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第1篇一、引言随着社会经济的快速发展，环境问题日益突出，我国政府高度重视生态文明建设，倡导绿色、低碳、环保的生活方式。
学校教育作为培养未来社会建设者和接班人的重要阵地，肩负着培养具有环保意识和实践能力的社会主义建设者的使命。
综合实践活动项目式教学作为一种新型教学模式，能够有效培养学生的创新精神、实践能力和团队合作意识。
本文以“环保行动”为例，探讨综合实践活动项目式教学的具体实施过程。
二、项目背景近年来，我国环境污染问题日益严重，空气、水质、土壤等环境问题给人民群众的生活带来了严重影响。
为了提高学生的环保意识，培养他们的实践能力，我校决定开展“环保行动”综合实践活动项目。
三、项目目标1. 提高学生对环境保护的认识，增强环保意识；2. 培养学生参与社会实践、解决问题的能力；3. 培养学生的团队合作精神、创新意识和沟通能力；4. 培养学生关注社会热点问题，提高社会责任感。
四、项目实施过程1. 项目启动（1）确定项目主题：环保行动（2）成立项目小组：每个小组由5-7名学生组成，选出一名组长负责统筹协调。
（3）制定项目计划：明确项目目标、实施步骤、时间安排等。
2. 项目实施（1）调查研究：小组成员通过查阅资料、实地考察、问卷调查等方式，了解当地环境污染现状及原因。
（2）问题分析：针对调查中发现的问题，小组成员进行讨论分析，提出解决方案。
（3）方案实施：根据讨论结果，小组成员分工合作，开展环保行动，如植树造林、垃圾分类、环保宣传等。
（4）成果展示：项目结束后，小组成员制作项目成果展示PPT，向全校师生汇报项目实施过程和成果。
3. 项目总结（1）项目成果总结：小组成员总结项目实施过程中的亮点和不足，提出改进措施。
（2）学生个人总结：每个学生撰写个人项目总结，反思自己在项目中的表现和收获。
（3）教师评价：教师对项目进行评价，肯定优点，指出不足，并提出改进建议。
五、项目评价1. 学生评价：通过问卷调查、座谈会等方式，了解学生对项目实施过程的满意度和收获。
第1篇一、引言随着我国教育改革的不断深入，项目导向实践教学作为一种新型的教学模式，逐渐受到了广泛关注。
项目导向实践教学以项目为核心，以学生为主体，通过项目实施培养学生的创新意识、实践能力和团队协作精神。
本文将从项目导向实践教学的内涵、实施策略、存在问题及对策等方面进行探讨。
二、项目导向实践教学的内涵1. 项目导向实践教学的概念项目导向实践教学是指在教师的引导下，以项目为载体，通过学生的自主学习和实践活动，实现知识、技能、态度等多方面培养的教学模式。
2. 项目导向实践教学的特征（1）以项目为核心：项目是项目导向实践教学的核心，通过项目实施，使学生将所学知识应用于实践，提高实践能力。
（2）以学生为主体：学生是项目导向实践教学的主体，通过自主学习和实践活动，培养学生的自主学习能力、创新能力和团队协作精神。
（3）注重实践：项目导向实践教学强调实践，通过实践活动，使学生将理论知识与实际应用相结合，提高实践能力。
（4）综合性：项目导向实践教学涉及多个学科领域，培养学生具备跨学科知识体系。
三、项目导向实践教学的实施策略1. 项目设计（1）项目选题：项目选题应结合专业特点、市场需求和学生兴趣，确保项目具有实际意义。
（2）项目目标：明确项目目标，确保项目实施过程中，学生能够掌握相关知识和技能。
（3）项目实施步骤：制定项目实施步骤，确保项目顺利进行。
2. 项目实施（1）组建团队：根据项目特点，组建学生团队，培养团队协作精神。
（2）指导教师：教师作为项目指导者，应引导学生进行自主学习，培养学生的创新意识和实践能力。
