基于項目教學法的計算機控制技術課程教學改革與探索

王佳慶，王曉剛，王清，張杰

摘要：為進一步提高計算機控制技術課程的教學質量，設計了基于項目教學法的教學內容，探討了項目教學中出現的問題。教學實踐表明，項目教學法是一種值得探索的教學模式。

關鍵詞：項目教學法；課程教學；計算機控制技術

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0273-03

一、前言

項目教學法也稱為“基于項目活動的研究性學習”，是由美國著名教育家、伊利諾易大學教授凱茲博士和加拿大教育家、阿爾伯特大學教授查德博士共同創建的一種以學生為本的活動教學法，是一個全新的教學方法。它的理論基礎是建構主義學習理論、情境學習理論和杜威的實用主義教育理論。在項目教學中教師根據各學期學習領域的教學要求，適時安排教學計劃，制定和設計項目合同，組織學生以小組工作的方式加以實施，在整個教學活動中學生的積極性和求知欲望被有效地調動。項目教學法具有鮮明的特征：首先，學習過程是理論知識與實踐相結合的過程；其次，增強了學生學習的主動性和創新能力；最后，項目教學法是以“學習任務”為載體來引導學生自主學習和探索的，這使得學生在學習過程中清晰地意識到自身的學習目標。此外，在教學過程中同學之間的交流與合作、組員之間的優勢互補，培養了學生的團隊合作精神[1-3]。

項目教學法起源于美國，盛行于德國。上個世紀80年代開始，德國的應用科技類大學就已經廣泛開展了項目教學法的教學實踐，取得了令人矚目的成績[4]。我國職業教育的課程教學已經普遍采用項目教學法，可以查閱到大量的相關教學論文，已有基于項目教學法的教材出版，例如單片機技術、PLC技術、磨具設計等教材[5-6]。我國普通高等教育由于受傳統教學模式的影響，課程教學多數還是“理論教學+驗證性實踐環節+期終考試”的模式。近年來隨著我國普通高等改革的不斷深入，高校教師開始對傳統教學模式進行反思，在一些實踐性較強的課程教學中，已有教師引入了項目教學法進行課程教學改革。有部分地方院校的電視新聞學專業和機械設計專業在人才培養模式中強調項目教學法的應用，在專業課程教學中普遍采用了項目教學法，已取得了比較好的成效[7]。

二、計算機控制技術課程教學現狀

“計算機控制技術”是我校電氣工程及其自動化專業的主要專業課程之一，它是繼“自動控制理論”之后的一門專業主干課程。本課程主要介紹計算機控制系統的基本理論和計算機控制器的設計方法，介紹計算機控制系統的分析及系統的實現。從計算機控制系統應用的角度出發，培養學生對計算機控制系統的分析能力和設計能力。

在傳統計算機控制技術理論教學方法中，多為老師講解為主學生聽課為輔的教學方法，教學以教師講授為中心，對教學信息進行加工處理后，通過語言、文字等形式呈現給學生，學生則通過自己的感官接受教師的教學信息。實踐教學環節主要是做驗證性實驗，缺乏綜合性和設計性實驗項目。教師在教學過程中處于絕對的主動地位，學生在被動的環境中學習。學生的的主動性和創造性受到極大的壓制。

“計算機控制技術”課程是一門電類專業的主干課程，教學內容的實踐性強，適合項目教學法。教師和學生可以在實施項目的過程中，完成該課程的教學內容。項目的設計與生產實際聯系密切，學生在“做中學”，能夠調動學生的學習積極性。

三、基于項目教學的改革思路

1.教學內容和方式的改革。課程教學實行項目教學法改革，選擇合適的項目是關鍵。通過創設問題情境，把所要學習的內容巧妙地隱含在每一個項目中去，對項目進行分析、設計和探索研究，引導學生針對項目展開討論，可以使學生通過完成項目內容達到掌握所學知識，提高分析問題、解決實踐問題能力的目的。

