基于项目教学法的计算机控制技术课程教学改革与探索

王佳庆，王晓刚，王清，张杰

摘要：为进一步提高计算机控制技术课程的教学质量，设计了基于项目教学法的教学内容，探讨了项目教学中出现的问题。教学实践表明，项目教学法是一种值得探索的教学模式。

关键词：项目教学法；课程教学；计算机控制技术

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0273-03

一、前言

项目教学法也称为“基于项目活动的研究性学习”，是由美国著名教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同创建的一种以学生为本的活动教学法，是一个全新的教学方法。它的理论基础是建构主义学习理论、情境学习理论和杜威的实用主义教育理论。在项目教学中教师根据各学期学习领域的教学要求，适时安排教学计划，制定和设计项目合同，组织学生以小组工作的方式加以实施，在整个教学活动中学生的积极性和求知欲望被有效地调动。项目教学法具有鲜明的特征：首先，学习过程是理论知识与实践相结合的过程；其次，增强了学生学习的主动性和创新能力；最后，项目教学法是以“学习任务”为载体来引导学生自主学习和探索的，这使得学生在学习过程中清晰地意识到自身的学习目标。此外，在教学过程中同学之间的交流与合作、组员之间的优势互补，培养了学生的团队合作精神[1-3]。

项目教学法起源于美国，盛行于德国。上个世纪80年代开始，德国的应用科技类大学就已经广泛开展了项目教学法的教学实践，取得了令人瞩目的成绩[4]。我国职业教育的课程教学已经普遍采用项目教学法，可以查阅到大量的相关教学论文，已有基于项目教学法的教材出版，例如单片机技术、PLC技术、磨具设计等教材[5-6]。我国普通高等教育由于受传统教学模式的影响，课程教学多数还是“理论教学+验证性实践环节+期终考试”的模式。近年来随着我国普通高等改革的不断深入，高校教师开始对传统教学模式进行反思，在一些实践性较强的课程教学中，已有教师引入了项目教学法进行课程教学改革。有部分地方院校的电视新闻学专业和机械设计专业在人才培养模式中强调项目教学法的应用，在专业课程教学中普遍采用了项目教学法，已取得了比较好的成效[7]。

二、计算机控制技术课程教学现状

“计算机控制技术”是我校电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，它是继“自动控制理论”之后的一门专业主干课程。本课程主要介绍计算机控制系统的基本理论和计算机控制器的设计方法，介绍计算机控制系统的分析及系统的实现。从计算机控制系统应用的角度出发，培养学生对计算机控制系统的分析能力和设计能力。

在传统计算机控制技术理论教学方法中，多为老师讲解为主学生听课为辅的教学方法，教学以教师讲授为中心，对教学信息进行加工处理后，通过语言、文字等形式呈现给学生，学生则通过自己的感官接受教师的教学信息。实践教学环节主要是做验证性实验，缺乏综合性和设计性实验项目。教师在教学过程中处于绝对的主动地位，学生在被动的环境中学习。学生的的主动性和创造性受到极大的压制。

“计算机控制技术”课程是一门电类专业的主干课程，教学内容的实践性强，适合项目教学法。教师和学生可以在实施项目的过程中，完成该课程的教学内容。项目的设计与生产实际联系密切，学生在“做中学”，能够调动学生的学习积极性。

三、基于项目教学的改革思路

1.教学内容和方式的改革。课程教学实行项目教学法改革，选择合适的项目是关键。通过创设问题情境，把所要学习的内容巧妙地隐含在每一个项目中去，对项目进行分析、设计和探索研究，引导学生针对项目展开讨论，可以使学生通过完成项目内容达到掌握所学知识，提高分析问题、解决实践问题能力的目的。

通过走访兄弟院校和工矿企业，结合我校电类专业定位，构建了计算机控制技术课程的知识体系，制定了计算机控制技术课程的教学内容。主要教学内容应该包含以下内容：（1）计算机控制系统的组成和计算机控制系统的典型形式；（2）输入输出通道、典型接口和硬件抗干扰技术；（3）逐点比较法插补原理和步进电机控制技术；（4）数字PID控制、最少拍控制和纯滞后控制；（5）计算机控制系统的程序设计技术、数据预处理技术、软件抗干扰技术等；（6）工业控制网络技术、集散控制系统介绍和现场总线控制系统；（7）计算机控制系统设计的原则与步骤、设计举例等。

