基于问题的学习PBL

基于问题的学习PBL（精选7篇）

基于问题的学习PBL 篇1

全国职业院校技能竞赛是一个提高学生的学习兴趣, 锻炼专业技能, 培养团队合作意识, 是学生展示自我的舞台, 也是高职院校提升知名度和竞争力的舞台。其中汽车检测与维修赛项要求学生能准确地发现车辆各个系统的故障, 提出科学的诊治方案, 熟练的运用各种工具排除故障。竞赛考查了学生的专业知识掌握情况, 分析和解决问题的能力, 团队合作能力以及动手能力。传统的“集训”式培训方式需占用大量的上课时间, 长期的培训严重考验着教师和学生的专注度, 其效果也很难有较大的提高。PBL (ProgramBased-Learning, 以下简称“PBL”) 是一种以学习者为中心的教学方法, 旨在使学习者能够进行问题研究、整合资源、理论联系实际, 并运用知识和技能解决问题[1]。PBL创立于19 世纪60 年代, 目前已广泛运用于医学、生物学、工程教育、中小学教育等多个领域的教学, 但在职业技能训练上的应用却是寥寥无几[2]。本文以汽车检测与维修技能竞赛训练为例, 探讨以PBL为训练方法的指导模式的构建。

1 PBL的内涵和特征

1.1 PBL的内涵

PBL有3个基本要素, 分别是教师、学生以及问题。教师不再是传统意义上的知识传授者, 而是向一名学习管理者和引导者转变, 称之为导师;学生被定义成知识探索者;问题作为整个学习过程的核心要素, 要求具备真实性、高探索性、融合多学科的内容、需要进行团队研究和讨论等特点;不论是导师还是学生都围绕着问题, 导师不仅要提供问题, 也要提供一个好的学习框架, 用来提高学习者的自学能力和问题解决能力;学生以小组为单位, 必须对自主学习负责, 主动探索问题解决方案, 探索过程中强调自主提出问题, 合理分配角色, 并能够进行自我评价。可见, PBL的核心内涵是学习过程围绕提出的问题展开。

1.2 PBL的特征

PBL具有多种特征[3,4,5]。

(1) 学生必须对自主学习负责。PBL是一个以自主学习者为中心的教学方法, 学生参与进学习, 对问题的解决方法和学习过程负责。PBL的关键在于学习者了解自己的情况, 自主寻找有用资源, 并带回团队, 为团队做出贡献。

(2) PBL的问题往往是真实的、非结构化的、注重自由探索的, 需整合多学科资源。问题是真实的, 与学生在实际生活中或将来在其职业生涯中所可能遇到的问题相似。如果一个问题是简单的、有确定的标准答案的, 学习者就会缺乏学习的动力和兴趣。自主学习和整合多学科知识, 化为己用。

(3) 锻炼团队合作的能力。运用PBL训练过程中鼓励团队成员将个人收集的信息和工作成果与他人分享, 依靠团队的力量解决问题。

(4) PBL是有魅力的、能调动积极性, 尤其是经验交流学习。学习者通常能够直接接触到问题讨论和解决方案的细节, 组织多种形式的经验交流分享会的目的是为了巩固学习和经验交流, 在经验分享的过程中, 畅所欲言, 体验学习和交流的乐趣。

(5) 有完善的评价方法。传统的评价方法更依赖于对记忆知识的评价, PBL的评价系统包含了教师评价、同行评价、自我评价3 个部分。

2 汽车检测与维修竞赛与PBL的特征比较

汽车检测与维修竞赛考察的能力与基于PBL的特征在多方面相吻合, 表现在以下几个方面。

(1) 问题都是基于现实, 注重探索的, 需要具备多门课程知识。竞赛要求学生能够进行汽车综合故障诊断。车辆故障造成的原因往往不是单一的, 这就要求学生掌握多门课程的知识, 进行资料查阅、自主探索、小组讨论等形式加以解决。

(2) 教师和学生扮演的角色相同。不论是技能竞赛还是PBL, 教师的职责都是作为一个学习引导者, 提出非结构化问题, 引导学生自主学习和探索。学生为自己的学习负责, 对主动性要求更高。

(3) 都强调团队合作的重要性。汽车检测与维修技能竞赛要求团队参赛, 训练过程对团队合作的训练也是至关重要的。

正因为两者特征的诸多相似性, 为将基于PBL的方法应用在汽车检测与维修竞赛项目学生的训练上提供可能和理论依据。

3 基于PBL的汽车检测与维修竞赛指导模式

借鉴PBL的思想, 将其方法应用在汽车检测与维修竞赛项目的学生训练上, 构建基于PBL的汽车检测与维修竞赛指导模式, 该模式是根据PBL的实施步骤和竞赛项目特点构建, 指导模式围绕提出的问题进行[6]。具体来说, 基于PBL的技能竞赛指导模式是以真实的车辆故障为问题, 在教师的指导下, 通过学生的赛前预习、自主探索、查找原因, 提出方案, 讨论总结以及现场故障诊断与排除操作训练, 从而培养学生的专业知识、技术技能、团队合作的一种训练模式。

