基于項目驅動的“計算機控制技術”教學研究與實踐

李金桐 高強 張艷麗

摘 要： 本文主要討論了項目驅動法在“計算機控制技術”課程中的教學研究與實踐，分三步討論了項目驅動法的實施過程及各步驟中教師所起的作用。教學效果明顯，學生的動手能力、創新能力、實踐能力等各方面能力都會得到提高。

關鍵詞： 計算機控制技術 項目驅動法 教學研究

一、引言

計算機控制技術是電子信息工程、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器等專業的一門重要的專業技術基礎課，是為培養從事自動控制和自動化儀表等專業領域的工程技術人員設置的，是一門涉及基礎理論和知識面較廣、知識集成度高的一門實踐性較強的技術類課程。

項目驅動法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法，其原則是將學生的學習活動與大的項目或問題相結合，以探究問題引出和維持學習者的學習興趣和動機；創造真實的教學環境，讓學生帶著真實的項目學習，在這個過程中，學生擁有學習的主動權，教師不斷激勵學生前進，從而使學生真正掌握所學內容，并通過此項目舉一反三，收到更好的學習效果[1]。因此，探索如何將項目驅動法應用于“計算機控制技術”的教學與實踐，培養學生系統的設計能力與創新能力具有實際意義。

二、項目驅動法的實施過程

項目驅動教學法要求在教學過程中以完成一個個具體的項目為線索，把教學內容巧妙地隱含在每個項目之中，讓學生自己提出問題，并經過思考和老師的點撥，自己解決問題。在完成項目的同時，學生樹立創新意識，形成創新能力，養成自主學習習慣，學會如何發現問題、思考問題、尋找解決問題的方法。具體教學過程舉例如下。

1.結合學生特點，精心設計項目。

項目驅動教學法需要教師在教學中投入大量的精力，教師不僅要組織好教學，還要具備扎實的專業基礎知識，進行項目策劃、管理和評價。教師要根據教學內容進行合理策劃，明確項目要解決的關鍵問題，在項目實施過程中容易出現的問題及解決方法。項目的選擇要難易適中，不能因為難度過大而使學生失去自信和學習的興趣[2]。計算機控制技術的主要內容有：計算機控制系統的硬件設計技術，主要包括總線和輸入輸出接口與過程通道；數字控制技術，主要包括逐點比較法插補原理、步進電機、伺服電機；常規及復雜控制技術，主要包括數字PID控制，最少拍控制，純滯后控制技術、串級控制技術、前饋-反饋控制技術等；計算機控制系統的軟件設計，包括人機接口、測量數據預處理、數字控制器的工程實現、軟件抗干擾技術等；還根據有分布式測控網絡技術等。根據這些教學內容，可以設計如下項目：數據采集系統的設計、步進電機控制器的設計、直流電機調壓調速系統的設計、鍋爐內膽溫度計算機控制系統設計等。

2.引導學生分解項目并提出問題。

項目設計好后，首先進行學生分組，項目教學法的實質是按照項目運作方式，分組協作共同完成項目，學生可以按組別圍繞各自的項目學習、討論、實踐，分組的組員搭配，內容分工等都會影響實施效果，因此要分工明確[2]。本次教學實踐針對的對象是電子信息工程專業卓越班的學生，這些學生學習態度認真，頭腦靈活，實踐能力強，根據實際情況，分為五組，每組五六人。拿到項目后，學生先考慮如何簡化項目，把總項目分解成一個個階段項目，并把這些階段項目分解成更小的分項目。細化項目之后，學生就可確定解決這些分項目的方法，最后再由分項目到階段項目再到總項目，完成學習任務[1]。在這個過程中，引導學生不斷地思考如何完成項目，遇到哪些不能解決的問題，這些學生提出的問題是他們要知道的關鍵知識，這時候講授這些新知識，激發學生的學習欲望。比如直流電機調壓調速系統的設計中，學生接受任務后，需要查閱資料，了解直流電機測速和調速的原理，然后確定設計方案，最后進行系統的軟硬件設計與仿真，這些都是階段性項目。這個項目涉及的知識點有計算機控制系統的硬件設計，計算機控制系統的軟件設計，數字PID控制器及其參數整定等內容，這些都可以分解成更小的分項目，教師引導學生進行項目分解并明確分工。學生在項目實施過程中，會提出各種他們遇到的問題。

3.根據提出的問題，及時講授新知識。

問題提出后，就要開始尋求解決問題的方法，老問題學生自己解決，可以查閱文獻，復習以往教材等，新問題要通過師生的共同探索解決。教師的教學活動既要重視學生項目各階段的問題，又不能忽略基礎知識的講授，將學生各個階段遇到的問題分成若干模塊，由淺入深、層次分明地講授，給學生架構一個系統的全面的知識框架。在學生分析解決每個具體任務時，教師輔導學生將相關的知識點都串聯起來。

三、項目驅動法的實施效果

將項目驅動法引入“計算機控制技術”的教學實踐中，取得非常好的效果：學生學習興趣提高，學習主動性明顯提高；提高學生的動手能力、文獻查閱與綜合能力；學生的創新能力得到提高，在完成項目的過程中，學生會思考如何將所學知識應用到實際生活中，也會思考怎樣更好地執行，這些都是創新的體現。學生在執行項目的過程中，既學到新知識，又鞏固舊知識，還從系統層面掌握計算機控制系統的設計方法，學生在分組合作過程中又增強團隊協作能力，各方面都能力都得到提高，為他們以后的就業提供保障。

四、結語

本文主要討論了項目驅動法在“計算機控制技術”課程中的教學研究與實踐，教學效果明顯，學生的動手能力、創新能力、實踐能力等各方面能力都得到提高。

參考文獻：

[1]尤志慧.“項目驅動法”助程序設計課教學[J].現代教學，2004（6）：40-41.

[2]劉敬嚴.基于PDCA循環的項目驅動教學研究[J].濰坊工程職業學院學報，2014（9）：102-105.