根据我校的实验条件，我们构建了三个教学项目，通过这些项目的实施，基本上可以涵盖上面所提出的教学内容，能够达到我们预期的教学要求。三个项目的要求如右表。

2.对学生考评的改革。项目的评估总结是项目教学法的重要环节，学生项目的评估总结过程是学生一个学习、提高的过程。学生在项目实施的过程中会发现各种问题，学生要组织自评和互评，发现自己的不足及别人的长处，从而提高自己的各种能力。我们取消了计算机控制技术课程期末考试的环节，教师主要通过考核出勤、工作态度、项目的硬件设计与制作、项目的软件编写、项目的调试和结果、项目报告书、项目组成员的答辩等情况，综合给出一个合理的考核分数。

四、教学改革中需要探索的问题

1.选择合适的项目是进行教学成功与否的关键。进行项目教学的课程项目不宜过多，每个项目涉及的知识点要满足课程要求，不能有过多的重复内容，难度不宜过大，需要的实验条件基本能够满足，等等。

2.如何合理地给出项目组成员的考评成绩。项目一般需要小组合作的形式来完成，任课教师不能时时刻刻了解每个学生的情况，很难公证公平地对每个学生给出合理的成绩。

3.现有实验设备多数为验证性实验项目设计，基本上不符合设计性实验要求。由于近年来高校扩招，实验设备台套数严重不足，因此，项目教学对实验室设备的采购和管理提出了更高的要求。

4.缺乏适合本科层次的项目教学教材。近年来，国内职业教学已经出现了一些按照项目教学编写的教材，其中大多数项目实施过程编写得过于详细，类似于验证性实验，而且其广度和深度不符合本科教学的要求。如何在教材中将理论与教学项目进行结合，如何介绍项目的内容和实施过程，是教材编写者需要思考的问题。

5.高校现有的体制很难对实施项目教学的教师一个合理的评价。

五、结论

1.教师的教学围绕项目展开，教学过程有了变化，重点讲解项目所需要的主要知识点，教师给出项目名称，让学生在“做中学”，可以激发学生的自主学习能力、实践能力和创新能力。

2.计算机控制技术的教学项目将采用单片机（DSP或嵌入式系统）、PLC和工控机作为控制器，可以充分利用现有实验室的条件，拓展实验室功能，提高设备的利用率。

3.本课程教学改革模式可以应用到电类专业大量的计算机软硬件课程和实践性较强的专业课程的教学改革中，为这些课程进行“项目教学法”改革积累了经验。

4.本科课程教学中实施项目教学法是一种有益的尝试，在教学过程中还有很多实际问题需要探索和研究。

参考文献：

[1]钟启泉.现代课程论[M].上海：上海教育出版社，2003.

[2]钟增胜.项目驱动式教学的实践与研究[J].重庆工商大学学报（社会科学版），2009，（10）：159-160.

[3]李军.项目导向教学方法研究和实践[J].科教导刊，2011，（12）：111-112.

[4]李坤.德国职教项目教学法的理论研究与实践及推行策略[J].吉林工程技术师范学院学报，2009，（3）：25-27.

[5]向学军，刘平，夏昌浩.基于项目的学习模式在虚拟仪器技术课程的应用[J].南京：电气电子教学学报，2006，28（3）：18-20.

[6]冯遵安，蒋琴.任务驱动与项目教学法在电气控制教学中的应用[J].中国科教创新导刊，2009，（2）：195-196.

[7]柳邦坤.广播电视新闻学专业引入项目教学法的实践探讨[J].新闻界，2011，（8）：144-146.

