基于項(xiàng)目導(dǎo)向的研究性教學(xué)模式探索

劉少克 李曉龍

摘要：近年出現(xiàn)的基于項(xiàng)目導(dǎo)向的研究型教學(xué)方法，把傳統(tǒng)重理論知識(shí)的課堂教學(xué)思想提升到重實(shí)踐、重應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)新理念。結(jié)合實(shí)際的項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)鞏固學(xué)生所學(xué)無(wú)疑大有幫助。本文對(duì)項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)中綜合性工程平臺(tái)的選擇進(jìn)行了探討，并以電力電子技術(shù)課程教學(xué)為背景，對(duì)綜合性工程平臺(tái)選擇進(jìn)行了舉例分析。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法；教學(xué)研究；實(shí)踐教學(xué)；工程案例；電力電子技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）36-0114-02

一、前言

從傳統(tǒng)重理論知識(shí)的課堂教學(xué)到現(xiàn)代重實(shí)踐、重應(yīng)用能力培養(yǎng)的研究性教學(xué)模式的出現(xiàn)和發(fā)展，教學(xué)的理念發(fā)生了根本變化，從而給教學(xué)的模式也帶來(lái)了根本變化。基于項(xiàng)目教學(xué)是近年出現(xiàn)的研究性教學(xué)方法，由于其與實(shí)踐結(jié)合緊密，在工科技術(shù)類(lèi)教學(xué)中深得廣大教師的喜愛(ài)。

侯艷霞將項(xiàng)目導(dǎo)向式教學(xué)法應(yīng)用于傳感器技術(shù)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)的提高。李娜針對(duì)“電力電子技術(shù)”課程涵蓋內(nèi)容多、難度大、實(shí)用性強(qiáng)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際需要，提出采用項(xiàng)目教學(xué)法，把理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也發(fā)掘了學(xué)生的創(chuàng)造潛能。王武通過(guò)采用工學(xué)結(jié)合、項(xiàng)目導(dǎo)向、情境設(shè)計(jì)的實(shí)施過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了基于項(xiàng)目導(dǎo)向法的電力電子技術(shù)教學(xué)新模式。張玲針對(duì)現(xiàn)階段互動(dòng)平臺(tái)主要是單一互動(dòng)平臺(tái)的不足，介紹了基于多媒體電子課堂、電話等立體化師生互動(dòng)平臺(tái)的建設(shè)。周殿鳳通過(guò)分析技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)中存在的問(wèn)題，對(duì)技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課的項(xiàng)目化教學(xué)進(jìn)行了探索。周彤以《二維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)》課程為例，介紹了分析項(xiàng)目教學(xué)法在多媒體系列課程中的教學(xué)應(yīng)用。上述項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐方法的提出和利用，對(duì)提高教學(xué)效果無(wú)疑是有幫助的。

從傳統(tǒng)的知識(shí)傳授到能力傳授是研究性教學(xué)實(shí)踐的根本出發(fā)點(diǎn)和教學(xué)宗旨。在研究性教學(xué)實(shí)踐中，結(jié)合實(shí)際的項(xiàng)目教學(xué)，對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、鞏固學(xué)生所學(xué)大有幫助。但在查閱了眾多基于項(xiàng)目和案例的研究性教學(xué)文獻(xiàn)資料后，筆者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代研究性教學(xué)雖然在與實(shí)踐結(jié)合緊密性方面比傳統(tǒng)教學(xué)上了一個(gè)臺(tái)階，但同時(shí)也出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題，如：有的所舉項(xiàng)目和案例所涉及的背景知識(shí)生僻，不具典型性；有的所舉項(xiàng)目和案例采用的技術(shù)面臨淘汰，不具先進(jìn)性。鑒于此，結(jié)合研究性教學(xué)實(shí)踐，提出采用綜合性工程平臺(tái)的概念，并以磁浮列車(chē)供電系統(tǒng)作為綜合性工程平臺(tái)在電力電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了舉例說(shuō)明。本文在此基礎(chǔ)上對(duì)基于項(xiàng)目導(dǎo)向的研究性教學(xué)模式進(jìn)行了進(jìn)一步的探索。

