基于精準跟進專題項目模式大視角的教學方法研究

李文強 袁訓鋒 .中北大學信息與通信工程學院.商洛學院電子信息與電氣工程學院

文章針對智能機器人實驗班項目實施過程中出現的“不易找到切入點”“遇到問題依賴老師，退出率高”及“認識膚淺”問題探索出精準跟進的教學內容、教學方法和考核方式，從而提高學習效率，提升自學能力，增加學習動力，設計了一套“基于精準跟進專題項目模式大視角”教學方案，實踐效果良好。

在國家大力發展新工科教育背景下[1]，2018年4月中北大學智能機器人實驗班開班。實驗班采用全新的教學理念、方法、目標和評價體系[2]，采用四級項目教學：一級專題項目、二級綜合項目、三級賽事項目和四級產品設計項目[3]。依次是一級、二級和四級項目，三級項目穿插在其他項目中。2018年12月，實驗班完成一級項目教學，達到教學目標，效果良好，同時存在三個問題：（1）項目發布后，不易找到切入點；（2）遇到問題依賴老師，退出率高；（3）認識膚淺，只為完成項目而學習。一級項目是基礎訓練，二級、三級和四級項目是綜合訓練。如何打好扎實的基礎，以便后期完美綜合，這是重點。本研究提出“基于精準跟進專題項目模式大視角教學方法”，可有效解決上述問題。

三大問題分析

第一，一級項目教學時，學生處于第二、三學期，正逢被動式學習向自我主動式學習轉變，課堂教學任務重，課余時間少、自學能力弱。

第二，知識結構簡單。一級項目一開始要求學生有一定的基礎知識，如一級項目一（走迷宮程序設計）要求C語言知識，一級項目二（車牌識別程序設計）要求MATLAB語言和圖像識別知識，一級項目三（無線通信模塊設計）要求單片機和網絡通信知識等，涉及知識面較寬并且專業，項目要求也有難度。學生來自六個學院，學習能力和基礎知識積累各不相同，遇到問題時未能及時解決，學生會不堪重負，半年有12人主動退出，退出率達到13%。

第三，一級項目教學，主要是培養學生機械、電子、信息和軟件設計方面的基本能力，為二至四級項目打基礎[4]。學生未理解一級項目教學的目標，未明確一至四級項目之間的遞進關系，缺乏全局認識和主動性。

三大問題解決方法

精準跟進的教學內容

項目發布三天前，上傳項目任務書、關鍵技術和考核方式，以便預習。發布時，理論講解與實物演示相結合，臺上講授與臺下提問相結合，強調發布項目在整個培養目標中的作用，以及與后續項目的關系。項目進行過程中，動態精準跟進，采用教室和QQ群答疑相結合，共性問題集中講解，必要時增加專題講座等方法。根據進度動態調整項目內容和時間。如，總體進度慢，延長項目時間；總體進度快，增加或縮短部分項目時間。

精準跟進的教學方法

項目選用動態、多模式、精準的教學方法。以一級項目三（無線通信模塊設計）為例:

上午項目發布后，安裝串口調試軟件、USB驅動和網絡調試助手，下午答疑。

第二天開始，解答調試軟件和無線模塊遇到的問題。

第三天，Keil軟件培訓與答疑。

第四天至第七天，答疑模塊設計和系統聯調遇到的問題。在此期間，進度快的學生，以講座形式分享經歷和收獲。

第八天至第九天，指導完成清晰、準確、規范的項目說明書。

第十天上午，項目驗收、總結與拔高，提出完善措施，下午整改。

整個項目中，學生自主學習，教師輔助指導。整個學習過程像牧羊，學生是羊群，而教師是牧人。草原有羊群想要的一切，但隨時會受到襲擊，多數襲擊它們能自我戰勝，當無法戰勝時牧人會及時出現。

精準跟進的考核方式

出勤考核精準跟進：總體出勤率大于80%，維持正常分值；否則，增加分值。

項目說明書考核精準跟進：項目說明書總體認真規范，維持正常分值；否則，增加分值。

項目驗收考核精準跟進：80%以上的學生，設計的系統完整、講解清楚、回答準確，維持正常分值；否則，增加分值。

大講堂考核精準跟進：參與積極、技術含量高，維持正常分值；否則，增加分值。

研究方法

智能機器人實驗班R1701班學生為對象，R1701班全體教師參與：

教師1——計算機類專業，一級項目一（走迷宮程序設計）負責人，負責程序與算法教學；

教師2——電子類專業，一級項目三（無線通信模塊設計）負責人，負責電路與嵌入式教學；

教師3——電子類專業，一級項目四（圖像采集模塊設計）負責人，負責電路與嵌入式教學；

教師4——機械類專業，一級項目五（無動力小車設計）負責人，負責機械部分教學；

教師5——機械類專業，一級項目六（行走機器人設計）負責人，負責機械部分教學；

教師6——控制類專業，負責算法部分教學和學生工作；

項目成績、創新賽事獲獎和問卷調查，進行評估。

圖1 項目研究方法

研究目標

有效提高學習效率

采用3332效率：軟件安裝和使用三天，基本部分三天，拓展部分三天，說明書兩天。

快速提高自學能力

利用資源，如實驗平臺、書籍和網絡，二小時內找到問題解決方法，并掌握其關鍵技術。

增加學習動力

教師多鼓勵、多肯定學生，肯定學生加班加點，堅持不懈地付出[5]，肯定完成的項目和比賽作品。教師從生活和學習等各方面精準跟進每一位學生，及時發現并解決問題。學生從內心深處喜歡這個班，無形中就會用高標準要求自身，積極申報創新賽事，喜歡在這個班里學習，踴躍參加大講堂。

提出“基于精準跟進專題項目模式大視角”教學方案一套

研究的特色和創新之處

大視角精準跟進

首先以講座形式發布項目，講解重點難點，實物演示，提供資料；接著學生設計，教師教室答疑，遇到共性問題，當場集中講解，復雜問題，兩個工作日內集中講解；同時，通過QQ交流群實時答疑，保證所有問題及時解決。

教師引導，學生主導的教學方法

采用類似研究生的教學模式，老師引導給出解決問題的思路，學生探究具體的解決方法。本教學不再貫徹“老師講了哪些知識，學生學了哪些知識”，而強調“老師提供了哪些思路，學生解決了哪些問題”。