基金项目：本论文得到了2012年度广州大学教研项目资助。

作者简介：王佳庆（1967-），男，湖南人，硕士研究生，副教授，研究方向：控制类课程教学及相关科研工作。endprint

摘要：为进一步提高计算机控制技术课程的教学质量，设计了基于项目教学法的教学内容，探讨了项目教学中出现的问题。教学实践表明，项目教学法是一种值得探索的教学模式。

关键词：项目教学法；课程教学；计算机控制技术

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0273-03

一、前言

项目教学法也称为“基于项目活动的研究性学习”，是由美国著名教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同创建的一种以学生为本的活动教学法，是一个全新的教学方法。它的理论基础是建构主义学习理论、情境学习理论和杜威的实用主义教育理论。在项目教学中教师根据各学期学习领域的教学要求，适时安排教学计划，制定和设计项目合同，组织学生以小组工作的方式加以实施，在整个教学活动中学生的积极性和求知欲望被有效地调动。项目教学法具有鲜明的特征：首先，学习过程是理论知识与实践相结合的过程；其次，增强了学生学习的主动性和创新能力；最后，项目教学法是以“学习任务”为载体来引导学生自主学习和探索的，这使得学生在学习过程中清晰地意识到自身的学习目标。此外，在教学过程中同学之间的交流与合作、组员之间的优势互补，培养了学生的团队合作精神[1-3]。

项目教学法起源于美国，盛行于德国。上个世纪80年代开始，德国的应用科技类大学就已经广泛开展了项目教学法的教学实践，取得了令人瞩目的成绩[4]。我国职业教育的课程教学已经普遍采用项目教学法，可以查阅到大量的相关教学论文，已有基于项目教学法的教材出版，例如单片机技术、PLC技术、磨具设计等教材[5-6]。我国普通高等教育由于受传统教学模式的影响，课程教学多数还是“理论教学+验证性实践环节+期终考试”的模式。近年来随着我国普通高等改革的不断深入，高校教师开始对传统教学模式进行反思，在一些实践性较强的课程教学中，已有教师引入了项目教学法进行课程教学改革。有部分地方院校的电视新闻学专业和机械设计专业在人才培养模式中强调项目教学法的应用，在专业课程教学中普遍采用了项目教学法，已取得了比较好的成效[7]。

二、计算机控制技术课程教学现状

“计算机控制技术”是我校电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，它是继“自动控制理论”之后的一门专业主干课程。本课程主要介绍计算机控制系统的基本理论和计算机控制器的设计方法，介绍计算机控制系统的分析及系统的实现。从计算机控制系统应用的角度出发，培养学生对计算机控制系统的分析能力和设计能力。

在传统计算机控制技术理论教学方法中，多为老师讲解为主学生听课为辅的教学方法，教学以教师讲授为中心，对教学信息进行加工处理后，通过语言、文字等形式呈现给学生，学生则通过自己的感官接受教师的教学信息。实践教学环节主要是做验证性实验，缺乏综合性和设计性实验项目。教师在教学过程中处于绝对的主动地位，学生在被动的环境中学习。学生的的主动性和创造性受到极大的压制。

“计算机控制技术”课程是一门电类专业的主干课程，教学内容的实践性强，适合项目教学法。教师和学生可以在实施项目的过程中，完成该课程的教学内容。项目的设计与生产实际联系密切，学生在“做中学”，能够调动学生的学习积极性。

三、基于项目教学的改革思路

1.教学内容和方式的改革。课程教学实行项目教学法改革，选择合适的项目是关键。通过创设问题情境，把所要学习的内容巧妙地隐含在每一个项目中去，对项目进行分析、设计和探索研究，引导学生针对项目展开讨论，可以使学生通过完成项目内容达到掌握所学知识，提高分析问题、解决实践问题能力的目的。

通过走访兄弟院校和工矿企业，结合我校电类专业定位，构建了计算机控制技术课程的知识体系，制定了计算机控制技术课程的教学内容。主要教学内容应该包含以下内容：（1）计算机控制系统的组成和计算机控制系统的典型形式；（2）输入输出通道、典型接口和硬件抗干扰技术；（3）逐点比较法插补原理和步进电机控制技术；（4）数字PID控制、最少拍控制和纯滞后控制；（5）计算机控制系统的程序设计技术、数据预处理技术、软件抗干扰技术等；（6）工业控制网络技术、集散控制系统介绍和现场总线控制系统；（7）计算机控制系统设计的原则与步骤、设计举例等。

