PBL教學(xué)方法在機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用研究

戰(zhàn)強(qiáng) 曹秀潔

摘 ? 要：“新工科”建設(shè)對機(jī)器人領(lǐng)域人才培養(yǎng)提出新的要求，結(jié)合機(jī)器人領(lǐng)域課程強(qiáng)交叉、重實(shí)踐特點(diǎn)，PBL （Project-Based Learning）教學(xué)方法可用于機(jī)器人領(lǐng)域教學(xué)。研究PBL教學(xué)方法在機(jī)器人教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，結(jié)合機(jī)器人領(lǐng)域研究生階段的課程特點(diǎn)提出PBL教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)思路。以《機(jī)器人學(xué)》課程為具體研究對象，從問題驅(qū)動(dòng)、實(shí)驗(yàn)分析、項(xiàng)目實(shí)踐三個(gè)方面設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。課程結(jié)束后對全體學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷，問卷結(jié)果表明PBL教學(xué)方法在《機(jī)器人學(xué)》課程教學(xué)中取得了顯著的效果：①在本門課程教學(xué)中，PBL教學(xué)方法在知識獲取與理解、問題發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新、學(xué)習(xí)能力鍛煉上對學(xué)生都有促進(jìn)作用;②超過70%的學(xué)生認(rèn)可PBL教學(xué)方法的考核方式。PBL教學(xué)方法在本課程中的成功應(yīng)用給機(jī)器人技術(shù)人才創(chuàng)新培養(yǎng)提供了良好的教學(xué)途徑。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué);機(jī)器人學(xué);新工科

中圖分類號：G424.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2019）19-0073-04

當(dāng)前世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速進(jìn)行，突破核心關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)筑先發(fā)優(yōu)勢，迫切需要培養(yǎng)大批新興工程科技人才。2017年2月以來，教育部相繼發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》、《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，先后形成“復(fù)旦共識”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”，構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”。[1] “新工科”建設(shè)需統(tǒng)籌考慮“新的工科專業(yè)、工科的新要求”。復(fù)旦共識中提出“我國要加快建設(shè)和發(fā)展新工科，一方面主動(dòng)設(shè)置和發(fā)展一批新興工科專業(yè)，另一方面推動(dòng)現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新”。[2]根據(jù)教育部2019年3月公布的新增本科專業(yè)名單，增加部分高校開設(shè)機(jī)器人工程專業(yè)，國內(nèi)將有101所高校開設(shè)該專業(yè)。機(jī)器人技術(shù)涵蓋多個(gè)學(xué)科，涉及控制科學(xué)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、機(jī)械工程、生物醫(yī)學(xué)工程、材料科學(xué)工程等學(xué)科，[3]是新工科建設(shè)最具代表性的前沿交叉學(xué)科。[4] “新工科”提出要培養(yǎng)“科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的人才”。在現(xiàn)行的課程體系下，機(jī)器人領(lǐng)域的人才培養(yǎng)面臨傳統(tǒng)工科教育的問題，如課程知識陳舊，專業(yè)結(jié)構(gòu)老化;課程模式單一，授課形式僵化。[5]如何改變現(xiàn)行教學(xué)方式、探討合適的教學(xué)方法，對機(jī)器人領(lǐng)域“新工科”人才培養(yǎng)有重要意義。

在研究生教學(xué)階段，課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)考慮工科培養(yǎng)的特點(diǎn)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，強(qiáng)化學(xué)科交叉意識，對創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力應(yīng)予以足夠重視，而非僅停留在對學(xué)分的簡單堆積上。在研究生培養(yǎng)課程中，機(jī)器人領(lǐng)域的課程涉及范圍廣，理論知識要求高，實(shí)踐性強(qiáng)，諸如《機(jī)器人學(xué)》、《現(xiàn)代機(jī)電控制》課程均具有這些顯著特點(diǎn)。結(jié)合研究生課程設(shè)置特點(diǎn)，選擇一種或多種教學(xué)方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，符合“新工科”人才培養(yǎng)的要求。

傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)方法更加關(guān)注理論知識講授，考核方式單一，教師作為授課主體，學(xué)生與教師互動(dòng)機(jī)會(huì)少。在機(jī)器人教學(xué)領(lǐng)域，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)提出STEM（Science、Technology、Engineering、Math）教學(xué)方法，課程設(shè)置包含范圍非常廣闊，并在其學(xué)校網(wǎng)站上提供了大量的開源課程，學(xué)生可自行下載或者觀看感興趣的網(wǎng)絡(luò)課程。分析多門課程內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，課程中包含大量的實(shí)踐項(xiàng)目環(huán)節(jié)，學(xué)生需要在課堂知識的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目要求完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)作為課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)已引起國內(nèi)教學(xué)人員的重視。在國內(nèi)文獻(xiàn)研究中，PBL（Project-Based Learning）教學(xué)方法在STEM課程中的應(yīng)用受到關(guān)注。[6]PBL教學(xué)方法在醫(yī)學(xué)院、商學(xué)院、教育學(xué)院以及工程教育學(xué)科得到了廣泛應(yīng)用，[7-9]研究表明，PBL教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生的評判性思維、矛盾解決能力、交流溝通能力、創(chuàng)新動(dòng)手能力方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法。[8]將PBL教學(xué)方法應(yīng)用在機(jī)器人領(lǐng)域人才培養(yǎng)，可提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

一、PBL教學(xué)特點(diǎn)分析

PBL教學(xué)方法通常具有5個(gè)教學(xué)特點(diǎn)——問題驅(qū)動(dòng)、情境咨詢、模型搭建、相互合作、技術(shù)工具輔助。[10]在PBL教學(xué)方法中，問題驅(qū)動(dòng)思想貫穿整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。合理的驅(qū)動(dòng)問題，給學(xué)生提供探究問題的目標(biāo)、科學(xué)實(shí)踐的內(nèi)容，讓學(xué)生在問題框定的范圍進(jìn)行研究。通常情況設(shè)置的驅(qū)動(dòng)問題有多種答案，給予學(xué)生探索發(fā)揮空間，問題設(shè)置的初衷為拋磚引玉，而非追求單一的答案形式。當(dāng)學(xué)生尋求問題的解決方法時(shí)，可以加深對概念等理論知識的理解，靈活運(yùn)用所學(xué)知識。情境咨詢即根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)學(xué)生易于理解或操作的教學(xué)場景，學(xué)生可以在場景中完成項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)。相互合作通常貫穿于整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行中，整個(gè)教室的成員包括教師和學(xué)生成為學(xué)習(xí)的整體，學(xué)生可以與同學(xué)或者教師一起研究問題、討論數(shù)據(jù)、展示研究成果。技術(shù)工具幫助將教室轉(zhuǎn)化為特定的知識學(xué)習(xí)場景，既可以用作科學(xué)實(shí)踐工具，也可以動(dòng)態(tài)地展示學(xué)習(xí)成果，給學(xué)生和教師提供了從課堂走向課外的機(jī)會(huì)。模型創(chuàng)建讓學(xué)生自己創(chuàng)建知識框架，在模型創(chuàng)建過程中，學(xué)生可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)問題的限定和提示，創(chuàng)建物理或者計(jì)算機(jī)模型、報(bào)告、圖紙、游戲等不同形式的模型。模型可以高效地展示學(xué)生對設(shè)定的驅(qū)動(dòng)問題的回答情況和對知識的理解程度，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)與目標(biāo)問題相關(guān)的知識，給學(xué)生創(chuàng)作提供靈活性和創(chuàng)新空間。

PBL教學(xué)方法注重引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐中，項(xiàng)目設(shè)計(jì)需結(jié)合課程內(nèi)容自始至終，分階段、分內(nèi)容進(jìn)行，注重啟發(fā)式教學(xué)。PBL教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的作用，鼓勵(lì)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下主動(dòng)完成相關(guān)的課程項(xiàng)目。從PBL教學(xué)特點(diǎn)可以看出，PBL模式促進(jìn)教學(xué)理念由講授變?yōu)樘骄?，師生成為“知識建構(gòu)的共同體”;教學(xué)主體由教師變?yōu)閷W(xué)生，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性和能動(dòng)性;[10]教學(xué)方式由課堂走向課下，鼓勵(lì)學(xué)生通過相互合作完成項(xiàng)目實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新興趣。

