项目导向和任务驱动教学模式在计算机硬件课程中的实践应用

韩月霞，谢方方，陈静，谢志英

（军械工程学院信息工程系，石家庄　050003）

项目导向和任务驱动教学模式在计算机硬件课程中的实践应用

韩月霞，谢方方，陈静，谢志英

（军械工程学院信息工程系，石家庄050003）

0　引言

随着军队装备信息化建设步伐的不断加快，计算机硬件技术在军队武器装备中扮演着越来越重要的角色。《计算机硬件技术基础》课程针对装备信息化发展对计算机硬件的需要，全面培养学员的硬件工程实践能力。在传统的教学模式中，仍然多采用“教师讲、学生听”的教学模式，教员基本按照教材的编排顺序进行讲解，学员被动接受知识，多数学员上课听得懂，在完成作业或解决具体问题时却没有思路，理论与实践相脱节，学生动手能力偏弱。因此，如何让学生将课程中学到的理论知识系统性的应用于解决实际问题是教学改革中所面临的一个重要问题。本文将理论教学和实践教学相结合，以解决实际问题为中心，构建项目导向和任务驱动教学模式，依靠项目实践提高学员的工程实践能力，为军队信息化、装备信息化建设提供人才支撑。

1　项目导向和任务驱动教学模式

项目导向和任务驱动是建立在建构主义学习理论基础之上的一种发现-探究式学习模式。建构主义认为，学习的过程是学习者主动建构知识的过程，学生是学习的主体，教师是学生知识建构的帮助者和促进者，要注意引导学生采用探索、发现式方法进行学习，使其主动完成知识的意义建构［1-2］。《计算机硬件技术基础》课程的重要特点是具有较强的实用性和实践性，非常适合应用集教、学、做于一体的项目导向和任务驱动教学模式，以具体项目为主线，以项目分解的各阶段任务为驱动，将教学内容融入到一个个任务中，引导学生自主探索、边学边练、协同合作，最终完成相应的学习任务，在完成项目的过程中体会解决实际问题的全过程。项目各阶段任务流程如图1所示。

图1　项目各阶段任务流程

学员以小组形式选定不同的项目，各小组项目选题虽然不同，但每个项目都涉及相同的主要知识点，拥有相同的阶段任务，可按照 “基础理论学习→电路设计→汇编语言程序设计→电路仿真→实物搭接”的任务流程顺序展开。在完成各阶段任务的过程中，学生在教师的指导帮助下，学习完成任务所需的知识与技能，形成完整的知识链条，通过完成一系列的阶段任务将项目的各个环节串联起来，最终完成整个项目。

2　教学实践

项目导向和任务驱动教学模式就是将学生的学习活动与实际的项目相结合，通过完成实际项目激发学员的探究欲望，调动学员学习的积极性。在教学目标的指导下，精心设计项目选题，重组教学内容，量化考核机制，将理论教学与实践应用充分结合，着力培养学员的工程实践能力。

1.1设计教学项目

在项目导向和任务驱动教学模式实施过程中，项目是整个教学活动的核心，项目选取是否合适，将直接影响整个课程的教学效果［3］。项目选题既要符合课程要求，包含课程相关知识点，又要紧贴装备或联系生活实际，激发学员学习兴趣［4］。依据课程特点，课程组精心设计了适应课程并与装备保障和生活实际息息相关的10余个实验项目，例如音乐播放器、篮球积分器、简易计算器等生活类项目。在项目实施过程中，一方面使学员了解硬件在装备中的应用，确保学员在装备课程学习中具有良好的硬件基础；另一方面，趣味性的生活实际项目激发了学员学习的动力，使学员主动发挥想象力和创造力解决生活实际问题。同时，为提高学员的积极性和主动性，学员也可以根据选题要求自拟题目，但是教员要进行严格把关。

2.2重组教学内容

为了更好的完成既定项目，课程组重组教学内容，使教学内容与任务流程相同步，以便教师的教学与学生的学习更好地围绕阶段任务来完成［5］。

首先，调整了原有课程章节顺序，按照阶段任务的实现过程对教学内容进行组织优化，将存储器设计、典型接口芯片等硬件内容提前，将指令系统和汇编程序设计两部分内容穿插到项目实施过程中，删减部分陈旧或与实际应用结合不紧密的知识点［6］。例如在指令系统部分，只精讲传送MOV指令、加法指令和IN/OUT指令等常用指令，对于减法、乘除法等类似指令以及串操作等非常用指令改由学员自主学习。

其次，适当淡化微机内部和芯片内部工作原理，强化外部接口与应用，加大了典型芯片应用课时数，增加装备保障典型案例。例如在讲解I/O接口通信无条件输入/输出方式时，以装配在某型飞机上的某型火控雷达的参数显示和状态指示为例进行讲解。又如在8255A并行接口芯片应用中，引入某型单体设备故障状态检测案例，使课程内容紧贴装备，提高学员学习的主动性和积极性。