（3）项目实施过程：在项目实施过程中，教师应关注学生的实践过程，及时发现问题，调整教学策略。
3. 项目评价（1）评价方式：采用多元化评价方式，如过程评价、结果评价、自我评价等。
（2）评价内容：评价内容应涵盖项目实施过程中的知识、技能、态度等方面。
四、项目导向实践教学存在的问题及对策1. 存在问题（1）项目设计不合理：部分项目设计缺乏实际意义，无法激发学生的学习兴趣。
第1篇一、项目式教学概述项目式教学是一种以学生为中心，以项目为载体，以培养学生的综合能力为目标的教学模式。
它强调学生在实践中学习，通过完成具体项目来提高学生的创新能力、团队协作能力和问题解决能力。
本文将结合项目式教学的特点，对其实践指导进行探讨。
二、项目式教学的特点1. 以学生为中心：项目式教学关注学生的个体差异，尊重学生的主体地位，激发学生的学习兴趣和主动性。
2. 以项目为载体：项目式教学以实际项目为载体，让学生在完成项目的过程中，掌握知识、技能和经验。
3. 以能力培养为目标：项目式教学注重培养学生的综合能力，如创新能力、团队协作能力、问题解决能力等。
4. 注重实践性：项目式教学强调学生在实践中学习，通过实践来提高学生的实际操作能力。
5. 教师引导与支持：项目式教学中，教师扮演着引导者和支持者的角色，为学生提供必要的帮助和指导。
三、项目式教学实践指导1. 选择合适的课题（1）结合专业特点：选择与专业相关的课题，使学生能够将所学知识应用于实践。
（2）关注社会热点：选择与社会热点相关的课题，提高学生的社会责任感和使命感。
（3）具有挑战性：选择具有一定挑战性的课题，激发学生的学习兴趣和求知欲。
2. 制定项目计划（1）明确项目目标：根据课题要求，制定具体、明确的项目目标。
（2）分解项目任务：将项目目标分解为若干个具体任务，明确每个任务的完成时间和责任人。
（3）制定项目进度表：根据任务分解情况，制定项目进度表，确保项目按计划进行。
3. 组建项目团队（1）合理分工：根据团队成员的特长和兴趣，合理分配任务，确保每个成员都能发挥自己的优势。
（2）明确职责：明确每个成员在项目中的职责，确保项目顺利进行。
（3）加强沟通：建立有效的沟通机制，确保团队成员之间信息畅通，共同解决问题。
4. 项目实施与指导（1）鼓励自主学习：引导学生自主查阅资料、学习相关知识，提高学生的自主学习能力。
（2）开展小组讨论：鼓励团队成员之间开展讨论，分享学习心得，共同解决问题。
第1篇摘要：项目化教学是一种以学生为中心的教学模式，强调学生在实际情境中通过完成项目来学习知识和技能。
本文通过对项目化教学的理论基础、实践策略、实施效果和挑战进行分析，探讨项目化教学在教育教学中的应用及其对学生学习效果的影响。
关键词：项目化教学；实践研究；学生中心；学习效果一、引言随着教育改革的不断深入，传统的教学模式已无法满足现代教育需求。
项目化教学作为一种新型的教学模式，以其独特的优势受到越来越多教育者的关注。
项目化教学强调学生在实际情境中通过完成项目来学习知识和技能，有助于培养学生的创新思维、实践能力和团队合作精神。
本文通过对项目化教学的实践研究，旨在为教育教学改革提供有益的参考。
二、项目化教学的理论基础1.建构主义理论建构主义理论认为，学习是学习者在与环境互动的过程中主动建构知识的过程。
项目化教学强调学生在实际情境中通过完成项目来学习，符合建构主义理论的基本观点。
2.多元智能理论多元智能理论认为，每个人都有不同的智能优势，项目化教学能够根据学生的智能特点，设计多样化的项目，满足不同学生的学习需求。
3.合作学习理论合作学习理论强调学生在小组合作中共同完成学习任务，提高学习效果。
