总结的机会，成果考评时的总结报告和当众演讲还可以锻炼学生的书面和口头表达能力。
任务驱动教学法也强调根据每个学生的特质和差异性有针对性地因材施教。为达成良好的教学效果，以将学生分组为宜，在保持总体培养计划和目标相同的前提下，针对各小组学生知识背景、个人能力、兴趣爱好等的不同，选择不同的任务。当然，这样做也对教师提出更高的要求。
任务驱动教学法在培养学生自主学习能力、知识应用能力、实际工作能力、创新精神、团队协作精神等方面的积极作用已得到广泛认同，它对于激发学生的学习兴趣、调动学生的学习潜能、实现针对不同学生进行因材施教等都有良好的效果。同时，学生从这一教学模式中所学到的学习方法和解决问题的方法与未来实际工作情况十分贴近，这也为学生毕业后能尽快适应企业工作奠定良好基础。
3 教学实践
逆向工程是一种正在迅速崛起的新产品开发技术，它快速响应市场需求的能力已逐渐为众多新产品开发人员认识，企业对懂逆向工程技术并能尽快进入逆向产品开发实际操作的人才有越来越多的需求。国内一些高校近年也增设了逆向工程课程[10-12]，但尚未形成一个专业方向有针对性地培养专门的逆向工程技术人才。是否可将逆向工程作为高年级学生一个新的专业方向，或作为针对企业需求的一种学生实用技能培训纳入教学计划，如何才能使培养的学生更贴近企业的需求，如何将任务驱动教学法引入专业课程教学和整体专业教育中，学生能否适应这一新的教学方法，教学中需要注意哪些问题等，是目前正在思考和希望着手解决的问题。
近年来，在机械设计制造及其自动化专业本科大三学生中选择部分学生进行相关的教学尝试，以期为上述问题找到合适的答案。设定的总体目标是希望学生在完成逆向工程整个专业课程套餐的学习后，能够熟悉和了解逆向工程的思想方法，掌握逆向设计和制造过程中所必需的各种基本技术，具备能直接进入企业逆向工程设计生产环节的基本能力。
教学持续时间安排在一年至一年半，学生分小组，利用课余时间，完成一件简单机电产品由原型机到最终制作出样机的全过程。教学内容主要围绕实际设计和制造过程的需要，以明确具体的实际任务带动知识的学习和技能的训练。将完成总任务所需要的知识和技能，分层次分模块设置相应的课程，对每一门课程提出相应需要完成的子任务和知识技能学习的教学要求。教学中，先由教师对一些最基础的知识进行简要的讲解，对设备操作进行必要的培训，大量的时间则留给学生，由学生针对自己的具体任务，通过自主学习、小组讨论、实际操作、去校工厂或生产企业与一线工程技术人员交流等方式，获取解决问题和完成任务所需的知识、信息、方法和技能。在此过程中，教师的工作是方向的指引、时间进程的监督控制、学生需要时提供各方面帮助和指导等。
经过对几批学生进行这样的教学尝试，总体效果良好。学生在自主学习能力、提出问题和解决问题的能力、设备操作能力、工程应用能力、口头和书面表达能力、创新精神和团队协作意识等诸多方面均有较大提升。通过知识的实际应用，对学过的知识有了更深层次的理解，学习的目标由过去主要针对考试逐渐转变为解决实际工程问题，筛选和吸收知识的能力更强，学习的热情和主动性也有较大提高。
图1是学生制作的逆向产品样机及其原型机。
4 任务驱动教学法的关键问题
通过本次教学实践，加上以前为中英联合办学学生授课的经验，笔者认为，任务驱动教学法在应用于本科学生专业教育中时，需要注意以下几个方面的关键问题。
4.1 目标和任务的设置
目标体现了教学的方向和教学的要求，也是最终考评教学效果的依据。在整个专业课程中，分为专业教育的总目标和各门课程的子目标。任务驱动教学法中的任务，是根据目标来制订的，是实现目标的载体。针对总目标和子目标，任务也分为总任务和子任务。
