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“項目導向、任務驅動”教學法在MATLAB課程改革中的應用

作者:未知

  摘 要:分析了MATLAB課程在教學過程中面臨的困境和優勢,提出了“項目導向、任務驅動”教學方法,從學習模式、課堂教學、師生角色轉變及考核體系等方面來討論該教學方法的實施。
  關鍵詞:項目導向;任務驅動;MATLAB
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.219
  MATLAB是科學計算和工程計算中當前最優秀的一種語言,它涵蓋科學計算、系統建模和圖像處理多種功能于一身,具有界面友好、易學易用、語法簡單、功能強大和易應用等特點,廣泛用于電子、機械、航空、生物、化工等各領域[1]。MATLAB是礦物加工工程專業開設的一門專業選修課,MATLAB在選煤中的應用,不僅能解決可選性曲線、分配曲線的數據處理和繪制,克服了傳統手工作圖費時、費力、速度慢和易受人為因素影響等缺點[2];同時,設計者通過對一系列技術經驗數據處理,特別是數理統計、數值計算和最優化方面,能形成統計規律,結合專業經驗,提高選煤工藝設計和設備研制的能力。
  1 MATLAB課程教學中存在的問題
  1.1 學生被動學習,缺乏主動性
  在學習過程中,學生主要以教師的講授獲得MATLAB知識和技能,學生缺乏自主學習的能力,在未來的職業生涯中,是很難勝任新工作的。在教學過程中,教師不僅要教授給學生知識和技能,還要注重學生自主學習能力的培養[3]。
  1.2 先理論、后實踐,教學效果差
  MATLAB課程具有較強的應用性和實踐性,傳統教學中一般是先學習理論知識,再進行實踐操作或專業技能訓練,學生在最初學習理論知識時,常會感到很抽象、似懂非懂,進入實訓學習階段,學生雖然比較感興趣,但是最初學習的理論知識已淡忘,僅局限于模仿性操作訓練,雖然加強了實踐教學,但是教學效果仍然很差[5]。
  1.3 理論聯系實際不夠,教學資源與現實脫節
  現今,出現產業適用性人才資源短缺現象存在的重要原因是傳統教學模式培養出的學生在自主學習能力及知識結構等方面與社會實際需求嚴重脫節,教師知識內容沒有及時更新,內容陳舊已被淘汰。這要求教師要不斷提升和完善自身知識結構,同時考慮企業的需求、學生的特點、教學資源的更新[3],改革傳統教學模式,探索新的教學方法,促進學生的可持續發展,在短時間內將MATLAB知識讓學生消化吸收。教學實踐證明,“項目導向、任務驅動”教學方法非常適合礦加專業MATLAB課程的教學。
  2 基于“項目導向、任務驅動”的教學模式設計
  “項目導向、任務驅動”是將項目教學法與任務驅動法相結合,以構建主義學習理論為基礎的教學方法[9],是師生通過實施一個完整項目而進行的教學活動,該法中學生是實施項目的主體,項目方案的設計、詳細分析和研究均由學生負責具體實施,教師是項目教學實施的組織者和協調者,起到答疑、指導的作用,學生了解項目任務的相關知識,然后開始學習相關知識,目的是熟悉項目的基本要求以及實施過程的重點和難點,整個過程中能充分展現學生解決問題的能力[6]。
  教學目標被教師融入到任務中,引導學生對實施的任務進行分析、討論、總結,讓學生在完成任務的動機驅動下,發現問題,解決問題,完成任務,建成了“自我成就感”,加強了學生學習的動機,即“成就動機”,從而形成主動學習,主動建構的良性循環[4]。
  3 教學方法的實施過程
  3.1 創建教學項目情境
  情境是任務型教學不能缺少的內容,要保證教學效果,必須設置相適應的教學情境。將問題產生的情境和能解決的問題等一些內容融入其中,引導學生了解項目,對項目產生濃厚的興趣,提高學生學習的積極性。
  3.2 定義目標設計任務
