任务驱动型实验教学模式的实践与探索

元泽怀，陈晓明

（肇庆学院电子信息与机电工程学院，广东肇庆 526061）

任务驱动型实验教学模式的实践与探索

元泽怀，陈晓明

（肇庆学院电子信息与机电工程学院，广东肇庆 526061）

为了改变传统实验教学模式的缺陷、提高人才培养质量，必须加强专业课程实验教学的改革与建设。介绍和总结了具有开放式与设计性特色的“电子设计制作与调试”课程在探索和实践任务驱动实验教学模式方面的做法。实践证明，任务驱动型实验教学模式能够把抽象的理论教学与生动活泼的实践教学结合起来，有利于全面提高学生的专业实验技能，培养学生的综合素质，提高学生的创新能力。

实验教学模式；任务驱动；实验室开放

随着高校扩招和高等教育改革，我国的高等教育已由精英教育向大众化教育转变。这种转变引发了一系列教育模式的改革，即从传统的以学科知识为主的专业教育向现代的以促进人的全面发展的通才教育的转变。最有代表性的就是以“加强基础，淡化专业”为指导思想的“宽口径、厚基础、复合型”的本科人才培养模式。反思十几年来的改革成果，这种模式对扩大学生的知识面，促进学生的全面发展起到了很大的促进作用。但是，从另一个角度看，由于过分强调“宽”与“厚”，导致课程门类众多、内容交叉重叠严重，大大挤占了专业课时。其结果是学生对各学科都有涉猎，但好似蜻蜓点水，到头来什么都知道一点，又什么都不精，尤其是缺少专业技能训练，导致大学生专业技能与特长缺失［1］。

地方高校每年用于购置实验设备仪器的经费非常有限，而且学校总是从整个办学层面来考虑每年的实验室建设经费，实行“大锅饭”分配经费。实验室建设进度必须分期分批建设，特别是工科实验室建设，因资金需求较大，往往不能购置足够数量的实验仪器，加上学生数每年递增，出现实验设备数不能按学生数分配，有时可能需要好几个学生共用一套实验设备，这样一来，学生在实验时只能大致了解实验内容，而动手机会较少，导致未能深入理解和掌握相应的知识点。因此，这种传统的实验教学方式在实验教学设备不足的情况下势必会影响教学质量，导致学生专业实践动手能力下降，理论教学与实验教学出现脱节。为此必须探索和寻求解决这种矛盾的有效实验教学模式，才能提高学生的专业实践动手能力［2］。

“电子设计制作与测试”是一门实践性很强的综合性专业课程，该课程的实验教学采用设计任务驱动的模式，即相应的实验内容以设计性课题的方式，按照学科知识体系给出基础性实践—提高性实践—综合设计性实践3个环节的若干个“任务”，学生通过自行设计、自己动手实验，在完成比较复杂的综合实验的过程中，加深对课本上理论和概念的理解，培养独立获取知识的自学能力、解决问题的实践技能和综合素质。

本文以该课程的实验教学改革实践为例，对基于任务驱动的实验教学模式进行实验教学方法探索与总结分析。

1 任务驱动型实验教学模式与学生创新能力培养的要求

任务驱动法就是将所要学习的新知识隐含在一项或几项任务中，学生通过对任务进行分析、讨论，明确涉及的知识并找出其中的新知识，然后在教师的指导、帮助下找出解决问题的方法，有助于培养学生的自主探究能力和创新能力［3］。

基于“任务驱动”的教学理论强调以学生为中心、以教师为主导，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生建构意义的帮助者、促进者［4］。教师根据学科知识体系给出基础性实践—提高性实践—综合设计性实践3个环节的若干个“任务”，这些“任务”通过点、面结合，以点带面、以旧带新，形成若干个项目，让学生自主选择，只要达到教学大纲的要求即可，同时欢迎有能力的学生做更多的提高性和综合性实践项目，以提升学生自己的能力。

基于“任务驱动”的渐进式开放实践教学模式就是让学生在一个个典型的“任务”驱动下开展实践学习活动，引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成系列任务，从而得到清晰的思路、方法和知识的脉络，在完成“任务”的过程中，培养学生分析问题、解决问题以及应用实验设备的能力［5］，同时激发学生的求知欲望，培养学生独立探索、勇于创新的精神。