具体的技能竞赛指导模式按时间节点分为训练前、训练中、训练后3 个部分, 每次训练的时间控制在3 天, 各个环节学生和教师的任务如图1 所示。

3.1 训练前

该阶段是教学的准备阶段, 分为学生分组、提出问题、学生预习以及提出方案4 个阶段。

(1) 学生分组。以汽车检测与维修技能竞赛的赛制要求和学生的各方面综合能力为依据, 将学生分成4组, 保持每组实力相对平均。

(2) 提出问题。由于车辆的故障本身就具有真实性和高探索性。因此, 指导训练的问题以车辆故障为模板, 并按照故障的类型分为常见故障、特有故障和疑难故障三个部分[7], 每一部分按一定比例设置 ( 如图2 所示) 。

常见故障是指出现频率高, 使用中会经常遇到的故障;特有故障是指发生在某一部位特有的故障或者是由某一原因引起的单一故障, 这类故障易查找原因, 但需具备汽车理论和汽车构造等专业知识;疑难故障通常不易察觉, 需借助于仪器和设备进行检测, 故障不易排除, 这就要求学生具备较强的汽车专业知识和仪器操作技能。

(3) 学生预习。学生根据教师提出的问题, 以小组为单位, 在规定的2 天时间内, 自主进行预习工作。

(4) 提出方案。学生根据预习的成果, 提出可行性方案, 制作成PPT, 以备讨论。

3.2 训练中

该阶段是整个训练阶段的核心, 也是基于问题学习最重要的环节, 该阶段分为方案讨论和现场问题解决两个部分。

(1) 方案讨论。根据学生提出的解决方案, 配备一名具有丰富经验的指导教师或专家参与讨论, 讨论由教师主持, 负责引导学生在适当时候围绕重点、难点讨论, 学生自由发言, 对问题进行辩论, 最后小组统一得出解决方案。

(2) 现场问题解决。根据讨论的结果, 真实模拟竞赛过程, 当场实施解决方案, 验证讨论结果。

3.3 训练后

此阶段是反思总结阶段, 引入PBL的评价体系, 即自我评价、同行评价和导师评价。如果问题未解决, 在评价后进入第二阶段重新开始讨论, 直至当次训练任务结束。

4 实施效果

为验证基于PBL的培训模式在汽车检测与维修技能竞赛的应用效果, 组织了4 个小组的学生, 其中两组 (A1 组和A2 组) 按传统的“集训”式进行训练, 另外两组 (B1 组和B2 组) 采用PBL指导模式, 最终通过理论基础知识考核、真实比赛成绩以及问卷调查三种形式进行评价。

4.1 理论基础知识考核和比赛成绩

理论知识考核成绩对比见表1, 从表中可以看出, 采用PBL培训模式的两个小组 (B1 和B2) 成绩明显高于传统“集训”式两个小组 (A1 和A2) 的成绩。这是由于采用PBL指导模式培训的理论知识学习贯穿整个训练过程, 训练前有自主预习的过程, 训练中强化了知识的理解和记忆, 训练后又有巩固和反思。可见, 相对于单纯采用教师讲授的“集训”式培训模式, 采用PBL指导模式培训更能提高理论知识成绩。

4.2 比赛成绩

组织各个小组参加学院技能竞赛 ( 院赛) 和福建省职业院校技能竞赛 ( 省赛) , 通过比赛成绩来评判训练成果, 由表2 可以看出, 基于PBL指导模式培训的两个小组 (B1 和B2) 参加比赛获得的成绩明显好于“集训”式培训模式的小组 (A1 和A2) 。这是由于采用PBL指导模式培训是以真实的、高探索性的问题贯穿整个训练过程, 过程注重对学生能力的锻炼, 每个训练阶段都是模拟真实的赛场, 每次训练都是一次比赛。

4.3 问卷调查结果

问卷调查对象为参加训练的所有教师和学生, 分别调查了师生对两种指导模式在能力提升和知识掌握的情况, 共收集了20 份调查问卷。其中, 认为PBL指导模式更能提升能力的分别是:自学能力 (20 人) , 分析能力 (17 人) , 团队合作能力 (12 人) , 动手能力 (11 人) ;认为PBL指导模式更能促进知识牢固掌握的有16 人;虽然收集的问卷有限, 但参与问卷的20 人全部希望能够采用PBL指导模式进行训练。

