機電技術(shù)項目教學方式建構(gòu)

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本文作者：吳平峰 單位：貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學院

情境學習理論認為，學生是在完成實踐任務的過程中獲得職業(yè)能力的發(fā)展的［1］。因此，一定的情境和活動的設置是PBL教學設計中最重要的一環(huán)。要注重學生的自主學習能力，讓學生能夠用心去思考問題，把所學的知識掌握透徹。以下以項目教學模式流程為主線，來設計機電技術(shù)應用專業(yè)教師和學生所從事的各類活動。

一、項目教學模式

基于項目的教學是指基于項目的學習（project-basedlearning，PBL）模式。基于項目的教學模式，重點在于通過項目，學習、運用多學科或某學科多方面的概念和原理。在真實的情境中，利用多種資源，在教師的指導與幫助下，一般通過小組協(xié)作的形式完成任務［2］。這種教學模式，不但能在完成項目的過程中，掌握科學的概念和原理，還需要運用已有的科學知識去分析、解決問題。在這種教學模式中，項目的確定要合適，太大或太小都不利于項目的實施。

二、項目教學模式的構(gòu)成要素

基于項目教學模式主要由內(nèi)容、活動、情境及結(jié)果這四大部分組成。建構(gòu)主義認為：其一，鑒于學高校對機電技術(shù)教學要求非常高，采用可移植性很好的J2EE進行開發(fā)，J2EE平臺當前己經(jīng)成為高校信息系統(tǒng)的首要平臺，其以技術(shù)豐富、產(chǎn)品可移植、可擴展性能優(yōu)越而著稱；其二，為提高系統(tǒng)的可維護性，縮短信息化建設工期，采用構(gòu)件化的開發(fā)技術(shù)，構(gòu)件化是本項目技術(shù)方案的重點，它的引入可以解決傳統(tǒng)信息系統(tǒng)可維護性差的缺陷，同時為開發(fā)管理帶來了巨大的便利；其三，確定構(gòu)件化的開發(fā)方案，但構(gòu)件化的設計需要工具的幫助才能發(fā)揮提高效率的優(yōu)越性。機電技術(shù)倡導的可視化開發(fā)、分析，與構(gòu)件思想是相輔相成的。所以我們確定采用機電技術(shù)和構(gòu)件相結(jié)合的技術(shù)方法，這正是本項目的重要思想。

針對機電技術(shù)中較少更新且頻繁訪問的數(shù)據(jù)，使用反范式的設計方法，能夠在很大程度上降低對數(shù)據(jù)庫的多表連接，減少聚集函數(shù)的頻繁使用，有效提高查詢效率。然而，使用反范式的設計方法也會帶來一些問題，如數(shù)據(jù)完整性維護及數(shù)據(jù)冗余等。所以，在機電技術(shù)的邏輯設計時，依據(jù)數(shù)據(jù)庫的實際情況，具體問題具體分析，充分發(fā)揮規(guī)范化設計與反范式設計的各自優(yōu)點。

在新的教學大綱里，機電技術(shù)項目的編排順序與以前教材中的機電技術(shù)項目的編排相比，不難看出，新的編排不是那么有條理、有針對性。所以造成教師上課時，講授機電技術(shù)知識的時候也不是那么系統(tǒng)和有條理，思路不明確，課程內(nèi)容的編排完全是出于自己主觀的編排，想到哪里就自然而然地講道哪里，思路不清晰，學生聽的也是不明不白的，這就導致學生學習效率低，學習成就不高。工科生的機電技術(shù)很薄弱，表現(xiàn)在基礎差，對學習機電技術(shù)不認真，不能持之以恒。這也說明教師在中職機電技術(shù)教學中，普遍存在著這一方面的問題，比如說教學觀念落后、教學方式單一、教學內(nèi)容不豐富等。

