项目驱动法在专业综合实习中的应用

摘 要：专业综合实习是电子信息、网络工程、计算机等专业的重要教学实践环节,一般安排在第7学期,是对前6学期专业知识的应用,综合性和实践性很强.专业综合实习以完成项目为实施方法,有利于培养学生对知识的综合应用能力,可以使学生在综合实习环节增强知识运用能力,提高综合素质.

关 键 词：专业综合实习项目驱动法实践教学

专业综合实习是顺应当前社会对“应用型”人才的需求而设计的一个教学实践环节,一般安排在第7个学期,为期6周,旨在引导学生总结3年来学习的专业知识,以及如何灵活运用于实际工程,以期培养学生的综合应用能力和电子设计能力.

项目驱动法是以“项目”的形式进行教学,其主要特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”,使学生主动参与、自主协作、探索创新[1].

1.实习项目的确定实施

专业综合实习目标是培养学生运用所学本专业知识分析解决实际问题的能力、独立工作能力、创新意识和协作精神,要实现这一目标,首要任务是确定一个合适的项目[2].设置一个覆盖大部分专业课程、又有连贯性的项目既是挖掘学生综合应用能力的工具,又能帮助学生建立知识体系,提高实践能力,增强自信心,培养协作精神[3].

1.1实习项目的确定

设置一个合适的项目是“项目驱动法”实践教学的前提[4].从对信号的处理角度分析,实习前专业课程包含信号采集、加工、放大、计算、处理、显示、传输、控制等环节.通过研究、调研和讨论,专业综合实习项目围绕信号的处理确定.

第一,选择信号处理核心器件,学生的储备知识有计算机、单片机和DSP,由于实习周期短,要实现实习目标,选择可扩展性强、规模不大并且实用的单片机作为项目的核心处理器件；第二,选择处理什么信号,因为项目的实施办法确定为Proteus仿真,其元件库当中常用的信号采集元件是压力传感器和温度传感器,由于学生对温度有比较深刻的感官认识,因此选择温度信号作为项目的处理内容；第三,选择显示方式,由于采集的是温度信号,因此确定为数码管动态显示温度；第四,选择控制方式,输入控制采用按键,这是应用最广泛的一种输入控制方式,对应的输出显示采用不同颜色的LED提示灯；第五,选择传输模式,由于此项目仅用于教学,不会在复杂环境下使用,因此设计为应用串口通信传输给PC机,PC机接收信号、显示并给出相应指令.

基于以上分析,拟定了一个接近实际应用的实习项目“电热水器自动控温系统的设计与实现”.项目的具体要求是：（1）由按键设置四个对应不同温度范围的温度档位,同一时刻只有一档有效；（2）由温度传感器采集水温信号,经过滤波处理、幅值运算、A/D转换之后送到单片机,与此刻有效的档位温度相比较；（3）单片机根据比较的结果发出加热或者等待的命令；（4）温度信号经过单片机计算、处理之后,由LCD或者LED显示温度值；（5）除了设置按键调节档位之外,还设置了语音调节和PC机调节,应用VB工具制作的人机交互界面上也有相应的按钮,通过串口通信可以控制档位,通过语音调节模块控制档位,这一部分是由matlab仿真完成的；（6）扩展自动恒温模块,通过开关控制电路控制出水温度恒定.

1.2实习项目的实施办法

针对项目制定一套行之有效的实施办法,是“项目驱动法”实践教学的主体[5].

1.2.1知识检查与小组划分

知识检查有两个途径,一是调取历史资料,二是现场考试.实习之前指导教师调取每一个学生三年来所有专业课的成绩,并按成绩分类；根据项目所需知识点出一份试卷,组织学生考试,按照此次考试成绩对学生进行分类.

试卷中除了包含如“单片机的种类、TTL电路与CMOS电路的特点”等常识性知识点之外,还包含如“描述‘单片机控制交通信号灯’的设计思路”等综合分析题目,考查学生的逻辑思维能力与全局意识.另外,为了考查学生人格、心理素质、协作能力等方面,出一部分相关测试题进行测试,作为教师进行指导时的参考.

项目的实施采用分组教学制的方法,分组方式有以下三种：第一种是按照三年来的学习成绩将学生分为高水平类、中偏高类、中偏低类、低水平类四类,然后每一类选择1到2人作为一组.第二种是根据实习之前摸底考试的成绩将学生分为高水平类、中偏高类、中偏低类、低水平类四类,每一类选择1到2人作为一组.第三种是随机分组方法,学生根据自己的情况自由结组,指导教师做适当调配,各组人数定为3到5人.