这种任务驱动模式的实验教学方法是以学生创新能力培养为目的的，学生在若干个“任务”的驱动下，自己根据实验项目（任务）的要求，独立拟定实验方案、设计实施步骤、完成实验过程，指导教师只负责对实验方案进行审查，在实验过程中给予必要的启发与引导，以及实验完成以后对实验结果和报告进行评价［6］。实验内容及要求应具有开放性、探索性和创新性，让学生在“开放的空间”里自由开动脑筋，形成自由学习的氛围［7］。学生在这种实验教学模式下获取的知识很扎实、很深刻，任务驱动模式的实验教学方法完全符合学生创新能力培养的要求。

2 任务驱动型实验教学模式在电子设计类课程实验教学中的实践与探索

为了改变传统实验教学模式的缺陷、提高人才培养质量，必须相应加强实验教学的改革与建设。从2005年开始，学院单独设置了“电子设计制作与测试”课程，总学时为72学时，分2学期完成。该课程实验模式通过不断地探索与改革，现已形成一套基于任务驱动法的实验教学模式。这种模式已在我学院几届电子信息科学与技术和电气工程及其自动化专业中成功实施。实践证明，这种实验模式很受学生的重视和欢迎，教学效果良好。

2.1 任务的选择与设计

任务驱动教学模式的重点和难点在于任务的选择与设计。实施教学过程中，教师对所选定的工作项目的理解，直接影响学生的学习效果。因此，教师备课需要明确任务、要解决的问题，关键点在哪里，需要预测学生在完成任务中易出现的问题，以及如何解决问题［8］。

本课程通过改革实验教学模式，实行指定设计任务和可选设计任务相结合，设置了6个指定设计任务及10个可选的设计任务模块。指定设计任务，是指学生必须按照规定的内容和技术指标要求去完成设计任务；可选设计任务模块，是指学生可根据提供的实验模块内容，自主选择感兴趣的实验题目。由于这些实验任务全部是综合性、设计性实验，涉及的知识面较广，所以将实验的选择权交给了学生。

指定设计任务的实验，由于设计内容要用到规定章节的知识点，一般都限定了题目方向，学生的思维自由度不高，但可对内容实现的功能进行扩展；可选设计任务的题目，学生可根据自己的特长爱好选择其中1～2个项目进行研究，设计范畴涉及到气压、温度、超声波、位移等检测技术和声光报警、电机控制等控制技术，如音乐播放器、水塔水位自动控制系统、出租车计价器设计等，然后再进行理论性设计，并以科技论文的形式撰写实验报告，若有兴趣，还可以在课外进入开放实验室进行设计制作。这种选择模式打破了学生为做实验而做实验的局面，真正做到学生想做实验而做实验的格局，创造出一种严谨、宽松的氛围。

2.2 任务实施

在任务实施之前，先将学生分成若干个设计小组（每组在3人左右为最佳），由小组成员推荐出小组长，并使学生明确自己的学习目标以及自己需要解决的问题。在项目的实施过程中，允许学生进行交流、讨论、分析。教师作为一个指导者，要注意观察学生，发现学生出现的问题，积极鼓励每个学生去主动、大胆地完成项目任务。

由于实验有一定的难度，学生对实验设备和操作技术比较陌生，容易在实验过程中出错。允许每位学生根据自己的学习生活具体情况安排各自的实验，因此，实验室对学生开放，这样就使每位学生都有充裕的时间进行实验，而不会因为时间紧迫而胡乱对付完成实验。实验失败的学生可以安排时间重做实验，有兴趣的学生可以安排时间尝试创新，如改进和增加新的功能等，例如在数字钟设计实验中，除了必须完成基本的时分秒计时和显示功能外，还可加校时、报时、万年历、触摸报时等功能。这样既充分发挥了学生的主观能动性使其能够更好地完成实验，又充分利用了设备并避免了因实验条件有限对学生实验的影响，从而保证了实验教学的高质量和良好效果［9］。

“以项目驱动为导向”教学法的实施过程虽然没有了满堂灌的讲授，但也并没有减轻教师在教学过程中的负担。周密详细的课前备课已远远不够，需要教师能充分关注学生设计任务的实施过程，开展任务实施的中期检查工作，及时收集反馈信息，根据学生反馈的情况对教学内容进行动态调整［10］。