项目化教学通过项目实施过程中的团队合作，培养学生的合作意识和团队精神。
三、项目化教学的实践策略1.项目设计（1）项目主题的选择：项目主题应具有现实意义，能够激发学生的学习兴趣，同时具有一定的挑战性。
（2）项目内容的确定：项目内容应涵盖相关学科知识，具有一定的综合性和实践性。
（3）项目目标的设定：项目目标应明确，具有可衡量性，便于评估项目实施效果。
2.项目实施（1）组建项目团队：根据项目需求，将学生分成若干小组，每个小组由不同学科背景的学生组成。
（2）项目指导：教师对项目实施过程进行指导，帮助学生解决项目实施过程中遇到的问题。
（3）项目评估：通过项目成果展示、小组汇报、教师评价等方式，对项目实施效果进行评估。
3.项目评价（1）过程评价：关注学生在项目实施过程中的表现，如团队合作、问题解决能力等。
第1篇一、引言项目式教学综合实践活动是一种以学生为中心，以项目为导向的教学模式，强调学生在实际情境中运用知识、解决问题，培养学生的创新精神和实践能力。
本文以“环保社区建设”为例，探讨项目式教学在综合实践活动中的应用。
二、项目背景随着我国经济的快速发展，环境污染问题日益严重，环保意识逐渐成为社会共识。
社区作为城市的基本单元，是人们生活、工作、娱乐的重要场所，环保社区建设对改善居民生活质量、促进社会和谐具有重要意义。
本项目旨在通过项目式教学，引导学生关注环保问题，提高环保意识，培养社区环保人才，推动环保社区建设。
三、项目目标1. 培养学生的环保意识，使其认识到环保的重要性；2. 提高学生的实践能力，学会运用所学知识解决实际问题；3. 培养学生的团队合作精神，学会与他人协作完成项目；4. 推动环保社区建设，为社区居民创造一个良好的生活环境。
四、项目实施1. 项目启动（1）确定项目主题：环保社区建设；（2）成立项目小组，明确各成员职责；（3）收集相关资料，了解环保知识、社区建设现状等。
2. 项目实施（1）调查分析：对社区环境进行调查，分析存在的问题，如垃圾分类、节能减排、绿化美化等；（2）方案设计：针对调查中发现的问题，提出解决方案，如垃圾分类宣传、节能减排措施、绿化美化活动等；（3）实施计划：制定详细的项目实施计划，明确时间、地点、人员、物资等；（4）实施过程：按照计划开展活动，如垃圾分类宣传、节能减排行动、绿化美化活动等；（5）项目评估：对项目实施过程进行评估，总结经验教训，提出改进措施。
3. 项目总结（1）成果展示：展示项目实施过程中的照片、视频、文字等资料；（2）经验分享：总结项目实施过程中的经验教训，分享给其他同学；（3）反思与改进：对项目实施过程中存在的问题进行反思，提出改进措施；（4）成果验收：邀请专家对项目成果进行验收，评价项目实施效果。
五、项目评价1. 学生评价：通过问卷调查、访谈等方式，了解学生对项目实施过程的满意度；2. 教师评价：根据项目实施情况，对学生的环保意识、实践能力、团队合作精神等方面进行评价；3. 社区评价：邀请社区居民对项目成果进行评价，了解项目对社区环境改善的影响。
第1篇摘要：项目化实践教学模式作为一种新型的教学模式，旨在培养学生的创新能力和实践能力。
本文从项目化实践教学模式的概念、特点、实施策略和效果评价等方面进行了深入研究，以期为我国教育改革提供有益的参考。
一、引言随着我国社会经济的快速发展，教育改革已成为一项重要任务。
项目化实践教学模式作为一种新型的教学模式，越来越受到教育界的关注。
本文旨在通过对项目化实践教学模式的研究，探讨其在教育实践中的应用，以期为我国教育改革提供有益的参考。
二、项目化实践教学模式的概念与特点1. 概念项目化实践教学模式是指以项目为载体，以学生为主体，以教师为指导，以培养学生的创新能力和实践能力为目标的教学模式。