可见, 采用基于PBL指导模式训练的小组在理论知识和比赛成绩上都能达到预期水平且超越了传统“集训”模式。同时, 教师和学生的满意度也较好。

5 遇到的问题和PBL应用展望

在训练过程中, 发现PBL的局限性包括以下几点。

(1) 有助于理论知识的掌握, 但系统性不够。

(2) 问题设置难度大。PBL的问题要求具备真实性、高探索性, 虽然车辆综合故障本身具备这些特点, 但在设置问题时, 需考虑问题的可行性。同时对于常见故障、特有故障和疑难故障的比例分配也是一大难点。

(3) 对教师和学生水平要求较高。造成车辆故障的原因是复杂的, 在预习和讨论之后也难于得出正确的方案。因此, 在训练过程中经常出现训练中断的情况。

(4) 培训进展缓慢;从预习到考核, 时间跨度大, 进展慢, 需占用大量的课余和放假时间。

6 结束语

PBL自诞生以来, 已在多个领域得到了应用和发展, 但很难大面积推广, 这与其固有的局限性不无关系。目前我国的中小学、大学的班级学生人数较多, 开展PBL教学方法难度大, 收效微, 不太适合大班教学。笔者认为在技能竞赛或学科竞赛训练的指导模式上应用PBL方法能更好地发挥出优势。

参考文献

[2]邵雅黎.近年来学科教育PBL应用研究述评[J].吉林省教育学院学报 (旬刊) , 2015, 31 (1) :58-59.

[3]Galukande M, Katamba A, Kiguli S, et al.Problem based learning:tutors’views 5 years after implementation at a sub-Saharan University[J].African Health Sciences, 2015, 15 (1) :261-8.

[4]师保国, 申继亮, 许晶晶.论问题式学习中的“问题”[J].上海教育科研, 2005 (7) :55-58.

[5]牛丽红, 南克勉, 王增田.解读PBL中的师生角色[J].中国高等医学教育, 2006 (7) :27-28.

[6]王海燕, 徐建东.基于项目的大学生多媒体学科竞赛指导模式的构建[J].现代教育技术, 2011, 21 (3) :145-148.

[7]全国职业院校技能竞赛组委会.全国职业院校技能竞赛高职组汽车检测与维修赛项规程[EB/OL].http://www.dasairen.com/file/21261114960.html.

基于问题的学习PBL 篇2

关键词 PBL教学法 预防医学 教学方法

中图分类号：G424 文献标识码：A

Application Advantages of Problem-based Learning （PBL）

Pedagogy in Preventive Medicine Teaching

LIN Qian

（School of Public Health， Central South University， Changsha， Hu'nan 410078）

Abstract PBL is a new mode of teaching， problem-centered， student-protagonist， and the ability to train students through situational simulation. In this paper， the application of PBL advantage in preventive medicine teaching expounded.

Key words PBL teaching methods； preventive medicine； teaching methods

1 以问题为核心来推动预防医学的学习过程

知识结构非常重要，知识不仅仅包括掌握理论知识，还应包括学习的态度与方法。懂得基本的理论可使知识更容易理解，而有探索问题的态度可激发学习运用这些知识来解决问题。PBL教学法是一种基于问题的学习，提出问题，就需要解决问题。PBL更多的是关注经验而不仅仅是理论的记忆，它是围绕在现实生活与工作中会真实遇到的某些不明确的问题来寻求解决方案。这些问题的分析与解答是一个动态的过程，同时可能会衍生出一系列的子问题，这些问题往往是不固定结构的，在教材上无法找到固定答案，需要学生主动学习新知识并能将知识进行综合。PBL通过抛出问题，激起学生的学习兴趣，产生寻求答案的学习态度，来有效地推动学习过程。在预防医学的学习中，往往以小组协作学习、小班讨论和教师点评来实施PBL教学法。老师给出的问题往往是根据真实病例或案例编排的教学案，针对每个案例提出有层次的问题，问题是PBL教学中的核心，贯穿课程的教学内容与教学目标，能帮助学生构建知识的框架。例如在学习食物中毒的调查与处理这一章节的内容时，教师给出食物中毒的案例，案例后的问题涉及食物中毒的诊断、报告制度、调查及处理工作等知识点，通过对对案例抽丝剥茧，每一个问题的逐步讨论与学习，学生对这一部分知识的理解更为深刻。

