譚立容， 袁迎春， 張照鋒， 王抗美

（南京信息職業(yè)技術(shù)學院電子與信息系，南京210023）

0 引 言

PBGS（Project Based Group Study）教學模式就是基于項目的團隊學習模式［1］，通過設(shè)定特定的任務(wù)，在教師指導下，學生通過團隊合作完成項目。目前，PBGS教學模式在各類教學中得到了應(yīng)用［2-3］。例如，戰(zhàn)曄等［4］將PBGS教學模式引入到軍校實驗課程的教學中，探討了具體的實施辦法，總結(jié)了PBGS在實施過程中應(yīng)當注意的問題；張美玲等［5］針對教學內(nèi)容過于注重理論等問題，將PBGS 教學模式應(yīng)用于大學中的“運籌學”教學中，教學效果顯著。

仿真教學是隨著計算機仿真技術(shù)的發(fā)展起來的一種新興的輔助教學方式，仿真教學就是利用實物或電腦創(chuàng)設(shè)各種虛擬環(huán)境來模擬真實環(huán)境，在虛擬仿真的環(huán)境中進行操作、驗證、設(shè)計、運行等的教學方式［6］。目前，在各類教育中仿真教學的使用越來越廣泛［7-8］。例如，張源等［9］分析了礦山壓力與巖層移動實驗教學過程中存在的問題，提出了相應(yīng)虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)的設(shè)計思路和實驗教學方法；楊煜等［10］提出通過離子通道電流虛擬仿真實驗，提高教學效果，降低實驗成本；楊清文等［11］針對課程教學存在的問題，構(gòu)建了＂火箭炮兵器結(jié)構(gòu)與原理＂虛擬仿真教學平臺和虛擬仿真教學體系，教學改革實踐效果良好。

通過文獻調(diào)研分析，目前將PBGS 教學模式和仿真教學結(jié)合起來研究的較少［12］。為了解決目前高職傳統(tǒng)實訓課程存在的問題，提出了數(shù)字校園環(huán)境下結(jié)合仿真實驗教學的PBGS教學模式。課程團隊依托建設(shè)的課程網(wǎng)絡(luò)平臺和仿真實驗環(huán)境，研究了更適合設(shè)計制作類實訓課程的PBGS 教學模式，并在高職課程“天線安裝與調(diào)試”實訓課教學中進行了實踐運用。

1 高職傳統(tǒng)實訓課程存在的問題

在高職院校的人才培養(yǎng)方案中，實訓課程占據(jù)了比較重要的地位，起到培養(yǎng)學生動手能力和綜合素質(zhì)的作用［13-15］。目前，在高職院校的傳統(tǒng)實訓課程教學中存在以下問題：

（1）高職學生基礎(chǔ)薄弱、學習能力差別大，總會有學生聽不懂；

（2）在教師動手操作環(huán)節(jié)時，由于有些學生沒看清教師演示操作的動作或訓練不夠，導致有些學生對動手環(huán)節(jié)不熟悉；

（3）實訓課的總學時較少，并且一般集中在1 ～2周內(nèi)上完，由于經(jīng)常是1 天6 課時上同一門課，導致有些學生注意力不集中。

基于以上原因，需要探索適合高職學生的實訓課程教學模式。

2 結(jié)合仿真實驗教學的PBGS教學模式設(shè)計

高職院校實訓課程的核心任務(wù)大多數(shù)是要教會學生會操作特定軟件或設(shè)備、完成某項任務(wù)。根據(jù)實訓課程自身特點，可以借鑒由美國約翰·布蘭斯福德教授倡導的拋錨式教學理論。這種教學要求學習與教學活動應(yīng)圍繞某一“錨”來設(shè)計，對于筆者所提出這種結(jié)合仿真實驗教學的PBGS 教學模式而言，“錨”就是“項目”?；趻佸^式教學理論，該模式的基本教學程序如圖1 所示，以分組完成不同天線仿真制作項目作為“錨”，數(shù)字校園環(huán)境下學生和教師的活動圍繞著這個“錨”展開，具體如下：

