机电技术项目教学方式建构

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本文作者：吴平峰 单位：贵州电子信息职业技术学院

情境学习理论认为，学生是在完成实践任务的过程中获得职业能力的发展的［1］。因此，一定的情境和活动的设置是PBL教学设计中最重要的一环。要注重学生的自主学习能力，让学生能够用心去思考问题，把所学的知识掌握透彻。以下以项目教学模式流程为主线，来设计机电技术应用专业教师和学生所从事的各类活动。

一、项目教学模式

基于项目的教学是指基于项目的学习（project-basedlearning，PBL）模式。基于项目的教学模式，重点在于通过项目，学习、运用多学科或某学科多方面的概念和原理。在真实的情境中，利用多种资源，在教师的指导与帮助下，一般通过小组协作的形式完成任务［2］。这种教学模式，不但能在完成项目的过程中，掌握科学的概念和原理，还需要运用已有的科学知识去分析、解决问题。在这种教学模式中，项目的确定要合适，太大或太小都不利于项目的实施。

二、项目教学模式的构成要素

基于项目教学模式主要由内容、活动、情境及结果这四大部分组成。建构主义认为：其一，鉴于学高校对机电技术教学要求非常高，采用可移植性很好的J2EE进行开发，J2EE平台当前己经成为高校信息系统的首要平台，其以技术丰富、产品可移植、可扩展性能优越而著称；其二，为提高系统的可维护性，缩短信息化建设工期，采用构件化的开发技术，构件化是本项目技术方案的重点，它的引入可以解决传统信息系统可维护性差的缺陷，同时为开发管理带来了巨大的便利；其三，确定构件化的开发方案，但构件化的设计需要工具的帮助才能发挥提高效率的优越性。机电技术倡导的可视化开发、分析，与构件思想是相辅相成的。所以我们确定采用机电技术和构件相结合的技术方法，这正是本项目的重要思想。

针对机电技术中较少更新且频繁访问的数据，使用反范式的设计方法，能够在很大程度上降低对数据库的多表连接，减少聚集函数的频繁使用，有效提高查询效率。然而，使用反范式的设计方法也会带来一些问题，如数据完整性维护及数据冗余等。所以，在机电技术的逻辑设计时，依据数据库的实际情况，具体问题具体分析，充分发挥规范化设计与反范式设计的各自优点。

在新的教学大纲里，机电技术项目的编排顺序与以前教材中的机电技术项目的编排相比，不难看出，新的编排不是那么有条理、有针对性。所以造成教师上课时，讲授机电技术知识的时候也不是那么系统和有条理，思路不明确，课程内容的编排完全是出于自己主观的编排，想到哪里就自然而然地讲道哪里，思路不清晰，学生听的也是不明不白的，这就导致学生学习效率低，学习成就不高。工科生的机电技术很薄弱，表现在基础差，对学习机电技术不认真，不能持之以恒。这也说明教师在中职机电技术教学中，普遍存在着这一方面的问题，比如说教学观念落后、教学方式单一、教学内容不丰富等。

三、构建机电技术应用专业项目教学模式

（一）选定项目

对于机电技术应用专业而言，基于项目的教学模式中，随着科学技术的迅猛发展，面对日新月异的信息时代的到来，教育信息化已成为当今国际教育发展的主流，加快教育信息化建设是实现教育现代化的需要，也是深化教育改革、全面推进素质教育的需要。现代信息技术的发展给教育带来了严峻的挑战和困难的同时，也提供了前所未有的机遇，努力加快教育信息化建设的步伐，才能适应时代的需求。自信息化课程建设以来，积累的很多数据在一定程度上反映了学校各方面的特征或者存在的一些问题，而这些信息往往对大学发展重要决策起着非常重要的作用，管理者很少发现这些极为有用的信息，从而使决策的准确性、及时性大大降低，有时甚至做出错误的决策，并且不好开放，可升级性差。学生在选定机电技术应用专业项目时非常重要，在整个过程中教师虽然是指导员，但是不能够将指定的项目强迫安排给学生，应该根据不同学生的需要分配项目，结合学生自身的特点进行教学。

1．教师的活动

开展项目专题：选取项目学生分组：教师作为活动的组织者，应该根据学生的兴趣点以及相关项目的特点，将学生分成若干个小组，然后由老师指定或者由学生自主推选出各组的组长［3］。论证项目：例如，对于机电技术，无操作系统控制的嵌入式系统，一般认为其硬件主体由IC芯片，或者4位/8位单片机构成。这一类嵌入式系统的控制软件不含操作系统。小型操作系统控制的嵌入式系统一般指的是硬件主体由8位／16位单片机或者32位处理器构成。其控制软件主要由一个小型嵌入式操作系统内核（例如，I山C／OS-Ⅱ或TinyOS）和一个小规模的应用程序组成。小型嵌入式操作系统内核的源代码一般不超过1万行。这类嵌入式系统的操作系统功能模块不齐备，并且无法为应用程序开发提供一个较为完备的应用程序编程接口。此外，它没有图形用户界面（GUI）或者图形用户界面功能较弱，数据处理和联网通信功能也比较弱。大型操作系统控制的嵌入式系统的硬件主体通常由32位/64位处理器、32位软核处理器或者32位片上系统组成。控制软件通常包含一个功能齐全的嵌入式操作系统（例如，VxWorks、RTLinux、Symbian、WindowsCE、ECOS等）以及封装良好的API，其实时性能较强，具备DSP处理能力，具备良好的图形用户界面和网络互联功能，可运行多种数据处理功能较强的应用程序。

