实训项目教学设计与实施

1、实训项目教学设计与实施摘要：为了培养应用型本科学生的工程意识，提高专业知识与工程应用结合能力，依据CDIO工程理念，以探究式项目教学法为思路，提出多课程的实践课以项目形式实施。该教学方法突破传统分散、单项能力实践训练局限性，促进学生理解专业课程之间的系统性、连贯性，也培养学生专业知识在工程中的应用意识。 关键词：应用型本科；实践训练；工程应用 中国教育早就认识到了实践与理论教育同等重要，由于实践需要硬件成本投入，受制于早期国家经济能力与工业基础，过去的大学教育没有足够的经济与资源投入到实践教学环节中，而只能以理论教学配合少量简单的实践教学1。现在随着国家在教育经费投入增大，教学设备配置齐全，学

2、校在教学手段上更加灵活，借助于淘宝等互联网交易平台，大学实践教学实施变得可行性更高，更加容易。在此背景下，围绕学生实践能力展开的教学理念、教学方法、培养计划得以实行发展，如我国2009年年底开展的“卓越工程师教育培养计划”、CDIO、探究式项目教学法2,3。应用型本科学校除了课程理论传教外，也应开展实践教学以促进知识的理解及应用4。大多数的专业基础课、专业实践课以课程设计或实训为重点，在课程理论课时结束后通过实践教学加深强化学生对专业知识的理解与应用。但这些实践环节都是分散、单项的能力训练。应用型本科学生的专业知识确实要提倡应用，但这里应用不仅仅是为了强化理解专业知识，更应该是面向解决工程问题

3、5。 1多课程综合实训项目教学方法的提出 这里以CDIO为理念，借助于探究式项目教学思路，提出以项目为载体融合多课程的综合实训教学替代传统单课程的课程设计和实训教学方法。项目是工程中针对某一个问题而产生的一种技术上的需求，往往涉及多个课程的知识点。这些知识点需要项目实施者对自己所学各课程知识的搜索才能得到。这种搜索过程就是一个对知识肯定与否定的过程，强化实施者对知识的理解，最终找到合适的解决方案。在此过程，实施者需要多课程知识的搜索、融合、搭建，才能完成项目。相对于以单课程知识点的实践训练，其对学生的知识点要求更丰富，技巧更高，相对难度高。因此，本文提出的基于项目的多课程综合实训教学，既达到了

4、单课程实践教学的目的，同时突出了课程知识点在解决工程问题中的融合与支撑，又能体现学以致用的办学宗旨，是应用型本科学校今后实践教学一个发展方向5。其过程如图1所示。 2项目设计与实施 以南京工程学院自动化专业系统集成方向的多课程(电子技术、传感器技术、单片机)综合实训循迹小车为例，说明项目设计与实施过程。为了保证实训顺利进行，过程上主要分为：实训前准备、题目讲解、方案设计、方案答辩、学生设计与检查、项目评分。2.1实训前准备这一阶段主要讲解实验室一些安全准则，保证实训的安全性。一些工程软件对于综合实训有很好的仿真、设计作用，如AD软件、Proteus软件、Protel软件，给学生初步讲解一下。学

5、生可以在设计过程中利用一些简单功能，便于设计。常规仪器需要介绍一下，如万用表功能、示波器使用、电流电压源使用等。设计过程中有元器件焊接，也需要介绍元器件辨识，训练并考核引脚焊接等技能。这些内容可以更好地保证学生完成实训，使得学生工作逼近工程实际环境。2.2项目讲解介绍每个项目的要求。先提出项目的总体要求，以“循迹小车”为例，能按预定轨迹行驶，小车检测到起跑线后开始计时，自动循迹行驶一周后回到起跑线停止行驶并停止计时。在此过程中，不允许有小车系统外的控制。轨迹如图2所示。再将项目分为几个模块设计，如循迹模块、电机驱动模块、计速模块等分别讲解。项目需要单片机、传感器、电子技术课程的内容，才能完成项

6、目设计，硬件模块学生需利用提供的元器件自行设计完成。图2小车轨迹图2.3方案设计与开题答辩前期准备工作结束后，要求学生提供软硬件设计方案。学生在此期间，可以根据提供的器件型号，上网查阅资料。并利用所学的专业理论知识，理解资料，提出对应的传感电路、电源电路、接口电路设计等。在硬件模块电路方案确定后，设计软件方案框架图，能初步提出系统在程序中涉及的单片机资源。学生要整理资料，形成方案报告，制作PPT，在开题答辩会上讲解自己的方案。图3是学生的轨迹光电检测电路和电机驱动电路方案。2.4项目制作学生在设计好系统初步方案后，可以进行硬件设计与软件设计。单片机最小系统板统一由教师提供。其他的电路板，如轨迹

7、光电传感电路、电机驱动电路板等，由学生设计PCB图，再用单面腐蚀铜板制作，然后根据元器件的排布，将发放的元器件焊接好(如图4所示)。在项目软件设计中，先是模块软件设计，包括轨迹检测、电机驱动、显示、计时等，实行系统的各个子功能，方便系统集成时的调试、纠错；然后再利用主程序将单个模块集成，实现整个项目要求。a电机驱动电路板模块b轨迹光电检测电路板模块图4学生制作的电路板模块2.5项目评分根据项目要求验收每组项目制作。项目要求主要分为设计报告、基本要求、发挥部分，分值见表1，得到每组的总分。验收采用答辩形式，每组(不多于3名学生)需要制作PPT，介绍自己项目制作工作量，并接受教师的提问，最后得到各

8、自在项目中的权值(01)，3名学生权值之和可以大于1，但不超过3。由权值乘以项目总分，就是每位学生的实训成绩。 3结束语 以上是以电子技术、单片机、传感器技术课程为例，说明了多课程的综合实训项目设计与实施过程。专业中相互支撑的实践课程完全可以开发成类似上面的综合实训项目。在单课程实训或课程设计过程中，也不可避免的涉及其他课程的知识点，以及其他的硬件资源，如单片机系统离不开外围电路，传感器应用离不开电路与后续的数据处理，电子技术应用离不开具体的电路设计。以综合实训项目为载体将它们融合在一起，既节约了硬件资源，同时又有多名教师参与，也减轻了单独指导时教师知识面窄的压力，学生能够吸收到更多的知识。在多课程综合的项目实训中，学生可以更广泛运用所学知识，解决项目设计问题，对于学生理解专业课程设计更有帮助，提高实训效果。同时学生也可以初步了解项目执行过程，锻炼工程能力，有利于解决今后在工作中遇到的专业问题。 参考文献 1李录平,曹军,张拥华.当前高等工程教育存在的问题、成因及对策探析J.中国大学教学,2010(12):24-26. 2汪木兰,周明虎,张艳丽.“卓越工程师教育培养计划”中系列化探究式项目教学的设计原则J.中国现代教育装备,2011,135