再次，增强课程实践应用环节，尽可能多地引入课堂实验进行教学。一是引入Proteus电路仿真模拟软件，一边讲解理论知识，一边利用Proteus设计硬件电路，做到课堂教学既有理论支撑又有实践证明。二是采用“实验箱进课堂”方式，对于课堂所讲解理论知识，直接在实验箱上进行实验，通过数码摄像头投影到大屏幕上进行现场展示，给学生以最直观的课堂教学效果，在很大程度上提高了学生对课堂知识的理解和应用能力。

2.3量化考核机制

考核机制是检验教学效果、促进教学改革的重要环节。课程组打破传统的只侧重考查学员理论知识掌握程度的考核模式，增加过程性评价，量化考核标准，确定了“笔试50分+平时20分+项目设计30分”的综合考核机制。

首先，精炼了理论考核，考核内容在原有试题库基础上，加大了综合考核试题力度，避免临阵磨枪现象。

其次，加强平时考核，从多角度量化各评价指标。各评价选项量化分值如表1所示。课堂表现可以根据主动回答问题次数及质量或学员充当“小教员”授课情况酌情加分，根据课堂睡觉、交头接耳、看课外书等情况进行扣分；课后表现根据阶段测试成绩和作业完成情况进行给分。各项加满、扣完为止。

表1　评价选项分值量化表

再次，增加项目设计考核，跟踪记录项目完成情况。包括项目阶段检查和综合汇报答辩，综合汇报答辩从项目选题、PPT汇报、作品演示、项目答辩、材料准备（项目报告）及小组的团队合作等6个方面对学员进行考核，如表2所示。可以采取教员评价、小组自评、小组间互评相结合的方式为学员评分。

表2　综合汇报答辩评分标准

3　存在问题

在教学实践过程中，要保证项目驱动和任务导向教学模式顺利展开并取得良好的教学效果，应注意以下问题：

（1）监督项目进程，给予正确指导。在该模式下，不仅要求教员具备深厚的理论体系，还要求教员有丰富的实际项目经验，对于学员在完成项目过程中遇到的问题有预判、有准备，能够有效监督和指导各小组项目实施进程，从而引导学员独立思考，正确理解和掌握知识。

（2）软硬件协同教学，构建系统思想。在项目完成过程中，不仅涉及到硬件电路设计，还包括软件编程，这就需要整合计算机软、硬件教学内容，适当进行软硬件交叉教学，使学员对计算机软、硬件知识能够融会贯通。

4　结语

实践证明，将项目驱动和任务导向教学模式应用于计算机硬件课程中，学生入门快、兴趣高、实践动手能力强，教学效果令人满意。该教学模式让学生带着实际项目进入到课程学习中，学习目标和目的非常明确，学生可以将课堂上学习的理论知识直接运用到实际开发中，看到真实的运用结果，教学过程生动直观。同时，在项目实施过程中，学生不断地进行尝试探索、自主学习和合作讨论，有利于培养学员主动学习、独立分析解决问题以及团队合作的能力，对工程实践性强的计算机操作类课程的教学改革有着积极的实践意义。

［1］郭银章，赵俊忠.基于项目任务驱动的计算机网络课程教学方法［J］.计算机教育，2011（13）：84-86.

［2］郭绍青.任务驱动教学法的内涵［J］.中国电化教育，2006（234）：57-59.

［3］冉燕辉，唐万梅.任务驱动教学模式在数据结构课程设计中的应用探究.计算机科学，2013，40（11A）：389-391.

［4］胡英，廖瑞华.项目教学法在《计算机网络》教学中的应用研究.湖南第一师范学员学报，2011，11（1）：55-58

［5］薛光明，郑伟.基于任务驱动与案例教学相结合的单片机课程教学模式的研究.教育研究与实验，2010（3）：113-115

［6］周荷琴，冯焕清.微型计算机原理与接口技术［M］.合肥：中国科学技术大学出版社，2013.

1007-1423（2015）28-0017-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.28.004

韩月霞（1979-），女，河北邯郸人，硕士研究生，讲师，研究方向为信息安全和嵌入式物联网技术

2015-07-23

2015-09-20

针对课程教学中的问题，根据课程教学实践特点，将理论教学和实践教学相结合，构建集教、学、做于一体的项目导向和任务驱动教学模式，以具体项目为主线，以项目分解的一系列阶段任务为驱动，将教学内容融入到设定的任务中，引导学生自主探索、边学边练、协同合作，在完成项目的过程中培养学员的工程实践能力。

项目导向；任务驱动；计算机硬件；教学模式