2 PBL以学生为主角，代入医学角色

传统的教学方法中，往往是由教师直接讲授知识，学生聆听和记忆。学生把老师作为知识的传播者，把学习的目的视为好的考试成绩，而只去简单地记忆知识点，失去了最初的对新知识的好奇心。PBL教学法中，则考虑如何充分调动学生的主观能动性，学生在问题的解决过程中来获取新的知识，这具有一定的挑战和成就感，可极大地激发学生的兴趣，积极主动地去获取新知识。①教师扮演引导者的角色，提出问题、提供学习资源（如教材和参考文献等）、引导学生思考、帮助学生归纳与总结。在预防医学的PBL教学中，往往引导学生学会换位思考：作为不同职业的卫生或医务工作人员，应如何解决问题，应如何制定方案。例如在上述食物中毒的案例学习中，学生作为发现食物中毒的医生或作为收到食物中毒报告的卫生机构等不同单位从业人员，应如何及时实施食物中毒的报告与处理？又如在职业卫生的学习中，作为临床医生在怀疑腹绞痛患者为职业中毒时，病史调查应包括哪些资料？如作为职业病医院，应如何制定工人体检方案与制度？学生将自身代入不同角色，作为问题解决的实施者，来给出每个问题的答案，这可促使学生更主动寻求问题解决的相关知识与信息。在学习过程中，不仅培养了学生的责任感，而且通过文献的查找、信息的整理与分析，学生的独立学习与分析能力也得到很大的提高。

3 PBL通过情景模拟，提高学生解决实际问题的能力

传统教学中，往往是以记忆为主，即学生机械地记忆书本上的知识点。而作为医学生，往往在今后的职业生涯中遇到的不是一成不变的病例，也没有定式的处理方案。PBL打破传统的教学框架，以案例或病例进行情景模拟，让学生参与真实生活中、与医学职业密切相关的问题讨论与解决，提高学生解决实际问题的能力，这缩短了知识与实践之间的差距，使得学习过程更有意义。在PBL教学法中，情境提供了一个虚拟平台，包括了景物、事件和人物关系等成分，问题则隐含在情境之中，这一方式非常适用于预防医学。而另一方面，作为一名预防医学执业医师或医生，人际交往能力及（下转第144页）（上接第99页）表达能力非常重要。②预防医学相关的健康问题往往不是一个人可独立解决的，需要各级卫生部门、医院及政府部门共同协作完成。PBL教学法给出的问题往往具有开放性，设定小组讨论是一种模拟日常预防医学工作的合作过程，培养学生的人际交流与合作共事过程。小组讨论促进学生作为一个团队来考虑问题的解决，团队中的成员又各有分工，分别收集问题相关的资料与信息，通过讨论来分享知识，提高学生之间的交流与合作精神，最终实现高效率地解决问题。PBL可提高学生的合作能力，学生对于自己今后的工作性质及工作角色定位也能更为清楚。

4 PBL教学法在预防医学教学应用中面临的挑战

在预防医学教学中采用PBL教学法，首先对教师而言是一项巨大的挑战。教师从传统的讲授者转变为引导者身份，如何构建合理的问题、如何把握好对学生的引导，这些转变都需要教师适应。另一方面，问题的开放性，使得学生需要花大量的时间来查找文献和资料，这对于功课繁重的预防医学生而言，无疑增加了学习负担。有部分学生习惯讲授式教学，不能积极参与到小组讨论中，也会对教学效果造成影响。PBL教学法对教师提出了更高的要求，建议在宣传PBL教学法的同时，应对教师进行培训，让教师掌握PBL教学法的技巧。教师在设置情景和提出问题时，要注意选择与学生生活或健康密切相关的，例如以学生主要的营养缺乏问题或学校周围常见的环境污染问题为例，从而提高学生的兴趣、激发学生参与讨论的积极性。

PBL教学法在临床医学教学中应用较为广泛。有研究显示，接受PBL教学法的学生其在处理临床问题和在高级训练（阶段）中做得更好，学生在学习积极性、与患者沟通的技巧及问题解决能力上较传统教学的学生表现更佳。③与临床医学相似，预防医学是一门实践性非常强的学科，它以人群为研究对象，以预防为核心指导思想，研究环境对人体健康的影响，制定疾病防治策略与措施，来实现预防疾病、促进健康的目的。传统的教学模式主要是教师讲授为主，学生主要是记忆式学习，缺乏主观能动的思考，对预防医学知识虽有一定的了解，但缺乏广度与深度。采用PBL教学法，将疾病或案例作为问题提出，引导学生通过查阅文献和学习新知识，调动学生的自主学习能力。以问题为导向，采用小组讨论的方式，营造一个轻松的、积极的学习氛围。教师予以引导教学，将问题与预防医学专业知识联系，将理论与实践相结合，有效调动学生学习的积极性，加深他们对专业知识的理解。与传统教学模式相比，PBL在调动学生积极性，培养动手、动脑、动口、自学能力、人际交往能力、分析和解决问题的能力、沟通协作等能力以及创造性思维方面具有明显的优越。④PBL教学法在医学教学中的效果显著，激发了学生的学习兴趣，是适合在现阶段预防医学教学中采用的一种教学模式。

注释

① 刘晓艳.在大专层次生理教学中应用PBL教学法的可行性[J].当代教育论坛，2011（3）.

