孫林 卞欽
[摘 要] 針對中職學生在專業認識、教學模式、教學環境中存在的適應性問題,融合基于成果導向、任務驅動式學習,設計了基于項目教學法的“數字電子技術”教學實踐方案。以企業項目案例為背景,將崗位典型工作進行項目教學化處理,形成教材內容,建立教學項目核心目標,再以子項目為導向,通過獨立又相互關聯的教學實踐,完成綜合性較強的實踐項目,以改變專業課堂的學習面貌,將學生的學科思維向專業思維轉變,提高學生的專業認知和實踐能力。在教學效果對比分析中,基于項目教學法的實驗班學生在知識理解與應用、專業技能等方面都明顯高于對照班。
[關鍵詞] 數字電子技術;項目教學法;教材內容改革
[基金項目] 2022年度江蘇省教育學會規劃課題“基于PBL在中職‘數字電子技術課程中實踐研究”(22A05QTWX352);2022年度江蘇省宜興市教育科學規劃課題“技能大賽背景下技能訓練課程構建實踐研究——以‘電子產品裝配與調試課程為例”(YX-xjx/2023/026)
[作者簡介] 孫林(1984—),男,江蘇宜興人,碩士,宜興高等職業技術學校信息學院實訓基地管理辦公室主任,高級講師,主要從事職業教育教學改革和技能人才培養研究;卞欽(1983—),女,江蘇宜興人,碩士,宜興高等職業技術學校機電學院講師,主要從事職業教育課程研究。
[中圖分類號] G712 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324(2024)01-0153-04 [收稿日期] 2023-02-17
引言
2022年10月,教育部發布的《職業教育“雙師型”教師基本標準(試行)》指出,“雙師型”教師應具備相應的理論教學和實踐教學能力,積極參與教學改革與研究。同年12月,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于深化現代職業教育體系建設改革的意見》指出,職業教育服務學生全面發展,建立健全多形式銜接、多通道成長、可持續發展的梯度職業教育和培訓體系。中職教育要突出職普銜接過程中知識習得方式轉換的角色定位,為學生創設實踐學習的場景,讓學生盡快適應實踐教學模式,通過項目指引、目標導向等方式逐漸引導學生有邏輯地構建專業知識體系。因此,引入項目教學法這種存在目標指向的科學教學方法,是幫助學生學習專業知識的一般流程。同時,教學模式的轉變要求教師具有豐富的專業實踐能力,在不斷的項目教學實踐中,實現對自身專業能力和教學能力的提升,成為一名真正意義上的“雙師型”教師。
一、項目教學法與中職“數字電子技術”課程
項目教學法符合職業教育的培養規律,體現了職業教育的最新發展要求,其核心在于以項目式學習為主,以項目研究為大方向,通過對項目的分解、設計、建構等展開教學活動[1]。學生通過對項目學習中出現的問題進行研究,提高了學習主動性、思考能力和解決問題的能力。但是,在項目構建過程中,融合企業崗位要求的項目比較缺乏,尤其在教材內容的深度、廣度及章節連貫性等方面。宜興市旭航電子有限公司的白色家電顯示屏實踐內容與“數字電子技術”課程關聯度較高,因此通過項目化教學處理,形成以目標為導向的教學內容,學生以項目為大方向,分解整個設計項目,以子項目的形式構建實踐環節,最終完成“數字電子技術”實踐項目的全部學習過程。
“數字電子技術”作為專業基礎課程,是中職計算機專業學生接觸最早的專業課,它承擔著理論教學向實踐教學轉變的責任,其教學成效的高低直接決定學生對專業的認知情況和未來課程的學習情況。隨著專業內容的不斷深入,與之對應的教學模式實踐探索需同步展開,但傳統的教育模式已經形成較深的肌肉記憶和思維定式,且純講授和驗證性實驗并不符合職業教育的特點,因此在“數字電子技術”課程教學中采用項目學習的教學模式,一方面向學生傳遞一種新的教學模式,即以目標為導向,在完成目標的過程中學習課程知識[2];另一方面為后續開展專業核心課程教學做好實踐思維的鋪墊。
二、項目教學法的基本結構
項目教學法是通過經歷過程、切身體驗、深刻理解培養學生的專業核心能力。通過一個有待解決的問題促進學生主動學習、思考、實踐,整個項目的教學設計圍繞問題的提出及解決問題的主動權展開,將課堂教學從教師傳授知識轉變為學生汲取知識。教學模式主要分為如下六個環節。
(一)基本信息