2. 特点（1）以学生为主体：项目化实践教学模式强调学生的主体地位，注重培养学生的自主学习能力和团队协作能力。
（2）以项目为载体：项目化实践教学模式以项目为载体，将理论知识与实践技能相结合，提高学生的实践能力。
（3）以教师为指导：教师在项目化实践教学模式中扮演着指导者的角色，引导学生完成项目任务，提高教学质量。
（4）注重创新能力培养：项目化实践教学模式注重培养学生的创新思维和创新能力，提高学生的综合素质。
三、项目化实践教学模式的实施策略1. 项目设计（1）项目主题选择：项目主题应具有实际意义，符合学生的兴趣和需求，具有一定的挑战性。
（2）项目目标设定：项目目标应明确，具有可操作性，有助于学生提高实践能力和创新能力。
（3）项目内容规划：项目内容应丰富多样，涵盖理论知识、实践技能和创新能力培养等方面。
2. 项目实施（1）组建项目团队：根据项目特点，合理组建项目团队，明确团队成员的职责和任务。
（2）项目指导：教师应密切关注项目进展，及时给予指导，帮助学生解决问题。
（3）项目评价：对项目成果进行评价，总结经验教训，为后续项目提供借鉴。
3. 项目总结（1）项目成果展示：组织项目成果展示活动，让学生展示项目成果，提高学生的自信心。
（2）项目经验总结：对项目实施过程进行总结，分析项目成功和失败的原因，为后续项目提供借鉴。
第1篇摘要项目式学习（Project-Based Learning，简称PBL）是一种以学生为中心的教学模式，强调学生在真实情境中通过项目活动来探究、解决问题。
本文以某中学为例，探讨了项目式学习在教学实践中的应用，分析了项目式学习在提高学生学习兴趣、培养实践能力和创新能力等方面的优势，并对项目式学习的实施策略进行了总结。
一、项目式学习教学实践背景随着新课程改革的深入推进，我国教育界越来越重视培养学生的实践能力和创新能力。
项目式学习作为一种有效的教学模式，能够激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。
本文以某中学为例，探讨项目式学习在教学实践中的应用。
二、项目式学习教学实践过程1. 项目选题与设计项目选题是项目式学习的关键环节。
教师应结合学生的兴趣、专业特点和社会需求，选择具有实际意义的项目。
以某中学为例，教师选择了“智能家居系统设计与制作”作为项目主题。
项目设计包括以下几个方面：（1）项目目标：培养学生对智能家居系统的认识，提高学生的创新能力和实践能力。
（2）项目内容：智能家居系统设计与制作，包括系统需求分析、硬件选型、软件编程、系统集成等。
（3）项目实施步骤：项目启动、项目规划、项目实施、项目评估。
2. 项目实施项目实施阶段是项目式学习的核心环节。
教师应引导学生积极参与项目活动，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
以下为项目实施的具体步骤：（1）项目启动：教师向学生介绍项目背景、目标和内容，引导学生明确项目任务。
（2）项目规划：学生分组，制定项目实施计划，明确分工。
（3）项目实施：学生按照项目计划进行硬件选型、软件编程、系统集成等工作。
（4）项目评估：教师组织学生进行项目成果展示，评价项目实施效果。
3. 项目总结与反思项目总结与反思阶段是项目式学习的重要环节。
教师应引导学生对项目过程和成果进行总结，反思自己在项目中的表现。
以下为项目总结与反思的具体步骤：（1）项目成果展示：学生展示项目成果，分享项目实施过程中的经验和教训。
第1篇摘要：本文以项目化教学实践为研究对象，通过对项目化教学的理论基础、实践模式、实施步骤、评价体系等方面的探讨，旨在为我国教育工作者提供有益的借鉴和启示。