通過走訪兄弟院校和工礦企業，結合我校電類專業定位，構建了計算機控制技術課程的知識體系，制定了計算機控制技術課程的教學內容。主要教學內容應該包含以下內容：（1）計算機控制系統的組成和計算機控制系統的典型形式；（2）輸入輸出通道、典型接口和硬件抗干擾技術；（3）逐點比較法插補原理和步進電機控制技術；（4）數字PID控制、最少拍控制和純滯后控制；（5）計算機控制系統的程序設計技術、數據預處理技術、軟件抗干擾技術等；（6）工業控制網絡技術、集散控制系統介紹和現場總線控制系統；（7）計算機控制系統設計的原則與步驟、設計舉例等。

根據我校的實驗條件，我們構建了三個教學項目，通過這些項目的實施，基本上可以涵蓋上面所提出的教學內容，能夠達到我們預期的教學要求。三個項目的要求如右表。

2.對學生考評的改革。項目的評估總結是項目教學法的重要環節，學生項目的評估總結過程是學生一個學習、提高的過程。學生在項目實施的過程中會發現各種問題，學生要組織自評和互評，發現自己的不足及別人的長處，從而提高自己的各種能力。我們取消了計算機控制技術課程期末考試的環節，教師主要通過考核出勤、工作態度、項目的硬件設計與制作、項目的軟件編寫、項目的調試和結果、項目報告書、項目組成員的答辯等情況，綜合給出一個合理的考核分數。

四、教學改革中需要探索的問題

1.選擇合適的項目是進行教學成功與否的關鍵。進行項目教學的課程項目不宜過多，每個項目涉及的知識點要滿足課程要求，不能有過多的重復內容，難度不宜過大，需要的實驗條件基本能夠滿足，等等。

2.如何合理地給出項目組成員的考評成績。項目一般需要小組合作的形式來完成，任課教師不能時時刻刻了解每個學生的情況，很難公證公平地對每個學生給出合理的成績。

3.現有實驗設備多數為驗證性實驗項目設計，基本上不符合設計性實驗要求。由于近年來高校擴招，實驗設備臺套數嚴重不足，因此，項目教學對實驗室設備的采購和管理提出了更高的要求。

4.缺乏適合本科層次的項目教學教材。近年來，國內職業教學已經出現了一些按照項目教學編寫的教材，其中大多數項目實施過程編寫得過于詳細，類似于驗證性實驗，而且其廣度和深度不符合本科教學的要求。如何在教材中將理論與教學項目進行結合，如何介紹項目的內容和實施過程，是教材編寫者需要思考的問題。

5.高校現有的體制很難對實施項目教學的教師一個合理的評價。

五、結論

1.教師的教學圍繞項目展開，教學過程有了變化，重點講解項目所需要的主要知識點，教師給出項目名稱，讓學生在“做中學”，可以激發學生的自主學習能力、實踐能力和創新能力。

2.計算機控制技術的教學項目將采用單片機（DSP或嵌入式系統）、PLC和工控機作為控制器，可以充分利用現有實驗室的條件，拓展實驗室功能，提高設備的利用率。

3.本課程教學改革模式可以應用到電類專業大量的計算機軟硬件課程和實踐性較強的專業課程的教學改革中，為這些課程進行“項目教學法”改革積累了經驗。

4.本科課程教學中實施項目教學法是一種有益的嘗試，在教學過程中還有很多實際問題需要探索和研究。

參考文獻：

[1]鐘啟泉.現代課程論[M].上海：上海教育出版社，2003.

[2]鐘增勝.項目驅動式教學的實踐與研究[J].重慶工商大學學報（社會科學版），2009，（10）：159-160.

[3]李軍.項目導向教學方法研究和實踐[J].科教導刊，2011，（12）：111-112.

[4]李坤.德國職教項目教學法的理論研究與實踐及推行策略[J].吉林工程技術師范學院學報，2009，（3）：25-27.

[5]向學軍，劉平，夏昌浩.基于項目的學習模式在虛擬儀器技術課程的應用[J].南京：電氣電子教學學報，2006，28（3）：18-20.

[6]馮遵安，蔣琴.任務驅動與項目教學法在電氣控制教學中的應用[J].中國科教創新導刊，2009，（2）：195-196.

[7]柳邦坤.廣播電視新聞學專業引入項目教學法的實踐探討[J].新聞界，2011，（8）：144-146.

