任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式在彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

張大巧 鮮勇 常燕 雷剛 王園園

摘 要：介紹了彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐課程的基本情況，針對(duì)課程教學(xué)的現(xiàn)狀和傳統(tǒng)教學(xué)存在的不足，引入了基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)組織模式，極大地提高了學(xué)生實(shí)踐任務(wù)的完成率，提高了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，是一種較好的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng);彈道設(shè)計(jì);實(shí)踐教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G427 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? 文章編號(hào)：1002-2589（2014）36-0230-02

引言

“彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程主要以導(dǎo)彈彈道學(xué)為基礎(chǔ)，綜合利用數(shù)值計(jì)算、計(jì)算機(jī)編程等技術(shù)解決導(dǎo)彈彈道設(shè)計(jì)問(wèn)題。該課程對(duì)學(xué)員加深理解導(dǎo)彈彈道設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)員動(dòng)手能力，從事導(dǎo)彈彈道設(shè)計(jì)相關(guān)工作具有重要的作用，也是對(duì)所學(xué)的導(dǎo)彈彈道學(xué)、導(dǎo)彈制導(dǎo)理論、計(jì)算方法等課程知識(shí)的綜合應(yīng)用。

傳統(tǒng)教學(xué)中，課程教學(xué)主要講授C++編程環(huán)境、彈道程序設(shè)計(jì)介紹等知識(shí)，學(xué)生缺乏對(duì)綜合實(shí)踐的具體認(rèn)識(shí)，無(wú)從下手，加之課時(shí)有限、部分學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)、編程語(yǔ)言不熟等原因，導(dǎo)致學(xué)生綜合實(shí)踐任務(wù)完成率不高，在教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方面略顯不足。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法可以巧妙地將教學(xué)內(nèi)容融入學(xué)生逐步完成的任務(wù)中，使學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中自主探索問(wèn)題的解決方法，提高學(xué)生的對(duì)理論知識(shí)的理解和實(shí)際動(dòng)手能力。

一、彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐課程

“彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐”是飛行器設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)一門(mén)必修專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，是四年級(jí)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行彈道設(shè)計(jì)的一門(mén)課，課程特點(diǎn)是“內(nèi)容多、范圍廣、實(shí)踐性強(qiáng)”，屬于實(shí)踐類(lèi)課程。本課程以培養(yǎng)學(xué)生具有彈道設(shè)計(jì)與分析能力作為教學(xué)目標(biāo)，主要包括以下三個(gè)方面：一是使學(xué)員加深對(duì)導(dǎo)彈彈道學(xué)、導(dǎo)彈制導(dǎo)理論、計(jì)算方法等課程基本理論的理解;二是使學(xué)員具備應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的能力;三是具備利用編寫(xiě)軟件和所學(xué)知識(shí)進(jìn)行彈道設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐能力。

彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐任務(wù)主要完成導(dǎo)彈飛行彈道的設(shè)計(jì)，教學(xué)內(nèi)容主要由“程序設(shè)計(jì)流程及編程環(huán)境介紹、彈道程序設(shè)計(jì)介紹、彈道程序設(shè)計(jì)任務(wù)部署、引力計(jì)算子程序編寫(xiě)、推力計(jì)算子程序編寫(xiě)、空氣動(dòng)力計(jì)算子程序編寫(xiě)、主動(dòng)段彈道程序設(shè)計(jì)、被動(dòng)段彈道程序設(shè)計(jì)”等內(nèi)容組成。

二、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程

（一）任務(wù)設(shè)計(jì)與布置

實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，設(shè)計(jì)任務(wù)是關(guān)鍵。任務(wù)的設(shè)計(jì)要得當(dāng)，過(guò)于簡(jiǎn)單不利于學(xué)生水平的提高，過(guò)于難不利于激發(fā)學(xué)生的積極性;此外，任務(wù)最好還具有一定的擴(kuò)展性，利于對(duì)不同層次學(xué)生的分層次任務(wù)要求。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)不是簡(jiǎn)單地進(jìn)行知識(shí)串講，而是將所需教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)為一系列有針對(duì)性的具體任務(wù)，對(duì)學(xué)生提出要求，引導(dǎo)學(xué)生在自主探究、協(xié)作交流的過(guò)程中完成任務(wù)、獲取知識(shí)技能。對(duì)此，根據(jù)“彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐”課程的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容將其綜合實(shí)踐任務(wù)具體劃分為程序框架創(chuàng)建、插值計(jì)算程序編寫(xiě)、數(shù)值積分程序編寫(xiě)等12個(gè)子任務(wù)，具體如表1所示：

