付興建 侯 明

（北京信息科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，北京100192）

0 引言

PBL（Project-Based Learning）是以項(xiàng)目案例為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式，該理論方法在1969年由美國Barrows教授創(chuàng)立，該方法將學(xué)生作為教學(xué)中心，激發(fā)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力，解決問題能力，是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的突破，教師作為引導(dǎo)者來進(jìn)行的教學(xué)[1-4]?，F(xiàn)有PBL教學(xué)法已經(jīng)被成功應(yīng)用于數(shù)學(xué)、藥學(xué)、管理學(xué)、外語、歷史等多門學(xué)科或課程中。研究成果表明，應(yīng)用PBL教學(xué)模式，在培養(yǎng)學(xué)生思維能力、自我引導(dǎo)學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力等方面要比傳統(tǒng)的教學(xué)法更有優(yōu)越性。

“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”是北京信息科技大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)綜合實(shí)踐課程。它以綜合性創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，學(xué)科競賽等類型豐富的項(xiàng)目為內(nèi)容，對(duì)涉及專業(yè)領(lǐng)域的各種技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用訓(xùn)練。本課程開設(shè)在第六學(xué)期，面向具備較好專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)素質(zhì)的學(xué)生。

為提高自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力，將PBL教學(xué)法引入“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”課程中，通過改革該實(shí)踐課程教學(xué)內(nèi)容、授課方式等，來加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、科學(xué)研究能力，以提高解決理論聯(lián)系工程實(shí)際應(yīng)用的能力。

1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)課程內(nèi)容與要求

本課程是2周/32學(xué)時(shí)，包括：（1）項(xiàng)目預(yù)研（4學(xué)時(shí)）。了解項(xiàng)目背景知識(shí)、技術(shù)知識(shí)，制訂合理的實(shí)施方案。（2）項(xiàng)目申請(qǐng)（4學(xué)時(shí)）。撰寫項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告，提煉項(xiàng)目意義，明確項(xiàng)目目標(biāo)。（3）項(xiàng)目實(shí)施（20學(xué)時(shí)）。通過專業(yè)知識(shí)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中驗(yàn)證創(chuàng)意，利用理論、技術(shù)，分析問題、解決問題，提高實(shí)踐動(dòng)手能力。（4）項(xiàng)目總結(jié)（4學(xué)時(shí)）?？偨Y(jié)分析問題、解決問題的思路，提煉成果。表1是實(shí)訓(xùn)教學(xué)進(jìn)度。

表1 實(shí)訓(xùn)教學(xué)進(jìn)度（學(xué)時(shí)）

在PBL中，實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目的實(shí)施設(shè)計(jì)是整個(gè)教學(xué)的關(guān)鍵基礎(chǔ)，實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目的好壞直接影響到教學(xué)效果，因此應(yīng)該緊扣訓(xùn)練內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，制定可行的具有實(shí)際意義的綜合性實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目。教學(xué)實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)必須以科學(xué)實(shí)用為準(zhǔn)則，以學(xué)生專業(yè)方向?yàn)閷?dǎo)向，以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性為出發(fā)點(diǎn)，以完成教學(xué)任務(wù)為最終目標(biāo)。

2 基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”教學(xué)改革

PBL教學(xué)法以項(xiàng)目為導(dǎo)向、以解決實(shí)際工程問題為目標(biāo)，主要是通過學(xué)生的自主探究和共同合作來解決項(xiàng)目難題[5-9]。PBL著重于學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，在“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”課程實(shí)踐教學(xué)中，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不僅要學(xué)會(huì)分析和討論問題，還要學(xué)會(huì)表達(dá)自己的觀點(diǎn)。學(xué)生可以通過自身的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、知識(shí)建構(gòu)和技能培訓(xùn)來理解和牢記理論知識(shí)。指導(dǎo)教師在這一過程中主要是做好引導(dǎo)工作，要對(duì)知識(shí)點(diǎn)做出總結(jié)評(píng)價(jià)，補(bǔ)充PBL實(shí)踐過程中學(xué)生未涉及的知識(shí)。“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”課程實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目具體實(shí)施過程如下。

在實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)實(shí)施之初，根據(jù)“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”課程實(shí)踐的要求和學(xué)生的數(shù)量，指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分配任務(wù)。根據(jù)學(xué)生的研究方向或興趣，2～4人組成一個(gè)項(xiàng)目小組。教師根據(jù)課程的教學(xué)時(shí)數(shù)和項(xiàng)目任務(wù)困難程度，來制定實(shí)踐項(xiàng)目具體的時(shí)間表。