2.学生的活动

听专题报告：教师为学生选择参加学校组织开展的机电技术应用专业的相关专题报告，并要求从专题报告中获得对某一类问题的感性认识，并从专家的报告中获得主观经验的意义建构。

实地观察：在选定机电技术项目开展之前，对与项目开展的相关地点或事件进行观察，从而获取一定的感性认识，如数控机床、机械制造和自动化控制的先验经验等。

文献查阅：经查询相关文献资料来发现自己感兴趣的研究，找到感兴趣的问题，寻求相关的文献，留意当今研究水平。

头脑风暴：当学生选取机电技术应用专业项目后，该小组各成员根据其他成员的意见和评价来提出不同的想法，并通过组长来整理归汇总这些意见，最终确定该小组的确定的项目。

（二）制定计划

制定计划，即时间计划和活动规划。时间计划是学生根据项目所需，对时间进行一个总体规划，并制定出一个详细的时间流程。活动规划是指对项目所涉及的活动预先进行策划。教师的活动：教师负责评价学生制定的计划，并帮助学生做出必要的修订。学生的活动：制定时间计划，确定行动方案，确定最终项目的制作流程，从而对任务进行恰当的分工。

（三）活动探究

大多数有工作经验的高水平的机电专业教师，都过多地专注于学生的考试成绩，由学生的考试成绩评价学生的表现，理所当然地认为学生的成绩是评价学生近期学业成就的标杆，教师受社会舆论及家长要求的影响，过分关注学生的学习成绩，这类教师面对新课程的改革觉得不适应，不知道以往的教学方法能否适应或尽快适应新的教材，他们对自己有了前所未有的不确定。这个问题需要教师们去思考、解决和研究。不管是高层次的，还是低层次的都要求对理科学生学习技巧及实际运用能力的培养。想要达到教学目的，使教学能够真正培养理科生的能力，要求对目前中职教学中的弊端进行改革，使中职教学真正做到以学生为中心。

（四）作品制作

机电技术的建立，是机电技术应用的基础。机电技术应该致力于在认真分析学校管理、教学和科研工作的基础之上，最终确定机电技术需要建立多少类、多少种数据库；数据库中存放什么样的数据，这些数据库之间的关系如何等，都取决于对学校整体工作的认识程度和熟悉程度［2］。设计数据库并确定数据库的组织结构是教育资源库建设中一项非常重要、难度十分大的技术性工作，其合理性和优劣程度直接影响到整个校园网资源库的应用和性能，影响到校园网应用的水平和效率。因此必须在充分调研、分析和整合的基础上，集中技术力量建立合理、优化的机电技术。再由学生选取合适的驱动芯片并设计电路，最后编程实现电机的驱动控制。在完成整个机电技术应用专业控制系统设计项目后，要求学生提交项目设计技术报告，总结所用理论和技术，并阐释所设计的控制系统的性能是否达到了技术指标。

（五）成果交流

仿照企业生产环境进行机电技术应用专业的实验、实训室的场所环境建设，使学生能在仿真的职业环境中进行专业训练。这些场所在温湿度、亮度、清洁度和粉尘等方面要符合相关标准，保持适宜、安全和优美的环境。在项目的成果表述方面，参与的相关人员，除了本校的领导、教师与学生以外，还包括校外人员，比如说家长、其他学校相关专业的教师和学生以及教育主管部门的领导和相关专家等。

（六）活动评价

机电一体化专业的教学质量管理体系的研究和实践，是对建立和完善学校质量管理体系的一个有益探索。作为一个学校，人才培养工作质量管理体系的建立是一项系统工程，涉及面广，关系错综复杂，通过一个专业教学质量管理体系的研究，以点带面，可以较好地建立和完善学校的质量管理体系。同时研究成果还可以通过机电技术应用的借鉴、推广、研究，不断发展、完善。项目教学是学生自主建构知识与技能的过程。在学习过程中，学生有自主学习的时间和空间，在很大程度上自主完成明确任务/获取信息、制定计划、做出决定、实施计划、检查控制、评定反馈等项目教学的步骤。学生是工作的主动者，拥有使用仪器、设备、工具和学习资料的自主权，有机会自行处理项目的基础性问题和研究操作方法，有机会在行动过程中产生丰富多彩的学习经验和个性化的创造表现。