項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式在計(jì)算機(jī)硬件課程中的實(shí)踐應(yīng)用

韓月霞，謝方方，陳靜，謝志英

（軍械工程學(xué)院信息工程系，石家莊　050003）

項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式在計(jì)算機(jī)硬件課程中的實(shí)踐應(yīng)用

韓月霞，謝方方，陳靜，謝志英

（軍械工程學(xué)院信息工程系，石家莊050003）

0　引言

隨著軍隊(duì)裝備信息化建設(shè)步伐的不斷加快，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)在軍隊(duì)武器裝備中扮演著越來越重要的角色。《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》課程針對裝備信息化發(fā)展對計(jì)算機(jī)硬件的需要，全面培養(yǎng)學(xué)員的硬件工程實(shí)踐能力。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，仍然多采用“教師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式，教員基本按照教材的編排順序進(jìn)行講解，學(xué)員被動接受知識，多數(shù)學(xué)員上課聽得懂，在完成作業(yè)或解決具體問題時卻沒有思路，理論與實(shí)踐相脫節(jié)，學(xué)生動手能力偏弱。因此，如何讓學(xué)生將課程中學(xué)到的理論知識系統(tǒng)性的應(yīng)用于解決實(shí)際問題是教學(xué)改革中所面臨的一個重要問題。本文將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，以解決實(shí)際問題為中心，構(gòu)建項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，依靠項(xiàng)目實(shí)踐提高學(xué)員的工程實(shí)踐能力，為軍隊(duì)信息化、裝備信息化建設(shè)提供人才支撐。

1　項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式

項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動是建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)之上的一種發(fā)現(xiàn)-探究式學(xué)習(xí)模式。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)的過程是學(xué)習(xí)者主動建構(gòu)知識的過程，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是學(xué)生知識建構(gòu)的幫助者和促進(jìn)者，要注意引導(dǎo)學(xué)生采用探索、發(fā)現(xiàn)式方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，使其主動完成知識的意義建構(gòu)［1-2］?！队?jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重要特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的實(shí)用性和實(shí)踐性，非常適合應(yīng)用集教、學(xué)、做于一體的項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，以具體項(xiàng)目為主線，以項(xiàng)目分解的各階段任務(wù)為驅(qū)動，將教學(xué)內(nèi)容融入到一個個任務(wù)中，引導(dǎo)學(xué)生自主探索、邊學(xué)邊練、協(xié)同合作，最終完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，在完成項(xiàng)目的過程中體會解決實(shí)際問題的全過程。項(xiàng)目各階段任務(wù)流程如圖1所示。

圖1　項(xiàng)目各階段任務(wù)流程

學(xué)員以小組形式選定不同的項(xiàng)目，各小組項(xiàng)目選題雖然不同，但每個項(xiàng)目都涉及相同的主要知識點(diǎn)，擁有相同的階段任務(wù)，可按照 “基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)→電路設(shè)計(jì)→匯編語言程序設(shè)計(jì)→電路仿真→實(shí)物搭接”的任務(wù)流程順序展開。在完成各階段任務(wù)的過程中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)幫助下，學(xué)習(xí)完成任務(wù)所需的知識與技能，形成完整的知識鏈條，通過完成一系列的階段任務(wù)將項(xiàng)目的各個環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，最終完成整個項(xiàng)目。

2　教學(xué)實(shí)踐

項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式就是將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與實(shí)際的項(xiàng)目相結(jié)合，通過完成實(shí)際項(xiàng)目激發(fā)學(xué)員的探究欲望，調(diào)動學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性。在教學(xué)目標(biāo)的指導(dǎo)下，精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目選題，重組教學(xué)內(nèi)容，量化考核機(jī)制，將理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用充分結(jié)合，著力培養(yǎng)學(xué)員的工程實(shí)踐能力。

