社會服務案例與《機電一體化技術》項目教學初探

閔達

一、 引言

2011年廣州南洋理工職業學院在廣州華勝塑料制品有限公司建立了產學研基地，幫助該公司解決了多個生產上、設備上的技術難題。2013年學院機電系承接了該公司“自動貼標機標簽位置正誤檢測裝置”的設備改造項目。標簽位置正誤檢測裝置是典型的機電一體化系統，因此接受任務后機電系決定將這一真實項目以項目教學法引入《機電一體化技術》課程，作一次《機電一體化技術》項目教學法探索。

以社會服務案例為載體的《機電一體化技術》項目教學，是典型的以學生為中心的研討性學習活動，它使課程教學“項目化”，課堂教學 “工作化”，有目的地將專業知識按照它們在職業活動中的本來順序展開，從而強化學生的職業意識，幫助他們建構機電一體化知識和技能體系，培養他們的創新意識和團隊精神。與此同時提升教師的教學能力和社會服務能力。

二、項目教學法的內涵

項目教學法，是基于建構主義學習理論的教學方法，是在杜威的“從做中學”，也就是“從活動中學”“從經驗中學”的理論基礎上發展起來的。建構主義學習理論認為，知識的獲取不是通過教師傳授獲得，而是學生在一定的情景下，借助教師和同學的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得。建構主義學習理論和建構主義學習環境強調以學生為中心，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、灌輸者轉變為學生主動建構意義的幫助者、促進者。可見在建構主義學習環境下，教師和學生的地位、作用和傳統教學相比已發生很大變化。這就意味著教師應當在教學過程中采用全新的教學模式、全新的教學方法和全新的教學設計思想。

在建構主義學習理論指導下的項目教學，即師生通過共同實施一個完整的“項目”來組織教學活動，從而使學生在“做”中獲“知”。因此項目教學更實用于各類實踐性和操作性較強的知識和技能的學習。高職院校《機電一體化技術》課程側重于實踐活動，因此項目教學法是深化該課程教學，引導學生學以致用、幫助他們取得直接經驗的理想的教學法。

三、項目教學法在高職《機電一體化技術》教學中的意義

1.項目教學法能有序地整合機電一體化諸技術

機電一體化技術是多學科相互融合的新興課程，是集計算機、信息通訊、自動控制等現代技術以及傳統的機械制造、電機控制、液壓氣動技術等多種技術于一體的綜合性課程，龐雜的知識內容相互滲透、相互交叉。項目教學法以項目為線索，將諸多學科知識按項目內容有秩序、有條理地串接起來呈現給學生，有利于學生對這些知識的理解和掌握，有利于學生分析、綜合能力的培養，有利于學生先進理念、思想的形成。

2.項目教學法適合高職教育的特點

職業教育培養的是高素質的、直接創造社會價值的一線勞動者，因此，高職教育與普通高等教育相比較，其教育目標并非實現理論升華，而是更加注重培養學生的實踐創新能力，自我學習能力，自我實踐能力，相互合作能力。項目教學法正是通過具體項目培養學生專業知識和技能，以及職業發展能力。

高職院校的學生，擅長實際操作，能結合已掌握的基礎理論應用于具體實踐，并在此過程中扎實掌握技能；但理論創新能力的不足卻是其自身發展的制約因素。因此，強調“做中學”的項目教學法正好適合高職學生的學習特點，使他們在實際項目的實踐中產生興趣，增強自信，取得較好的教學效果。

3.社會服務案例是高職《機電一體化技術》較好的項目教學法素材

高職院校承擔著服務社會的重要職責，以社會服務項目為載體的項目教學，有利于學生對任務的真實性、整體性的理解，有利于實現職業技能訓練和職業行為的養成，有利于提高學生的綜合職業能力。同時，真實的社會服務項目對教師是一種挑戰，因此以社會服務項目為載體的項目教學，最有利于促進教學相長、師生互動，促進教師教學能力和社會服務能力的雙提升。

四、以社會服務案例“自動貼標機標簽位置正誤檢測裝置”為載體的項目教學實踐

根據機電一體化課程的特點和項目教學法的理念，將社會服務案例“自動貼標機標簽位置正誤檢測裝置”項目貫穿于整個《機電一體化技術》課程的理論和實踐教學環節，通過剖析該項目的技術要求，進行設計任務和機電一體化技術知識點分解，引導學生獨立地、積極主動地完成社會服務項目的同時，完成機電一體化技術課程的學習任務。