② 胡冬梅，刘启贵.PBL教学法在研究生卫生统计学实验课中的应用效果评价[J].中国高等医学教育，2011（2）.

③ 李怡，吴涛，肖西峰，张蓓蕾，李荣.PBL教学模式在妇产科学临床见习教学中的初步实践，2009（5）.

基于问题的学习PBL 篇3

药物合成化学是内蒙古大学化学化工学院化学专业开设的一门研究生专业选修课,它以药物分子为目标,以合成路线设计的原理、方法及技巧的介绍为起点,在说明有机药物骨架的构建和基团相互转换的基础上,深入探讨有关药物合成的反应机理、反应条件、影响因素及其应用的一门科学。药物合成化学课程的学习对学生全面掌握药学领域各学科的知识起着重要的桥梁作用,是一门知识性强、应用性强的课程[6,7,8]。以前这门课程主要是老师讲授的方式进行,学生学习起来很枯燥,缺乏自我思考。基于问题式学习通过给学生(5个学生一组)设置问题(上市的药物分子),学生通过搜索化学数据库(SciFinder Scholar数据库)分析问题并提出自己的方案,最后课堂中与老师探讨寻找最合适的药物合成路线。

1 设置问题

设置问题的目的是促使学生把原有的知识与新知识联系起来。从现实中选取一些常见的药物出发,给学生讲解这些药物在保护人类健康中重要性,从而激发学生发现问题的欲望和探究问题的热情。比如学生熟知的常用退热和止痛药“白加黑” 适用于缓解普通感冒及流行性感冒引起的发热、头痛,鼻塞、四肢酸痛、流鼻涕、打喷嚏、咳嗽、咽痛等症状。其主要的有效成分是对乙酰氨基酚,让学生们课下思考对乙酰氨基酚的合成方法。又比如几乎每个人在日常生活中都难免受到不同疼痛的困扰,最常见的有六大疼痛:关节痛、肌肉痛、头痛、牙痛、痛经和神经痛,它们的出现拉响了体内的危险警报。 “芬必得”起效快,疗效高,安全、耐受性好,是家庭常备止痛药物。芬必得的主要有效成分是2-甲基-4-(2-甲基丙基)苯乙酸,让学生们思考芬必得的合成方法。通过给学生提出现实中的实际问题,让学生运用已有的有机化学知识来设计药物的合成路线,提高其积极性和独立思考问题的能力。

2 分析问题

学生面对提出的问题,往往感到无从下手,教师可引导学生选择、收集与解决问题有关的依据和方法,主要有以下几种分析问题的依据和方法:

(1)逆合成分析策略。逆合成分析法是当今有机合成化学的重要手段之一,于20世纪60年代由哈佛大学教授E.J. Corey提出,Corey教授因此获得了1990年诺贝尔化学奖[9]。逆合成分析法从合成产物的分子结构入手,采用“切断一种化学键”分析法,这种方法就是将分子的一个键切断,使分子转变为一种可能得到的的原料的方法。合成子是在切断化学键时得到的分子碎片,通常是个离子。这样就获得了不太复杂的可以在合成过程中加以装配的结构单元。学生可以通过逆合成分析方法,运用已有的有机化学知识打开分子的化学键,并找到合适的合成子。

(2)数据库的运用。学习有机合成化学,数据库检索知识的掌握是必不可少的一项技能。SciFinder Scholar是由美国化学学会(ACS)旗下的化学文摘服务社CAS (Chemical Abstract Service)所出版的网络版数据库,是全世界最大、最全面的化学化工及其相关领域的学术信息数据库。学生通过该数据库提供的结构绘制软件绘制化学结构,可获得和该物质相关的文献信息、生产该化学制品的厂商信息、获得反应信息等。通过数据库反应信息的检索可以判断自己设计的合成反应有无文献报道或类似反应以验证设计反应的合理性。