  任務驅動型教學中重要的內容之一就是任務設計,教學效果會受到“任務”設計的直接影響[7]。在任務驅動教學法中,多個教學子目標組合成教學目標,制定教學目標尤為重要。在進行教學任務設計時,首先要確保任務目標和學生能力相對應,同時還要具有多樣性、兼容性、可執行性、綜合性、階段性和層次性,融合學生自身的知識含量和能力,不斷促進其自身知識和能力體系發展和完善,實現全面發展[7]。依據學生對學習需求和特點,因材施教,設計出符合學生自身情況和特點的任務,提高教學效果和質量。任務設計主要體現三個方面:一是編制以教學目標為中心的大綱,并依據大綱內容編制授課計劃;二是因材施教,充分挖掘學生的潛力和特點,最大程度發揮學生的主體作用;三是要對當前社會環境進行分析,掌握社會大環境對所需人才培養的要求和規格[7]。
  3.3 學生分組
  作為任務驅動教學項目的一個重要學習形式,就是對學生進行分組,協調搭配,在分組過程中,應該充分考慮到學生的基本情況和特點,分組適當,否則會導致各組實力差別過大,太強的組會覺得項目過于簡單,無法施展自己的實力,缺乏挑戰,太弱的組進度緩慢,有時竭盡全力也無法完成任務[8]。在進行分組的過程中,需要教師發揮自己的協調作用,合理進行分組,做到組與組之間各具特色,各有長處,實力相差不大,成員間能夠充分發揮團隊作用,完成項目。
  4 考核方法改革
  傳統的考核方式單一,內容多數源自教材,考核的命題形式過于簡單規范化,使得學生重視分數輕視積累,過于關注結果不重視過程。考核方式不僅是調動學生積極性和競爭意識的重要方式,也是學生學習方發、能力、知識和素質養成和提高的重要方式和杠桿,因此,在不斷的探索和實踐中,形成了科學、實用的“以過程考核為基礎的多元化”考核形式。過程考核運用于整個學習過程,是對學生全方位的考察,主要指標有多次階段知識和技能測試、學生出勤率、參與項目表現、項目質量、自主學習和創新能力和團隊協作與溝通能力等[5]。
  教學實踐成果表明,項目教學與任務驅動式相結合的教學方法,在“MATLAB”教學中獲得了較好的教學效果,在培養學生發現問題、分析問題、解決問題等方面有顯著影響。但是,項目教學與任務驅動式教學方法也存在一定的弊端,在具體學習和講授的過程中,應結合選煤知識,以MATLAB為基礎,將計算機技術與選煤技術有機結合,以能力培養為教學目標進行教學改革,進一步不斷完善教學效果。
  參考文獻:
  [1]李賢國,張明旭,李新等.用MATLAB處理選煤數據[J].山西焦煤科技,2005(08):35-37.
  [2]朱新飛,韋魯濱,杜軍等.利用MATLAB制作煤炭可選性曲線的圖形用戶界面[J].煤炭加工與綜合利用,2008(5):29.
  [3]秦燊.“項目導向、任務驅動”教學法在計算機專業課程教學改革中的應用[J].計算機教育,188-189.
  [4]趙海冰,李瑛.淺談項目教學與任務驅動在“C程序設計”教學中的應用[J].計算機工程與科學,2014:319-320.
  [5]房丙午,劉力.項目導向,任務驅動教學方法在高職軟件技術專業教學中的應用[J].長春理工大學學報,2011(02):185.
  [6]王銀銀.基于“項目導向、任務驅動”教學法的《物流成本管理》課程改革與實踐[J].物流科技,2013(11):50-51.
  [7]沈愛鳳,韓學芹.職業教育中“任務驅動式”教學模式的探討與應用[J].職教論壇,2016(02):46-49.
  [8]郭煥萍,洪亮等.運用混合教學開展任務驅動式教學項目的研究[J].黑龍江高教研究,2017(10):165-167.
  [9]馬艷,王浩.面向對象數據庫程序設計教學方法研究——以ACCESS數據庫為例[J].長江大學學報(自然版),2011(08):135-136.
  基金項目:黑龍江工業學院高等教育教學改革項目
  作者簡介:孫景丹(1987-),女,黑龍江大慶人,碩士,講師,從事礦物加工工程。
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