基金項目：本論文得到了2012年度廣州大學教研項目資助。

作者簡介：王佳慶（1967-），男，湖南人，碩士研究生，副教授，研究方向：控制類課程教學及相關科研工作。endprint

摘要：為進一步提高計算機控制技術課程的教學質量，設計了基于項目教學法的教學內容，探討了項目教學中出現的問題。教學實踐表明，項目教學法是一種值得探索的教學模式。

關鍵詞：項目教學法；課程教學；計算機控制技術

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0273-03

一、前言

項目教學法也稱為“基于項目活動的研究性學習”，是由美國著名教育家、伊利諾易大學教授凱茲博士和加拿大教育家、阿爾伯特大學教授查德博士共同創建的一種以學生為本的活動教學法，是一個全新的教學方法。它的理論基礎是建構主義學習理論、情境學習理論和杜威的實用主義教育理論。在項目教學中教師根據各學期學習領域的教學要求，適時安排教學計劃，制定和設計項目合同，組織學生以小組工作的方式加以實施，在整個教學活動中學生的積極性和求知欲望被有效地調動。項目教學法具有鮮明的特征：首先，學習過程是理論知識與實踐相結合的過程；其次，增強了學生學習的主動性和創新能力；最后，項目教學法是以“學習任務”為載體來引導學生自主學習和探索的，這使得學生在學習過程中清晰地意識到自身的學習目標。此外，在教學過程中同學之間的交流與合作、組員之間的優勢互補，培養了學生的團隊合作精神[1-3]。

項目教學法起源于美國，盛行于德國。上個世紀80年代開始，德國的應用科技類大學就已經廣泛開展了項目教學法的教學實踐，取得了令人矚目的成績[4]。我國職業教育的課程教學已經普遍采用項目教學法，可以查閱到大量的相關教學論文，已有基于項目教學法的教材出版，例如單片機技術、PLC技術、磨具設計等教材[5-6]。我國普通高等教育由于受傳統教學模式的影響，課程教學多數還是“理論教學+驗證性實踐環節+期終考試”的模式。近年來隨著我國普通高等改革的不斷深入，高校教師開始對傳統教學模式進行反思，在一些實踐性較強的課程教學中，已有教師引入了項目教學法進行課程教學改革。有部分地方院校的電視新聞學專業和機械設計專業在人才培養模式中強調項目教學法的應用，在專業課程教學中普遍采用了項目教學法，已取得了比較好的成效[7]。

二、計算機控制技術課程教學現狀

“計算機控制技術”是我校電氣工程及其自動化專業的主要專業課程之一，它是繼“自動控制理論”之后的一門專業主干課程。本課程主要介紹計算機控制系統的基本理論和計算機控制器的設計方法，介紹計算機控制系統的分析及系統的實現。從計算機控制系統應用的角度出發，培養學生對計算機控制系統的分析能力和設計能力。

在傳統計算機控制技術理論教學方法中，多為老師講解為主學生聽課為輔的教學方法，教學以教師講授為中心，對教學信息進行加工處理后，通過語言、文字等形式呈現給學生，學生則通過自己的感官接受教師的教學信息。實踐教學環節主要是做驗證性實驗，缺乏綜合性和設計性實驗項目。教師在教學過程中處于絕對的主動地位，學生在被動的環境中學習。學生的的主動性和創造性受到極大的壓制。

“計算機控制技術”課程是一門電類專業的主干課程，教學內容的實踐性強，適合項目教學法。教師和學生可以在實施項目的過程中，完成該課程的教學內容。項目的設計與生產實際聯系密切，學生在“做中學”，能夠調動學生的學習積極性。

三、基于項目教學的改革思路

1.教學內容和方式的改革。課程教學實行項目教學法改革，選擇合適的項目是關鍵。通過創設問題情境，把所要學習的內容巧妙地隱含在每一個項目中去，對項目進行分析、設計和探索研究，引導學生針對項目展開討論，可以使學生通過完成項目內容達到掌握所學知識，提高分析問題、解決實踐問題能力的目的。