項目教學實踐按照杜威的五步教學法展開，即通過學習活動（做）的五個步驟來實現學生知識的不斷占有和經驗的不斷的改造。

1.在情境中讓學生感受到要解決某種問題的暗示

項目教學法首先讓學生有一個真實的情景體驗。當教師帶領學生實地考察項目的實施環境后，學生對這一真實項目表現出極大的興趣。考察中學生了解到華勝公司使用的自動貼標機所產生貼標簽廢品，目前由人工檢測并清除，常出現誤檢與漏檢的情況，因此廠家提出增設標簽自動檢測裝置并剔除廢品的設備改造要求。學生通過實地考察，有了一定的感性認識，并初步了解了項目要求。

2.明確要解決的疑問是什么

在學生初步了解項目要求的基礎上，教師以啟發引導方式讓學生明確要解決的問題是什么，關鍵何在，并引導學生利用已學過的基礎知識，對本項目中涉及的機電一體化技術的學習內容進行梳理。經啟發，師生共同梳理出該項目所涉及的四大系統，即傳感器及檢測系統、機械系統、執行元件和微機控制系統。

（1）傳感器及檢測系統

本項目是檢測裝置的設計與制作，因此，傳感器及檢測技術成為該項目的核心。首先是明確檢測對象——塑料瓶的貼標簽部分，塑料瓶外觀呈長方體，四個立面中有一個較大的11邊形平面為貼標面，比標簽直徑約大一些，標簽偏離塑料瓶11邊形中心1.5～2mm視為廢品。分析過程中引導學生關注標簽中心偏離1.5～2mm則標簽邊緣超出11邊形至少一邊界，以此確立監測標簽超出11邊形邊界情況為檢測方案。其次需明確傳感器的分辨對象——空氣、透明塑料和標簽紙，傳感器的選型必須根據分辨對象、考慮精確度和價格來確定。

（2）檢測裝置機械結構設計

傳感器安裝在什么地方，如何保證檢測機構的穩定性、精確度等是在進行機械結構設計時需要解決的問題。

（3）執行元件

本項目執行元件的功能是將檢測出來的廢品剔除，執行元件的選用和安裝是需要考慮的問題。

（4）信息處理和微機控制系統

傳感器所采集的信號輸入控制系統，系統將實時的給定值與被控參數進行比較、判斷，確定是否為貼標不合格，并實時地對執行機構發出控制信號，指示燈報警并啟動執行機構清除廢品。

3.提出解決某種問題的假設

當學生明確了他們需要解決的問題后，用他們已占有的知識資料，從事必要的觀察，以小組為單位，完成解決這個問題的假設——即提出解決問題的方案。學生通過搜集信息、實驗和研究，把看到的、聽到的、手上做的結合起來，創造性地、獨立開發項目的解決方案。方案主要圍繞以下方面：一是傳感器的布局和選型：各小組均提出了傳感器的布置方案，傳感器的選型則根據空氣、透明塑料和標簽紙對光的漫反射的強弱來進行；二是執行元件的選擇和檢測裝置機械結構設計：各小組選擇氣缸作為清除廢品的執行元件，并設計檢測裝置的機械結構；三是微機控制系統的輸入與輸出的確定、微機類型的選擇：傳感器信號為系統輸入，而報警裝置及執行元件為系統輸出，多數小組選擇單片機作為控制系統。

學生在尋找結果的過程中學會思考、學會發現、學會解決問題，同時學會與人合作，既鍛煉了獨立工作能力，又培養了團隊精神。

4.推斷所定假設的內在涵義

教師在充分肯定各小組方案的基礎上，指導學生負責一步一步地展開他所提出的解決問題的方案，對照項目目標規定與當前工作結果，作出相應調整，完善項目內容。

這一階段是項目教學法是否成功的關鍵，關系到學生能否真正通過項目教學法發現知識、解決問題、提高技能，能否運用已有的知識獨立解決實際問題，實現真正意義上的“做中學”。這一階段教師的指導尤其重要，教師需要分析每個小組的方案，發現關鍵問題所在，并以啟發方式恰到好處地進行指導，注意給他們鼓勵，并留下更多的空間。