基本信息是對項目的基本概括,它決定了項目的類別、方向和目標,主要包括項目實施對象、項目背景、目標、結構、教師團隊等?;拘畔⒁彩墙虒W活動的主要牽引,為師生開展教學活動提供了必要的支撐和保障。
(二)項目的核心目標
核心目標是構建項目教學模式最重要的指標,是對課程標準的實踐轉化,將知識點融入教學內容,滲透實踐活動,包含了知識目標、標準目標、達成目標、能力目標四個方面。知識目標是對課程教學內容的提煉,將主要知識點和實踐教學內容融合。標準目標是專業課程標準的體現,將課標內容作為構建教學內容的依據、教學實施的準繩及教學評價的標準。達成目標反映了學生對課程內容的掌握程度,以成果評價的有效實施為準,并結合學生在活動過程中的表現評價。能力目標是除知識內容以外個體隱性能力的體現,主要包括:有效溝通能力、自主學習能力、數理邏輯能力、分析和評判能力、深度閱讀和提取有效信息能力、團隊合作和領導力。
(三)定義階段
定義階段是對驅動問題的分解階段,教師團隊通過將核心目標進行有效轉化,形成項目設計思路、任務生成過程及項目實施過程,主要包括項目的教學目標、實施的核心驅動問題、項目的設計思路、學習過程、項目成果、評價形式。
(四)計劃任務
圍繞項目設計思路,將核心驅動問題分解成若干子項目,并合理分配教學實踐課時,每個子項目分別對應若干主任務和子任務,師生圍繞主任務和子任務開展學習,達成任務目標,形成最終成果。
(五)項目實施階段
項目實施主要由小組合作完成,根據分配的子任務,教師引導學生展開實施過程,并指導學生對問題進行研究,形成階段性成果。學生參與項目學習過程中出現的主動性問題對教師而言是一種挑戰,也是項目教學法在實施階段最主要的一種能力價值的體現。
(六)評價階段
制定相應的評價標準。對每一個子任務開展評價,從知識、課程目標等方面進行成果評價,對能力方面采用學生互評和教師評價的方式進行過程性評價。同時對項目任務的適用性開展同行評價。
三、基于項目教學法的“數字電子技術”教學案例設計
以項目式學習構建教學模式,通過設定綜合目標,完成一個綜合性實踐項目,讓學生理解實踐學習的理念。本案例以企業家電顯示控制項目崗位能力為目標要求,通過教學化處理,以“模擬洗衣機”為總項目目標,開展項目教學法在“數字電子技術”課程中的實踐研究。
(一)整體教學設計
在整個教學設計中,縱向層面以項目為主線,完成主項目內容的提煉、分解,設計相應子項目;橫向層面是教學內容的整合、教學方法的選擇和教學過程的設計,構建了基于崗位、課程、競賽的教學模式圖。
(二)核心驅動問題
數字信號的工作過程及形式。整個項目圍繞核心驅動問題展開,在課程核心目標的指引下,將核心驅動問題根據子項目內容進行分解[3],并體現到實踐教學任務中。
(三)案例目的
使學生理解和鞏固課堂中所學的基本理論和方法,初步掌握理論到實踐的運用能力。熟練掌握數字芯片的認知方式,能理解芯片的基本參數,完成規定的數字系統。注重培養學生獨立學習、思考、資料搜集以及協作電路設計的數字電路分析能力。
(四)案例介紹
通過調研計算機專業學生特點發現,大部分學生在學習過程中缺少目標方向,專業學習路徑不清晰。采用項目教學法是一種有益的嘗試,學生能夠參與到深度學習中[4]。以項目為導向,將學生從被動接受向主動探索引導,通過以實踐教學為主、理論教學為輔的形式,在實踐中穿插理論知識,在理論中融合實踐,開發了項目化的實踐教學案例,包含“數字電子技術”課程中的主要知識點,具有很強的實踐性和綜合性。
(五)設計思路
1.模擬洗衣機控制電路基本功能。模擬洗衣機的工作時間設定在1~59分鐘,以1分鐘為一個工作循環,實現正轉、反轉、停止功能。0~19秒模擬洗衣機正轉,對應的正轉指示燈點亮;20~29秒和50~59秒兩個時間段模擬洗衣機停止,對應停止指示燈點亮;30~49秒模擬洗衣機反轉,對應反轉指示燈點亮;工作時間會根據循環進行減計數,待工作時間為0時,系統停止工作,所有指示燈熄滅。