通過走訪兄弟院校和工礦企業，結合我校電類專業定位，構建了計算機控制技術課程的知識體系，制定了計算機控制技術課程的教學內容。主要教學內容應該包含以下內容：（1）計算機控制系統的組成和計算機控制系統的典型形式；（2）輸入輸出通道、典型接口和硬件抗干擾技術；（3）逐點比較法插補原理和步進電機控制技術；（4）數字PID控制、最少拍控制和純滯后控制；（5）計算機控制系統的程序設計技術、數據預處理技術、軟件抗干擾技術等；（6）工業控制網絡技術、集散控制系統介紹和現場總線控制系統；（7）計算機控制系統設計的原則與步驟、設計舉例等。

根據我校的實驗條件，我們構建了三個教學項目，通過這些項目的實施，基本上可以涵蓋上面所提出的教學內容，能夠達到我們預期的教學要求。三個項目的要求如右表。

2.對學生考評的改革。項目的評估總結是項目教學法的重要環節，學生項目的評估總結過程是學生一個學習、提高的過程。學生在項目實施的過程中會發現各種問題，學生要組織自評和互評，發現自己的不足及別人的長處，從而提高自己的各種能力。我們取消了計算機控制技術課程期末考試的環節，教師主要通過考核出勤、工作態度、項目的硬件設計與制作、項目的軟件編寫、項目的調試和結果、項目報告書、項目組成員的答辯等情況，綜合給出一個合理的考核分數。

四、教學改革中需要探索的問題

1.選擇合適的項目是進行教學成功與否的關鍵。進行項目教學的課程項目不宜過多，每個項目涉及的知識點要滿足課程要求，不能有過多的重復內容，難度不宜過大，需要的實驗條件基本能夠滿足，等等。

2.如何合理地給出項目組成員的考評成績。項目一般需要小組合作的形式來完成，任課教師不能時時刻刻了解每個學生的情況，很難公證公平地對每個學生給出合理的成績。

3.現有實驗設備多數為驗證性實驗項目設計，基本上不符合設計性實驗要求。由于近年來高校擴招，實驗設備臺套數嚴重不足，因此，項目教學對實驗室設備的采購和管理提出了更高的要求。

4.缺乏適合本科層次的項目教學教材。近年來，國內職業教學已經出現了一些按照項目教學編寫的教材，其中大多數項目實施過程編寫得過于詳細，類似于驗證性實驗，而且其廣度和深度不符合本科教學的要求。如何在教材中將理論與教學項目進行結合，如何介紹項目的內容和實施過程，是教材編寫者需要思考的問題。

5.高校現有的體制很難對實施項目教學的教師一個合理的評價。

五、結論

1.教師的教學圍繞項目展開，教學過程有了變化，重點講解項目所需要的主要知識點，教師給出項目名稱，讓學生在“做中學”，可以激發學生的自主學習能力、實踐能力和創新能力。

2.計算機控制技術的教學項目將采用單片機（DSP或嵌入式系統）、PLC和工控機作為控制器，可以充分利用現有實驗室的條件，拓展實驗室功能，提高設備的利用率。

3.本課程教學改革模式可以應用到電類專業大量的計算機軟硬件課程和實踐性較強的專業課程的教學改革中，為這些課程進行“項目教學法”改革積累了經驗。

4.本科課程教學中實施項目教學法是一種有益的嘗試，在教學過程中還有很多實際問題需要探索和研究。

參考文獻：

[1]鐘啟泉.現代課程論[M].上海：上海教育出版社，2003.

[2]鐘增勝.項目驅動式教學的實踐與研究[J].重慶工商大學學報（社會科學版），2009，（10）：159-160.

[3]李軍.項目導向教學方法研究和實踐[J].科教導刊，2011，（12）：111-112.

[4]李坤.德國職教項目教學法的理論研究與實踐及推行策略[J].吉林工程技術師范學院學報，2009，（3）：25-27.

[5]向學軍，劉平，夏昌浩.基于項目的學習模式在虛擬儀器技術課程的應用[J].南京：電氣電子教學學報，2006，28（3）：18-20.

[6]馮遵安，蔣琴.任務驅動與項目教學法在電氣控制教學中的應用[J].中國科教創新導刊，2009，（2）：195-196.

[7]柳邦坤.廣播電視新聞學專業引入項目教學法的實踐探討[J].新聞界，2011，（8）：144-146.