根据我校的实验条件，我们构建了三个教学项目，通过这些项目的实施，基本上可以涵盖上面所提出的教学内容，能够达到我们预期的教学要求。三个项目的要求如右表。

2.对学生考评的改革。项目的评估总结是项目教学法的重要环节，学生项目的评估总结过程是学生一个学习、提高的过程。学生在项目实施的过程中会发现各种问题，学生要组织自评和互评，发现自己的不足及别人的长处，从而提高自己的各种能力。我们取消了计算机控制技术课程期末考试的环节，教师主要通过考核出勤、工作态度、项目的硬件设计与制作、项目的软件编写、项目的调试和结果、项目报告书、项目组成员的答辩等情况，综合给出一个合理的考核分数。

四、教学改革中需要探索的问题

1.选择合适的项目是进行教学成功与否的关键。进行项目教学的课程项目不宜过多，每个项目涉及的知识点要满足课程要求，不能有过多的重复内容，难度不宜过大，需要的实验条件基本能够满足，等等。

2.如何合理地给出项目组成员的考评成绩。项目一般需要小组合作的形式来完成，任课教师不能时时刻刻了解每个学生的情况，很难公证公平地对每个学生给出合理的成绩。

3.现有实验设备多数为验证性实验项目设计，基本上不符合设计性实验要求。由于近年来高校扩招，实验设备台套数严重不足，因此，项目教学对实验室设备的采购和管理提出了更高的要求。

4.缺乏适合本科层次的项目教学教材。近年来，国内职业教学已经出现了一些按照项目教学编写的教材，其中大多数项目实施过程编写得过于详细，类似于验证性实验，而且其广度和深度不符合本科教学的要求。如何在教材中将理论与教学项目进行结合，如何介绍项目的内容和实施过程，是教材编写者需要思考的问题。

5.高校现有的体制很难对实施项目教学的教师一个合理的评价。

五、结论

1.教师的教学围绕项目展开，教学过程有了变化，重点讲解项目所需要的主要知识点，教师给出项目名称，让学生在“做中学”，可以激发学生的自主学习能力、实践能力和创新能力。

2.计算机控制技术的教学项目将采用单片机（DSP或嵌入式系统）、PLC和工控机作为控制器，可以充分利用现有实验室的条件，拓展实验室功能，提高设备的利用率。

3.本课程教学改革模式可以应用到电类专业大量的计算机软硬件课程和实践性较强的专业课程的教学改革中，为这些课程进行“项目教学法”改革积累了经验。

4.本科课程教学中实施项目教学法是一种有益的尝试，在教学过程中还有很多实际问题需要探索和研究。

参考文献：

[1]钟启泉.现代课程论[M].上海：上海教育出版社，2003.

[2]钟增胜.项目驱动式教学的实践与研究[J].重庆工商大学学报（社会科学版），2009，（10）：159-160.

[3]李军.项目导向教学方法研究和实践[J].科教导刊，2011，（12）：111-112.

[4]李坤.德国职教项目教学法的理论研究与实践及推行策略[J].吉林工程技术师范学院学报，2009，（3）：25-27.

[5]向学军，刘平，夏昌浩.基于项目的学习模式在虚拟仪器技术课程的应用[J].南京：电气电子教学学报，2006，28（3）：18-20.

[6]冯遵安，蒋琴.任务驱动与项目教学法在电气控制教学中的应用[J].中国科教创新导刊，2009，（2）：195-196.

[7]柳邦坤.广播电视新闻学专业引入项目教学法的实践探讨[J].新闻界，2011，（8）：144-146.