二、項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)中綜合性工程平臺(tái)的選擇

（一）綜合性工程平臺(tái)選擇的必要性

綜合性工程平臺(tái)是指我們?cè)谕婚T(mén)課程研究性教學(xué)中，結(jié)合課程特點(diǎn)，選擇一個(gè)工程平臺(tái)為背景，以該平臺(tái)技術(shù)為基礎(chǔ)，從中選擇、分類(lèi)出涉及課程不同知識(shí)內(nèi)容的項(xiàng)目，進(jìn)行研究性教學(xué)的實(shí)踐探索。

傳統(tǒng)教學(xué)中，教師在課堂上對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行講解，學(xué)生通過(guò)自學(xué)、做習(xí)題、例行實(shí)驗(yàn)和教師答疑消化課程知識(shí)，通過(guò)考試鞏固所學(xué)知識(shí)。這種教學(xué)方法，學(xué)生的理論基礎(chǔ)往往很好，但與實(shí)際聯(lián)系不緊密；進(jìn)入工作后，需要較長(zhǎng)時(shí)間的適應(yīng)過(guò)程。現(xiàn)代教學(xué)中引入項(xiàng)目和案例教學(xué)法，與實(shí)際聯(lián)系密切，學(xué)生的動(dòng)手能力得到了鍛煉和提高，但是也產(chǎn)生了一些新的問(wèn)題，如在項(xiàng)目和案例教學(xué)中，對(duì)于每一個(gè)項(xiàng)目的完成，學(xué)生需要用更多的時(shí)間和精力去完成。尤其對(duì)于從未做過(guò)實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作的學(xué)生來(lái)說(shuō)，僅僅是把理論知識(shí)硬搬至實(shí)際項(xiàng)目中，在項(xiàng)目完成過(guò)程中難免會(huì)理想化，所完成的項(xiàng)目設(shè)計(jì)在工程實(shí)際中很難實(shí)現(xiàn)，甚至根本實(shí)現(xiàn)不了。對(duì)此，借助專(zhuān)業(yè)化的軟件進(jìn)行仿真，可解決一部分問(wèn)題，但軟件仿真也不是萬(wàn)能的。這樣，完成一個(gè)結(jié)合實(shí)際的項(xiàng)目，往往需要大量的時(shí)間和精力，且隨時(shí)需要工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)豐富的教師指導(dǎo)，這就使每一個(gè)學(xué)生能夠承擔(dān)的項(xiàng)目數(shù)量是極其有限的，而一個(gè)項(xiàng)目往往只對(duì)應(yīng)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，因此，有必要采用綜合性工程平臺(tái)，將不同學(xué)生完成的不同項(xiàng)目通過(guò)平臺(tái)聯(lián)結(jié)在一起，從而取得好的教學(xué)效果。

（二）怎樣選擇合適的綜合性工程平臺(tái)

當(dāng)選擇綜合性工程平臺(tái)時(shí)，典型性、適應(yīng)性、先進(jìn)性和系統(tǒng)性等是需要考慮的重要因素。典型性是指所選擇的工程平臺(tái)應(yīng)具有廣泛的應(yīng)用背景，是學(xué)生容易接觸、感性認(rèn)知到的東西，且該工程平臺(tái)采用的技術(shù)涵蓋了所授課程重要的知識(shí)點(diǎn)。適應(yīng)性是指所采用的工程平臺(tái)，所涉及的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)該與本門(mén)課所講授的重要知識(shí)內(nèi)容相一致，且深度和工作量要適中。通過(guò)一個(gè)平臺(tái)，在合理占用學(xué)生時(shí)間的前提下，完成課堂多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的傳授和實(shí)踐鞏固。先進(jìn)性是指所選擇的綜合性工程平臺(tái)所涉及的技術(shù)，目前在工程實(shí)際中廣泛被采用或即將被廣泛采用，并在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)被淘汰。系統(tǒng)性是指綜合性工程平臺(tái)應(yīng)該涉及所講授課程的大多數(shù)核心知識(shí)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)在同一工程平臺(tái)上，挑選、提煉出不同項(xiàng)目，使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)得到有機(jī)統(tǒng)一。

三、綜合性工程平臺(tái)選擇舉例

（一）磁浮列車(chē)是電力電子技術(shù)一個(gè)好的工程平臺(tái)

