項目驅動法在測控儀器設計課程中的應用探討

蔣彥+馮軍+朱慧玲+謝靜+王玉林

摘要： 測控儀器設計是一門比較難教難學的專業課程，為改善教學效果、增強學生的實踐動手能力，在教學過程中引入項目驅動教學法，介紹了項目驅動法在測控儀器設計課程教學中的實施情況。實踐表明，項目驅動教學法應用于測控儀器設計課程教學中，突出了學生在學習過程中的主體地位，使學生更有針對性的學習，綜合運用專業知識的能力得到了提高。

Abstract： Measurement and control instrument design is difficult to teach and hard to learn. To improve the teaching effect and strengthen students' practical ability， the project driven mode is introduced in the teaching process. The implementation situation in the teaching of measurement and control instrument design course is introduced. Practice shows that project driven teaching mode highlights the dominant position of students in the learning process， make the students' study more targeted， and improve the students' comprehensive ability to apply the professional knowledge.

關鍵詞： 項目驅動；測控儀器設計；教學模式；實踐

Key words： project driven；measurement and control instrument design；teaching mode；practice

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）34-0209-02

0 引言

測控儀器是利用測量和控制的理論，采用機械、電子、光學等各種計量測試原理及控制系統與計算機技術相結合的一種范圍廣泛的測量儀器。測控儀器設計課程是對機械設計、微機原理、單片機、傳感器、測控電路、信號分析、誤差理論等課程內容的深化和延伸，實踐性很高。學生通過該門課的學習，應該掌握測控儀器的開發、設計方面的專業知識，具有很強的動手能力。

1 問題的引出

在實際教學中，這門課的現有教學模式存在如下弊端：一是仍然采用傳統的灌輸教育，使學生產生厭倦情緒，失去對課程的興趣。二是實踐教學不具有系統性，因實踐教學課時的限制，學生只能對測控儀器設計的少數環節進行實踐學習。三是缺乏對已學知識的綜合應用，對學生創造力的訓練有限[1]。

基于此，改變測控儀器課程的教學模式，建立以項目為中心的教學模式，突出項目在課程教學中所扮演的角色，整個教學活動的主線是學生圍繞項目開展自主學習，教師主要起輔導、答疑的作用。

2 項目驅動法

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方法。這種方法認為學生學習的動力來自生存環境的壓力——待解決的問題。項目驅動法是實施探究式教學方法的一種，以老師為引導、以學生為主體、以任務為驅動。主要目標是使學生置身于探索知識的情景之中，即在真實世界中應用相關的知識解決特定的項目問題，從而促使學生主動吸收、重組自己的知識結構。從根本上將傳統課堂中老師“滿堂灌”轉變為“學生為主體，教師為主導”的教學模式。這種教學的關鍵在于培養學生自我學習、認知能力和團隊協作能力，并使教學理念的實施更符合人的認知學習規律[2]。

3 項目驅動教學法在測控儀器設計課程中的實施

教學中選擇的項目應盡可能覆蓋測控儀器設計課程的所有知識點，項目完成后學生能理解和掌握測控儀器設計課程所涉及的所有理論知識，掌握運用這些理論知識的技能。同時，項目要具有開放性，不同項目小組的學生可以采用不同的方案、選擇不同的元器件實現。此為，盡量選擇實際的工程項目，可以鍛煉學生從事工程項目開發能力，從而拓寬學生畢業就業渠道。

因此，選擇DGB-5B型電感測微儀的數字化作為項目開展教學活動。電感測微儀作為本院實驗室的儀器，在精密測量領域應用廣泛。

項目的研究內容包含在測控儀器設計課程的不同章節，由不同的理論知識進行指導。在總體設計這一章的課程上完后，項目小組可以根據設計需求，討論電感測微儀的數字化的總體方案（單片機還是PC機作為主控單元）。在電路和軟件設計這一章的課程上完后，學生可以完成調理電路的設計（模擬電路還是集成電路設計調理電路），AD采樣電路的設計（數據采集卡還是獨立的AD芯片完成模數轉換），軟件的開發（開發單片機程序還是PC機程序）。在儀器的精度理論這一章上完后，學生可以討論如何對數字化后的測微儀進行標定，提高儀器的測量精度。

下面以其中一組學生實施的方案，簡要說明項目實施的過程。該組學生設計的總體方案如圖1[3]。

線性位移傳感器的結構剖面圖如圖2。

AD698信號調理電路連接及學生制作的實物圖如圖3。USB-6002數據采集卡外觀如圖4。

程序采用LabVIEW開發，學生開發的程序界面如圖5，程序框圖（代碼）略。

項目完成后，各項目小組將項目過程中形成的設計方案、圖紙、軟硬件整理后，結合項目的心得體會撰寫項目報告，其他小組成員可以對該組的項目展開討論，提出改進意見。

4 結論

通過在測控儀器設計課程的教學中引入項目驅動教學法，學生對該課程產生更大的興趣，加強了與教師的交流，學生的理論知識和實踐技能得到了系統訓練，有助于學生嘗試創新設計和進行科研活動[4]，同時，更多的學生通過課程項目的訓練，參與到各類競賽中，增強了學生的專業自信。

參考文獻：

[1]戴金橋，俞阿龍，孫華軍.項目驅動法在智能儀器設計課程教學中的應用[J].中國教育技術裝備，2015（16）：83-85.

[2]劉貴云.《傳感器與自動檢測技術》的項目驅動法研究[J]. 教育教學論壇，2014（36）：150-151.

[3]蔣彥，侯建偉，黃智，等.DGB-5B型電感測微儀的數字化設計初探[J].數字技術與應用，2014（8）：150.

[4]穆莉莉，楊洪濤，張新.應用項目驅動法提高測控專業學生的創新能力[J].考試周刊，2014（81）：149-150.endprint