基金项目：本论文得到了2012年度广州大学教研项目资助。

作者简介：王佳庆（1967-），男，湖南人，硕士研究生，副教授，研究方向：控制类课程教学及相关科研工作。endprint

摘要：为进一步提高计算机控制技术课程的教学质量，设计了基于项目教学法的教学内容，探讨了项目教学中出现的问题。教学实践表明，项目教学法是一种值得探索的教学模式。

关键词：项目教学法；课程教学；计算机控制技术

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0273-03

一、前言

项目教学法也称为“基于项目活动的研究性学习”，是由美国著名教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同创建的一种以学生为本的活动教学法，是一个全新的教学方法。它的理论基础是建构主义学习理论、情境学习理论和杜威的实用主义教育理论。在项目教学中教师根据各学期学习领域的教学要求，适时安排教学计划，制定和设计项目合同，组织学生以小组工作的方式加以实施，在整个教学活动中学生的积极性和求知欲望被有效地调动。项目教学法具有鲜明的特征：首先，学习过程是理论知识与实践相结合的过程；其次，增强了学生学习的主动性和创新能力；最后，项目教学法是以“学习任务”为载体来引导学生自主学习和探索的，这使得学生在学习过程中清晰地意识到自身的学习目标。此外，在教学过程中同学之间的交流与合作、组员之间的优势互补，培养了学生的团队合作精神[1-3]。

项目教学法起源于美国，盛行于德国。上个世纪80年代开始，德国的应用科技类大学就已经广泛开展了项目教学法的教学实践，取得了令人瞩目的成绩[4]。我国职业教育的课程教学已经普遍采用项目教学法，可以查阅到大量的相关教学论文，已有基于项目教学法的教材出版，例如单片机技术、PLC技术、磨具设计等教材[5-6]。我国普通高等教育由于受传统教学模式的影响，课程教学多数还是“理论教学+验证性实践环节+期终考试”的模式。近年来随着我国普通高等改革的不断深入，高校教师开始对传统教学模式进行反思，在一些实践性较强的课程教学中，已有教师引入了项目教学法进行课程教学改革。有部分地方院校的电视新闻学专业和机械设计专业在人才培养模式中强调项目教学法的应用，在专业课程教学中普遍采用了项目教学法，已取得了比较好的成效[7]。

二、计算机控制技术课程教学现状

“计算机控制技术”是我校电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，它是继“自动控制理论”之后的一门专业主干课程。本课程主要介绍计算机控制系统的基本理论和计算机控制器的设计方法，介绍计算机控制系统的分析及系统的实现。从计算机控制系统应用的角度出发，培养学生对计算机控制系统的分析能力和设计能力。

在传统计算机控制技术理论教学方法中，多为老师讲解为主学生听课为辅的教学方法，教学以教师讲授为中心，对教学信息进行加工处理后，通过语言、文字等形式呈现给学生，学生则通过自己的感官接受教师的教学信息。实践教学环节主要是做验证性实验，缺乏综合性和设计性实验项目。教师在教学过程中处于绝对的主动地位，学生在被动的环境中学习。学生的的主动性和创造性受到极大的压制。

“计算机控制技术”课程是一门电类专业的主干课程，教学内容的实践性强，适合项目教学法。教师和学生可以在实施项目的过程中，完成该课程的教学内容。项目的设计与生产实际联系密切，学生在“做中学”，能够调动学生的学习积极性。

三、基于项目教学的改革思路

1.教学内容和方式的改革。课程教学实行项目教学法改革，选择合适的项目是关键。通过创设问题情境，把所要学习的内容巧妙地隐含在每一个项目中去，对项目进行分析、设计和探索研究，引导学生针对项目展开讨论，可以使学生通过完成项目内容达到掌握所学知识，提高分析问题、解决实践问题能力的目的。

通过走访兄弟院校和工矿企业，结合我校电类专业定位，构建了计算机控制技术课程的知识体系，制定了计算机控制技术课程的教学内容。主要教学内容应该包含以下内容：（1）计算机控制系统的组成和计算机控制系统的典型形式；（2）输入输出通道、典型接口和硬件抗干扰技术；（3）逐点比较法插补原理和步进电机控制技术；（4）数字PID控制、最少拍控制和纯滞后控制；（5）计算机控制系统的程序设计技术、数据预处理技术、软件抗干扰技术等；（6）工业控制网络技术、集散控制系统介绍和现场总线控制系统；（7）计算机控制系统设计的原则与步骤、设计举例等。