通过对项目化教学实践的研究，提高教育教学质量，培养具有创新精神和实践能力的人才。
一、引言项目化教学作为一种新型的教学模式，起源于20世纪70年代的美国。
近年来，我国教育界对项目化教学的研究和实践日益深入。
项目化教学以学生为中心，注重培养学生的实践能力和创新能力。
本文旨在通过对项目化教学实践的研究，为我国教育工作者提供有益的借鉴和启示。
二、项目化教学的理论基础1.建构主义理论建构主义理论认为，学习者在学习过程中通过与他人互动、与环境的互动以及与自身的互动，不断建构知识。
项目化教学强调学生在实践中主动探究、自主建构知识，与建构主义理论相契合。
2.多元智能理论多元智能理论认为，每个人都有不同的智能优势，项目化教学通过多样化的项目活动，激发学生的潜能，促进学生的全面发展。
3.情境学习理论情境学习理论强调学习者在真实情境中通过实践、反思、交流等方式获得知识。
项目化教学将学习置于真实情境中，有利于学生将所学知识应用于实践。
三、项目化教学的实践模式1.项目设计项目设计是项目化教学的核心环节，主要包括以下几个方面：（1）项目主题：项目主题应具有现实意义，符合学生的兴趣和需求。
（2）项目目标：项目目标应明确、具体，便于学生掌握。
（3）项目内容：项目内容应丰富多样，涵盖知识、技能、情感等方面。
（4）项目实施过程：项目实施过程应具有灵活性，便于学生自主探究。
2.项目实施项目实施阶段主要包括以下环节：（1）项目启动：教师向学生介绍项目背景、目标、内容等。
（2）项目分组：将学生分组，每组负责完成一个项目。
（3）项目执行：学生按照项目计划，自主开展项目活动。
（4）项目总结：学生总结项目成果，反思项目过程中的不足。
3.项目评价项目评价是项目化教学的重要环节，主要包括以下几个方面：（1）过程评价：关注学生在项目过程中的参与程度、合作精神、创新意识等。
第1篇摘要：项目式教学是一种以学生为中心、以项目为导向的教学模式，旨在培养学生的综合能力。
本文以某高校某专业为例，探讨项目式教学的实践过程、实施效果及改进措施。
一、项目式教学背景随着我国教育改革的不断深入，素质教育逐渐成为教育工作的核心。
项目式教学作为一种新型教学模式，越来越受到教育工作者的关注。
项目式教学强调学生的主体地位，注重培养学生的创新意识、实践能力和团队合作精神。
本文以某高校某专业为例，探讨项目式教学的实践过程。
二、项目式教学实践过程1. 项目选题项目选题是项目式教学的第一步。
在项目选题过程中，教师应充分考虑学生的兴趣、专业特点以及实际需求，确保项目具有较强的实践性和实用性。
以某高校某专业为例，教师选取了“智能家居系统设计与实现”项目，旨在让学生了解智能家居的基本原理、设计方法和实现技术。
2. 项目实施（1）组建项目团队：将学生按照专业、兴趣和特长进行分组，每组4-6人，形成项目团队。
（2）项目计划：项目团队共同讨论项目实施方案，包括项目进度安排、任务分配、技术路线等。
（3）项目实施：在项目实施过程中，教师引导学生查阅资料、分析问题、设计方案，并定期组织项目汇报和讨论。
（4）项目验收：项目完成后，由教师组织项目验收，评估项目成果。
3. 项目评价项目评价是项目式教学的重要组成部分。
评价方式包括：（1）项目成果评价：从项目创新性、实用性、完整性等方面进行评价。
（2）团队协作评价：从团队成员的沟通能力、分工协作、团队精神等方面进行评价。
（3）个人表现评价：从学生在项目中的参与程度、学习态度、问题解决能力等方面进行评价。
三、项目式教学实施效果1. 提高学生综合能力项目式教学使学生有机会将所学知识应用于实际项目，提高了学生的创新意识、实践能力和团队合作精神。
