项目驱动式教学的研究和应用
田建辉 杨叶茜
（西安工业大学 陕西·西安 710021）
摘 要 项目驱动式教学打破了传统教学的限制，是以建构主义为基础，以学生为主体，教师为辅助，项目为驱动的一种新型教学模式。这种教学有助于提高学生的学习效率，有助于培养学生的创新和协作能力。本文基于此教学模式，对项目驱动式教学的内涵与外延进行全面阐述，针对计算机辅助分析课程以瞬态动力学为例对项目驱动式教学进行深入剖析，为新的教学模式提供了思路。
关键词 项目驱动式教学 计算机辅助分析 瞬态动力学
0 引言
传统教学只重视教师的教，弱化了学生的学，片面强调灌输方式，通过对学生填鸭式的知识灌输，使教师在教学中处于主体地位，而学生却成为被动接受的角色。[1]在教学内容上，传统教学的知识结构是断点式、分散式，学生很难对所学知识有系统性的认识；知识讲解也是以教师讲课为主，学生思考时间有限很难及时消化教学内容，在教学过程中，这种教学使学生在学习过程中只能被动接受知识，缺乏自主学习的能力；同时学习环节过于简易，学生可能出现对该课程的理论和方法理解不到位的现象。在教学考核时，这种教学的评价方式过于单一，无法全面考核学生的学习能力；评价内容也比较单一，主要强调理论知识的学习，会使学生渐渐缺乏思考、创新等能力。[2]可见，传统教学不足以极大发挥学生在学习中的主体性，会导致学生依赖性的加强，不利于学生真正融于学习之中。
对此现象，建构主义就曾提出，应该强调学习者的主动性，认为学习是学习者基于原有的知识经验生成意义、建构理解的过程。随着科学技术的发展，教学也从单一模式向多样化发展；由归纳型向演绎型发展；由以教为主向重学为主发展，[3]项目驱动式教学就是在其基础上应用而生的产物。
五是建立河湖流域生态补偿机制。坚持分类指导、统筹兼顾，政府主导、综合施策，试点先行、重点突破，合理引导、全民参与，权责一致、合理补偿等原则，推进河湖生态保护补偿制度体系和沟通协调平台建设，加快形成受益者付费、保护者得到合理补偿、联防共治的运行机制，助推共抓河湖流域健康保护的良好格局。
1 项目驱动式教学的内涵与外延
项目驱动式教学就是采取一种实时探究式的教学方法，[4]以建构主义为基础，以学生为主体，教师为辅助，项目为驱动的一种新型教学模式，即学生和教师通过共同实施并完成一个完整的项目来进行教学活动。通过这种教学模式有助于提高学生的学习效率，有助于培养学生的创新和协作能力。
这种新的教学，在教学内容上，通过项目引入，将课程理论和方法融入到项目中，使学生能整体性把握连贯的教学内容，同时也增强了学生的学习兴趣。在教学过程中，教师充当课程“项目总监”，对学生进行引导和监督，让学生在项目进行中实现课程的学习与提高。在教学考核时，不再只通过考试测试，只强调理论的学习，而是以项目实施的情况作为考核依据，对每个项目组、组内的学生以及每个项目的实施阶段进行量化考评，使评价方式和内容呈现出多样化。项目驱动模式还可以推广至其他环节，如实验、各类比赛、毕业设计[5]等方面。
2 计算机辅助分析项目驱动式教学
项目驱动式教学和传统教学一样都是根据课程体系和课程内容进行教学的过程，其教学步骤包括项目设计、项目分解、项目实施以及项目考核。在教学过程中，首先对项目进行设计，其次基于项目的不同内容对项目进行分解，并采用相关方法来实施此项目，最后对项目完成度进行项目考核。下面以计算机辅助分析课程为例，详细阐述项目驱动式教学的实施过程。
1.4 数据分析 试验数据统计和分析主要使用IBM SPSS Statistics 20.0，对数据进行ANOVA 方差分析，分析方法为LSD 两两比较和邓肯多重检验(Duncan’s Multiple Range Test，P≤0.05)。采用Origin 8进行图形绘制。
2.1 计算机辅助分析项目驱动式教学
计算机辅助分析这门课程要求学生熟悉和掌握有限元的基础理论，熟悉有限元计算过程，掌握有限元技术在工程中的简单应用，并为设计、开发和研制新型产品奠定基础，[6]这门课程由基础和应用两部分组成，其体系和内容如图1所示。为完成此课程的教学任务，其对应的项目驱动式教学过程如图2所示。
图2 项目驱动式教学过程