二、基于PBL的課程教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

顧佩華院士指出新工科教育人才培養(yǎng)需使學(xué)生同時(shí)具備創(chuàng)造性思維、批判性思維、系統(tǒng)性思維、創(chuàng)新和設(shè)計(jì)等思維方式。[9]PBL教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造、動(dòng)手實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。在機(jī)器人技術(shù)課程教學(xué)體系的設(shè)計(jì)中，結(jié)合PBL的一項(xiàng)或幾項(xiàng)教學(xué)特點(diǎn)設(shè)計(jì)不同的教學(xué)環(huán)節(jié)，給予學(xué)生自由發(fā)揮空間，對于培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力有顯著效果。問題驅(qū)動(dòng)是PBL教學(xué)方法的基石，可借助問題設(shè)定具體的項(xiàng)目內(nèi)容或者實(shí)踐場景。項(xiàng)目實(shí)踐是該教學(xué)方法的最大特色，教學(xué)方法的體系設(shè)計(jì)需結(jié)合具體的課程特點(diǎn)，設(shè)立合適的實(shí)踐項(xiàng)目，給學(xué)生提供實(shí)踐的條件和創(chuàng)新的空間。團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是完成復(fù)雜工作的必要技能，因此在設(shè)計(jì)具體的教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)，兼顧不同學(xué)生的專業(yè)背景和特長，選用小組形式進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐和匯報(bào)展示。在匯報(bào)展示環(huán)節(jié)，關(guān)注學(xué)生的PPT制作水平和語言表達(dá)情況，給學(xué)生提供一個(gè)匯報(bào)展示的平臺。

課程教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)需要考慮課程的實(shí)踐要求和課程交叉特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，更加注重學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的作用，教師更多的是作為教學(xué)過程的合作者和引導(dǎo)者。項(xiàng)目設(shè)計(jì)需要根據(jù)課程內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度設(shè)置。在“新工科”培養(yǎng)要求下，項(xiàng)目設(shè)置可從以下幾方面考慮：課堂內(nèi)容設(shè)計(jì)需關(guān)注產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，參照現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)的主流應(yīng)用案例;[1]實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)需考慮理論知識應(yīng)用和動(dòng)手能力鍛煉;[12]加強(qiáng)課堂互動(dòng)，檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此在具體的課程環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)上，應(yīng)注重行業(yè)典型案例和前沿知識介紹，避免案例陳舊、脫離當(dāng)下機(jī)器人發(fā)展趨勢;需結(jié)合當(dāng)前高校條件開設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，同時(shí)可探討校企聯(lián)合培養(yǎng)，讓學(xué)生深入企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，鍛煉動(dòng)手實(shí)踐能力;在開發(fā)項(xiàng)目設(shè)計(jì)上，可參考國外高校項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容，結(jié)合高校具體的培養(yǎng)方向設(shè)計(jì)適合自己高校的項(xiàng)目。在機(jī)器人領(lǐng)域，除傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，還有特種機(jī)器人、軟體機(jī)器人、生活機(jī)器人等迎來新的發(fā)展機(jī)遇，可引導(dǎo)學(xué)生研究相關(guān)的技術(shù)，拓寬學(xué)生的視野。此外在教育部發(fā)布的有關(guān)“人工智能+”通知文件中，機(jī)器人領(lǐng)域作為人工智能應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人工智能在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用，智能伺服控制、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言理解等人工智能學(xué)科與機(jī)器人的交叉設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)技能，提供項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)平臺。

正如“新工科”建設(shè)達(dá)成復(fù)旦共識中所說“新工科建設(shè)需要加強(qiáng)研究和實(shí)踐，圍繞人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量等內(nèi)容開展研究和實(shí)踐”。將PBL教學(xué)方法嘗試應(yīng)用在《機(jī)器人學(xué)》課程教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生在有限的課時(shí)中學(xué)好理論基礎(chǔ)知識，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。對于學(xué)生而言，需完成資料檢索、理論分析、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、匯報(bào)展示等工作。