在實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施之前，教師在項(xiàng)目理論講解過程中，要注重理論與實(shí)際的聯(lián)系。例如，當(dāng)講授柔性直線系統(tǒng)建模時(shí)，彈簧系數(shù)的微小變化、阻尼器阻尼系數(shù)的變化以及質(zhì)量塊的變化都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)學(xué)模型的變化，所以應(yīng)提醒學(xué)生根據(jù)柔性直線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理和實(shí)際質(zhì)量模塊數(shù)的配置，對(duì)系統(tǒng)建模。此外，指導(dǎo)教師還應(yīng)教授項(xiàng)目實(shí)施規(guī)范和具體的相關(guān)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，以及編寫研究報(bào)告的規(guī)范。叮囑學(xué)生要對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或曲線進(jìn)行分析、總結(jié)，書寫研究報(bào)告。研究報(bào)告中應(yīng)如實(shí)明確說明設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)建模過程、控制算法的設(shè)計(jì)過程及必要的理論推導(dǎo)以及實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決辦法等。

在實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施階段，指導(dǎo)教師應(yīng)跟蹤小組的進(jìn)度狀況，并根據(jù)遇到的困難和項(xiàng)目實(shí)施過程中的問題，組織討論或提供具體指導(dǎo)，以解決出現(xiàn)的問題。為激發(fā)研究生的好奇心，鼓勵(lì)提問互動(dòng)，教師必須充分調(diào)動(dòng)研究生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

在項(xiàng)目實(shí)踐最后結(jié)題階段，要組織答辯，項(xiàng)目小組成員都需要準(zhǔn)備項(xiàng)目研究報(bào)告和PPT資料。每個(gè)小組選擇一個(gè)同學(xué)來報(bào)告項(xiàng)目過程，其他成員負(fù)責(zé)回答具體問題。教師將總結(jié)實(shí)踐過程，并客觀地給出本項(xiàng)目學(xué)生得分?jǐn)?shù)。

3 PBL實(shí)踐教學(xué)中的難點(diǎn)

（1）項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)要有一定難度。項(xiàng)目要有可行性，要有一定難度。從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，要設(shè)計(jì)學(xué)生感興趣、具有一定難度的實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，如深度學(xué)習(xí)、無人機(jī)系統(tǒng)控制等，力求做到先進(jìn)、新穎、實(shí)用，理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)的項(xiàng)目既不能過大也不能過于簡單。

（2）學(xué)生主動(dòng)探究項(xiàng)目的意識(shí)有待提高。PBL讓學(xué)生從接受知識(shí)的被動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體。PBL中學(xué)生接受一個(gè)項(xiàng)目以后，就必須圍繞著這個(gè)項(xiàng)目，有計(jì)劃、有步驟地展開研究。在這個(gè)過程中，要為解決問題不斷地收集資料、整理資料，主動(dòng)、自行地安排自己的學(xué)習(xí)。這些都對(duì)學(xué)生的素質(zhì)提出了較高的要求。

（3）師資隊(duì)伍薄弱。每位教師帶3～4組學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，每組兩人，帶的學(xué)生人數(shù)較多，而且需要教師不斷更新理論知識(shí)，還需要跟蹤新設(shè)備的使用，其他教學(xué)科研任務(wù)也比較繁重。因此，指導(dǎo)教師的任務(wù)量都比較大。

（4）教學(xué)學(xué)時(shí)短。實(shí)踐課程總學(xué)時(shí)是32學(xué)時(shí)，進(jìn)行PBL項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)，就學(xué)時(shí)來說是不夠的，實(shí)際用時(shí)都多于32學(xué)時(shí)，一般都得4～8周才能完成。

4 結(jié)語

將PBL教學(xué)模式用于自動(dòng)化專業(yè)“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”實(shí)踐課程教學(xué)，在實(shí)踐平臺(tái)的支撐下實(shí)施，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的專業(yè)素質(zhì)，實(shí)踐創(chuàng)新思維和工程思維。和傳統(tǒng)教學(xué)法相比，已取得了良好的教學(xué)效果。PBL教學(xué)法能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對(duì)于實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)熱情，從而顯著提升實(shí)踐教學(xué)效果，具有積極意義。此外，PBL教學(xué)模式符合當(dāng)前高等教育改革的趨勢，越來越多的高校教師接受PBL教學(xué)模式，并積極參與到PBL模式的教學(xué)建設(shè)中。