教学案例——“System Project”课程教学案例

案例概述

“System Project”课程是通信工程学院中英合作办学大三的一门重要的专业课。课程中学生将采用大量不同的传感器开发一个具有自动操作功能的系统。需要采用计算机、嵌入式软件及数字技术进行有机结合，需要跨学科进行设计实践。课程内容主要是实践教学，上课的形式是理论讲授+项目设计。

课程已经开设3年，课件、教材和相关文献比较齐全。

 

教学情境

 

课程名称和基本信息

 

教学设计

“System Project”的理论讲授为24学时，其余的时间均为项目设计。理论教学主要讲授项目管理和少量为项目设计做准备的计算机、嵌入式软件及数字技术知识的回顾。这些专业知识都是学生以前学习过的，所以项目设计本身为学生提供了一个展示所掌握知识的机会。学生需要在有限的时间内分析问题与融合不同的技术，将创新与技术相结合进行系统集成。

项目设计是在项目管理的理论指导下由教师精心设计项目里程碑计划，对学生的项目实施进行外部监督。学生项目设计的时间科学地分散在整个教学周中。

“System Project”课程在设计之初，就采用线上线下虚实混合实验教学。所有技术资料线上公布，同时对各项技术任务也采用线上提交。并且使用在线教育工具，实施课程的在线教学与监督。原因在于在线教学能摆脱时间空间的局限，充分发挥学生的自主性和能动性。

“System Project”课程为了保证学生的项目能够成功，采用“远程指导，公司运营”。学生团队组成公司（虚拟），完全按照公司运行管理。培养学生的项目管理和协作互助意识与能力。对标现行各主流公司线上办公方式和团队化、项目化运行协作机制，进行管理。异地的项目团队成员使用在线协作办公软件进行项目设计方案讨论，头脑风暴，分工合作，使用MS Project等项目管理软件工具制定针对疫情的项目计划甘特图，并将项目计划与远程办公软件的日程管理相结合，保证项目按计划实施。

教师课前在线上的“学在西电”学习平台上建好课程，提供给学生自主学习的课程资源，并提前将项目设计中所需的器件发放给学生。精心设计项目时间节点，制定项目交付成果时间表。在规定的时间节点对学生项目交付成果进行远程检查验收。在项目设计工作中，教师根据项目交付成果时间表预先布置设计任务，对学生提交的任务报告、任务完成视频图像进行验收和考评，做到项目整个过程的质量监测与管理。教师及时将考评结果反馈学生，如发现问题及时对学生进行远程指导，帮助其改进。“学在西电”提供资源，直播课时授课互动，QQ群课后交流答疑，二者相辅相成。

“System Project” 课程中根据项目设计内容和自身的技术特长，同学们将工作细分后形成项目分配矩阵，每位同学作为公司员工各司其职。学生利用提供的器件按照自己制定的项目计划先期进行一些设计工作：微控制器软件设计、FPGA软件设计、GUI界面设计、Web网站设计、机械设计等。将一些需要使用实验室设备和工具的加工、组装、调试工作安排在后期进行。从而保证整个项目在规定的10个教学周内完成。

教学实施

 

 

 

	周	主题	说明
1.	2    and5	实验作业	每个同学单独完成并提交实验报告
2.	1-8	每周会议纪要	电子版，在每周日前提交
3.	2	第一个项目计划	电子版项目任务书提交
4.	5	通过微控制器读取传感器	用终端读取连接到微控制器的传感器
5.	5	一套机械图纸	可以用CAD软件制作或用尺子手绘
6.	6	GUI演示	演示上位机控制程序
7.	6	Web演示	演示项目团队网站
8.	7	上位机到 MC 到FPGA数据链	例如，上位机发出指令转动伺服电机或开/关FPGA开发板上的LED灯
9.	8	演示上位机控制下的机器人
10.	10	机器人展示	公开场合展示，专家组评分
11.	13	最终报告

 

教师安排

开课前，任课教师在“学在西电”平台上进行实践课程资源建设，包括项目设计指南、项目交付成果时间表、项目管理文档模板、专业知识作业、加工制作视频、各种器件和技术资源等。通知学生开始自主学习。

 

 

 

线上课程资源

 

 

 

 

教师进行线上理论课程直播，布置作业和实验任务。

 

完成作业和报告批改反馈

学生安排

学生利用钉钉进行每周例会进行项目设计方案讨论。

 

学生在“学在西电”平台的课程资源中下载实验手册，自主学习。如有问题与教师沟通，教师远程指导。下图是学生在教师远程指导下完成mbed串行通信接口实验。

 

 

 

教学效果

课程的教学效果通过项目设计的最终作品成果来衡量。如图所示，学生通过线上线下虚实混合实验课程的学习，全面理解产品设计的重要性，在有限时间内融合不同技术，理解面对复杂设计任务时团队合作的重要性，运用各种技术和能力解决复杂工程问题。

教学设计中以项目为驱动，将项目管理、质量控制及团队合作、市场营销等纳入实验及考核体系中，有利于培养学生的综合项目开发能力。