（1）學生分組由教師和學生根據(jù)學生具體情況共同完成，同時在課程網(wǎng)絡(luò)平臺上也設(shè)置相應(yīng)的學生分組；

（2）教師在課程開始初期闡明考核標準和每組學生應(yīng)實現(xiàn)的項目目標，讓學生明確項目要求；

（3）學生在課程網(wǎng)絡(luò)平臺線上觀看學習資料和視頻，在老師輔導下線下學習課程基礎(chǔ)知識和所需仿真軟件；

（4）在教師激勵和指導下，每組學生團隊分工完成本項目的仿真設(shè)計以及制作測試；

（5）每組學生需以本組項目為主題分別完成仿真微視頻和測試微視頻，并上傳到課程網(wǎng)絡(luò)平臺；

（6）教師和學生對上傳的網(wǎng)上視頻進行評價，再結(jié)合學生每組的現(xiàn)場成果匯報答辯情況，選出優(yōu)秀小組、給予表彰。

圖1 結(jié)合仿真實驗教學的PBGS教學模式設(shè)計

3 結(jié)合仿真實驗教學的PBGS教學模式實踐

天線安裝與調(diào)試課程是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的學生必修的一門骨干課程，這些學生知識儲備不夠、理論基礎(chǔ)薄弱、自主學習能力弱、動手能力稍好，而課程總學時僅28 學時。傳統(tǒng)教學模式運用于天線安裝與調(diào)試教學不利于培養(yǎng)學生綜合能力，不利于調(diào)動學習積極性。該課程的相關(guān)理論比較抽象、難理解，單看書看不懂，此外，天線技術(shù)是一門實踐性很強的學科，在相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)和測試中仿真軟件HFSS 和網(wǎng)絡(luò)分析儀往往不可缺少。為了和企業(yè)接軌，教學中需要各種軟硬件設(shè)備，如軟件、電腦、網(wǎng)絡(luò)分析儀等。而一個好一點的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀也要幾十萬元，致使微波實驗室的建設(shè)成本較高，也不可能讓每個學生有一臺儀器。為此，需要探索新的教學模式來解決上述問題。為了提高教學效果，2018 年在4 個平行班中選取2 個班為實驗班，在教授天線安裝與調(diào)試實訓課程時采用所設(shè)計的教學模式，具體實施過程分3 階段。

3.1 明確項目任務(wù)

在分析學生情況的基礎(chǔ)上，教師和學生共同完成學生分組，同時在課程網(wǎng)絡(luò)平臺上也將學生分為若干小組。闡明如圖2 所示的課程考核標準（學生總成績＝2 次線上測試成績×10% ＋3 次線上課程作業(yè)×10% ＋線上提交的天線測試視頻×10% ＋線上提交的天線答辯PPT×10% ＋線上提交的天線仿真小視頻×10% ＋線下成績×50%）；強調(diào)每個同學的成績?nèi)Q于每組以及自身的表現(xiàn)。讓每組學生明確各自項目要求和項目應(yīng)實現(xiàn)目標，要求每組完成不同天線的仿真制作測試。再布置線上學習任務(wù)，讓學生在課程網(wǎng)絡(luò)平臺上看教學視頻、查找相關(guān)資料，并提前把操作視頻導入手機或平板電腦等設(shè)備中。

圖2 課程考核標準

3.2 項目實施

在學生明確項目任務(wù)后，教師先簡要介紹一下與項目相關(guān)的理論知識，接著播放重點線上視頻，并對重點環(huán)節(jié)加以提示，再針對線上任務(wù)單中的內(nèi)容進行提問；然后再讓學生動手熟悉仿真軟件HFSS，遇到問題可反復(fù)觀看課程網(wǎng)絡(luò)平臺的仿真教學視頻，也可以問老師和同學；在基本熟悉軟件之后，每組同學圍繞項目任務(wù)，參考課程教材上天線仿真案例里的仿真步驟，用仿真軟件HFSS 完成每組不同天線的仿真設(shè)計；再讓每組同學用錄屏軟件錄制天線仿真小視頻，在該視頻中主要介紹所設(shè)計天線仿真模型、仿真結(jié)果及所設(shè)置關(guān)鍵變量對天線的影響規(guī)律。

經(jīng)檢查已經(jīng)完成天線仿真設(shè)計的該組學生，在教師激勵和指導下繼續(xù)完成天線的制作測試，由于用于測試的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)備比較貴重，一般要求每組需要事先觀看下載的測試教學視頻，再在老師指導下來進行操作。測試基本完成后，讓每組同學錄制天線測試小視頻，該視頻主要是介紹所設(shè)計天線測試步驟、測試結(jié)果等。

在實施過程中，教師巡回指導，觀察各組完成天線的情況，發(fā)現(xiàn)問題不輕易介入，先讓學生獨立探索如何仿真設(shè)計和制作測試天線，學生不能解決時，教師再指導或示范學生。教師可指派已熟練完成任務(wù)的學生指導操作有困難的學生。

3.3 項目總結(jié)

最后，每組學生將完成的仿真微視頻和測試微視頻上傳到課程網(wǎng)絡(luò)平臺；教師和學生對上傳的網(wǎng)上視頻進行評價，再結(jié)合學生每組現(xiàn)場成果匯報答辯，評出最佳天線測試視頻、最佳天線PPT、最佳天線仿真視頻，表彰獲得最佳的小組。評選過程中，主要由各小組骨干成員和教師評分并反饋。通過讓學生觀看和評價課程網(wǎng)絡(luò)平臺的微視頻和答辯PPT，達到鞏固學習的目的。

4 教學效果對比

為了對比教學效果，另外2 個對照組按傳統(tǒng)教學方式上天線安裝與調(diào)試課，經(jīng)對教師和學生分別作問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如表1 所示。

表1 調(diào)查結(jié)果

由調(diào)查結(jié)果可見，采用新教學模式增加了學生的動手和交流時間，更有利于提高學生綜合能力，能更好地幫助學生理解天線相關(guān)基本概念。

5 結(jié) 語

經(jīng)實踐證明，所提出的數(shù)字校園環(huán)境下結(jié)合仿真實驗教學的PBGS教學模式是一種行之有效的實踐教學模式.其實施的關(guān)鍵是考核標準對學生的有效激勵。在實施過程中需注意以下問題：①第1 次上課時先簡單說明課程安排、評價考核標準和課后任務(wù)的具體要求，讓學生有目的、帶著問題完成布置的課程任務(wù)，同時要讓學生明白為什么要在網(wǎng)上學習指定內(nèi)容，并將網(wǎng)絡(luò)平臺完成情況和總評成績掛鉤；②讓課程網(wǎng)絡(luò)平臺學習內(nèi)容盡量有趣些，“微視頻”要精，能支持手機、電腦等；③允許學生在課堂上反復(fù)觀看視頻、允許學生在不斷犯錯過程中真正掌握課程內(nèi)容、提高動手能力。