項目導向和任務驅動教學模式在計算機硬件課程中的實踐應用

韓月霞，謝方方，陳靜，謝志英

（軍械工程學院信息工程系，石家莊　050003）

項目導向和任務驅動教學模式在計算機硬件課程中的實踐應用

韓月霞，謝方方，陳靜，謝志英

（軍械工程學院信息工程系，石家莊050003）

0　引言

隨著軍隊裝備信息化建設步伐的不斷加快，計算機硬件技術在軍隊武器裝備中扮演著越來越重要的角色?！队嬎銠C硬件技術基礎》課程針對裝備信息化發展對計算機硬件的需要，全面培養學員的硬件工程實踐能力。在傳統的教學模式中，仍然多采用“教師講、學生聽”的教學模式，教員基本按照教材的編排順序進行講解，學員被動接受知識，多數學員上課聽得懂，在完成作業或解決具體問題時卻沒有思路，理論與實踐相脫節，學生動手能力偏弱。因此，如何讓學生將課程中學到的理論知識系統性的應用于解決實際問題是教學改革中所面臨的一個重要問題。本文將理論教學和實踐教學相結合，以解決實際問題為中心，構建項目導向和任務驅動教學模式，依靠項目實踐提高學員的工程實踐能力，為軍隊信息化、裝備信息化建設提供人才支撐。

1　項目導向和任務驅動教學模式

項目導向和任務驅動是建立在建構主義學習理論基礎之上的一種發現-探究式學習模式。建構主義認為，學習的過程是學習者主動建構知識的過程，學生是學習的主體，教師是學生知識建構的幫助者和促進者，要注意引導學生采用探索、發現式方法進行學習，使其主動完成知識的意義建構［1-2］。《計算機硬件技術基礎》課程的重要特點是具有較強的實用性和實踐性，非常適合應用集教、學、做于一體的項目導向和任務驅動教學模式，以具體項目為主線，以項目分解的各階段任務為驅動，將教學內容融入到一個個任務中，引導學生自主探索、邊學邊練、協同合作，最終完成相應的學習任務，在完成項目的過程中體會解決實際問題的全過程。項目各階段任務流程如圖1所示。

圖1　項目各階段任務流程

學員以小組形式選定不同的項目，各小組項目選題雖然不同，但每個項目都涉及相同的主要知識點，擁有相同的階段任務，可按照 “基礎理論學習→電路設計→匯編語言程序設計→電路仿真→實物搭接”的任務流程順序展開。在完成各階段任務的過程中，學生在教師的指導幫助下，學習完成任務所需的知識與技能，形成完整的知識鏈條，通過完成一系列的階段任務將項目的各個環節串聯起來，最終完成整個項目。

2　教學實踐

項目導向和任務驅動教學模式就是將學生的學習活動與實際的項目相結合，通過完成實際項目激發學員的探究欲望，調動學員學習的積極性。在教學目標的指導下，精心設計項目選題，重組教學內容，量化考核機制，將理論教學與實踐應用充分結合，著力培養學員的工程實踐能力。

1.1設計教學項目

在項目導向和任務驅動教學模式實施過程中，項目是整個教學活動的核心，項目選取是否合適，將直接影響整個課程的教學效果［3］。項目選題既要符合課程要求，包含課程相關知識點，又要緊貼裝備或聯系生活實際，激發學員學習興趣［4］。依據課程特點，課程組精心設計了適應課程并與裝備保障和生活實際息息相關的10余個實驗項目，例如音樂播放器、籃球積分器、簡易計算器等生活類項目。在項目實施過程中，一方面使學員了解硬件在裝備中的應用，確保學員在裝備課程學習中具有良好的硬件基礎；另一方面，趣味性的生活實際項目激發了學員學習的動力，使學員主動發揮想象力和創造力解決生活實際問題。同時，為提高學員的積極性和主動性，學員也可以根據選題要求自擬題目，但是教員要進行嚴格把關。

2.2重組教學內容

為了更好的完成既定項目，課程組重組教學內容，使教學內容與任務流程相同步，以便教師的教學與學生的學習更好地圍繞階段任務來完成［5］。

首先，調整了原有課程章節順序，按照階段任務的實現過程對教學內容進行組織優化，將存儲器設計、典型接口芯片等硬件內容提前，將指令系統和匯編程序設計兩部分內容穿插到項目實施過程中，刪減部分陳舊或與實際應用結合不緊密的知識點［6］。例如在指令系統部分，只精講傳送MOV指令、加法指令和IN/OUT指令等常用指令，對于減法、乘除法等類似指令以及串操作等非常用指令改由學員自主學習。

其次，適當淡化微機內部和芯片內部工作原理，強化外部接口與應用，加大了典型芯片應用課時數，增加裝備保障典型案例。例如在講解I/O接口通信無條件輸入/輸出方式時，以裝配在某型飛機上的某型火控雷達的參數顯示和狀態指示為例進行講解。又如在8255A并行接口芯片應用中，引入某型單體設備故障狀態檢測案例，使課程內容緊貼裝備，提高學員學習的主動性和積極性。