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由上表可知，綜合實(shí)踐的任務(wù)內(nèi)容涵蓋了“彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐”的全部教學(xué)內(nèi)容，任務(wù)之間由上到下呈遞進(jìn)關(guān)系，如，首先創(chuàng)建一個(gè)程序框架，在程序框架中編寫(xiě)基礎(chǔ)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)程序，編寫(xiě)的插值程序在后續(xù)的推力計(jì)算和空氣動(dòng)力計(jì)算進(jìn)行利用，編寫(xiě)的數(shù)值積分程序在后續(xù)的主動(dòng)段、被動(dòng)段彈道計(jì)算程序進(jìn)行了利用，等等，通過(guò)這種方式，將所有的知識(shí)點(diǎn)包含在了任務(wù)中，并將各個(gè)子任務(wù)串成了一個(gè)整體，巧妙地把學(xué)習(xí)的內(nèi)容包含在了任務(wù)中。學(xué)生在上機(jī)實(shí)踐中尋找方法，進(jìn)行嘗試和驗(yàn)證，歸納出完成任務(wù)的具體步驟和一些技能技巧。學(xué)生在完成任務(wù)、掌握實(shí)際操作的同時(shí)，通過(guò)自主學(xué)習(xí)搜集資料和資料整理，還鞏固與拓寬了彈道設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)。

（二）任務(wù)執(zhí)行與完成

在任務(wù)的完成上，充分發(fā)揮教師“主導(dǎo)”與學(xué)生“主體”的作。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法已經(jīng)形成了“以任務(wù)為主線(xiàn)、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的基本特征，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師不再是知識(shí)的灌輸者，而是通過(guò)任務(wù)的形式引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在完成任務(wù)的過(guò)程中幫助指導(dǎo)學(xué)生，而學(xué)生則主要通過(guò)分組協(xié)作完成任務(wù)。

1.老師指導(dǎo)。教師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，即教師并不直接告訴學(xué)生解決問(wèn)題的具體方法，而是任務(wù)前簡(jiǎn)要講解知識(shí)要點(diǎn)，任務(wù)中適時(shí)講解。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法中，要求老師改變傳統(tǒng)的觀念和角色，變“教”為“導(dǎo)”。在彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐課中，通過(guò)安排一個(gè)特定的任務(wù)，讓學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上自主探索。在此過(guò)程中，學(xué)生處于主動(dòng)地位，教師通過(guò)啟發(fā)、誘導(dǎo)和舉例等方式讓學(xué)生在反復(fù)實(shí)踐中修正，并最終完成任務(wù)。如果學(xué)生在完成任務(wù)中遇到問(wèn)題，不是直接給出解決方法，而是通過(guò)舉例說(shuō)明使用方法和解決辦法，再讓學(xué)生自主思考如何應(yīng)用到本任務(wù)中。比如，通過(guò)舉例求解■■說(shuō)明數(shù)值積分的求解過(guò)程和數(shù)值積分程序使用方法。

2.學(xué)生分組協(xié)作完成任務(wù)。協(xié)作是建構(gòu)主義教學(xué)理論中學(xué)習(xí)環(huán)境的四大要素之一，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法也非常重視學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。按四人一組將學(xué)生分成若干組，每組人員包括學(xué)習(xí)成績(jī)較好、中等、一般的學(xué)生，小組成員共同討論任務(wù)的完成思路，交換完成任務(wù)的經(jīng)驗(yàn)，但每個(gè)人還是自己完成自己的任務(wù)。由于每個(gè)人的知識(shí)背景不同、看問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)不同，因此小組學(xué)習(xí)有助于開(kāi)闊學(xué)生的思路，是練習(xí)與他人溝通的有效方法，同時(shí)在電腦上自己完成一遍，又加深了學(xué)生的理解，提出了更有針對(duì)性的問(wèn)題，這就調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)求知的欲望，學(xué)生為了完成任務(wù)會(huì)想方設(shè)法看教材、查資料、互相交流、互相合作，經(jīng)過(guò)不斷修改和完善，既完成了學(xué)習(xí)任務(wù)，又在無(wú)形中學(xué)會(huì)了彈道設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、編程知識(shí)，達(dá)到了掌握知識(shí)、提高能力的目的。