2.3 任务实施结果评价

任务实施结果评价是指对学生的学习情况与任务完成情况做出反馈和评价，是总结与提高的重要阶段。通过评价结果可以对学生起到激励、反馈的作用，使学生在一种良好的心理状态下不断学习、进步［11］。评价的内容包括任务的完成情况、各知识点的掌握以及其他的能力获得等。对优秀的设计作品由设计小组在课堂上进行分享讲解，让大家对整个设计任务进行较深入的总结和提高。

2.4 考核方式的改革

采用立体考核方式，即将课程考核与任务实施情况考核相结合的考核方式，其中课程考核30%，任务实施情况考核占70%。课程考核主要是指针对专业知识的体系结构、知识的理解和应用的考核。任务实施情况考核是指基于教学目标预先制定的过程评价和结果评价相结合的考核方式，采用小组活动备忘录、设计报告和现场答辩记录相结合的方式［12］。

3 结束语

任务驱动实验教学模式旨在改革课程实验教学方法、提高学生专业实践动手能力和创新能力，这种实验教学模式特别适合地方高校工科专业课程的实验教学需要，能有效缓解地方高校实验室建设经费投入不足与学生创新能力培养之间的矛盾［13］，打破“学生为做实验而实验”的传统实验教学模式。基于任务驱动型的实验教学模式已在我院电子专业部分课程中进行实践与探索，很受学生欢迎，教学效果良好。

（References）

［1］元泽怀.开放式设计性综合实验课程教学的改革与实践［J］.实验室研究与探索，2009，28（11）：120－122.

［2］元泽怀，陈英俊，李廷洪.学生与学校共建开放实验室新模式探索［J］.实验技术与管理，2010，28（3）：156－158.

［3］张文昭，李艳芳，刘爱林，等.任务驱动法和项目教学法整合在单片机课程中的实践［J］.湖南科技学院学报，2010，31（12）：99－101.

［4］王华香，蒋永平，文元美，等.基于“任务驱动”的渐进式开放实践教学探讨［J］.中国现代教育装备.2007，10（56）：127－129.

［5］史凤隆，邹开凤.探索新的实验课教学模式培养学员创新能力［J］.实验室科学，2008，4（2）：19－20.

［6］孙立民，潘信吉，王晓迪.构建开放性创新环境的探究与实验［J］.实验室研究与探究，2006，25（1）：89－91.

［7］黄瑞，守成，尹晓霈.加强实验中心建设，提高大学生实践创新能力［J］.实验技术与管理，2006，23（12）：128－131.

［8］刘咏梅.实验教学改革与创新人才培养［J］.实验技术与管理，2005，22（12）：101－106.

［9］夏蔡娟，刘汉臣，张英堂，等.工科院校开放式实验教学模式的探索［J］.西安邮电学院学报，2011，16（增刊2）：136－138.

［10］葛玉蓝.加强开放式实验教学提高学生的综合素质［J］.电气电子教学学报，2002，24（4）：65－67.

［11］汪晓艳，程超.“任务驱动法”教学的创新思考［J］.湖南科技学院学报，2008，29（8）：241－243.

［12］马耀宗，刘道新，谢发勤.改革专业实验课教学方法多途径培养学生素质［J］.实验室研究与探索，2008，27（7）：111－113.

［13］皮之军，李建海，于敏，等.开放式实验教学模式的研究与探索［J］.实验技术与管理，2010，27（5）：27－29.

Practice and exploration of task－driven experimental teaching mode

Yuan Zehuai，Chen Xiaoming
（Faculty of Electronic Information ＆Mechanical Electrical Engineering，Zhaoqing University，Zhaoqing 526061，China）

In order to change the defect of the traditional experimental teaching mode，and improve the quality of personnel training，the reform and construction of the experimental course teaching must be strengthened.This article introduces and summaries some practices of an experimental course－“Electronic Design，Produce，and Debug.”It is an opening and design mode.Its practice proves that to establish integrated experiment courses can combine the abstract theory teaching and the lively and vivid practice teaching.It can help to raise college students’experimental skills comprehensively，and it can cultivate their overall quality.

experimental teaching mode；task－driven；laboratory opening

G642.0

B

1002－4956（2014）1－0169－03

2013－06－15 修改日期：2013－09－05

广东省教育厅实验教学基金资助项目（20082801）；肇庆学院教学改革特别项目（JGYB201201）；肇庆学院教学研究项目（JY201040）

元泽怀（1975—），男，广东惠来，硕士，高级实验师，研究方向为嵌入式系统开发及技术、实验教学与实验室管理.

E－mail：yzhuai＠zqu.edu.cn