俞國燕　王貴

摘 要：本文對機械類專業(yè)基于項目驅(qū)動的實踐教學模式進行了探索與實踐，以“天然氣壓縮機智能監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)”這一項目為主線，圍繞團隊組建方式、項目負責人選擇、項目進展匯報模式三個重要環(huán)節(jié)，分析了如何結(jié)合專業(yè)學位研究生與本科生培養(yǎng)，對學生進行多層次、多元化的創(chuàng)新、實踐能力培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：項目驅(qū)動；機械工程專業(yè)；實踐教學

機械學科是一門理論嚴謹、實踐性與應(yīng)用性強的學科，培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實、實踐能力強，具有組織能力、團隊協(xié)作與協(xié)調(diào)能力、決策判斷與創(chuàng)新能力和工程意識的復(fù)合型人才，既是經(jīng)濟社會發(fā)展對人才素質(zhì)的要求，也是學生自我發(fā)展和增強就業(yè)競爭力的現(xiàn)實需要。本文在廣東海洋大學教育教學改革項目的資助下，對機械類專業(yè)基于項目驅(qū)動的實踐教學模式進行了探索和實踐。在分析團隊組建方式、項目負責人選擇、項目進展匯報模式三個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，以“天然氣壓縮機智能監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)”這一項目為主線，重點討論了如何結(jié)合專業(yè)學位研究生培養(yǎng)，以專業(yè)學位研究生作為項目實施小組負責人，以三、四年級本科生為項目主要成員，以導(dǎo)師為指導(dǎo)，以項目為主線對學生進行多層次、多元化的創(chuàng)新、實踐能力培養(yǎng)。

一、項目驅(qū)動式教學模式探索

基于CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate，即構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運行）理念的項目驅(qū)動式教學是近年來活躍在教育教學舞臺上的當代教學模式。它以項目為主線、項目實現(xiàn)為目標，實施以學生為主導(dǎo)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，促進學生對團隊、責任、工作任務(wù)的理解，同時以學生為中心，教師在整個項目實施過程中起指導(dǎo)監(jiān)督的作用，提高學生創(chuàng)新能力和實際解決問題的能力。與傳統(tǒng)的教學方法相比，項目驅(qū)動教學法能更大地激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性，從而培養(yǎng)學生自主學習、分析問題、解決問題的能力和協(xié)作、創(chuàng)新、探索的精神。

項目驅(qū)動式教學的特征是，學生通過尋找完成工作任務(wù)的途徑與方法，在真實的工作環(huán)境下帶著任務(wù)學習，圍繞工作項目完成調(diào)查研究、網(wǎng)絡(luò)信息搜集、文獻查閱、個人獨立思考、學習方案制訂、討論答辯、團隊合作學習等各項相關(guān)的實踐與創(chuàng)造活動。因此，教師的引導(dǎo)與定期的進展匯報是項目實施的關(guān)鍵。

（1）教師的引導(dǎo)

項目驅(qū)動式教學的主體是學生，教師主要發(fā)揮引導(dǎo)作用。從項目一開始，指導(dǎo)教師就要引導(dǎo)學生對項目內(nèi)容進行目標分解，對任務(wù)進行分工，要求學生帶著項目或問題去學習，以探索問題來啟發(fā)學生的學習興趣和動機，通過引導(dǎo)充分調(diào)動學生參與項目與學習的積極性。使學生在項目完成過程中獲得學習能力和技術(shù)應(yīng)用能力。

這種引導(dǎo)式教學要求指導(dǎo)教師必須對項目要解決的問題與關(guān)鍵點有明確的了解，能夠預(yù)測學生在完成項目過程中易出現(xiàn)的問題，并在實施過程中精心引導(dǎo)學生學會如何去發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、尋找解決問題的辦法。在階段任務(wù)完成之后需要及時總結(jié)和指導(dǎo)，引導(dǎo)學生自己制訂目標、分解任務(wù)，鼓勵學生自己提出問題，自己解決問題。

（2）定期的項目進展匯報

項目驅(qū)動式教學強調(diào)的是以工程項目的研發(fā)過程為引導(dǎo)，采用小組討論與獨立工作相結(jié)合的形式，讓學生獨立進行工程項目的資料收集、方案調(diào)研、認證等實踐工作，通過對項目的任務(wù)分工和執(zhí)行來培育學生的團隊合作精神、獨立工作能力、交際能力以及語言表達能力和自我管理能力。各項目子團隊或成員需要進行定期的項目集中匯報，匯報內(nèi)容應(yīng)包括：項目建議，上一階段的任務(wù)完成情況，采用的主要手段與技術(shù)，存在的問題，擬解決方案，進度安排等。其他成員從中可以了解不同的知識點與技術(shù)，并了解項目的整體進度與各環(huán)節(jié)銜接狀況，推動整個項目的順利實施。

交流討論環(huán)節(jié)應(yīng)重點培養(yǎng)學生的交流表達和分析問題能力。為了激發(fā)所有團隊成員的主動學習積極性，在各階段都要求每個成員能利用多媒體進行口頭報告并進行互評，讓每個學生都能通過匯報來展示其思考、質(zhì)疑、研究、決定和呈現(xiàn)的能力。在討論時，教師鼓勵學生集思廣益、開拓思路、鼓勵創(chuàng)新，講解一些共同的難點和重點，展開熱門問題的討論與方法交流，并盡可能給出多個與項目相關(guān)的應(yīng)用案例，鼓勵學生查閱、了解各種同類與近似項目的設(shè)計方案及設(shè)計理念，引導(dǎo)學生觸類旁通，在思路上得到一些啟發(fā)。