基金項目：本論文得到了2012年度廣州大學教研項目資助。

作者簡介：王佳慶（1967-），男，湖南人，碩士研究生，副教授，研究方向：控制類課程教學及相關科研工作。endprint

摘要：為進一步提高計算機控制技術課程的教學質量，設計了基于項目教學法的教學內容，探討了項目教學中出現的問題。教學實踐表明，項目教學法是一種值得探索的教學模式。

關鍵詞：項目教學法；課程教學；計算機控制技術

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0273-03

一、前言

項目教學法也稱為“基于項目活動的研究性學習”，是由美國著名教育家、伊利諾易大學教授凱茲博士和加拿大教育家、阿爾伯特大學教授查德博士共同創建的一種以學生為本的活動教學法，是一個全新的教學方法。它的理論基礎是建構主義學習理論、情境學習理論和杜威的實用主義教育理論。在項目教學中教師根據各學期學習領域的教學要求，適時安排教學計劃，制定和設計項目合同，組織學生以小組工作的方式加以實施，在整個教學活動中學生的積極性和求知欲望被有效地調動。項目教學法具有鮮明的特征：首先，學習過程是理論知識與實踐相結合的過程；其次，增強了學生學習的主動性和創新能力；最后，項目教學法是以“學習任務”為載體來引導學生自主學習和探索的，這使得學生在學習過程中清晰地意識到自身的學習目標。此外，在教學過程中同學之間的交流與合作、組員之間的優勢互補，培養了學生的團隊合作精神[1-3]。

項目教學法起源于美國，盛行于德國。上個世紀80年代開始，德國的應用科技類大學就已經廣泛開展了項目教學法的教學實踐，取得了令人矚目的成績[4]。我國職業教育的課程教學已經普遍采用項目教學法，可以查閱到大量的相關教學論文，已有基于項目教學法的教材出版，例如單片機技術、PLC技術、磨具設計等教材[5-6]。我國普通高等教育由于受傳統教學模式的影響，課程教學多數還是“理論教學+驗證性實踐環節+期終考試”的模式。近年來隨著我國普通高等改革的不斷深入，高校教師開始對傳統教學模式進行反思，在一些實踐性較強的課程教學中，已有教師引入了項目教學法進行課程教學改革。有部分地方院校的電視新聞學專業和機械設計專業在人才培養模式中強調項目教學法的應用，在專業課程教學中普遍采用了項目教學法，已取得了比較好的成效[7]。

二、計算機控制技術課程教學現狀

“計算機控制技術”是我校電氣工程及其自動化專業的主要專業課程之一，它是繼“自動控制理論”之后的一門專業主干課程。本課程主要介紹計算機控制系統的基本理論和計算機控制器的設計方法，介紹計算機控制系統的分析及系統的實現。從計算機控制系統應用的角度出發，培養學生對計算機控制系統的分析能力和設計能力。

在傳統計算機控制技術理論教學方法中，多為老師講解為主學生聽課為輔的教學方法，教學以教師講授為中心，對教學信息進行加工處理后，通過語言、文字等形式呈現給學生，學生則通過自己的感官接受教師的教學信息。實踐教學環節主要是做驗證性實驗，缺乏綜合性和設計性實驗項目。教師在教學過程中處于絕對的主動地位，學生在被動的環境中學習。學生的的主動性和創造性受到極大的壓制。

“計算機控制技術”課程是一門電類專業的主干課程，教學內容的實踐性強，適合項目教學法。教師和學生可以在實施項目的過程中，完成該課程的教學內容。項目的設計與生產實際聯系密切，學生在“做中學”，能夠調動學生的學習積極性。

三、基于項目教學的改革思路

1.教學內容和方式的改革。課程教學實行項目教學法改革，選擇合適的項目是關鍵。通過創設問題情境，把所要學習的內容巧妙地隱含在每一個項目中去，對項目進行分析、設計和探索研究，引導學生針對項目展開討論，可以使學生通過完成項目內容達到掌握所學知識，提高分析問題、解決實踐問題能力的目的。

通過走訪兄弟院校和工礦企業，結合我校電類專業定位，構建了計算機控制技術課程的知識體系，制定了計算機控制技術課程的教學內容。主要教學內容應該包含以下內容：（1）計算機控制系統的組成和計算機控制系統的典型形式；（2）輸入輸出通道、典型接口和硬件抗干擾技術；（3）逐點比較法插補原理和步進電機控制技術；（4）數字PID控制、最少拍控制和純滯后控制；（5）計算機控制系統的程序設計技術、數據預處理技術、軟件抗干擾技術等；（6）工業控制網絡技術、集散控制系統介紹和現場總線控制系統；（7）計算機控制系統設計的原則與步驟、設計舉例等。