2. 培养学生自主学习能力项目式教学强调学生的主体地位，使学生学会独立思考、自主学习，为今后的学习和工作打下坚实基础。
3. 促进教师专业发展项目式教学要求教师具备较强的专业素养和实践能力，促使教师不断学习、提高自身素质。
项目教学法论文教学模式论文：基于项目导向的专业综合实践教学摘要:本文在“任务驱动,项目导向”教学法的基础上加入了层次化的概念,介绍了该方法的内涵及其应用于信息工程相关专业综合实践的指导思想,并结合专业综合实践教学项目“水情遥测无线传感器网络设计与开发”分析了具体的实施过程。
实践结果表明,层次化的任务驱动法是一种灵活、高效、适应面广的探究性教学模式,有利于学生积极地开展合作学习,培养其创新意识、应用能力和项目管理能力。
关键词:专业综合实践;任务驱动;项目导向;层次化信息工程相关专业是工程实践性很强的学科,许多知识只有通过实验才能让学生真正理解和掌握。
对于刚从大量的相对理论化的基础课程中“解放”出来的本科高年级学生而言,像单片机技术、嵌入式系统设计和WebGIS等面向应用的前沿课程将激发起他们强烈的求知欲。
近年来,我们通过组织学生参与各类学科竞赛的方式提升学生的实践创新能力,取得了良好的效果,并在此基础上结合实践教学环节自身特色,探索出一套更加灵活、高效和适应面广的探究性实践教学模式——基于项目导向的专业综合实践公共选修课。
通过开展一种边学边做边用的学习方式使他们感到知识有用、读书有用,并使他们的才能在实践创新活动中得到培育。
1任务驱动法的内涵及实践“任务驱动、项目导向”的实践教学方法建立在建构主义学习理论的基础上,以完成一个或几个具体的项目为目标,每个项目又可细分为若干子任务。
学生是积极的学习者,他们的学习是受社会文化系统、与教师和同伴的相互作用及自己的原有经验等影响的主动学习,是主动在内部建构知识意义的过程[1]。
这种教学方法特别适合于信息及电子技术这样集知识与技能为一体,实践与操作性很强的专业。
它将多、散、碎的知识点巧妙地隐含在每个项目之中,将再现式教学转化为探究式学习。
专业综合实践公共选修课的设立可以说是对上述教学方法的一次探索,是一种坚持“致高、致用、致远”的教育理念,推行理论教学、实践教学和科学研究“三元结合”的人才培养模式[2]。
它改变了在传统电子工程相关课程的教学过程中,以师讲生听来传授新知识、以完成程式化实验来运用新知识,以考试测验来检查学习效果的被动教学模式。
它的特点在于:1)研究课题紧密结合学科的发展方向;2)学生自主性学习;3)以教师课外松散性指导为主,过程中体现实践教学环节;4)体现实践教学特色。
2层次化任务驱动法的概念及依据结合学校的特色并从学院的实际出发,我们提出了层次化任务驱动的教学方法。
层次化的概念体现在纵向分层和横向分层两个方面。
2.1纵向分层层次化任务驱动法的革新之一在于所选择的项目具有递进可划分的结构,细分出的子任务在难度上具有层次性,适合不同阶段的学生研究。
项目的这种纵向可分性的优势在于:它通过项目导向的教学方法促进了梯队化培养模式的形成,如图1所示。
在这样的梯队化团队中,位于金字塔顶端的博导教授经验丰富,作为学院的学科带头人,由他提出当前值得研究的热点问题(相当于项目指南),可以使得整个团队紧跟学科的发展方向。
青年教师及博士研究生将这个大方向划分为与自身研究领域相符的项目供硕士研究生参考,并在整个团队中起到监督作用,这样他们不必花费太多时间用于解决琐碎的问题,可以专心投入到较高层次的研究中去。
硕士研究生将项目划分为自己熟悉并适合本科生研究的子任务,同时直接参与所属本科生团队的管理,这样不仅巩固了自身的学科基础,同时使得自己的研究可以在一个熟悉而可靠的平台上展开。