三、PBL教學(xué)方法應(yīng)用

《機(jī)器人學(xué)》是機(jī)器人領(lǐng)域人才培養(yǎng)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。在《機(jī)器人學(xué)》課程PBL教學(xué)方法環(huán)節(jié)設(shè)置上，重點(diǎn)有三階段的工作。第一階段是問題驅(qū)動(dòng)下的課堂展示，問題驅(qū)動(dòng)貫穿整個(gè)PBL教學(xué)體系的設(shè)計(jì)，設(shè)置教學(xué)問題可以讓學(xué)生在問題指定的框架下尋找答案，專注于特定的教學(xué)環(huán)節(jié)。因本課程面向研究生開設(shè)，在研究生階段的培養(yǎng)目標(biāo)是科研型人才，更加注重對科研領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和新技術(shù)的把握。然而傳統(tǒng)教學(xué)模式中主要對機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、控制方法等內(nèi)容進(jìn)行講述，新理論和新方法包含較少，目前的《機(jī)器人學(xué)》教學(xué)在機(jī)器人技術(shù)的前沿領(lǐng)域關(guān)注較少，課堂知識仍然沿用傳統(tǒng)的教材框架。因此結(jié)合PBL的問題驅(qū)動(dòng)以及學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，設(shè)置學(xué)生關(guān)于“機(jī)器人結(jié)構(gòu)及原理分析”的課堂展示，鼓勵(lì)學(xué)生自行分組調(diào)查在仿生制造、工業(yè)生產(chǎn)、人工智能、生活服務(wù)等領(lǐng)域涌現(xiàn)的新型機(jī)器人及其應(yīng)用的新技術(shù)，歸納感興趣領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢以及當(dāng)前技術(shù)的原理;同時(shí)鑒于后續(xù)課程需要，學(xué)生需將以前學(xué)習(xí)的《機(jī)械原理》課程的相關(guān)知識應(yīng)用到機(jī)器人結(jié)構(gòu)分析上，為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。

在第二階段的教學(xué)過程中，利用學(xué)校提供的實(shí)驗(yàn)室條件，進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)與理論知識分析。借助于學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備搭建實(shí)驗(yàn)場景，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行分析，可以促進(jìn)理論知識與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合。學(xué)校為本課程提供工業(yè)六軸串聯(lián)機(jī)器人兩套，機(jī)器人末端含有相應(yīng)的夾持器，展示了工業(yè)機(jī)器人的搬運(yùn)、組裝功能;同時(shí)提供含有ABB并聯(lián)機(jī)器人自動(dòng)上料、分揀的小型生產(chǎn)線演示設(shè)備一套，該設(shè)備包含物料運(yùn)輸區(qū)、帶攝像頭的機(jī)器人自動(dòng)分揀系統(tǒng)和物料轉(zhuǎn)移存儲區(qū)。在教學(xué)中，根據(jù)學(xué)校提供的設(shè)備及場地情況，安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)合PBL的教學(xué)思路，要求學(xué)生首先學(xué)習(xí)操作串聯(lián)機(jī)器人及并聯(lián)機(jī)器人，在操作完成后，需結(jié)合課程的基礎(chǔ)知識，繪制出串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)簡圖。該部分課程重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生將理論與實(shí)際結(jié)合的能力，同時(shí)對工業(yè)機(jī)器人常見的兩種結(jié)構(gòu)形式——串聯(lián)和并聯(lián)有具體的認(rèn)識，了解工業(yè)機(jī)器人常見的工作模式。

在課程的第三階段，依靠PBL教學(xué)方法模型搭建的啟發(fā)，通過課程提供的條件完成與課程相關(guān)的項(xiàng)目并進(jìn)行匯報(bào)展示，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中給學(xué)生足夠的自由發(fā)揮空間，體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新想法。課程提供了智能小車機(jī)器人教學(xué)組件，學(xué)生分組完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)。智能小車組件具有紅外、超聲等傳感器，設(shè)計(jì)者可實(shí)現(xiàn)小車跟蹤、避障等功能，學(xué)生可自行設(shè)計(jì)應(yīng)用場景，使用Arduino編程組件進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，完成特定功能并進(jìn)行現(xiàn)場展示。在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生設(shè)計(jì)的場景具有新意，可流暢完成相關(guān)的功能，展現(xiàn)了很強(qiáng)的創(chuàng)新能力。

