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【摘要】文章將基于項目學習PBL的教學模式，應用于北京信息科技大學自動化學院自動化專業“創新創業競賽實戰”實踐課程教學改革，給出了基于PBL的項目教學模式應用案例，探討了PBL教學模式下課程的考核評價方法。基于PBL的教學模式，對于提升“創新創業競賽實戰”實踐類課程教學效果具有重要作用。

【關鍵詞】項目學習；創新創業競賽實戰；實踐教學；應用案例

項目工程學習教學（Project-BasedLearning，PBL）通常指師生雙方共同進行一個或多個“項目工程”案例而采取的教學進程。它最初思想產生于西方教育領域，該思想最早出現于18世紀歐洲的工科教育，經過多年發展到20世紀中后期逐漸成熟，并發展成為一類具有重要意義的教育思想潮流[1-2]。按照北京信息科技大學自動化學院自動化專業應用型人才培養的總體要求，自動化學院越來越重視實踐性教學環節，在修訂培養計劃時，對各類實踐性環節，比如實習、社會實踐活動、課程設計和綜合實踐環節等都增加了學時數。當然特別注重學生獲取新知識的能力培養，希望在培養過程中學生能靈活運用知識分析和解決實際問題，鍛煉創新能力。“創新創業競賽實戰”課程，是2016年自動化專業修訂本科生培養方案時，新增加的一門獨立實踐課。這是一門高級專業技術綜合運用的實踐課程，以綜合的、類型豐富的實戰項目為內容，對涉及專業領域的各種信息技術進行綜合應用訓練。該門課程授課內容寬泛，形式多樣，比如有專業的創新項目案例、創業項目和國家、省市級學科競賽等。

1基于PBL的教學應用實例探索

在“創新創業競賽實戰”教學活動進程中，引入基于PBL的案例式教學，在教學中加入學院教師的科研成果作為案例項目，來培養學生創新、操作等實踐能力[3-5]。下面，給出一個筆者在“創新創業競賽實戰”教學過程中指導的教學項目實例。在高階柔性直線系統的魯棒控制項目案例教學過程中，引入團隊最新成果柔性直線系統的魯棒控制。本實例項目內容是通過熟悉柔性系統結構原理，根據采用質量模塊數多少，對系統建模。之后再用PID控制、LQG優化控制、魯棒控制，實現直線式柔性系統的穩定性控制。教學進程中，每組的導師先講解項目實踐目的、原理等。然后該實踐項目由2人組成，進行實驗，為期2周（但實際上常常完不成項目，許多項目需要4~6周）。分組后，每組學生要先熟悉案例實踐用的設備，如圖1所示。該設備主要包括直線彈簧滑動模塊、滑動模塊后面的傳感器、可以減少或添加的滑動塊、阻尼系數能調節的阻尼器和直流無刷伺服電機，系統的模型可以根據需要進行重構。當在直線柔性系統輸入端加入干擾時，就像是存在外部的不確定性。當改變滑動塊個數時，就像是內部參數變化了。而魯棒控制思想正是本著解決系統中存在的不確定性，以提高系統的抗擾動。因此，本案例目的就是讓每組學生自己設計魯棒控制器，進行實驗研究，并和其他的控制方式進行對比。熟悉基本原理基礎上，學生就可以對系統進行自主調試。在此進度過程中，希望學生能解決出現的一些難題，教師也要及時指導。在案例控制方法設計實施中，教師應該鼓勵大家發揮自己的創造力。學生通過算法學習、編制程序、系統設備調試后，得到的PID、LQR及魯棒H∞控制實驗波形如圖2所示。對實踐中得到的曲線進行比較，會發現當滑動塊變化時，PID控制方法的振蕩幅值比較明顯，而采用魯棒控制時，雖然也會有一定程度振蕩，但柔性系統整體上能較好跟隨信號，具有較好的穩定性。在項目過程中，需要學生自己設計控制方案，需要的理論知識、編程工具設計程序等，都在完成這個項目過程中來獲得知識和技能。在整個案例教學進程中，學生們都深度參與問題的解決，也鍛煉了團隊協作、溝通和管理能力。運用這種PBL方式，學生們的主動性大大提高，學術視野也提升了。教學內容也體現了控制科學研究的前沿性，培養了大學生的創新和實踐能力。

2考核評價

案例考核評價主要是看學生對于先進控制方法的理解。在分析問題及解決問題的能力方面，是否有所收獲，使實踐案例教學這種方式真正落實到學生能力培養和素質的提高上。項目學習PBL教學模式下，“創新創業競賽實戰”實踐課程的考核評價，主要由課堂理論學習的出勤、提問等，以及在具體項目設計、調試過程中表現出來的項目設計方案、理論與實踐相結合分析和解決問題的能力、項目完成效果、項目報告、答辯等情況。通過這種綜合評定評價，達到比較全面的評價學生的學習主動性和對知識的掌握情況。在PBL項目驅動的教學方法中，小組的2名學生，應該合作完成實驗項目設計，理論算法的推導，編程調試等。并在撰寫項目報告時，明確同學分工。最后由項目指導教師等組成答辯小組，系統科學地評價學生綜合能力素質，解決實際問題的能力。

3結語

“創新創業競賽實戰”借鑒項目學習的教學模式，按照“應用型”自動化人才培養的目標要求，通過整合課程學習與實戰訓練的有效機制，建立起較好的引導學生分析和解決問題的模式，既能夠使得學生全身心投入工程項目問題中，又可以增強學生自主研究的能力和團隊合作溝通的能力，以解決工程實際問題。實現對學生理論知識型教育向實踐能力型教育轉變。

【參考文獻】

[1]呂艷嬌，姜君.PBL教學方法對美國研究生創新能力影響[J].黑龍江高教研究，2018，36（11）：113-116.

[2]郝平.PBL模式在歷史教學中對研究生“問題意識”的培養[J].研究生教育研究，2019（1）：59-63.

[3]謝曉專.案例教學法的升華：案例教學與情景模擬的融合[J].學位與研究生教育，2017（1）：32-36.

[4]王曉明，姚宇峰.跨學科任務驅動教學法在工程項目風險管理教學中的應用[J].實驗技術與管理，2016（6）：191-195.

[5]何艷，林剛.以系統思維培養為導向的互聯網時代MBA案例教學法：耶魯管理學院原案例教學法探析[J].學位與研究生教育，2016，（9）：60-64.

[6]付興建，王一品.高階柔性直線系統的魯棒H∞控制[J].控制工程，2018，25（9）：1616-1621.

作者：付興建 侯明 單位：北京信息科技大學自動化學院