田建輝　楊葉茜

摘 要 項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)打破了傳統(tǒng)教學(xué)的限制，是以建構(gòu)主義為基礎(chǔ)，以學(xué)生為主體，教師為輔助，項(xiàng)目為驅(qū)動的一種新型教學(xué)模式。這種教學(xué)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和協(xié)作能力。本文基于此教學(xué)模式，對項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)的內(nèi)涵與外延進(jìn)行全面闡述，針對計算機(jī)輔助分析課程以瞬態(tài)動力學(xué)為例對項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)進(jìn)行深入剖析，為新的教學(xué)模式提供了思路。

關(guān)鍵詞 項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué) 計算機(jī)輔助分析 瞬態(tài)動力學(xué)

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.07.054

Abstract Project-driven teaching breaks the limitation of traditional teaching. It is a new teaching mode based on constructivism with students as the main part， teachers as the assistant and project as the driving force. This kind of teaching contributes to improve the learning efficiency of students and cultivate the innovative and cooperative abilities of students. Based on this teaching mode， this paper comprehensively expounds the connotation and extension of project-driven teaching， and deeply dissects the project-driven teaching with the example of transient dynamics in the course of computer-aided analysis， which provides ideas for the new teaching mode.

Keywords project-driven teaching; computer-aided analysis; transient dynamics

0 引言

傳統(tǒng)教學(xué)只重視教師的教，弱化了學(xué)生的學(xué)，片面強(qiáng)調(diào)灌輸方式，通過對學(xué)生填鴨式的知識灌輸，使教師在教學(xué)中處于主體地位，而學(xué)生卻成為被動接受的角色。[1]在教學(xué)內(nèi)容上，傳統(tǒng)教學(xué)的知識結(jié)構(gòu)是斷點(diǎn)式、分散式，學(xué)生很難對所學(xué)知識有系統(tǒng)性的認(rèn)識;知識講解也是以教師講課為主，學(xué)生思考時間有限很難及時消化教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過程中，這種教學(xué)使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只能被動接受知識，缺乏自主學(xué)習(xí)的能力;同時學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)過于簡易，學(xué)生可能出現(xiàn)對該課程的理論和方法理解不到位的現(xiàn)象。在教學(xué)考核時，這種教學(xué)的評價方式過于單一，無法全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)能力;評價內(nèi)容也比較單一，主要強(qiáng)調(diào)理論知識的學(xué)習(xí)，會使學(xué)生漸漸缺乏思考、創(chuàng)新等能力。[2]可見，傳統(tǒng)教學(xué)不足以極大發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體性，會導(dǎo)致學(xué)生依賴性的加強(qiáng)，不利于學(xué)生真正融于學(xué)習(xí)之中。

對此現(xiàn)象，建構(gòu)主義就曾提出，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動性，認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于原有的知識經(jīng)驗(yàn)生成意義、建構(gòu)理解的過程。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)也從單一模式向多樣化發(fā)展;由歸納型向演繹型發(fā)展;由以教為主向重學(xué)為主發(fā)展，[3]項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)就是在其基礎(chǔ)上應(yīng)用而生的產(chǎn)物。

1 項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)的內(nèi)涵與外延

項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)就是采取一種實(shí)時探究式的教學(xué)方法，[4]以建構(gòu)主義為基礎(chǔ)，以學(xué)生為主體，教師為輔助，項(xiàng)目為驅(qū)動的一種新型教學(xué)模式，即學(xué)生和教師通過共同實(shí)施并完成一個完整的項(xiàng)目來進(jìn)行教學(xué)活動。通過這種教學(xué)模式有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和協(xié)作能力。