三、構(gòu)建機電技術(shù)應用專業(yè)項目教學模式

（一）選定項目

對于機電技術(shù)應用專業(yè)而言，基于項目的教學模式中，隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，面對日新月異的信息時代的到來，教育信息化已成為當今國際教育發(fā)展的主流，加快教育信息化建設是實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的需要，也是深化教育改革、全面推進素質(zhì)教育的需要。現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展給教育帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)和困難的同時，也提供了前所未有的機遇，努力加快教育信息化建設的步伐，才能適應時代的需求。自信息化課程建設以來，積累的很多數(shù)據(jù)在一定程度上反映了學校各方面的特征或者存在的一些問題，而這些信息往往對大學發(fā)展重要決策起著非常重要的作用，管理者很少發(fā)現(xiàn)這些極為有用的信息，從而使決策的準確性、及時性大大降低，有時甚至做出錯誤的決策，并且不好開放，可升級性差。學生在選定機電技術(shù)應用專業(yè)項目時非常重要，在整個過程中教師雖然是指導員，但是不能夠?qū)⒅付ǖ捻椖繌娖劝才沤o學生，應該根據(jù)不同學生的需要分配項目，結(jié)合學生自身的特點進行教學。

1．教師的活動

開展項目專題：選取項目學生分組：教師作為活動的組織者，應該根據(jù)學生的興趣點以及相關項目的特點，將學生分成若干個小組，然后由老師指定或者由學生自主推選出各組的組長［3］。論證項目：例如，對于機電技術(shù)，無操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)，一般認為其硬件主體由IC芯片，或者4位/8位單片機構(gòu)成。這一類嵌入式系統(tǒng)的控制軟件不含操作系統(tǒng)。小型操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)一般指的是硬件主體由8位／16位單片機或者32位處理器構(gòu)成。其控制軟件主要由一個小型嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核（例如，I山C／OS-Ⅱ或TinyOS）和一個小規(guī)模的應用程序組成。小型嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的源代碼一般不超過1萬行。這類嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)功能模塊不齊備，并且無法為應用程序開發(fā)提供一個較為完備的應用程序編程接口。此外，它沒有圖形用戶界面（GUI）或者圖形用戶界面功能較弱，數(shù)據(jù)處理和聯(lián)網(wǎng)通信功能也比較弱。大型操作系統(tǒng)控制的嵌入式系統(tǒng)的硬件主體通常由32位/64位處理器、32位軟核處理器或者32位片上系統(tǒng)組成?？刂栖浖ǔ０粋€功能齊全的嵌入式操作系統(tǒng)（例如，VxWorks、RTLinux、Symbian、WindowsCE、ECOS等）以及封裝良好的API，其實時性能較強，具備DSP處理能力，具備良好的圖形用戶界面和網(wǎng)絡互聯(lián)功能，可運行多種數(shù)據(jù)處理功能較強的應用程序。

2.學生的活動

聽專題報告：教師為學生選擇參加學校組織開展的機電技術(shù)應用專業(yè)的相關專題報告，并要求從專題報告中獲得對某一類問題的感性認識，并從專家的報告中獲得主觀經(jīng)驗的意義建構(gòu)。

實地觀察：在選定機電技術(shù)項目開展之前，對與項目開展的相關地點或事件進行觀察，從而獲取一定的感性認識，如數(shù)控機床、機械制造和自動化控制的先驗經(jīng)驗等。

文獻查閱：經(jīng)查詢相關文獻資料來發(fā)現(xiàn)自己感興趣的研究，找到感興趣的問題，尋求相關的文獻，留意當今研究水平。

頭腦風暴：當學生選取機電技術(shù)應用專業(yè)項目后，該小組各成員根據(jù)其他成員的意見和評價來提出不同的想法，并通過組長來整理歸匯總這些意見，最終確定該小組的確定的項目。

（二）制定計劃

制定計劃，即時間計劃和活動規(guī)劃。時間計劃是學生根據(jù)項目所需，對時間進行一個總體規(guī)劃，并制定出一個詳細的時間流程?；顒右?guī)劃是指對項目所涉及的活動預先進行策劃。教師的活動：教師負責評價學生制定的計劃，并幫助學生做出必要的修訂。學生的活動：制定時間計劃，確定行動方案，確定最終項目的制作流程，從而對任務進行恰當?shù)姆止ぁ?/p>