任务是任务驱动教学法的核心。任务的设置一方面需紧贴教学目标，以总任务作为主线将整个专业教育的各门课程教学串联起来。总任务应合理分解为各门课程的子任务，子任务相对独立，各门课程对其子任务有达到自身教学目标的具体要求。一个个子任务完成的成果累积成为总任务的最终成果。因此，子任务应照顾到总任务的整体要求，以实现在整个专业教育中培养学生全面掌握逆向工程必需的知识和积累必要的技能。
任务设置的另一个方面是要充分考虑学习的时间和学生的接受能力。切实可行的目标和任务方能达到教学成果的最大化和最优化。在这方面，针对不同知识基础和能力的学生设置不同的具体任务，进行因材施教，不失为较佳的选择。
从另一个角度来看，这样做会对教师的知识面和工程应用能力提出更高的要求，也会大大增加教师的教学工作量。不同课程的教学任务可以分由不同的任课教师来承担，但每组学生必须有一个专任导师在专业教育过程中自始至终全程负责总任务的执行。在实践过程中，专任导师需要与学生随时进行交流讨论，以便及时发现和解决遇到的问题，把握进度，监督学生的执行情况。同时专任导师也需要针对每组和每个学生做好必要的工作交流记录。在整个过程中，前期任务制定阶段专任导师要摸清各个学生的知识基础和能力，通过与学生多次讨论协商，根据学生的个性特长选择确定一个合适的任务并明确具体内容，制定实施的时间表。这要求专任导师能在较好把握整体培养要求的同时还要兼顾学生个体的差异性，既要让学生能够有热情一步步做下去直至在规定时间内圆满完成任务，又要通过这个过程较好地达到专业教育的整体要求。中期的学习过程中，任课教师需要针对不同学生的任务和遇到的问题，个别或分小组进行辅导和知识讲授，以使不同的学生都能获得完成任务所必需的知识和技能。而在后期的产品设计和制造阶段，专任导师运用自己的工程设计和制造经验、所积累的信息、与企业所建立的联系等资源，有效地指引和帮助学生解决各种工程问题就显得尤其重要。
4.2 学习模式
1）分组学习。大学阶段，学生之间的相互影响、相互学习、相互激励、相互模仿等对学生学习方法的建立、知识的获取乃至个性品质的养成都具有很大的影响，其作用甚至超过教师的课堂教育。如果教师对学生学习的这一特点加以有效地利用并进行积极引导，就有可能让学生获得更好的学习效果。分组学习可以把学生置于一个集体环境中，通过相互学习、相互促进，利用有效的讨论解决实际问题，不仅可以使学生加深对知识的理解和掌握，激发学生的学习热情，培养学生的团队协作意识，提高学生的交流沟通技巧，而且通过分工，也可以让学生协同完成一个比较大和知识涵盖范围更广的综合任务。学生在完成自己负责的部分任务的同时，通过合作，也能从小组其他学生的任务中学到相关知识。例如，在电吹风的逆向制作小组中，部分学生负责外壳等结构件设计与制作，部分学生负责机电系统设计、元器件选型和购置；负责结构设计的学生之间需要就结构设计的相关问题进行讨论、协商、创新设计，同时也需要同负责机电系统设计的部分学生讨论协商，负责结构设计的学生在这一过程中也学到一些机电系统设计的实用知识。
2）自主学习。由于每个学生的任务不同，因此自主学习是任务驱动教学法主要的教学形式。除了每个学生必须了解和掌握的部分基础知识由教师集中授课外，更多的知识内容交由学生根据自己的任务需要和所遇到的问题选择相应的内容进行自学。任课教师需要根据学生的能力情况、所选择的任务、学习中所遇到的不同问题等，有针对性地个别辅导，引导学生建立自主学习意识和提高自学能力。通过问题讨论等方式建立一种协作学习的氛围，让学生逐步适应以自学为主、教师引导和辅导结合的新的教学模式。