四、問卷調(diào)查分析

選擇北京航空航天大學(xué)2017級研究生選修《機(jī)器人學(xué)》課程的50名學(xué)生為研究對象，實(shí)施一個(gè)學(xué)期的教學(xué)方法改革實(shí)踐，鑒于選課班級只有一個(gè)，不再設(shè)置對照組。在課程結(jié)束后，對全體課程學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷進(jìn)行教學(xué)效果評估。[11]

依據(jù)文獻(xiàn)資料，PBL教學(xué)方法在學(xué)習(xí)能力鍛煉、知識獲取與理解、問題發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新三方面相較傳統(tǒng)的教學(xué)方法有明顯優(yōu)勢。因此，調(diào)查問卷設(shè)計(jì)時(shí)突出PBL在上述三方面對學(xué)生的提升情況，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識分析PBL教學(xué)法在本課程中的應(yīng)用效果。本次調(diào)查問卷發(fā)放50份，回收50份，回收率100%，問卷有效率100%。問卷設(shè)有學(xué)習(xí)能力鍛煉、知識獲取與理解、問題發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新三個(gè)一級指標(biāo)。本研究利用SPSS 25.0軟件對問卷進(jìn)行了信度檢驗(yàn)，經(jīng)測定，問卷Cronbach的α值=0.752，信度值大于0.7，說明本次調(diào)查問卷結(jié)果信度較高，可反映調(diào)查者的態(tài)度傾向。為驗(yàn)證PBL教學(xué)方法在三個(gè)指標(biāo)方面的效果，對問卷進(jìn)行因子分析。首先對問卷進(jìn)行KMO 值檢驗(yàn)，KMO=0.747，大于0.6的參數(shù)臨界值，同時(shí)進(jìn)行Bartlett球形檢驗(yàn)，顯著性結(jié)果為0.000，表明可進(jìn)行因素分析。本文根據(jù)相關(guān)矩陣參數(shù)值排除問卷調(diào)查問題2、問題15以及問題16，對剩余問題進(jìn)行主成分分析。選用Kaiser的特征值大于1的方法判斷保留主成分?jǐn)?shù)量。為使結(jié)果清晰，量表分析時(shí)選用了最大方差法對轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。經(jīng)量表顯示，主成分為3時(shí)，累計(jì)解釋百分比為59.959%，近似為60%，對于社科統(tǒng)計(jì)類分析，可認(rèn)為該主成分選取充分解釋了問卷變量與結(jié)果的關(guān)系。

根據(jù)對調(diào)查問卷成分矩陣的分析，結(jié)合具體的題目設(shè)計(jì)，可分別判斷成分一為知識獲取與理解，成分二為問題發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新，成分三為學(xué)習(xí)能力鍛煉。由統(tǒng)計(jì)量表結(jié)果可知，PBL教學(xué)方法在本課程應(yīng)用過程中，對學(xué)生的知識獲取與理解、問題發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新、學(xué)習(xí)能力鍛煉方面均有較好的結(jié)果。

此外，調(diào)查問卷設(shè)計(jì)了對課程考核形式的調(diào)查，選項(xiàng)A為傳統(tǒng)閉卷筆試形式，最終成績由“卷面分?jǐn)?shù)+平時(shí)分”構(gòu)成;選項(xiàng)B為項(xiàng)目報(bào)告、答辯形式，最終成績由“報(bào)告質(zhì)量+成果展示+個(gè)人答辯表現(xiàn)”構(gòu)成;選項(xiàng)C為其他。75.9%的學(xué)生選擇了B。通過對考核方式的調(diào)查，可以得出，超過70%的學(xué)生認(rèn)可PBL教學(xué)方法在課程中的考核方式。

在課程考核結(jié)束后，筆者對學(xué)生進(jìn)行訪談，訪談主要涉及學(xué)生對PBL教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的認(rèn)識。優(yōu)點(diǎn)方面：學(xué)生認(rèn)可該教學(xué)模式可以讓學(xué)生有更靈活的發(fā)揮空間，在解決實(shí)際問題時(shí)運(yùn)用課堂所學(xué)知識，提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和趣味性。缺點(diǎn)方面：部分學(xué)生指出在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與完成時(shí)跟不上小組其他成員進(jìn)度，參與程度不高，學(xué)習(xí)的壓力較大。