（三）活動探究

大多數(shù)有工作經(jīng)驗的高水平的機電專業(yè)教師，都過多地專注于學生的考試成績，由學生的考試成績評價學生的表現(xiàn)，理所當然地認為學生的成績是評價學生近期學業(yè)成就的標桿，教師受社會輿論及家長要求的影響，過分關注學生的學習成績，這類教師面對新課程的改革覺得不適應，不知道以往的教學方法能否適應或盡快適應新的教材，他們對自己有了前所未有的不確定。這個問題需要教師們?nèi)ニ伎?、解決和研究。不管是高層次的，還是低層次的都要求對理科學生學習技巧及實際運用能力的培養(yǎng)。想要達到教學目的，使教學能夠真正培養(yǎng)理科生的能力，要求對目前中職教學中的弊端進行改革，使中職教學真正做到以學生為中心。

（四）作品制作

機電技術(shù)的建立，是機電技術(shù)應用的基礎。機電技術(shù)應該致力于在認真分析學校管理、教學和科研工作的基礎之上，最終確定機電技術(shù)需要建立多少類、多少種數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)庫中存放什么樣的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)庫之間的關系如何等，都取決于對學校整體工作的認識程度和熟悉程度［2］。設計數(shù)據(jù)庫并確定數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu)是教育資源庫建設中一項非常重要、難度十分大的技術(shù)性工作，其合理性和優(yōu)劣程度直接影響到整個校園網(wǎng)資源庫的應用和性能，影響到校園網(wǎng)應用的水平和效率。因此必須在充分調(diào)研、分析和整合的基礎上，集中技術(shù)力量建立合理、優(yōu)化的機電技術(shù)。再由學生選取合適的驅(qū)動芯片并設計電路，最后編程實現(xiàn)電機的驅(qū)動控制。在完成整個機電技術(shù)應用專業(yè)控制系統(tǒng)設計項目后，要求學生提交項目設計技術(shù)報告，總結(jié)所用理論和技術(shù)，并闡釋所設計的控制系統(tǒng)的性能是否達到了技術(shù)指標。

（五）成果交流

仿照企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境進行機電技術(shù)應用專業(yè)的實驗、實訓室的場所環(huán)境建設，使學生能在仿真的職業(yè)環(huán)境中進行專業(yè)訓練。這些場所在溫濕度、亮度、清潔度和粉塵等方面要符合相關標準，保持適宜、安全和優(yōu)美的環(huán)境。在項目的成果表述方面，參與的相關人員，除了本校的領導、教師與學生以外，還包括校外人員，比如說家長、其他學校相關專業(yè)的教師和學生以及教育主管部門的領導和相關專家等。

（六）活動評價

機電一體化專業(yè)的教學質(zhì)量管理體系的研究和實踐，是對建立和完善學校質(zhì)量管理體系的一個有益探索。作為一個學校，人才培養(yǎng)工作質(zhì)量管理體系的建立是一項系統(tǒng)工程，涉及面廣，關系錯綜復雜，通過一個專業(yè)教學質(zhì)量管理體系的研究，以點帶面，可以較好地建立和完善學校的質(zhì)量管理體系。同時研究成果還可以通過機電技術(shù)應用的借鑒、推廣、研究，不斷發(fā)展、完善。項目教學是學生自主建構(gòu)知識與技能的過程。在學習過程中，學生有自主學習的時間和空間，在很大程度上自主完成明確任務/獲取信息、制定計劃、做出決定、實施計劃、檢查控制、評定反饋等項目教學的步驟。學生是工作的主動者，擁有使用儀器、設備、工具和學習資料的自主權(quán)，有機會自行處理項目的基礎性問題和研究操作方法，有機會在行動過程中產(chǎn)生豐富多彩的學習經(jīng)驗和個性化的創(chuàng)造表現(xiàn)。