融合項目驅動和翻轉課堂的應用型本科自動化專業教學探索

劉政 趙振華

摘 要： 引入項目驅動和翻轉課堂的教育理念，形成以學生個性化學習、教師穿插式引導、項目目的達成為主的教學方法。結合這種教育理念和教學方法對應用型本科自動化專業傳統課程教學進行規劃和設計，通過從“統一化、講得多，做得少”到“差異化、講得少，做得多”的轉變，構造更加靈活主動的知識學習和應用實踐體系。

關鍵詞： 項目驅動 翻轉課堂 自動化專業 應用型本科

自動化專業教學應緊扣學科知識結構體系和應用型本科層次的特點，結合自動化專業的不同定位進行設置。項目驅動教學方法是在傳統理論教學的基礎上，把需要實現的教學目標分解在設定的項目中，構造適應個體差異性的知識學習體系。翻轉課堂所引入的教學手段是指課堂外學生對知識的提前學習，課堂上在教師的引導下鞏固知識。然而，這種具有普適性的翻轉課堂教學效果不能完全適應學生差異化的學習需求。融合項目驅動和翻轉課堂的基本教學思路是：培養學生在有限知識基礎上對問題的發現和解決能力，依據應用型本科學生的認知能力，結合真實的崗位性質制定項目，篩選優質課堂內容，優化課堂互動，引導學生主動參與教學和實踐[1][2]。

一、傳統教學環節的弊端

自動化專業是一個既有鮮明工程背景又融合多學科知識的綜合性專業，作為工科類學習難度較高的專業，理論知識的占比很大，經常造成理論學時擠壓實踐學時，學生的動手實踐能力難以體現應用型特色。理論知識枯燥、抽象、難懂使得真正能夠緊跟教師授課步伐的學生少之又少，學習興趣無從談起，難以保證整體教學效果。日常教學環節與實際行業狀況脫節、課程講授內容枯燥、理論深實踐少等直接影響應用型本科學生的學習效果和學習興趣。傳統意義的教學手段包括課前預習、課堂授課、課后作業等，無論是從信息量的擴展還是學習效率和有效性來說，都已經難以滿足學生個性化學習的需要，直接制約整體教學質量的提高。傳統意義上的教師作為講授者孤立地講解書本上的知識，單一化地訓練學生的實踐技能，缺乏系統的知識融合體系。知識應用能力、個體再學習能力、團隊協作能力等綜合素養都沒有得到充分的挖掘。課堂授課效果反饋、實踐問題解決效果反饋等穿插式互動是缺乏的，沒有考慮學生的主體性、分享性、合作性[3]。

二、項目驅動結合翻轉課堂的應用

傳統意義的翻轉課堂嚴格遵循授課環節的順序。課前，教師預先創建具有普適性的教學資源，學生自學尋找問題；課上，教師梳理知識點，答疑解惑；課后，案例教學資源再學習，鞏固知識點。傳統的翻轉課堂必須突出教師監督參與作用，教學資源的有效利用在很大程度上取決于學生的自覺性，教師的有效干預才能保證翻轉課堂教學質量。

任務驅動教學模式是巧妙地將知識點隱含在具體任務中，學生和老師在任務進行過程中，通過一系列“發現問題、方法建立、解決問題”的互動操作，引導學生主動思考，構造符合個體需要的知識和技能。

項目驅動結合翻轉課堂教學模式大致可以分為以下幾個步驟：翻轉課堂教學項目驅動教學提出、項目驅動的實施、項目評價。

1.翻轉課堂教學

給翻轉課堂增加差異化功能是針對應用型本科學生能力的不同提出的新型教學模式，在保證學生掌握基本理論知識的前提下，安排適量偏少的統一課堂授課環節，學生結合課后教學資源就關聯案例中的知識點進行差異化吸收，采用項目驅動取代教師的監督干預，項目驅動的操作順序和步驟是可以調整的，教師和學生應該結合課程特點實施教學和實踐。與傳統的翻轉課堂相比較，增加了差異化屬性的翻轉課堂更具靈活性，這種屬性的提出主要是因為學生在僅僅掌握基本知識點的基礎上，對知識點的理解千篇一律，知識點的應用存在盲從性。在項目驅動教學前，利用少量課堂課時對基本知識點和可能需要的新知識點進行集中講解，不僅可以對少部分自覺性差的學生進行約束，而且可以為后期項目驅動的開展打前站。教師預先布置項目內容，考慮學生個體特長和興趣差異明確分組，選定負責人，提出具體達成要求[4]。