這種新的教學(xué)，在教學(xué)內(nèi)容上，通過項(xiàng)目引入，將課程理論和方法融入到項(xiàng)目中，使學(xué)生能整體性把握連貫的教學(xué)內(nèi)容，同時也增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過程中，教師充當(dāng)課程“項(xiàng)目總監(jiān)”，對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和監(jiān)督，讓學(xué)生在項(xiàng)目進(jìn)行中實(shí)現(xiàn)課程的學(xué)習(xí)與提高。在教學(xué)考核時，不再只通過考試測試，只強(qiáng)調(diào)理論的學(xué)習(xí)，而是以項(xiàng)目實(shí)施的情況作為考核依據(jù)，對每個項(xiàng)目組、組內(nèi)的學(xué)生以及每個項(xiàng)目的實(shí)施階段進(jìn)行量化考評，使評價方式和內(nèi)容呈現(xiàn)出多樣化。項(xiàng)目驅(qū)動模式還可以推廣至其他環(huán)節(jié)，如實(shí)驗(yàn)、各類比賽、畢業(yè)設(shè)計[5]等方面。

2 計算機(jī)輔助分析項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)

項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)一樣都是根據(jù)課程體系和課程內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)的過程，其教學(xué)步驟包括項(xiàng)目設(shè)計、項(xiàng)目分解、項(xiàng)目實(shí)施以及項(xiàng)目考核。在教學(xué)過程中，首先對項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計，其次基于項(xiàng)目的不同內(nèi)容對項(xiàng)目進(jìn)行分解，并采用相關(guān)方法來實(shí)施此項(xiàng)目，最后對項(xiàng)目完成度進(jìn)行項(xiàng)目考核。下面以計算機(jī)輔助分析課程為例，詳細(xì)闡述項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)的實(shí)施過程。

2.1 計算機(jī)輔助分析項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)

計算機(jī)輔助分析這門課程要求學(xué)生熟悉和掌握有限元的基礎(chǔ)理論，熟悉有限元計算過程，掌握有限元技術(shù)在工程中的簡單應(yīng)用，并為設(shè)計、開發(fā)和研制新型產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)，[6]這門課程由基礎(chǔ)和應(yīng)用兩部分組成，其體系和內(nèi)容如圖1所示。為完成此課程的教學(xué)任務(wù)，其對應(yīng)的項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)過程如圖2所示。

圖2 項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)過程

（1）項(xiàng)目設(shè)計。在課程項(xiàng)目設(shè)計時，要考慮三個方面的因素判斷此項(xiàng)目是否適合項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)。①保證項(xiàng)目的可行性，項(xiàng)目應(yīng)該從難易程度和學(xué)生接受狀態(tài)兩個方面結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計。②保證項(xiàng)目的典型性，項(xiàng)目應(yīng)該緊扣課程培養(yǎng)目標(biāo)和課程重難點(diǎn)兩個主題方向進(jìn)行設(shè)計。③保證項(xiàng)目的應(yīng)用性，項(xiàng)目應(yīng)該包含系統(tǒng)化的應(yīng)用理論和較廣泛的應(yīng)用知識體系?；诖苏n程，其項(xiàng)目設(shè)計如表1所示。

表1項(xiàng)目設(shè)計

（2）項(xiàng)目分解。根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計進(jìn)行項(xiàng)目分解，學(xué)生通過抽取編號進(jìn)行隨機(jī)組合，每組設(shè)項(xiàng)目組長負(fù)責(zé)項(xiàng)目的總體方案并監(jiān)督項(xiàng)目的實(shí)施。組長根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)施過程進(jìn)行項(xiàng)目分解，并安排組員進(jìn)行相應(yīng)的項(xiàng)目工作。要求組長統(tǒng)籌協(xié)作，組內(nèi)密切配合，各組定時交流，每個組員明確任務(wù)。

（3）項(xiàng)目實(shí)施：完成項(xiàng)目分解后，進(jìn)行項(xiàng)目具體實(shí)施，在此過程中學(xué)生為主體，教師為輔助，項(xiàng)目為催化劑，即教師以“項(xiàng)目總監(jiān)”的身份，引導(dǎo)學(xué)生分析項(xiàng)目，監(jiān)督學(xué)生完成項(xiàng)目。通過建模、求解、可視化和總結(jié)四個過程，高效進(jìn)行項(xiàng)目的實(shí)施，切實(shí)達(dá)到項(xiàng)目的要求，完成此課程的學(xué)習(xí)和提高。