(3)有机反应机理。有机反应机理是进行有机合成实验改进的重要理论依据。学生们运用已学的有机合成反应机理知识,分析设计出的合成反应的理论反应机理及其合理性。

3 解决问题

学生在解决问题时,特别是当思路陷入困境时,教师要善于点拨学生的思路,盘活学生的思维[10]。学生通过科学的分析问题,设计出自己的合成路线,并以多媒体演示的形式在课堂上讲解出来。要求学生要讲出自己的逆合成分析路线及设计的每步反应的机理及参考文献,课程上学生可以对讲台上同学的讲解提出自己的不同观点和疑问,形成大家相互讨论和思考的课堂气氛。最后老师对同学们的讨论进行点评和之处不足,并给同学们讲述该药物在实际生产中的合成路线及反应机理。在这些环节中,学生是主体,教师是协助者,在教师的帮助下,学生运用科学方法或逻辑思维方法对药物结构及其合成方法进行分析,促进学生独立思考,加深对药物合成设计方法的理解和运用。

4 基于问题式学习取得的成效

4.1 问卷调查

发放含有10 个问题的问卷进行调查。共发放问卷58 份, 回收58份, 回收率100%。问卷调查结果见表1。

4.2 具体成效

通过问卷调查和学生们的反映, 在药物合成化学教学中实施基于问题式学习的教学方法主要有以下几个方面的成效:

(1)开拓了学生视野,在一定程度上激发了学生学习有机化学的兴趣。

(2)扩大了学生知识面,深化学生对有机化学的理解,培养了学生创造性思维能力。

(3)使学生学会了多渠道获取信息,提高学习的自主性和学习能力。

(4)增进了同学间的了解,培养了团队精神。

(5)提高了学生分析问题和解决问题能力。

总之,运用问题教学模式,既可激发学生学习药物合成化学的兴趣, 又能充分发挥学生的主体作用,同时也有利于培养学生的思维能力和创新能力,符合该课程的学习规律和教学目标。学生逐渐形成这种独立思考分析问题的能力后,当遇到新的药物分子合成设计时就能做到正确地分析问题、解决问题。

摘要：一种新的学习方式-“基于问题式学习(problem Based learning简称PBL)”被应用于药物合成化学的教学中。通过学生学习反馈结果可以看出PBL教学法能够显著提高学生的学习兴趣,提高其综合分析问题的能力,同时促进自学和加强师生之间的交流与沟通。

关键词：基于问题式学习,药物合成化学,教学方法

参考文献

[1]Flynn Alison B.,Biggs Robyn.The development and implementation ofa problem-based learning format in a fourth-year undergraduate syn-thetic organic and medicinal chemistry laboratory course[J].Journal ofChemical Education,2012,89(1):52-57.

[2]徐胜臻,曹敏惠,江洪,等.基于问题式学习(PBL)在有机化学教学中的应用[J].科技信息,2008(10):5-6.

[3]颜范勇,王兵,王东华.药物合成反应教学研究探讨[J].化工高等教育,2012(2):81-83.

[4]邵莺,何明阳,孙小强.有机化学实验教学中传统教学与PBL结合的应用[J].广州化工,2012,40(4):117-119.

[5]谢逢春.观摩美国田纳西大学物理化学教学得到的启示[J].大学化学,2010,25(2):75-78.

[6]吴亚,建红,燕笛.问题讨论教学法在药物合成反应教学中的应用[J].中国中医药现代远程教育,2012,8(2):52-53.

[7]孙默然.《药物合成反应》教学方法初探[J].广州化工,2011,39(6):183-184.

[8]梁政勇,章亚东.药物合成设计课程教学研究[J].广州化工,2010,38(5):262-263.

[9]伍小云.药物合成教学中应用逆合成分析法的探讨[J].广州化工,2008,36(5):30-31.

基于问题的学习PBL 篇4

关键词：基于问题式学习,PBL,地方高校,英语阅读

一、地方高校英语阅读教学现状

我国的《高等学校英语专业教学大纲》规定, “英语阅读课的目的在于培养学生的英语阅读能力和提高学生的阅读速度;培养学生细致观察语言的能力以及假设判断、分析归纳、推理检验等逻辑思维能力;提高学生的阅读技能;并通过阅读训练帮助学生扩大词汇量、吸收语言和文化背景知识。”地方高校由于自身条件所限, 英语阅读教学还存在一定的问题:

1. 只重视阅读技巧训练, 不重视阅读创新思维培养。

地方高校英语阅读课的重点往往在于训练学生的阅读技能培养和阅读速度训练, 以此来提高学生的阅读能力和英语水平。再加上语言培训机构普及, 语言服务层出不穷, 语言学习资料随处可见, 学生语言学习短平快可能性大大增加, 这样的结果导致, 学生擅长“打钩”练习;忽视阅读能力的培养, 思辨阅读, 思维创新也变得非常困难。而“大纲”建议的多门课程及其说明中, 唯有“英语阅读”是真正提到要实现思维能力目标的。 (张文忠, 2015)

