機電技術項目教學方式建構

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本文作者：吳平峰 單位：貴州電子信息職業技術學院

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能力的發展的［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。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，來設計機電技術應用專業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、項目教學模式的構成要素

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

針對機電技術中較少更新且頻繁訪問的數據，使用反范式的設計方法，能夠在很大程度上降低對數據庫的多表連接，減少聚集函數的頻繁使用，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，如數據完整性維護及數據冗余等。所以，在機電技術的邏輯設計時，依據數據庫的實際情況，具體問題具體分析，充分發揮規范化設計與反范式設計的各自優點。

在新的教學大綱里，機電技術項目的編排順序與以前教材中的機電技術項目的編排相比，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，講授機電技術知識的時候也不是那么系統和有條理，思路不明確，課程內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。工科生的機電技術很薄弱，表現在基礎差，對學習機電技術不認真，不能持之以恒。這也說明教師在中職機電技術教學中，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、教學內容不豐富等。

三、構建機電技術應用專業項目教學模式

（一）選定項目

對于機電技術應用專業而言，基于項目的教學模式中，隨著科學技術的迅猛發展，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展的主流，加快教育信息化建設是實現教育現代化的需要，也是深化教育改革、全面推進素質教育的需要。現代信息技術的發展給教育帶來了嚴峻的挑戰和困難的同時，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，積累的很多數據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展重要決策起著非常重要的作用，管理者很少發現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應用專業項目時非常重要，在整個過程中教師雖然是指導員，但是不能夠將指定的項目強迫安排給學生，應該根據不同學生的需要分配項目，結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，無操作系統控制的嵌入式系統，一般認為其硬件主體由IC芯片，或者4位/8位單片機構成。這一類嵌入式系統的控制軟件不含操作系統。小型操作系統控制的嵌入式系統一般指的是硬件主體由8位／16位單片機或者32位處理器構成。其控制軟件主要由一個小型嵌入式操作系統內核（例如，I山C／OS-Ⅱ或TinyOS）和一個小規模的應用程序組成。小型嵌入式操作系統內核的源代碼一般不超過1萬行。這類嵌入式系統的操作系統功能模塊不齊備，并且無法為應用程序開發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，數據處理和聯網通信功能也比較弱。大型操作系統控制的嵌入式系統的硬件主體通常由32位/64位處理器、32位軟核處理器或者32位片上系統組成。控制軟件通常包含一個功能齊全的嵌入式操作系統（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絡互聯功能，可運行多種數據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應用專業的相關專題報告，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驗的意義建構。

實地觀察：在選定機電技術項目開展之前，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，如數控機床、機械制造和自動化控制的先驗經驗等。

文獻查閱：經查詢相關文獻資料來發現自己感興趣的研究，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應用專業項目后，該小組各成員根據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劃。時間計劃是學生根據項目所需，對時間進行一個總體規劃，并制定出一個詳細的時間流程。活動規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的分工。

（三）活動探究

大多數有工作經驗的高水平的機電專業教師，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，理所當然地認為學生的成績是評價學生近期學業成就的標桿，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去思考、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。想要達到教學目的，使教學能夠真正培養理科生的能力，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

機電技術的建立，是機電技術應用的基礎。機電技術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，最終確定機電技術需要建立多少類、多少種數據庫；數據庫中存放什么樣的數據，這些數據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］。設計數據庫并確定數據庫的組織結構是教育資源庫建設中一項非常重要、難度十分大的技術性工作，其合理性和優劣程度直接影響到整個校園網資源庫的應用和性能，影響到校園網應用的水平和效率。因此必須在充分調研、分析和整合的基礎上，集中技術力量建立合理、優化的機電技術。再由學生選取合適的驅動芯片并設計電路，最后編程實現電機的驅動控制。在完成整個機電技術應用專業控制系統設計項目后，要求學生提交項目設計技術報告，總結所用理論和技術，并闡釋所設計的控制系統的性能是否達到了技術指標。

（五）成果交流

仿照企業生產環境進行機電技術應用專業的實驗、實訓室的場所環境建設，使學生能在仿真的職業環境中進行專業訓練。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、安全和優美的環境。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

機電一體化專業的教學質量管理體系的研究和實踐，是對建立和完善學校質量管理體系的一個有益探索。作為一個學校，人才培養工作質量管理體系的建立是一項系統工程，涉及面廣，關系錯綜復雜，通過一個專業教學質量管理體系的研究，以點帶面，可以較好地建立和完善學校的質量管理體系。同時研究成果還可以通過機電技術應用的借鑒、推廣、研究，不斷發展、完善。項目教學是學生自主建構知識與技能的過程。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，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生豐富多彩的學習經驗和個性化的創造表現。