从单个功率合成器仿真结果来看,这种新型的径向波导空间功率合成结构工作带宽能够覆盖22 GHz～27 GHz,电磁场沿轴心对称分布,24路输入端口,每路插入损耗均在(14±0.2)dB内,相位本一致,呈现了良好幅度及相位一致性;从背靠背功率分配/合成器仿真结果来看,电场结构规律分布,在22 GHz～27 GHz范围内,相位具有良好周期性变化规律,最大插入损耗约为0.25 dB,回波损耗小于15 dB,整体损耗较小,驻波特性优良。
表1 项目设计
3结论
而对行业专家主观意见的分析，目标是找出专家的关注点，以及随着年份变化关注点的发展变化趋势。课题组摸索出一套数据采集和清洗的方法，自主开发软件，以自动运行的方式对知网论文数据进行全文搜索，可以得到近似全样本，且时间很短。再对数据进行中文分词、智能语义分析，实现数据自动采集、清洗和去噪，筛选出对评价因子研究有价值的专业词汇。
（4）项目考核。项目结束后，老师对学生进行项目答辩，完成项目的验收工作，并根据项目的完成情况、现场答辩等情况打分考核，最终完成此课程的学习任务。
2.2 瞬态动力学项目驱动式教学
（3）瞬态动力学的项目实施。在项目实施过程中，通过在指定的时间由学生和教师的密切配合，完成建模、求解、可视化和总结四个过程达到课程项目的要求。其中，建模包括导入CAD模型，网格划分，材料、属性和求解器信息，载荷、约束和工况以及导出有限元模型这五个部分。
（1）项目设计。在课程项目设计时，要考虑三个方面的因素判断此项目是否适合项目驱动式教学。①保证项目的可行性，项目应该从难易程度和学生接受状态两个方面结合实际情况进行设计。②保证项目的典型性，项目应该紧扣课程培养目标和课程重难点两个主题方向进行设计。③保证项目的应用性，项目应该包含系统化的应用理论和较广泛的应用知识体系。基于此课程，其项目设计如表1所示。
（4）瞬态动力学的项目考核。在整个项目结束后，项目评价内容包括答辩、电子资料和说明书三个部分，将通过组内评价、小组互评和老师评价三个部分按照比例打分。要求在完成过程中不断地进行组内讨论和小组汇报，这将有利于课程学习评价时的知情、客观和公正。
（2）瞬态动力学的项目分解。某校实验班现有30名学生，根据分组原理分为6组，项目可依次分解为哥伦布模型建立、有限元方法的求解、边界荷载的施加、模态叠加法施加以及后处理等5各部分由组员共同完成，完成过程中需严格执行分组要求。
计算机辅助分析可以从静力学、动力学、非线性、接触、传热等专题切入学习。由于动力学分析是在随时间变化的载荷作用下结构的响应特性，即它的输入数据可以是静、瞬态、简谐等作为时间函数载荷的随意组合，它的输出数据是随时间变化的位移、应变、反作用力等其它导出量，相较于其它专题其更具有典型性。因此，本文选取动力学中的瞬态动力学进行项目驱动式教学的剖析，其具体的过程如图3所示。
（3）项目实施：完成项目分解后，进行项目具体实施，在此过程中学生为主体，教师为辅助，项目为催化剂，即教师以“项目总监”的身份，引导学生分析项目，监督学生完成项目。通过建模、求解、可视化和总结四个过程，高效进行项目的实施，切实达到项目的要求，完成此课程的学习和提高。
图1 课程体系和内容
图3 瞬态动力学实施过程
（1）瞬态动力学的项目设计。根据要保证项目的可行性、典型性、应用性的属性，现选取哥伦布阻尼的自由振动进行分析。其问题描述为一个有哥伦布阻尼弹簧-质量块系统，质量块被移动然后释放，假定表面摩擦力为定值，给定材料属性、载荷条件和初始条件，求系统的位移-时间关系。
（2）项目分解。根据项目设计进行项目分解，学生通过抽取编号进行随机组合，每组设项目组长负责项目的总体方案并监督项目的实施。组长根据项目的实施过程进行项目分解，并安排组员进行相应的项目工作。要求组长统筹协作，组内密切配合，各组定时交流，每个组员明确任务。
在中国石油集团公司物资装备部和专业分公司的大力支持下，渤海装备按照物资采购建立区域集中储备中心的工作要求，在国内最大烟气轮机制造企业兰州石油化工机械厂建立了中石油烟气轮机集中备件储备库，集中储备了中石油集团所属各大炼厂的烟气轮机轮盘、动叶片、主轴等十大类近700件/套的关键备件。
头韵在诗歌中被频繁使用，如“green and golden”、“huntsman and herdsman”、“clear and cold”、“high as the house”、“green as grass”、“simple starry”、“tuneful turning”、“farm forever fled from”等。头韵的使用能增强诗歌的节奏感，而且能加强诗歌的表现力，在浑然一体的音律上又寄予了诗人所要表达的强烈感情。