磁浮列車(chē)是一種與輪軌類(lèi)似的新型交通工具，除了車(chē)輛通過(guò)電磁力懸浮支撐外，列車(chē)供電、牽引和運(yùn)行控制技術(shù)與輪軌交通大同小異。磁浮列車(chē)供電系統(tǒng)由地面供電和車(chē)輛供電兩大部分組成。地面供電主要由各種變電所、動(dòng)力照明和電纜輸電線路構(gòu)成。車(chē)輛供電主要包括牽引逆變器、懸浮電源、輔助逆變器和控制電源等。其中地面供電系統(tǒng)的主變電所將城市電網(wǎng)提供的高壓AC110KV、50Hz的三相交流電降壓成中壓AC35KV/20KV/10KV、50Hz的三相交流電；牽引變電所再將中壓三相交流電降壓整流成DC1500V直流電，通過(guò)接觸軌、車(chē)輛受電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)分配給各個(gè)用電設(shè)備，供磁浮列車(chē)牽引、懸浮、導(dǎo)向、制動(dòng)、控制、信號(hào)、照明、空調(diào)等設(shè)備使用。車(chē)輛牽引逆變器完成直流DC1500V變換為三相變頻變壓（VVVF）交流電源，給車(chē)載牽引直線電機(jī)供電；懸浮電源完成直流DC1500V至直流DC330V的降壓斬波變換，供車(chē)輛懸浮系統(tǒng)用電；車(chē)載輔助逆變器完成直流DC1500V變換為三相AC380V、50Hz恒頻恒壓（CVCF）交流電源，供車(chē)輛空調(diào)、照明、散熱風(fēng)機(jī)、電加熱和控制用電；車(chē)載控制電源完成交流AC380V至直流DC110V整流變換，供列車(chē)控制信號(hào)用電。

磁浮列車(chē)供電系統(tǒng)涉及“電力電子技術(shù)”課程中整流AC/DC、斬波DC/DC、調(diào)壓AC/AC、逆變DC/AC四大主變換電路和軟開(kāi)關(guān)諧振技術(shù)，這些知識(shí)是“電力電子技術(shù)”課程的核心知識(shí)內(nèi)容。近年，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，其供電系統(tǒng)也不斷發(fā)展，如地面牽引變電所中的降壓整流，由最初采用的單象限整流供電方式到目前采用的PWM控制技術(shù)的四象限整流，供電功率因數(shù)得到了提高，列車(chē)制動(dòng)下的能量可直接回饋到電網(wǎng)加以利用，因此磁浮列車(chē)供電系統(tǒng)可作為“電力電子技術(shù)”課程多項(xiàng)目綜合性工程平臺(tái)。

（二）磁浮列車(chē)工程平臺(tái)項(xiàng)目舉例

磁浮列車(chē)供電系統(tǒng)是一個(gè)好的綜合性工程平臺(tái)，在電力電子技術(shù)課程教學(xué)中，利用該平臺(tái)可以列出涉及不同知識(shí)點(diǎn)的多個(gè)典型案例和項(xiàng)目，供研究性教學(xué)使用。表1列出了在車(chē)輛懸浮控制系統(tǒng)中，利用斬波DC/DC技術(shù)，采用3個(gè)不同項(xiàng)目，進(jìn)行研究性教學(xué)的示例。

表1中3個(gè)項(xiàng)目的設(shè)置有明顯的目的和應(yīng)用背景。其中項(xiàng)目1為結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用的DC/DC斬波變換PWM控制方法，目前在工程實(shí)際中被廣泛使用。項(xiàng)目2和項(xiàng)目3分別針對(duì)純電勵(lì)磁、永磁和電勵(lì)磁混合懸浮電磁鐵兩種結(jié)構(gòu)，其DC/DC變換要求提供負(fù)載單向、雙向電流，以進(jìn)行車(chē)輛懸浮的控制。3個(gè)項(xiàng)目結(jié)合了工程實(shí)際，學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)，解決了實(shí)際問(wèn)題，看到了車(chē)輛懸浮效果，有好的成就感。

四、結(jié)語(yǔ)

基于項(xiàng)目導(dǎo)向的研究性教學(xué)能夠讓學(xué)生將課本上學(xué)到的理論知識(shí)與工程實(shí)際結(jié)合起來(lái)，達(dá)到提高學(xué)生動(dòng)手能力的目的。但怎樣選擇項(xiàng)目，對(duì)教學(xué)的效果影響很大。選擇和利用綜合性工程平臺(tái)，通過(guò)在同一平臺(tái)中，挑選相互聯(lián)系的項(xiàng)目，無(wú)疑可達(dá)到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯艷霞.項(xiàng)目導(dǎo)向式教學(xué)法在《傳感器技術(shù)》教學(xué)中的嘗試[J].北京市經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，（3）.