5.在行動中檢驗假設

（1）方案展示

由各小組選派一個或多個代表展示及匯報其項目方案。匯報人以自敘和答辯的形式向到會的學生、老師和企業代表展示項目方案及成果。

（2）成果評價

各小組對項目設計過程中的成功之處和錯誤進行自我評價，對學習過程、項目經歷和經驗進行總結；同時聽取其它小組及教師意見，完善解決方案。這一過程有助于提升學生對工作成果、工作方式以及工作經驗進行自我總結的能力。在各小組自評互評的基礎上，由企業代表、教師和學生共同推選較優秀方案并加以補充完善，作為企業委托項目的實施方案。

（3）項目實施

項目實施方案確定以后，教師將項目的實際工作分成三塊，即傳感器的定位和調試、檢測裝置及執行元件機械支承件制作、微機控制系統接線和程序編制，并將任務分配至各小組，由各小組長協調工作進度和整體系統的組建。教師掌握項目工作進程，解決學生的疑問并提供技術咨詢。學生在制作項目的過程中，摸索并總結出解決問題的實踐經驗，享受著“做中學”的快樂和成功的喜悅。

（4）理論深化

項目完成后，教師指導學生對項目成果進行理論性深化，再度梳理并補充擴展相關理論知識，形成較完整的《機電一體化技術》課程體系。這種由學生自己完成的從實踐到理論的跨越，不僅使學生容易接受并掌握，還能使學生意識到理論和實踐的內在聯系。

五、項目教學法探索的思考

以社會服務案例“自動貼標機標簽位置正誤檢測裝置”為載體的項目教學實踐，收到較好的效果。由師生共同研發并制作的“自動貼標機標簽位置正誤檢測裝置”企業驗收成功；與此同時《機電一體化技術》的課程教學也圓滿完成。學生經歷了真實的項目設計，參與了產品的制作，學到了機電一體化技術的理論知識和相關的技能，并感受了完全不同于常規教學的“另類學習”的快樂。要真正做好項目教學必須把握好以下幾點：

1.確立優秀、合適的項目

項目的確立是項目教學成功的關鍵。教師要掌握課程的核心，選擇并規劃好優秀的、且最適合自己學生的“項目”。合適的社會服務項目是較好的選擇，能使學生零距離接觸知識的應用，有利于學生職業技能訓練和職業行為的養成，有利于提高學生的綜合職業能力。

2.完成好可控課堂向自由課堂、開放性課堂的轉變

項目教學法的根本宗旨是讓學生自己發現知識，提高技能，教學過程中教師的任務是準確把握學生的學習方向，給學生必要的指導，并把握好指導的尺度。在與學生進行交流、討論的過程中，多采用非正面非全面的提示性指導，引導學生大膽探究，鍛煉學生的發散思維，培養其創新能力。

3.做好項目完成后的評價、總結

項目完成后的評價總結包括兩個方面，一是對學生項目作品的評價總結，二是對課程知識點的梳理總結。教學過程中安排方案展示、自我評價和集體評價，使學生首先肯定自己，又發現自己的不足，并接觸更多的解決問題的方法，擴大視野，積累經驗。對課程知識點的總結在項目教學法中顯得尤其重要，再好的項目也不可能把整個課程內容全部包含。因此當學生完成項目取得與項目相關的知識和經驗后，幫助他們按學科系統梳理并補充其他內容，從而使整個課程的知識點得到必要的整合并融會貫通。

項目教學對教師提出了更高的要求，教師必須儲備更完整的專業技術和教學能力，具有豐富的實踐經驗，才能在開放教育中更好地履行自己的職責。

[基金項目：本文系廣東省教學成果獎（高等教育）培育項目“基于社會服務視覺下的高職理工類教學改革探究與實踐”研究成果。]

參考文獻：

[1] 王田苗，陳殿生，吳永亮.《機電控制基礎》一體化項目教學實踐[J].北京航空航天大學學報（社會科學版），2008（21）.

[2] 鄭堤，唐可洪.機電一體化設計基礎[M].北京：機械工業出版社，1998.

[3] 丁玲.行動導向高職課堂教學研究 [D].華東師范大學碩士論文，2011.

[4] 程麗麗，王鵬.高職《機電一體化技術與系統》課程之行動導向教學探索[J].高教研究與實踐，2012（12）.

[5] 文韜，龔中良，陳飛.《機電一體化系統設計》課程的項目教學實踐[J].中南林業科技大學學報，2014（8）.

責任編輯 陳春陽