采用不同方式进行分组的目的是找到一种理想的分组方式并沿用.选取2009的三个班分别采用第一、第二、第三种方式进行分组,对其首次考试与末次成绩差值进行统计分析,如表1所示,显示分组方式不是促进学生成绩提高的显著因素.为了避免偶然性,2010年选取了三个班分别采用第一、第二、第三种方式进行分组,对其首次考试与末次考试成绩差值进行统计分析,如表2所示,同样显示分组方式不是促进学生成绩提高的显著因素.因此,专业综合实习的分组方式可以视情况选取三种当中的任意一种.

表12009年成绩差值方差分析表

取a等于0.05,F等于3.15；1.77419<3.15

表22010年成绩差值方差分析表

取a等于0.05,F等于3.23；0.822222<3.23

1.2.2项目分析与模块分配

通过对项目“电热水器自动控温系统的设计与实现”的分析,可以将该项目分为五个模块分别设计和实现,分别是：温度采集模块、显示模块、通信模块、语音识别模块、自动恒温模块,五个模块既相互独立又有联系,实现各模块功能所需知识点对应的主要专业课程,如表3所示.

表3项目各模块所需知识点对应的专业课程

将项目的上述分析公布给学生,同时安排相应的讲座,让学生开始“认识项目”；给学生时间思考和查阅资料,继而“了解项目”；最后学生根据自身对知识的掌握程度,选择项目中的一个模块作为主要任务,达到“完成项目”的目的.1.2.3实习期检验与考核

每一个模块的完成无外乎“系统分析、绘制原理图、程序流程、程序编辑、仿真调试”,因此对于实习期的检验采取“分阶段单项检查”的方案.对于各个模块的每一部分都有特定的知识点与实践方案,所以采取“分散考核”的考查办法.对考核当中出现的共性问题,组织专题讲座解决.每一次考核的分数在综合考评中都占有一定比例.实习期的检验考核办法对学生既有约束作用,又有激励作用,有利于学生回顾旧知识、掌握新知识,提高知识运用能力.

1.2.4成果检验与报告检查

对项目成果的检验,既是检验学生运用知识解决问题的能力,又是检验学生的协作能力和团队精神.检验时要求每一个学生介绍本人负责的模块是怎样实现的,有什么重要的技术指标,在设计和实现的过程中遇到了什么困难,是怎样解决的；介绍本模块与其他模块之间制约关系、本模块的功能强弱对其他模块的影响等与组内其他成员的工作相关的内容.指导教师给每人判定一个分数,同时给这个组判定一个分数,按7：3的比例给出检验总评成绩.

实习报告的撰写培养学生的逻辑思维能力和语言组织能力,指导教师会给出报告的具体格式,会组织针对实习报告撰写的专业讲座,有时还会请一些公司的工程师来讲座或者辅导.对实习报告的检查遵循“形式为主、内容为辅”的原则,实习报告判定的分数占总评成绩的比例比较小,通常在10%左右.

2.项目驱动作用的分析

通过总结四年近30个班电子信息科学与技术专业综合实习的实施效果,显示应用项目驱动法能有效激发学生的学习热情,将专业课程的大部分知识点有机结合,提高学生对知识的综合应用能力,增强学生的创新意识.

每次完成实习之后都对实习效果做一系列.首先考查学生的知识巩固情况,做一次与实习前的“知识检查”类似的考试,两次考试成绩相比较,对成绩增量情况进行统计的结果如表4所示.

表4专业综合实习首次与末次知识检查成绩增量统计表

上表显示,绝大部分学生的成绩有所提高,说明通过项目的实施,学生能够进行专业知识的查漏补缺,增加知识储备.

其次,利用问卷调查学生对专业综合实习的主观认识、看法与建议.调查表都是主观问题,例如：“你认为专业综合实习项目是否有利于巩固专业知识,为什么?”、“专业综合实习对你找工作是否有帮助?”、“你希望做几次专业综合实习,分别是什么时间?”,等等.学生的答案不尽相同,甚至有回答“我希望每个学期都有一次实习”的.大部分学生认为这样执行专业综合实习环节对于自身知识的增长和能力的提高有一定作用.

最后,跟踪毕业设计和就业两个环节,客观分析其“长效作用”.带毕业设计教师普遍反映做过专业综合实习的四届学生和以前没有参加过此环节的学生比较,实践能力和综合应用能力都有所提高.来我校招聘的很多企业在看简历时都很留意“实践经历”这一栏,学生也将专业综合实习的项目显示,因此获得了就业机会.对部分录用我校学生的企业和单位进行了调查,普遍认为这些学生有较高的综合技能、较强的自学能力,并且能够很快适应工作环境.

3.总结与展望

项目驱动法在专业综合实习中的成功运用,调动了学生的学习积极性,使学生在实践中掌握了知识,在工作中积累了经验,懂得了“团队精神和大局意识”,提高了综合素质,具有从学校到就业的“长效作用”.同时为教师的实践教学工作提供了一个模板,有利于教师在其他教学实践环节借鉴经验.