2.子項目與任務。結合理論教學內容,我們調整了教學順序,設置了5個子項目,每個子項目包含若干子任務,可單獨對應一個或多個專業知識內容,既能單獨設計又能整合成一個系統。5個子項目如下:(1)組合邏輯電路。學生需要掌握6種邏輯門電路的基本原理,并能夠正確選擇芯片,同時能利用譯碼器74LS138和74LS00與非門功能芯片設計六十進制計數器和模擬洗衣機正轉、反轉、停轉指示燈電路。設計16教學課時。(2)譯碼顯示電路。要求掌握七段顯示器(數碼管)的顯示原理和應用,能夠選擇合適的譯碼器驅動芯片,并能正確設置驅動芯片的工作使能。設計16教學課時。(3)加法計數器電路。要求選擇合適的芯片,對輸入的方波信號進行計數,并轉換成十進制BCD碼輸出,結合輸出要求形成兩位數字顯示,與子項目1電路配合實現六十進制計數顯示。設計16教學課時。(4)移位寄存器和時基電路。要求利用555芯片構建的施密特觸發器實現周期1 s的方波輸出,為計數器電路提供時鐘基元。移位寄存器74LS194可以將方波信號引入循環指示燈的電路,實現指示燈的左移、右移和停止顯示。設計10教學課時。(5)系統調試。需要通過對前方電路模塊進行組合,使其協同工作,實現模擬洗衣機的整體功能,主要步驟為子項目4的時基電路輸出1 s信號為子項目3的計數電路提供時鐘脈沖,計數的數據一路送往子項目2的譯碼顯示電路顯示,另一路送往子項目1的組合邏輯電路進行時間的判斷和正轉、反轉、停止的功能動作。設計14教學課時。
四、教學模式實施過程與效果
項目教學法的應用雖然轉變了課堂的主體,教師的課堂工作量有所降低,但是對課前的設計提出了更高的要求,往往需要教師團隊的支撐。因此,在每個任務的設計過程中,都分為課前、課中、課后三部分進行分析。
(一)課前準備
1.教師的課前設計。在課前設計中,主要包括:任務內容的設計、教學環節的設計、課后評價的設計。任務內容設計主要分為項目的分解、主要內容的設計及相應內容可能出現的關鍵性問題。例如數字顯示部分,需要對七段顯示器的原理、結構、實物進行分析、交流。教師提前將視頻資料通過學習平臺發給學生預習,小組分工,構建數碼管和顯示譯碼器的實踐方案并進行匯報。
教學環節圍繞項目核心驅動問題展開設計,主要包括:入項活動的設計、任務活動間的邏輯聯系、成果展示的成效分析及不同任務中出現的問題的解決和優化方案。例如在整體系統調試中,按照倒序的形式對電路功能進行調試,當前任務的結果是下級任務實現的基礎,每個任務點都有參考數據,學生在滿足參考數據的范圍內進行內容線路的優化。在整十數判斷的時候用與門、或門、非門進行數據處理,由每組學生自行討論決定,并給出理由。
課后評價一方面可以利用項目實施評價表對核心目標與任務成果達成度進行評價;另一方面,可以利用課程學習評價表和教師評價表對課程實施中學生的參與情況進行評價。因此,項目的成績評價標準設計為6個部分:預習成效5%、實踐電路分析20%、實踐結果15%、設計方案總結20%、項目教學中的活動表現20%、期末考核20%。
2.學生的課前準備。學生在課前按照預習要求、視頻資料和相關理論原理,根據學習小組安排的工作任務,思考實踐方案和可能出現的問題,將學習過程或設計方案通過學習通平臺反饋給教師,并將思考的問題進行匯總。
(二)課中實踐
學生是課堂的主體,在項目實施過程中,教師以任務的形式引導學生了解每組實驗方案,并完成每組實驗操作,同時在過程中啟發學生對問題的思考與討論,并引導學生尋求解決的方法。例如,兩個數碼管怎么顯示對應的兩位數?計數芯片74LS193能否替代74LS192?每個小組的設計方案,哪種最合理、最優呢?對現有方案怎樣優化?以上問題加深了學生對知識的理解,且進一步引導學生對數字芯片的功能結構進行分析,更好地優化電路設計。
(三)課后總結分析
在課后,教師對本節任務完成情況進行在線收集統計,并對學生學習效果達成度進行分析,包括課程中任務的難易程度、教學效果的情況、教學問題的完善、教學手段的適用性等[5]。學生首先完成任務實施評價、團隊成果評價、個人評價,然后完成任務中方案的總結及優化思路,并將優化過程的思路或成果在學習通平臺進行展示。
(四)實踐效果
基于項目教學法的“數字電子技術”課程分別選擇聯五計算機專業的兩個班級實施,按照實驗班(項目教學模式)和對照班(常規教學模式)同步完成一個學期的教學試點后,實驗班的教學效果較明顯。在期末考核中,兩個班級學生的理論基礎差異不大,但實驗班的學生在資料查找能力,應用電路設計能力,專業英文閱讀能力,安裝、調試和排除故障能力等方面明顯優于對照班的學生。
結語
國務院印發的《國家職業教育改革實施方案》中提出了教師、教材、教學方式方法等方面的改革,在中職教學中引入項目教學法是一種有益的教學改革嘗試,有效突出了職業教育的實踐類型,引導學生從做中學、從問題中學、從項目中學,使學生在進入中職階段后能盡快調整適應,較好地認識到自身和專業學習的特點。同時,新型教學模式對學生學習積極性的改變是顯著的,學生的學習熱情和信心大大增強,激發了部分學生參加各類競賽的信心,有效提高了技能人才的培養質量。