本文基于建构主义理论，提出了项目驱动式教学模式，针对计算机辅助分析课程并以瞬态动力学为例对项目驱动式教学进行全面阐述和剖析，得出了以下结论。
（1）基于项目驱动式教学，针对计算机辅助分析课程，提出了计算机辅助分析课程的项目驱动式教学方法，并对此课程的项目驱动式教学进行了全面阐述，为此课程的教学模式提供了新思路。
（2）基于对瞬态动力学项目驱动式教学的深入剖析，实现了项目驱动式教学的内容，并为深入研究项目驱动式教学打好了基础。
（3）项目驱动式教学可以让学生更加全面和深刻的学习，提高学生自身的学习素质，发挥学生个性，发展学生潜能，培养学生创新、协作等关键能力，这些优点使这种新的教学逐渐成为一种稳定的教学模式。
参考文献
[1] 伏军,贺婧雯,李光明,李煜,周东一,张彬.项目驱动的研讨教学模式研究——以汽车类专业为例[J].教育现代化,2018.5(31)：138-139.
[2] 王朝阳.基于建构主义理论的项目驱动教学模式在“航线地理”课程中的应用[J].现代教育科学,2018(09)：62-66.
[3] 王蕾,黄家才,赵涛.以学生为主体的项目驱动教学模式研究与实践[J].教育现代化,2018.5(32)：227-229.
[4] 黄蓝会.项目驱动式教学模式在高校计算机教学中的问题分析[J].无线互联科技,2018.15(17)：101-102.
[5] 赵静媛.以项目驱动的毕业设计教学模式研究[J].中国多媒体与网络教学学报(中旬刊),2018(08)：30-31.
[6] 田建辉.有限元分析及ANSYS18.0工程应用[M].北京：机械工业出版社,2019.
Research and Application of Project-driven Teaching
TIAN Jianhui,YANG Yeqian
(Xi’an Technological University,Xi’an,Shaanxi 710021)
Abstract Project-driven teaching breaks the limitation of traditional teaching.It is a new teaching mode based on constructivismwith students as the main part,teachers as the assistant and project as the driving force.This kind of teaching contributes to improve the learning efficiency of students and cultivate the innovative and cooperative abilities of students.Based on this teaching mode,this paper comprehensively expounds the connotation and extension of project-driven teaching,and deeply dissects the project-driven teaching with the example of transient dynamics in the course of computer-aided analysis,which provides ideas for the new teaching mode.
Keywords project-driven teaching;computer-aided analysis;transient dynamics
中图分类号 ：G424
文献标识码： A
doi： 10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.07.054
基金项目： 国家自然科学基金项目（11302159）；陕西省自然科学基础研究计划(2018JM5099)；西安工业大学研究生教育教学改革研究项目（XAGDYJ180207）；西安工业大学教学改革研究项目（16JGY09）