再次，增強課程實踐應用環節，盡可能多地引入課堂實驗進行教學。一是引入Proteus電路仿真模擬軟件，一邊講解理論知識，一邊利用Proteus設計硬件電路，做到課堂教學既有理論支撐又有實踐證明。二是采用“實驗箱進課堂”方式，對于課堂所講解理論知識，直接在實驗箱上進行實驗，通過數碼攝像頭投影到大屏幕上進行現場展示，給學生以最直觀的課堂教學效果，在很大程度上提高了學生對課堂知識的理解和應用能力。

2.3量化考核機制

考核機制是檢驗教學效果、促進教學改革的重要環節。課程組打破傳統的只側重考查學員理論知識掌握程度的考核模式，增加過程性評價，量化考核標準，確定了“筆試50分+平時20分+項目設計30分”的綜合考核機制。

首先，精煉了理論考核，考核內容在原有試題庫基礎上，加大了綜合考核試題力度，避免臨陣磨槍現象。

其次，加強平時考核，從多角度量化各評價指標。各評價選項量化分值如表1所示。課堂表現可以根據主動回答問題次數及質量或學員充當“小教員”授課情況酌情加分，根據課堂睡覺、交頭接耳、看課外書等情況進行扣分；課后表現根據階段測試成績和作業完成情況進行給分。各項加滿、扣完為止。

表1　評價選項分值量化表

再次，增加項目設計考核，跟蹤記錄項目完成情況。包括項目階段檢查和綜合匯報答辯，綜合匯報答辯從項目選題、PPT匯報、作品演示、項目答辯、材料準備（項目報告）及小組的團隊合作等6個方面對學員進行考核，如表2所示。可以采取教員評價、小組自評、小組間互評相結合的方式為學員評分。

表2　綜合匯報答辯評分標準

3　存在問題

在教學實踐過程中，要保證項目驅動和任務導向教學模式順利展開并取得良好的教學效果，應注意以下問題：

（1）監督項目進程，給予正確指導。在該模式下，不僅要求教員具備深厚的理論體系，還要求教員有豐富的實際項目經驗，對于學員在完成項目過程中遇到的問題有預判、有準備，能夠有效監督和指導各小組項目實施進程，從而引導學員獨立思考，正確理解和掌握知識。

（2）軟硬件協同教學，構建系統思想。在項目完成過程中，不僅涉及到硬件電路設計，還包括軟件編程，這就需要整合計算機軟、硬件教學內容，適當進行軟硬件交叉教學，使學員對計算機軟、硬件知識能夠融會貫通。

4　結語

實踐證明，將項目驅動和任務導向教學模式應用于計算機硬件課程中，學生入門快、興趣高、實踐動手能力強，教學效果令人滿意。該教學模式讓學生帶著實際項目進入到課程學習中，學習目標和目的非常明確，學生可以將課堂上學習的理論知識直接運用到實際開發中，看到真實的運用結果，教學過程生動直觀。同時，在項目實施過程中，學生不斷地進行嘗試探索、自主學習和合作討論，有利于培養學員主動學習、獨立分析解決問題以及團隊合作的能力，對工程實踐性強的計算機操作類課程的教學改革有著積極的實踐意義。

［1］郭銀章，趙俊忠.基于項目任務驅動的計算機網絡課程教學方法［J］.計算機教育，2011（13）：84-86.

［2］郭紹青.任務驅動教學法的內涵［J］.中國電化教育，2006（234）：57-59.

［3］冉燕輝，唐萬梅.任務驅動教學模式在數據結構課程設計中的應用探究.計算機科學，2013，40（11A）：389-391.

［4］胡英，廖瑞華.項目教學法在《計算機網絡》教學中的應用研究.湖南第一師范學員學報，2011，11（1）：55-58

［5］薛光明，鄭偉.基于任務驅動與案例教學相結合的單片機課程教學模式的研究.教育研究與實驗，2010（3）：113-115

［6］周荷琴，馮煥清.微型計算機原理與接口技術［M］.合肥：中國科學技術大學出版社，2013.

1007-1423（2015）28-0017-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.28.004

韓月霞（1979-），女，河北邯鄲人，碩士研究生，講師，研究方向為信息安全和嵌入式物聯網技術

2015-07-23

2015-09-20

針對課程教學中的問題，根據課程教學實踐特點，將理論教學和實踐教學相結合，構建集教、學、做于一體的項目導向和任務驅動教學模式，以具體項目為主線，以項目分解的一系列階段任務為驅動，將教學內容融入到設定的任務中，引導學生自主探索、邊學邊練、協同合作，在完成項目的過程中培養學員的工程實踐能力。

項目導向；任務驅動；計算機硬件；教學模式