參考文獻
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[2]黎想,雷霞,李宏.基于云實驗室的數字電子技術實驗課程教學改革[J].實驗室研究與探索,2020,39(4):208-212.
[3]王革思,周天,潘大鵬,等.基于探究式教學的“數字電子技術”實驗案例設計[J].實驗技術與管理,2017,34(2):166-169.
[4]楊丹,徐彬,李景宏.項目教學法在“數字電子技術”中的應用實踐[J].電氣電子教學學報,2022,44(1):132-134.
[5]李建霞,閆朝陽.工程教育專業認證背景下數字電子技術實驗改革[J].實驗室研究與探索,2017,36(1):156-159.
Research on the Reform of Secondary Vocational Teaching Content Based on Project Teaching Method: Taking Digital Electronic Technology as an Example
SUN Lina, BIAN Qinb
(a. College of Information, b. College of Mecbanical and Electrical Engineering, Yixing Higher Vocational and Technical School, Yixing, Jiangsu 214200, China)
Abstract: This paper aims at the adaptability of secondary vocational students in professional cognition, teaching mode and teaching environment. Integrating result-oriented and task-driven learning, a digital electronic technology teaching practice scheme based on project teaching method is designed. With enterprise project cases as the background, the typical work of the post is treated as project teaching, the content of the textbook is formed, and the core objectives of the teaching project are established. Then, guided by the sub-projects, through independent and interrelated teaching practices, the comprehensive practical projects are completed, so as to change the classroom learning aspect and improve students professional cognition and practical ability. In the comparative analysis of teaching effect, the students in the experimental class based on project teaching method are significantly higher than those in the control class in terms of knowledge understanding and application, professional skills and so on.
Key words: Digital Electronic Technology; project teaching method; teaching content innovation