（4）項(xiàng)目考核。項(xiàng)目結(jié)束后，老師對學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目答辯，完成項(xiàng)目的驗(yàn)收工作，并根據(jù)項(xiàng)目的完成情況、現(xiàn)場答辯等情況打分考核，最終完成此課程的學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.2 瞬態(tài)動力學(xué)項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)

計算機(jī)輔助分析可以從靜力學(xué)、動力學(xué)、非線性、接觸、傳熱等專題切入學(xué)習(xí)。由于動力學(xué)分析是在隨時間變化的載荷作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特性，即它的輸入數(shù)據(jù)可以是靜、瞬態(tài)、簡諧等作為時間函數(shù)載荷的隨意組合，它的輸出數(shù)據(jù)是隨時間變化的位移、應(yīng)變、反作用力等其它導(dǎo)出量，相較于其它專題其更具有典型性。因此，本文選取動力學(xué)中的瞬態(tài)動力學(xué)進(jìn)行項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)的剖析，其具體的過程如圖3所示。

（1）瞬態(tài)動力學(xué)的項(xiàng)目設(shè)計。根據(jù)要保證項(xiàng)目的可行性、典型性、應(yīng)用性的屬性，現(xiàn)選取哥倫布阻尼的自由振動進(jìn)行分析。其問題描述為一個有哥倫布阻尼彈簧-質(zhì)量塊系統(tǒng)，質(zhì)量塊被移動然后釋放，假定表面摩擦力為定值，給定材料屬性、載荷條件和初始條件，求系統(tǒng)的位移-時間關(guān)系。

（2）瞬態(tài)動力學(xué)的項(xiàng)目分解。某校實(shí)驗(yàn)班現(xiàn)有30名學(xué)生，根據(jù)分組原理分為6組，項(xiàng)目可依次分解為哥倫布模型建立、有限元方法的求解、邊界荷載的施加、模態(tài)疊加法施加以及后處理等5各部分由組員共同完成，完成過程中需嚴(yán)格執(zhí)行分組要求。

（3）瞬態(tài)動力學(xué)的項(xiàng)目實(shí)施。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，通過在指定的時間由學(xué)生和教師的密切配合，完成建模、求解、可視化和總結(jié)四個過程達(dá)到課程項(xiàng)目的要求。其中，建模包括導(dǎo)入CAD模型，網(wǎng)格劃分，材料、屬性和求解器信息，載荷、約束和工況以及導(dǎo)出有限元模型這五個部分。

（4）瞬態(tài)動力學(xué)的項(xiàng)目考核。在整個項(xiàng)目結(jié)束后，項(xiàng)目評價內(nèi)容包括答辯、電子資料和說明書三個部分，將通過組內(nèi)評價、小組互評和老師評價三個部分按照比例打分。要求在完成過程中不斷地進(jìn)行組內(nèi)討論和小組匯報，這將有利于課程學(xué)習(xí)評價時的知情、客觀和公正。

3 結(jié)論

本文基于建構(gòu)主義理論，提出了項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)模式，針對計算機(jī)輔助分析課程并以瞬態(tài)動力學(xué)為例對項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)進(jìn)行全面闡述和剖析，得出了以下結(jié)論。

（1）基于項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)，針對計算機(jī)輔助分析課程，提出了計算機(jī)輔助分析課程的項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)方法，并對此課程的項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)進(jìn)行了全面闡述，為此課程的教學(xué)模式提供了新思路。

（2）基于對瞬態(tài)動力學(xué)項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)的深入剖析，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)的內(nèi)容，并為深入研究項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)打好了基礎(chǔ)。

（3）項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)可以讓學(xué)生更加全面和深刻的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生自身的學(xué)習(xí)素質(zhì)，發(fā)揮學(xué)生個性，發(fā)展學(xué)生潛能，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、協(xié)作等關(guān)鍵能力，這些優(yōu)點(diǎn)使這種新的教學(xué)逐漸成為一種穩(wěn)定的教學(xué)模式。

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