2.項目驅動教學提出

將項目達成部分設計為貼近實際崗位需要的工程案例，學生分組分析問題和討論方案，將整個過程作為項目驅動教學的核心部分。在組內學生競爭激勵的驅動下，發現問題解決問題的積極性自然會有大幅度提高。這種項目驅動教學面向工程實際應用，強化面向工程要求設計方案的確定和實施，要求達到技術方法和技術手段的進一步應用、挖掘和提升的目的。鼓勵針對實際工程問題的創新思維、創新設計方案、創新實施技術。可以設置電子技術項目設計、單片機系統項目設計、嵌入式控制系統項目設計等。項目設計題目采用教師指導性題目和學生自擬教師審查題目相結合的方式。任務驅動教學模式可以在以MCU、EDA、PLC等為學習對象的硬件編程相關課程；以自動控制裝置、計算機控制等為核心的控制技術課程[1]。總體來說，任務驅動教學模式適合的課程包括兩部分：工程技術訓練類課程，如自動控制原理、電子技術應用（數電模電）、電力拖動與運動控制、過程控制、信號與系統、傳感器與檢測技術等；獨立實踐類課程：單片機課程設計、電子技術綜合課程設計、電子基本能力訓練、計算機控制課程設計等[5]。

3.項目驅動的實施

對知識點掌握處于不同層次的學生在教師提供的完善教學資源基礎上，組合成相對獨立的學習小組，形成團隊意識，組內取長補短，共同提高。項目的制定在得到教師的認可后，小組各自開始項目實施，項目負責人需要統籌制訂項目計劃，根據小組成員的特長和能力安排分解項目，分工協作，最大限度地調動學生參與項目的積極性，大問題化為小問題，小問題相互交叉，充分考慮成員的能力差異。在差異化問題動機的驅動下，學生對知識點理解和應用的差異化映射難易程度不同的小問題，最后共同協作解決項目整體大問題。在具體實施過程中，鼓勵組員與組員之間、組與組之間形成互助的學習氛圍，能力強的應該幫扶能力稍弱的。項目推進中遇到的瓶頸可以通過互聯網、教師、圖書館等一切可以利用的資源解決，執行的項目充分貫穿控制科學與工程、電子信息工程、測控技術與儀器等。在執行過程中，教師不是主導者，而是與學生交流互動的引導者、輔助者，與傳統理論+實踐課堂相比，教師與學生的互動時間大大增加，教師持續關注小組推進動態，定期驗收項目進度，及時做好組間的評價。

4.項目評價

對任務完成的情況進行總結與評價對于強化任務驅動教學方法的實施效果具有收官作用。由于學生對知識的理解、技能的掌握高低不同，導致任務完成水平參差不齊，教師的評價除了必需的客觀性、公正性外，還需要有一定的人性化考慮，否則好的學生受持續正面激勵會更好，差的學生持續缺少正面激勵會更差。對一些客觀評價不佳的學生要有充分的鼓勵和幫助，及時給予正確的指導，營造無差別對待的快樂評價、快樂分享、互促互進的任務評價環境。評價的目的不是拉開差距，而是讓掉隊的能夠趕上大部隊。

項目評價處于收尾階段，可以分為教師評價、小組評價、小組互評三部分。各個小組總結項目實施的全過程，項目負責人代表小組向全班進行項目成果匯報，介紹本組的項目設計方法及在項目推進過程中所遇到的問題和解決思路，待解決的問題和后期改進展望。教師從項目驗收的角度對每組設計方案做出具體評估，其他組的成員可以提出問題，就感興趣的優秀解決方案或存在疑問的技術和方法進行討論。最后，每個小組就它組成果進行互評，去偽求真，在教師綜合指導意見的基礎上，逐步完善項目內容，評選項目設計優勝小組。

三、結語

項目驅動教學促進學生在課堂上對知識和技能的理解和掌握，實現知識的建構和遷移。基本理論部分在課堂上共同無差異性完成，保證后期項目教學的有效性。融入差異性課堂翻轉的項目驅動教學充分利用信息化環境的網絡資源，將案例教學放在課后，不僅可以解決授課千篇一律的問題，而且可以提供充分的學生參與項目實踐的時間。項目驅動和差異性翻轉教學模式對授課教師和學生都提出更高的要求。教師需要設計更簡練清晰的理論知識體系，提供清楚明了的知識結構清單，精心組織設計項目，依據學生個體能力的差異有層次地把握項目的深度和廣度，差異性地評估學生的能力。學生課堂上的無差異學習時間更加緊湊，需要為每一次項目分組教學付出更多的時間和精力。要切實強化應用型本科自動化專業教學效果，還需要授課教師和學生做出更多的探索和實踐。

參考文獻：

[1]梁芬，郭亞男，張新英.構建基于翻轉課堂的微課教學新模式——以電機與拖動基礎課程為例[J].中國教育技術裝備，2017（12）：70-73.

[2]謝東壘，韓素敏，王國東.依托翻轉課堂的電路課程過程考核研究與實施[J].教育教學論壇，2016（44）：166-167.

[3]閻群，李擎，崔家瑞，韓守梅，王常策.基于翻轉課堂的電工技術實驗教學研究[J].高等理科教育，2017（4）：115-120.

[4]董京峰.教學技能訓練型翻轉課堂教學模式及應用研究[J].中國教育信息化，2016（2）：29-37.

[5]楊麗恒，原文志，馬建宏.基于認知負荷理論的數學“翻轉課堂”教學模式探究[J].教學與管理，2015（7）：102-104.