1.1設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目

在項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式實(shí)施過程中，項(xiàng)目是整個教學(xué)活動的核心，項(xiàng)目選取是否合適，將直接影響整個課程的教學(xué)效果［3］。項(xiàng)目選題既要符合課程要求，包含課程相關(guān)知識點(diǎn)，又要緊貼裝備或聯(lián)系生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣［4］。依據(jù)課程特點(diǎn)，課程組精心設(shè)計(jì)了適應(yīng)課程并與裝備保障和生活實(shí)際息息相關(guān)的10余個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如音樂播放器、籃球積分器、簡易計(jì)算器等生活類項(xiàng)目。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，一方面使學(xué)員了解硬件在裝備中的應(yīng)用，確保學(xué)員在裝備課程學(xué)習(xí)中具有良好的硬件基礎(chǔ)；另一方面，趣味性的生活實(shí)際項(xiàng)目激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)的動力，使學(xué)員主動發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力解決生活實(shí)際問題。同時，為提高學(xué)員的積極性和主動性，學(xué)員也可以根據(jù)選題要求自擬題目，但是教員要進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。

2.2重組教學(xué)內(nèi)容

為了更好的完成既定項(xiàng)目，課程組重組教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容與任務(wù)流程相同步，以便教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)更好地圍繞階段任務(wù)來完成［5］。

首先，調(diào)整了原有課程章節(jié)順序，按照階段任務(wù)的實(shí)現(xiàn)過程對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行組織優(yōu)化，將存儲器設(shè)計(jì)、典型接口芯片等硬件內(nèi)容提前，將指令系統(tǒng)和匯編程序設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容穿插到項(xiàng)目實(shí)施過程中，刪減部分陳舊或與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合不緊密的知識點(diǎn)［6］。例如在指令系統(tǒng)部分，只精講傳送MOV指令、加法指令和IN/OUT指令等常用指令，對于減法、乘除法等類似指令以及串操作等非常用指令改由學(xué)員自主學(xué)習(xí)。

其次，適當(dāng)?shù)C(jī)內(nèi)部和芯片內(nèi)部工作原理，強(qiáng)化外部接口與應(yīng)用，加大了典型芯片應(yīng)用課時數(shù)，增加裝備保障典型案例。例如在講解I/O接口通信無條件輸入/輸出方式時，以裝配在某型飛機(jī)上的某型火控雷達(dá)的參數(shù)顯示和狀態(tài)指示為例進(jìn)行講解。又如在8255A并行接口芯片應(yīng)用中，引入某型單體設(shè)備故障狀態(tài)檢測案例，使課程內(nèi)容緊貼裝備，提高學(xué)員學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

再次，增強(qiáng)課程實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，盡可能多地引入課堂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。一是引入Proteus電路仿真模擬軟件，一邊講解理論知識，一邊利用Proteus設(shè)計(jì)硬件電路，做到課堂教學(xué)既有理論支撐又有實(shí)踐證明。二是采用“實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)課堂”方式，對于課堂所講解理論知識，直接在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過數(shù)碼攝像頭投影到大屏幕上進(jìn)行現(xiàn)場展示，給學(xué)生以最直觀的課堂教學(xué)效果，在很大程度上提高了學(xué)生對課堂知識的理解和應(yīng)用能力。

2.3量化考核機(jī)制

考核機(jī)制是檢驗(yàn)教學(xué)效果、促進(jìn)教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。課程組打破傳統(tǒng)的只側(cè)重考查學(xué)員理論知識掌握程度的考核模式，增加過程性評價，量化考核標(biāo)準(zhǔn)，確定了“筆試50分+平時20分+項(xiàng)目設(shè)計(jì)30分”的綜合考核機(jī)制。

首先，精煉了理論考核，考核內(nèi)容在原有試題庫基礎(chǔ)上，加大了綜合考核試題力度，避免臨陣磨槍現(xiàn)象。

其次，加強(qiáng)平時考核，從多角度量化各評價指標(biāo)。各評價選項(xiàng)量化分值如表1所示。課堂表現(xiàn)可以根據(jù)主動回答問題次數(shù)及質(zhì)量或?qū)W員充當(dāng)“小教員”授課情況酌情加分，根據(jù)課堂睡覺、交頭接耳、看課外書等情況進(jìn)行扣分；課后表現(xiàn)根據(jù)階段測試成績和作業(yè)完成情況進(jìn)行給分。各項(xiàng)加滿、扣完為止。

