動手能力和創新能力，這種實驗教學模式特別適合地方高校工科專業課程的實驗教學需要，能有效緩解地方高校實驗室建設經費投入不足與學生創新能力培養之間的矛盾［13］，打破“學生為做實驗而實驗”的傳統實驗教學模式。基于任務驅動型的實驗教學模式已在我院電子專業部分課程中進行實踐與探索，很受學生歡迎，教學效果良好。

（References）

［1］元澤懷.開放式設計性綜合實驗課程教學的改革與實踐［J］.實驗室研究與探索，2009，28（11）：120－122.

［2］元澤懷，陳英俊，李廷洪.學生與學校共建開放實驗室新模式探索［J］.實驗技術與管理，2010，28（3）：156－158.

［3］張文昭，李艷芳，劉愛林，等.任務驅動法和項目教學法整合在單片機課程中的實踐［J］.湖南科技學院學報，2010，31（12）：99－101.

［4］王華香，蔣永平，文元美，等.基于“任務驅動”的漸進式開放實踐教學探討［J］.中國現代教育裝備.2007，10（56）：127－129.

［5］史鳳隆，鄒開鳳.探索新的實驗課教學模式培養學員創新能力［J］.實驗室科學，2008，4（2）：19－20.

［6］孫立民，潘信吉，王曉迪.構建開放性創新環境的探究與實驗［J］.實驗室研究與探究，2006，25（1）：89－91.

［7］黃瑞，守成，尹曉霈.加強實驗中心建設，提高大學生實踐創新能力［J］.實驗技術與管理，2006，23（12）：128－131.

［8］劉詠梅.實驗教學改革與創新人才培養［J］.實驗技術與管理，2005，22（12）：101－106.

［9］夏蔡娟，劉漢臣，張英堂，等.工科院校開放式實驗教學模式的探索［J］.西安郵電學院學報，2011，16（增刊2）：136－138.

［10］葛玉藍.加強開放式實驗教學提高學生的綜合素質［J］.電氣電子教學學報，2002，24（4）：65－67.

［11］汪曉艷，程超.“任務驅動法”教學的創新思考［J］.湖南科技學院學報，2008，29（8）：241－243.

［12］馬耀宗，劉道新，謝發勤.改革專業實驗課教學方法多途徑培養學生素質［J］.實驗室研究與探索，2008，27（7）：111－113.

［13］皮之軍，李建海，于敏，等.開放式實驗教學模式的研究與探索［J］.實驗技術與管理，2010，27（5）：27－29.

Practice and exploration of task－driven experimental teaching mode

Yuan Zehuai，Chen Xiaoming
（Faculty of Electronic Information ＆Mechanical Electrical Engineering，Zhaoqing University，Zhaoqing 526061，China）

In order to change the defect of the traditional experimental teaching mode，and improve the quality of personnel training，the reform and construction of the experimental course teaching must be strengthened.This article introduces and summaries some practices of an experimental course－“Electronic Design，Produce，and Debug.”It is an opening and design mode.Its practice proves that to establish integrated experiment courses can combine the abstract theory teaching and the lively and vivid practice teaching.It can help to raise college students’experimental skills comprehensively，and it can cultivate their overall quality.

experimental teaching mode；task－driven；laboratory opening

G642.0

B

1002－4956（2014）1－0169－03

2013－06－15 修改日期：2013－09－05

廣東省教育廳實驗教學基金資助項目（20082801）；肇慶學院教學改革特別項目（JGYB201201）；肇慶學院教學研究項目（JY201040）

元澤懷（1975—），男，廣東惠來，碩士，高級實驗師，研究方向為嵌入式系統開發及技術、實驗教學與實驗室管理.

E－mail：yzhuai＠zqu.edu.cn