五、結(jié)語

機(jī)器人領(lǐng)域的課程教學(xué)具有明顯的學(xué)科交叉特性和實(shí)踐要求，選用PBL教學(xué)方法可以很好地滿足課程特點(diǎn)和人才培養(yǎng)要求，教師可以根據(jù)課程內(nèi)容靈活地設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)。結(jié)合“新工科”培養(yǎng)要求，根據(jù)PBL教學(xué)方法的特點(diǎn)，本研究給出基于PBL教學(xué)方法的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置建議。本文以《機(jī)器人學(xué)》課程為應(yīng)用案例進(jìn)行了實(shí)踐探索，設(shè)計(jì)了該課程具體的教學(xué)環(huán)節(jié)，課程結(jié)束后向全體選課學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷并進(jìn)行訪談。從調(diào)查問卷結(jié)果可以看出，PBL教學(xué)方法以及其考核方式得到了70%以上學(xué)生的認(rèn)可， PBL教學(xué)方法在知識獲取與理解、問題發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新以及學(xué)習(xí)能力鍛煉等方面對學(xué)生有明顯的促進(jìn)作用?；趯W(xué)生訪談反饋，在后續(xù)教學(xué)中，在設(shè)置PBL教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)會(huì)考慮不同學(xué)生的基礎(chǔ)情況以及專業(yè)背景，讓每個(gè)學(xué)生都可以發(fā)揮各自的專業(yè)特長，更好地參與到項(xiàng)目中，更好地進(jìn)行課程學(xué)習(xí)。

PBL教學(xué)方法在機(jī)器人教學(xué)領(lǐng)域的探究為培養(yǎng)創(chuàng)新工科人才提供了具體的方法，在實(shí)踐應(yīng)用過程中應(yīng)結(jié)合具體課程內(nèi)容靈活設(shè)計(jì)，不斷進(jìn)行實(shí)踐探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱榮濤，胡炳濤，王艷飛等.新工科下高校實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系改革與探索[J].教育教學(xué)論壇， 2019（16）：72-75.

[2]“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識[J].高等工程教育研究， 2017（1）：10-11.

[3]楊斌，李彥林，許勝.“機(jī)器人工程”專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].教育現(xiàn)代化，2018（53）：20-22.

[4]丁文霞，新工科教育教學(xué)暨第二屆機(jī)器人學(xué)院與創(chuàng)新人才培養(yǎng)研討會(huì)會(huì)議紀(jì)要[J].高等工程教育研究，2019（1）：41-43.

[5]陳謙，李愛東，葉鵬飛.新型工科研究生課程體系建設(shè)探索——以南京大學(xué)現(xiàn)代應(yīng)用與工程學(xué)院為例[J].中國大學(xué)教學(xué)，2018（12）：56-60.

[6]王娟，胡來林，安麗達(dá).國外整合STEM的教育機(jī)器人課程案例研究——以卡耐基梅隆大學(xué)機(jī)器人學(xué)院ROBOTC課程為例[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2017（4）：34-38.

[7]韓興華，潘躍銀，鹿楠楠.案例教學(xué)法和PBL教學(xué)法在腫瘤學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值探討[J].實(shí)用防盲技術(shù)， 2019（1）：30-32.

[8]陳靈，徐昱琳.基于實(shí)踐的自主移動(dòng)機(jī)器人教學(xué)改革探索[J].科技視界，2017（20）：14-16.

[9]王滔，李臣鴻，楊曉翠.問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)（PBL）教學(xué)法促進(jìn)大學(xué)生學(xué)習(xí)效能的實(shí)證研究[J].大學(xué)教育，2019（2）：11-16.

[10]Ergül，N.Remzige，etal.The Effect of Project based Learning on Students Science Success[J].Procedia-Social and Behavioral Sciences，2014（9）：537-541.

[11]郝平.PBL模式在歷史教學(xué)中對研究生“問題意識”的培養(yǎng)[J].研究生教育研究，2019（1）：59-63.

[12]朱少民.軟件測試課程的問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式探索[J].中國大學(xué)教學(xué)，2018（10）：32-36.

（編輯：王天鵬）