2. 只选择现有优质教材, 没有根据新学生、新形势、新需求更新教学内容。

地方高校在选择阅读教材时, 往往选择现有优质教材, 但是即便是优质教材, 教材内容也相对陈旧, 话题一定程度上滞后于社会发展, 入选文章过度重视经典, 忽视了当代学生, 尤其是地方高校学生追求新意的需求。有的文章篇幅又过长, 不适合相应阶段学习者的学习习惯。其结果是扼杀了学生的阅读兴趣, 限制了学生的阅读量和文化背景知识及内容性知识的输入。

3. 教学方法相对单一, 过于程式化, 缺乏引起学生兴趣的“意外”。

尽管课程组内教师也利用各种网络媒体手段、值得借鉴的教学方法来扩大学生的阅读视野, 总体来说, 还是以教材为中心, 适当穿插相关文章的知识背景, 讲解阅读技巧, 完成课后练习为主, 通过对本校英语专业学生组织的学生座谈会发现, 英语阅读课任课教师基本上不会是学生最喜欢的任课教师, 也有学生提到阅读课教学环节比较固定, 学生能够提前预测到教学环节, 导致学生兴趣下降, 养成被动的学习态度和学习方法, 不利于提高学生阅读水平。

随着教学技术的不断革新, 学生面临众多的优秀教育资源, 信息化学习环境成长起来的学生对于信息的获取有着以往学生所不具有的敏感性, 这些特点倒逼地方高校不断进行教学改革, 改变传统的教学模式, 引入最新的教学理念和教学方式。阅读作为学生获取信息的重要来源, 阅读教学无疑也应该进行教学改革。笔者发现, 基于问题的学习 (Problem Based Leraning, 简称PBL) 能够带动阅读教学改革, 值得尝试。

二、基于问题的学习 (PBL) 教学模式

PBL是基于问题式学习 (problem-based learning) 的简称, 起源于20世纪60年代加拿大麦克麦思特大学 (Mc-Master University) 的医学教育。随后, 这种教学方式在更多领域得到了更广泛的应用。

PBL教学模式是一种以问题为驱动的探究式教学模式, 问题的提出是该教学模式的核心和重点 (支永碧, 2009) 。PBL把学习放在真实的、复杂的、内涵丰富的问题情景中, 通过学习者的自主探究和合作讨论来解决问题, 从而深刻理解隐含在问题背后的知识, 形成解决问题和自主学习的能力 (Barrows, H.S.and Tamblyn, R., 1980) 。

PBL基于现代教学的建构主义理论, 认为学习是学习者主动建构知识的过程。此教学法具有三个基本原则: (1) 学习是学习者主动建构知识而不是被动获取知识的过程 (崔刚, 顾薇, 2003) ; (2) 学习在“情景化”条件下最有效; (3) 学习应在合作的基础上才更有效。

合作式学习 (collaborative learning) 是PBL教学的核心组成部分, 它是美国Johnson兄弟倡导的学习方式 (Johnson D.W, &Johnson, R., 1989) 。

自20世纪90年代起, 国内外语学者开始关注和引进PBL理论。许多研究表明培养批判性思维的教学要借助于问题策略, 以解决问题为核心 (陈晓丹, 2013) , 而PBL学习模式通过应对各种疑难问题, 使学习者产生批判性思维与创造性思维, 被称为促进思维的优秀容器 (支永碧, 2009) 。

以PBL和英语为关键词在中国知网搜索, 发现有学者撰文讨论PBL教学模式在中国外语教育中的各项应用 (郑光锐, 2011, 陈晓丹, 2013, 彭桂芝, 彭桂莲, 2011, 纪淑军, 2010) 但知网搜索发现, 关于如何在中国英语阅读教学中应用PBL模式的研究数量很少, 因此PBL英语阅读教学是一次有益的尝试。

三、基于问题学习 (PBL) 英语阅读教学的优点

英语阅读教学中引入PBL教学模式, 打破了传统意义上的师生角色定位, 一改传统的“教师传授知识, 学生记忆”的被动教学方法, 通过真实的情境激发学生阅读学习兴趣, 强调学习应该置于复杂的, 有意义的问题情境中, 通过学习者的合作学习来解决问题, 倡导发现中学习, 学习中质疑, 质疑中探索, 探索中协商, 协商中评价的做法, 能让学生“做中学, 学中做。”它具有以下几个优点:

1. 有利于培养学生思辨和创新能力。

众所周知, 阅读是人类获取知识的重要途径之一, 基于问题学习的英语阅读教学强调学生认知的主体作用。强调学生的独立思考, 体验和行动, 教师只是情景的提供者, 问题的提出者, 意义建构的帮促者, 实现教学目标的指导者, 但是学生作为分析问题, 解决问题, 合作学习的主体, 需要应对各种疑难问题。这一过程, 可以激发学生的创造性思维和批判性思考, 培养高级思维能力的习惯, 从而增强学生的思辨和创新能力。