由于團隊學生成員的知識層次、思維方式不同，在設(shè)計過程中會出現(xiàn)不同的設(shè)計方案，教師應(yīng)對錯誤明顯的方案做適當?shù)匾龑?dǎo)、糾正，使方案盡量集中在較優(yōu)秀的幾個類別中，并引導(dǎo)學生對幾個相近方案進行比較、遴選?？紤]到團隊成員的年級、層次、專業(yè)特長都有差異，教師應(yīng)根據(jù)每個學生個體差異來對其任務(wù)完成情況進行個性化的點評。對高年級主力成員，側(cè)重于引導(dǎo)其在查閱同類項目工作的基礎(chǔ)上，了解當前項目的最新技術(shù)進展，綜合利用已學知識來解決遇到的問題；對低年級學生，則重點引導(dǎo)其學習與具體任務(wù)相關(guān)的課程知識。

二、項目驅(qū)動式教學的實踐

根據(jù)上述思路，筆者以“天然氣壓縮機智能監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)”項目嘗試進行項目驅(qū)動式教學。該項目是教師的橫向科研項目，來源于企業(yè)研發(fā)需求，研發(fā)內(nèi)容涉及壓縮機的實時監(jiān)控、故障分析、故障診斷系統(tǒng)研發(fā)三部分，是一個綜合性與復(fù)雜性較大的實踐工程項目。在簽訂項目合同前，指導(dǎo)教師對項目的前期分析與需求、研發(fā)內(nèi)容、主要技術(shù)路線、軟件模塊組成與功能的要求都非常明確。

由于項目涉及的研發(fā)內(nèi)容多、工作量大，企業(yè)給予的研發(fā)時間周期短。因此，指導(dǎo)教師不僅將此項目作為一名機械學科碩士研究生的課題項目，借此項目完成一名全日制碩士研究生的培養(yǎng)，并且根據(jù)項目研發(fā)內(nèi)容，組建了液壓傳動、自動控制、程序軟件開發(fā)三個子方向的研發(fā)團隊，每個子團隊由2～3名本科生組成，以保證學生通過互相激勵與協(xié)商完成各方向的研發(fā)內(nèi)容。研究生作為項目負責人負責整個系統(tǒng)的具體實現(xiàn)與各子部分的銜接。

項目開展后，教師每周安排一次組內(nèi)大討論，研究生每天負責集中各子團隊進行組間討論，分析當天的項目進展情況。小問題由組內(nèi)討論解決，碰到大問題則通過研究生直接向指導(dǎo)教師請示。導(dǎo)師視情況，決定是否臨時召開大組討論，引導(dǎo)學生查閱資料獲取類似項目的技術(shù)路線、解決方案與相關(guān)專業(yè)知識點，用于解決項目開發(fā)中遇到的問題。

由于項目直接來源于企業(yè)真實需求，與企業(yè)的實際生產(chǎn)、工作需求、企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備資源、軟硬件條件密切相關(guān)。因此，項目的研發(fā)過程還必須與企業(yè)時刻保持聯(lián)系，了解企業(yè)的軟硬件資源，以保證項目采用的技術(shù)路線與解決方案是企業(yè)可以接受的。為此，課題指定研究生與企業(yè)方負責此項目的工程師對接，詳細了解壓縮機的工作環(huán)境、所需要的檢測參數(shù)、相應(yīng)的控制策略、上下位機通訊所需端口與地址等信息，并及時向各組成員反饋所獲取的企業(yè)方信息。若有較大的技術(shù)方案變動，則導(dǎo)師再與企業(yè)方技術(shù)負責人溝通并確定解決方案。例如在本項目的開發(fā)過程中，遇到從下位機的數(shù)據(jù)讀取速度難以滿足壓縮機的實時監(jiān)控要求，上位機采集到信息顯示滯后于壓縮機的實際運行狀況。對此，項目團隊一方面對原先以Java語言設(shè)計的軟件進行完善來提高讀取速度；另一方面，根據(jù)企業(yè)方工程師建議，對當前普遍用于實時監(jiān)控的組態(tài)軟件的性能與價格進行對比分析，很多技術(shù)細節(jié)則直接讓研究生與組態(tài)軟件公司的研發(fā)人員溝通，以確認不同公司的組態(tài)軟件是否可以滿足500ms的數(shù)據(jù)讀取速度。經(jīng)過多次反復(fù)，開發(fā)程序最終滿足了企業(yè)的實時監(jiān)控要求，由此降低了壓縮機的制造成本（組態(tài)軟件的成本約2000元/臺）。更重要的是，項目組成員也由此擴展了對相關(guān)行業(yè)技術(shù)的了解，并對企業(yè)的生產(chǎn)實踐與實際工作有了更為直觀的認識。

經(jīng)過一年半時間的項目研發(fā)，驗證了這種以企業(yè)實際工程項目為載體開展自主和協(xié)作學習的方式能夠充分激發(fā)學生的學習興趣。在教師的引導(dǎo)和幫助下，所有參與項目研發(fā)的學生不僅掌握了理論知識，增強了實踐能力，而且掌握了自主學習和協(xié)作學習的各種策略。尤其是通過企業(yè)項目研發(fā)，學生在校期間就獲得面向企業(yè)崗位的實踐技能鍛煉，使得其畢業(yè)后能夠快速與企業(yè)中的實際工作接軌，縮短了畢業(yè)生進入企業(yè)的適應(yīng)期。因此，對來源于企業(yè)真實需求，或從實際生產(chǎn)和工作的需求中產(chǎn)生并經(jīng)過教師再加工、設(shè)計后實施的項目驅(qū)動式教學，能有效解決機械類專業(yè)在校學生知識學習與實踐能力培養(yǎng)的脫節(jié)問題，有利于培養(yǎng)具有厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力的應(yīng)用型人才。

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