根据我校的实验条件，我们构建了三个教学项目，通过这些项目的实施，基本上可以涵盖上面所提出的教学内容，能够达到我们预期的教学要求。三个项目的要求如右表。

2.对学生考评的改革。项目的评估总结是项目教学法的重要环节，学生项目的评估总结过程是学生一个学习、提高的过程。学生在项目实施的过程中会发现各种问题，学生要组织自评和互评，发现自己的不足及别人的长处，从而提高自己的各种能力。我们取消了计算机控制技术课程期末考试的环节，教师主要通过考核出勤、工作态度、项目的硬件设计与制作、项目的软件编写、项目的调试和结果、项目报告书、项目组成员的答辩等情况，综合给出一个合理的考核分数。

四、教学改革中需要探索的问题

1.选择合适的项目是进行教学成功与否的关键。进行项目教学的课程项目不宜过多，每个项目涉及的知识点要满足课程要求，不能有过多的重复内容，难度不宜过大，需要的实验条件基本能够满足，等等。

2.如何合理地给出项目组成员的考评成绩。项目一般需要小组合作的形式来完成，任课教师不能时时刻刻了解每个学生的情况，很难公证公平地对每个学生给出合理的成绩。

3.现有实验设备多数为验证性实验项目设计，基本上不符合设计性实验要求。由于近年来高校扩招，实验设备台套数严重不足，因此，项目教学对实验室设备的采购和管理提出了更高的要求。

4.缺乏适合本科层次的项目教学教材。近年来，国内职业教学已经出现了一些按照项目教学编写的教材，其中大多数项目实施过程编写得过于详细，类似于验证性实验，而且其广度和深度不符合本科教学的要求。如何在教材中将理论与教学项目进行结合，如何介绍项目的内容和实施过程，是教材编写者需要思考的问题。

5.高校现有的体制很难对实施项目教学的教师一个合理的评价。

五、结论

1.教师的教学围绕项目展开，教学过程有了变化，重点讲解项目所需要的主要知识点，教师给出项目名称，让学生在“做中学”，可以激发学生的自主学习能力、实践能力和创新能力。

2.计算机控制技术的教学项目将采用单片机（DSP或嵌入式系统）、PLC和工控机作为控制器，可以充分利用现有实验室的条件，拓展实验室功能，提高设备的利用率。

3.本课程教学改革模式可以应用到电类专业大量的计算机软硬件课程和实践性较强的专业课程的教学改革中，为这些课程进行“项目教学法”改革积累了经验。

4.本科课程教学中实施项目教学法是一种有益的尝试，在教学过程中还有很多实际问题需要探索和研究。

参考文献：

[1]钟启泉.现代课程论[M].上海：上海教育出版社，2003.

[2]钟增胜.项目驱动式教学的实践与研究[J].重庆工商大学学报（社会科学版），2009，（10）：159-160.

[3]李军.项目导向教学方法研究和实践[J].科教导刊，2011，（12）：111-112.

[4]李坤.德国职教项目教学法的理论研究与实践及推行策略[J].吉林工程技术师范学院学报，2009，（3）：25-27.

[5]向学军，刘平，夏昌浩.基于项目的学习模式在虚拟仪器技术课程的应用[J].南京：电气电子教学学报，2006，28（3）：18-20.

[6]冯遵安，蒋琴.任务驱动与项目教学法在电气控制教学中的应用[J].中国科教创新导刊，2009，（2）：195-196.

[7]柳邦坤.广播电视新闻学专业引入项目教学法的实践探讨[J].新闻界，2011，（8）：144-146.

基金项目：本论文得到了2012年度广州大学教研项目资助。

作者简介：王佳庆（1967-），男，湖南人，硕士研究生，副教授，研究方向：控制类课程教学及相关科研工作。endprint