表1　評價選項(xiàng)分值量化表

再次，增加項(xiàng)目設(shè)計(jì)考核，跟蹤記錄項(xiàng)目完成情況。包括項(xiàng)目階段檢查和綜合匯報(bào)答辯，綜合匯報(bào)答辯從項(xiàng)目選題、PPT匯報(bào)、作品演示、項(xiàng)目答辯、材料準(zhǔn)備（項(xiàng)目報(bào)告）及小組的團(tuán)隊(duì)合作等6個方面對學(xué)員進(jìn)行考核，如表2所示?？梢圆扇〗虇T評價、小組自評、小組間互評相結(jié)合的方式為學(xué)員評分。

表2　綜合匯報(bào)答辯評分標(biāo)準(zhǔn)

3　存在問題

在教學(xué)實(shí)踐過程中，要保證項(xiàng)目驅(qū)動和任務(wù)導(dǎo)向教學(xué)模式順利展開并取得良好的教學(xué)效果，應(yīng)注意以下問題：

（1）監(jiān)督項(xiàng)目進(jìn)程，給予正確指導(dǎo)。在該模式下，不僅要求教員具備深厚的理論體系，還要求教員有豐富的實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，對于學(xué)員在完成項(xiàng)目過程中遇到的問題有預(yù)判、有準(zhǔn)備，能夠有效監(jiān)督和指導(dǎo)各小組項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)程，從而引導(dǎo)學(xué)員獨(dú)立思考，正確理解和掌握知識。

（2）軟硬件協(xié)同教學(xué)，構(gòu)建系統(tǒng)思想。在項(xiàng)目完成過程中，不僅涉及到硬件電路設(shè)計(jì)，還包括軟件編程，這就需要整合計(jì)算機(jī)軟、硬件教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)進(jìn)行軟硬件交叉教學(xué)，使學(xué)員對計(jì)算機(jī)軟、硬件知識能夠融會貫通。

4　結(jié)語

實(shí)踐證明，將項(xiàng)目驅(qū)動和任務(wù)導(dǎo)向教學(xué)模式應(yīng)用于計(jì)算機(jī)硬件課程中，學(xué)生入門快、興趣高、實(shí)踐動手能力強(qiáng)，教學(xué)效果令人滿意。該教學(xué)模式讓學(xué)生帶著實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)入到課程學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)目標(biāo)和目的非常明確，學(xué)生可以將課堂上學(xué)習(xí)的理論知識直接運(yùn)用到實(shí)際開發(fā)中，看到真實(shí)的運(yùn)用結(jié)果，教學(xué)過程生動直觀。同時，在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生不斷地進(jìn)行嘗試探索、自主學(xué)習(xí)和合作討論，有利于培養(yǎng)學(xué)員主動學(xué)習(xí)、獨(dú)立分析解決問題以及團(tuán)隊(duì)合作的能力，對工程實(shí)踐性強(qiáng)的計(jì)算機(jī)操作類課程的教學(xué)改革有著積極的實(shí)踐意義。

［1］郭銀章，趙俊忠.基于項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法［J］.計(jì)算機(jī)教育，2011（13）：84-86.

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［4］胡英，廖瑞華.項(xiàng)目教學(xué)法在《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)中的應(yīng)用研究.湖南第一師范學(xué)員學(xué)報(bào)，2011，11（1）：55-58

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1007-1423（2015）28-0017-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.28.004

韓月霞（1979-），女，河北邯鄲人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)樾畔踩颓度胧轿锫?lián)網(wǎng)技術(shù)

2015-07-23

2015-09-20

針對課程教學(xué)中的問題，根據(jù)課程教學(xué)實(shí)踐特點(diǎn)，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建集教、學(xué)、做于一體的項(xiàng)目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，以具體項(xiàng)目為主線，以項(xiàng)目分解的一系列階段任務(wù)為驅(qū)動，將教學(xué)內(nèi)容融入到設(shè)定的任務(wù)中，引導(dǎo)學(xué)生自主探索、邊學(xué)邊練、協(xié)同合作，在完成項(xiàng)目的過程中培養(yǎng)學(xué)員的工程實(shí)踐能力。

項(xiàng)目導(dǎo)向；任務(wù)驅(qū)動；計(jì)算機(jī)硬件；教學(xué)模式