对于处于金字塔底层的本科生,他们的疑惑可以在最短时间内得到最大程度的解决。
更重要的是,梯队中学长和导师的研究让他们可以看清自己所参与的任务在整个项目中的地位,为将来独立从事科学研究和承担项目打下基础。
项目导向教学法与梯队制的融合也为整个科研团队培养了大量潜在的储备人才,使得前人的经验得以传承,成果得以延续。
2.2横向分层层次化任务驱动法的革新之二在于所选择的项目在每一个纵向层次上可横向划分为硬件、软件等多样化的子任务,学生可以充分结合个人兴趣、个人特长和将来发展方向选择自己适合的任务。
当前,大学生从众行为普遍,反映出了部分学生自我意识弱化,独立性较差,很大程度窒息了个体思维的独创性、深刻性,也对高校创新型人才塑造带来最直接的负面影响[3]。
小组内任务的多样化为增进学生间的相互作用创造了环境和机会。
在这种“合作学习模式”中,学生之间能协同努力,充分发挥自身及其同伴的学习优势,从而把个体的学习行为与个体与个体之间的人际互动有机地结合在一起,小组成员之间形成一种“利己利人”的学习情境[4],在一定程度上摆脱了学生对老师和同学的依赖性。
3专业综合实践教学的具体实施与探索专业综合实践以公共选修课的形式,本着指导教师自行申报、学生自愿选课的原则面向全体信息工程相关专业的高年级本科生开设。
过去两年中,为了让学生有更多选择,我们设计了10个面向项目的实践方案。
下面仅结合其中的“水情遥测无线传感器网络系统”项目,介绍基于项目导向的层次化任务驱动教学法在专业综合实践教学中的实施流程。
3.1构建教学平台我校是教育部直属并拥有研究生院的211重点高校,学院设有计算机科学与技术、信息与通信工程等博、硕士点。
从本科的基础教学到研究生的科学研究具有很好的连贯性,可以实现在一名博导教授的带领下,以若干青年教师为骨干、研究生为中坚力量,本科生积极参与,形成各具特色的科研梯队。
同时,我校是一所以水为特色的综合型大学,这为电子信息类的学生设计提供了很好的应用方向。
在完成了指导团队的构建后,为保证实践课程的实施效果,我们严格控制每位老师指导的学生不超过15名,每个研究生所在小组不超过4人。
学院在经费、场地和仪器设备使用上给予大力支持,经费由学院从教学实践经费中开支。
3.2结合热点、创设情境从建构主义学习理论的观点来看,学习总是与一定的“情境”相联系,因为在“情境”的媒介作用下,那些生动直观的形象才能有效地激发学生联想,唤起学生原有认知结构中有关的知识[5]。
我们将无线传感器网络设定为一种用于水资源、水环境自动化监测和遥测遥控的全新的信息获取方式和手段。
从项目公示到分组互动到任务实施,我们一直以此为“情境”,向学生介绍传感器网络的基本内容和基础技术,帮助学生答疑解惑。
对学生来说,实现了积极的意义建构,学习的直观性和针对性得到加强,真正体现了项目驱动的优越性。
3.3设计课题,明确目标根据层次化的概念结合指导团队的知识结构,我们如图2所示划分了项目的方向、子课题及任务。
在项目提出后,青年教师及博士研究生分别划分出偏硬和偏软的两个方向,而由将要直接带领本科生小组的硕士研究生拟定子课题及任务的设计方案,指导教师仅对设计方案的可行性做出监控。
子课题应当具有实用性强,综合性强,技术水平发挥余地大的特点。
在本项目中,我们设计的4个子课题及其所涉及的电子及计算机相关课程分别如下:1) 节点及通信模块设计:高频电子电路、单片机技术、嵌入式系统等。
2) 电源及传感器设计:模拟/数字电子线路、计算机接口技术,传感器技术等。
3) 节点协议栈设计:计算机通信网、操作系统、通信原理等。
4) 上位机管理系统设计:数据库原理与应用、WebGIS系统设计、C#等。