3）工作日志。在整个过程中，要求学生随时记录工作日志，将所做的各种与此项工作相关事情（如查阅了哪些资料，所做的各项具体工作，有什么新想法，学习和工作中的收获与问题，问题最终如何解决的，与什么人交流过和交流的内容，外协加工或购买零部件的相关事宜，等等）均按日做详细记录。这样做的好处是可以促使学生对自己的学习工作进行总结思考，一些在脑海中一闪而过但可能有创新价值的想法能及时保留下来，成为日后创新的源泉，可以对前期的学习工作进行追溯以便发现问题，也是专任导师了解学生学习工作情况及掌握进度的一种手段。记录工作日志可以让学生养成严谨细致、随时思考总结等良好的工作习惯，也可以帮助学生增加工程知识和信息的积累，同时为学生未来适应企业要求工程人员对工作进行及时全面的记录奠定基础。
4.3 侧重实践
专业课程不仅强调知识的学习，更强调知识的应用，任务驱动教学法也强调“以用带学”。以一个实际的工程项目来带动知识学习和能力培养，将被动接受变为主动索取，不过分强调知识的系统性，更侧重于知识的实用性。它让学生集中注意力针对具体的工程问题有选择性地学习解决问题所必需的知识和方法，以解决问题为最终目标。这看起来是学习的知识不够系统全面，但恰恰是实际工程技术人员面对问题时的行为方式。实际的工程问题给学生学习知识确立了一个目标，也给了学生强大的动力，问题最终得到解决能让学生体会到一种成就感和增强学习的信心。舍弃知识的全面性和系统性，放弃一些暂时用不上的知识，并不意味着知识教育的欠缺。通过针对问题进行自主学习的方式所培养起来的学习能力，完全可以成为学生未来获取新知识的强大武器。解决工程问题依靠的不仅仅是知识，它需要学生各方面的综合能力，也需要累以时日的工程积累。侧重实践、面向问题的任务驱动教学法，正是以学生未来作为一名合格工程技术人员的要求为着眼点，以学生毕业后能尽快适应实际工作为目标，来进行工程教育的适合的教育方法。
4.4 考核
专业课程套餐中每门课程的考核和总任务执行全过程中的阶段性检查是教学的一个必要环节。它一方面可以给学生营建一种压力情境，让学生能积极主动和保质保量地完成所需知识的学习和技能训练，保持好进度，实现子任务和总任务的圆满完成；另一方面也是教师了解学生学习情况和进度，发现问题并及时处理的重要手段。考核的形式可以多样，考核的内容包括知识与技能的掌握情况、学习能力、学习主动性、知识应用能力、交流技巧与能力等。如果根据每个学生自身的实际情况所设置的任务量和难度合理，而且所设置的任务能够激发学生的兴趣和学习热情，绝大多数学生是有能力通过这样考核的。
整个总任务完成之后，要求学生分小组对自己的作品写出一份总结报告和进行一次公开的演讲，让其他学生和教师作为评判，可以帮助学生发现问题和不足，同时也能锻炼学生的书面和口头表达能力。对一些完成情况较好的小组，也将毕业设计作为专业课程学习的延续，将专业教学和毕业设计合并进行，以使学生在专业学习的基础上更进一步，将项目做得更深入。对学生来说，毕业设计的课题是他们熟悉的项目，能节省掉进入课题的前期准备时间，在不太长的毕业设计时间内，完成更高质量的工作。
5 小结
任务驱动教学法不仅适用于某一门具体课程的教学，在设置整个专业方向系列课程时，也可以利用任务驱动教学法来联系和贯穿整个专业教育过程。通过教学实践表明，以任务带动专业知识的学习和提高学生的应用能力是一种较好的教学模式。与传统教学模式相比，它使学生学习有了一个明确的目标和方向，从而能够激发学生的学习热情，提高学生的学习主动性。同时在这一过程中，通过提出问题到解决问题的循环，加深学生对知识的理解，提高实际动手和应用知识的能力。另一方面，也使学生学会如何将所学知识和技能应用于实际工作中，缩短学生进入企业后的适应期，增强学生就业的竞争力。尽管本文只是在一个专业方向上作了一次尝试，但所依循的指导思想和教学方法，可能会给其他专业方向整体课程设置带来一定的启示。
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（作者单位：深圳大学机电与控制工程学院）
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