根據我校的實驗條件，我們構建了三個教學項目，通過這些項目的實施，基本上可以涵蓋上面所提出的教學內容，能夠達到我們預期的教學要求。三個項目的要求如右表。

2.對學生考評的改革。項目的評估總結是項目教學法的重要環節，學生項目的評估總結過程是學生一個學習、提高的過程。學生在項目實施的過程中會發現各種問題，學生要組織自評和互評，發現自己的不足及別人的長處，從而提高自己的各種能力。我們取消了計算機控制技術課程期末考試的環節，教師主要通過考核出勤、工作態度、項目的硬件設計與制作、項目的軟件編寫、項目的調試和結果、項目報告書、項目組成員的答辯等情況，綜合給出一個合理的考核分數。

四、教學改革中需要探索的問題

1.選擇合適的項目是進行教學成功與否的關鍵。進行項目教學的課程項目不宜過多，每個項目涉及的知識點要滿足課程要求，不能有過多的重復內容，難度不宜過大，需要的實驗條件基本能夠滿足，等等。

2.如何合理地給出項目組成員的考評成績。項目一般需要小組合作的形式來完成，任課教師不能時時刻刻了解每個學生的情況，很難公證公平地對每個學生給出合理的成績。

3.現有實驗設備多數為驗證性實驗項目設計，基本上不符合設計性實驗要求。由于近年來高校擴招，實驗設備臺套數嚴重不足，因此，項目教學對實驗室設備的采購和管理提出了更高的要求。

4.缺乏適合本科層次的項目教學教材。近年來，國內職業教學已經出現了一些按照項目教學編寫的教材，其中大多數項目實施過程編寫得過于詳細，類似于驗證性實驗，而且其廣度和深度不符合本科教學的要求。如何在教材中將理論與教學項目進行結合，如何介紹項目的內容和實施過程，是教材編寫者需要思考的問題。

5.高校現有的體制很難對實施項目教學的教師一個合理的評價。

五、結論

1.教師的教學圍繞項目展開，教學過程有了變化，重點講解項目所需要的主要知識點，教師給出項目名稱，讓學生在“做中學”，可以激發學生的自主學習能力、實踐能力和創新能力。

2.計算機控制技術的教學項目將采用單片機（DSP或嵌入式系統）、PLC和工控機作為控制器，可以充分利用現有實驗室的條件，拓展實驗室功能，提高設備的利用率。

3.本課程教學改革模式可以應用到電類專業大量的計算機軟硬件課程和實踐性較強的專業課程的教學改革中，為這些課程進行“項目教學法”改革積累了經驗。

4.本科課程教學中實施項目教學法是一種有益的嘗試，在教學過程中還有很多實際問題需要探索和研究。

參考文獻：

[1]鐘啟泉.現代課程論[M].上海：上海教育出版社，2003.

[2]鐘增勝.項目驅動式教學的實踐與研究[J].重慶工商大學學報（社會科學版），2009，（10）：159-160.

[3]李軍.項目導向教學方法研究和實踐[J].科教導刊，2011，（12）：111-112.

[4]李坤.德國職教項目教學法的理論研究與實踐及推行策略[J].吉林工程技術師范學院學報，2009，（3）：25-27.

[5]向學軍，劉平，夏昌浩.基于項目的學習模式在虛擬儀器技術課程的應用[J].南京：電氣電子教學學報，2006，28（3）：18-20.

[6]馮遵安，蔣琴.任務驅動與項目教學法在電氣控制教學中的應用[J].中國科教創新導刊，2009，（2）：195-196.

[7]柳邦坤.廣播電視新聞學專業引入項目教學法的實踐探討[J].新聞界，2011，（8）：144-146.

基金項目：本論文得到了2012年度廣州大學教研項目資助。

作者簡介：王佳慶（1967-），男，湖南人，碩士研究生，副教授，研究方向：控制類課程教學及相關科研工作。endprint