子课题包含的任务可以划归为4大类,对应教学目标如下:1) 电子线路设计类:掌握任务涉及的模拟、数字电路,传感器的信号调理方法及其与MCU的接口电路;熟悉常用元器件的辨识及焊接工艺,掌握Protel DXP绘制电路原理图和PCB图的流程,了解热转印法制作PCB。
2) 嵌入式硬件系统设计类:掌握嵌入式系统常用外设的硬件电路,熟悉其物理层和HAL 层的驱动程序设计方法;通过低功耗无线传感器节点设计总结出低功耗电路设计应当遵循的原则;通过2.4G射频通信电路的设计归纳出PCB的布线原则。
3) 嵌入式软件系统设计类:认识嵌入式操作系统,通过解析精简ZigBee协议栈掌握无线传感器网络协议的分层结构和设计方法;提出开发40K左右的传感器节点微型操作系统(micro-OS)的解决方案,提高软件的重用性,降低应用开发的难度。
4) 上位机应用程序设计类:掌握与下位机的串口通信方式;熟悉基于大型关系数据库管理系统(SQL Server, Oracle)的数据库结构;掌握利用Mapobjects的GIS二次开发方法。
根据本项目的特点结合传感器节点的部署,实现区域水文信息查询检索,组态图形、属性数据管理,统计分析等功能。
任务的规模要适量,根据设计的目标、时间等来确定。
课题划分出的任务均提供标准的设计方案,学生亦可自行设计方案,或在标准方案上进行改进。
例如,学生既可以按照给定的方案设计浮子式水位计的接口电路,也可自行设计非接触式的超声波水位计。
3.4确立分组,划分任务在方案确立以后,学生选课前的任务和指导团队公示是一个必需环节,必要时还应当组织一次选题指导讲座进行有效的宏观引导,向选课的同学介绍相关课题的研究背景、意义和预期目标。
指导教师通过展示前期收集的大量文字、图片资料以及实物,给同学带来感性认识,由学生选定自己感兴趣的分组。
专业综合实践课相比以往的实验课和课程设计明显增加了实践技能要求的难度,因此实践前的任务分析是一个十分重要的环节,可视具体情况把总任务分解成一些“阶段任务”,通过细化任务,可使学生明确具体的小任务,培养学生解决问题的思路,从而保证学习的方向和目标。
例如任务“水情传感器及其接口电路”的标准方案要求完成以下子任务。
1) 设计可以测量环境温湿度的传感器电路。
综合考虑成本和低功耗的因素,可选用数字一体化的温湿度传感器DHT11,它采用单总线方式连接,外围电路简单,因此设计重点在于MCU对数据IO读写时序的控制。
2) 设计翻斗式雨量传感器的接口电路。
翻斗式雨量计采用干簧管输出翻转脉冲,对脉冲的计数即可实现雨量统计。
于是将问题转换为利用MCU的外部中断和定时器功能和实现单位时间内脉冲触发次数的统计。
在理解了各类传感器工作原理的基础上,按照规范的流程设计接口电路和驱动程序让学生建立完成课题的信心:一个复杂的大项目原来可以划分成多个简单的小任务完成,并不是那么遥不可及。
通过完成以上两个小任务,学生熟悉了MCU的开发环境以及IO、定时器、中断的使用方法,又扩展了新的任务。
3) 设计一种非接触式测量的超声水位计。
超声水位计利用测量超声波从发射端到达水面并反射回接收端的渡越时间完成距离测量,并利用温度传感器补偿当前温度下的声速。
经过分析,决定采用收发一体的方案,于是任务又被进一步细化。
子任务1:设计40kHz的波形发生及放大电路;子任务2:设计波形接受端的三级放大电路;子任务3:设计检波电路,将模拟信号转换为中断触发信号;子任务4:在任务2的基础上,利用定时器和外部中断统计渡越时间内的计数脉冲个数,并将计数值转换为实际时间;子任务5:将DS18B20测得的温度值换算为空气中的声速;子任务6:距离=声速×渡越时间/2,求得水位。