3.交流體會(huì)。由于學(xué)生的差異，在嘗試、練習(xí)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同的問(wèn)題，這時(shí)要有足夠的空間給學(xué)生討論、分析任務(wù)，提出自己在嘗試、練習(xí)中的不足，或把自己有效的方法說(shuō)出來(lái)，介紹給大家。如果遇到共性的問(wèn)題，老師則通過(guò)原理講解，說(shuō)明問(wèn)題的解決方法。

（三）任務(wù)評(píng)價(jià)與總結(jié)

為提高學(xué)生的積極性，在學(xué)生完成任務(wù)后，一定要及時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。而在評(píng)價(jià)方法上，不是主觀地打個(gè)分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的作品，而是通過(guò)交流展示，讓同學(xué)們自己評(píng)比，看誰(shuí)的彈道更加準(zhǔn)確。通過(guò)這種方式，既可以加深學(xué)生對(duì)彈道設(shè)計(jì)過(guò)程的理解，同時(shí)又可以客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生完成任務(wù)的質(zhì)量。

在評(píng)價(jià)中，老師應(yīng)對(duì)大多學(xué)生完成的任務(wù)進(jìn)行贊揚(yáng)和鼓勵(lì)，讓學(xué)生有成就感，有興趣繼續(xù)學(xué)習(xí)下去。對(duì)于不足之處，也要適當(dāng)?shù)刂赋鰜?lái)，有利于學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)和提高。

評(píng)價(jià)結(jié)束后，教師根據(jù)學(xué)生的任務(wù)完成情況，總結(jié)規(guī)律和技巧，將實(shí)踐上升到理論高度，在總結(jié)過(guò)程中突出完成教學(xué)任務(wù)的重點(diǎn)，每一階段任務(wù)完成后采取觀摩、討論、探究的方式對(duì)本階段的任務(wù)進(jìn)行歸納總結(jié)，從而達(dá)到了共同掌握彈道設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的目標(biāo)。

三、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)施效果

本學(xué)期，共有兩個(gè)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了相似的綜合實(shí)踐課程（專(zhuān)業(yè)1班有12人，專(zhuān)業(yè)2班有8人），將實(shí)施“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”的專(zhuān)業(yè)1班與沒(méi)有實(shí)施“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”的專(zhuān)業(yè)2班進(jìn)行了比較，情況如表2所示。

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教學(xué)實(shí)踐表明，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的專(zhuān)業(yè)1班學(xué)生學(xué)習(xí)狀況明顯改善，學(xué)習(xí)積極性顯著提高。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，學(xué)生不再把學(xué)習(xí)當(dāng)成一種負(fù)擔(dān)，而是一種有意義的學(xué)生感興趣的活動(dòng)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式把感知、理解、鞏固、運(yùn)用融為一體，比較容易被學(xué)生接受，在不知不覺(jué)中培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造精神，使學(xué)生的整體素質(zhì)得以提高。

四、結(jié)語(yǔ)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種適合彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)、符合培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)能力的方法，它“以任務(wù)為主線(xiàn)、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)模式改變了以往“教師講，學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)模式，使學(xué)生在一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，能自主探索并與他人協(xié)作開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)。

教學(xué)實(shí)踐證明，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在彈道設(shè)計(jì)實(shí)踐中的運(yùn)用是成功的，這種方法有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及與他人協(xié)作的能力。而只有掌握了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的真正精髓，才能更好地為學(xué)生服務(wù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

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收稿日期：2014-08-10

作者簡(jiǎn)介：張大巧（1982-），男，福建泉州人，講師，博士，從事飛行器任務(wù)規(guī)劃研究;鮮勇（1972-）男，四川射洪人，教授，博士，從事導(dǎo)彈彈道設(shè)計(jì)與制導(dǎo)研究;常燕（1982-），女，陜西米脂人，講師，博士，從事航天飛行器制導(dǎo)與控制研究;雷剛（1978-）男，陜西藍(lán)田人，副教授，博士，從事導(dǎo)彈彈道設(shè)計(jì)與制導(dǎo)研究;王園園（1982-），女，陜西西安人，干事，碩士，從事高等教育研究。

（責(zé)任編輯：石 銀）