2. 有利于培养学生自主学习能力。

在PBL教学模式中, 学生一改被动的知识接受者角色, 而是往往在教师指导下, 自主选择相关知识信息, 自行探讨解决问题的依据、途径、方法, 学习焦虑大大减少, 因此, 问题情景中的未知因素就能吸引学生不断学习, 发现知识的内在联系, 探索知识的发展过程, 形成知识的内化。

3. 有利于培养学生的团队协作精神。

在PBL教学模式中, 小组合作解决PBL的重要特征之一 (支永碧, 2009) 。学生合作学习是教学的常态。在真实的学习过程中, 问题的解决依赖于小组成员多种角色的努力协作, 合作要求学生学会倾听, 学会妥协, 共同研究问题的解决方案, 并回应和参与相关的讨论。 (赵海涛, 2005:23) 这样一来, 学生原有知识可以得到激活, 通过智力激荡, 又能感受不同观点的冲突, 对于已有观点可以加以修正, 合作完成具体的学习任务, 从而培养学生的团队协作精神。

四、应用PBL教学模式进行英语阅读课程实践

英语阅读教学中, PBL教学模式包含下列教学环节:

1. 问题创设阶段。

PBL阅读教学始于问题创设, 关键也在于问题创设。设计真实的、复杂的、有讨论余地的, 具有情境化的问题是整个PBL阅读教学设计的核心。问题的设计不但要关注真实场景下的语言运用能力、还要关注融合可迁移的项目研究技能的获得以及合作沟通的技能, 比如质疑问题的能力、文献检索的能力、文献评判分析的能力、实施项目调查研究的能力、团队协作的能力, 成果分享陈述的能力等。

本校大一英语类专业阅读课程教材选用的是刘乃银主编的《英语泛读教程》。该教程选材注重多样性、趣味性、章节大多具有鲜明的情节, 难度也呈现一定的梯度, 比较适合课堂展开PBL这种以真实情景问题为核心的教学法。特别要提到的是, 考虑学生的认知特点, 每个章节问题的设计一定要呈现出既有机联系, 又各有侧重的特点, 不能千篇一律, 问题设计要时时提供给学生良性的意外, 从而能引起学生的求知欲。

以该教程第一册第十单元《伦敦》为例, 该单元从伦敦的历史、地理、人文等角度描述该城风貌。教师创设的问题情境为要求学生完成图文并茂、结合多媒体技术的伦敦导游情境。选定问题后, 师生共同讨论确认解决该问题的资料来源, 解决方法, 预期目标等, 教师建议可从网络视频, 百度文库, 旅游网站等渠道收集, 整合资料, 形成小组暂时的解决方案。

2. 小组协作查阅资料阶段。

每次课堂教学, 学生均可根据自己擅长的模块自由组合。分组前一般要避免学生同质化倾向, 小组人数以4—5人为宜。问题创设后, 学生第二课堂开展资料查阅。资料查阅不能局限于图书馆文字资料, 图片, 视频, 文献, 网页都要统筹安排。小组成员其兴趣特长各异, 所以分工一般各不相同。每个小组成员首先完成自己擅长的模块, 然后进行整合。

例如, 伦敦导游情境问题中, 本班学生有专门负责绘制导游简图, 有同学利用多媒体技术创设带有动画效果的导游图, 得到大家一直赞扬。有学生专门查找BBC城市之间这份介绍世界主要城市风貌的大型纪录片, 从中抽取自然、地道的旅游导游词。有学生擅长课堂呈现, 则负责课堂发言陈词, 答疑讨论。小组协同作战, 不仅锻炼了学生文献检索能力和协作解决问题的能力, 还加强了人际沟通能力、统筹安排能力, 学生反映该环节收货很大。

3. 课堂讨论展示阶段。

学生课外完成分析问题, 查阅资料部分解决问题之后, 重要环节就是就所研究的问题解决进行课堂总结、发言和展示。课堂讨论要求学生互相质疑, 交互。教师也可以进行即时补充。学生在展示阶段可能面临新的问题, 从而促使其展开新一轮的资料查证, 讨论, 总结的小循环。发现新问题, 解决新问题非常有助于学生创新思维的培养和锻炼。

例如, 伦敦导游情境中, 其他学习小组可能以游客身份对于伦敦当地某一人文景观, 风俗习惯提出问题, 比如课堂上, 有学生提出对于伦敦下午茶风俗非常感兴趣, 这就给即时展示的学生提出了新的问题, 讨论结果表明, 其他同学往往具有不同于本组成员的思路、角度、方法, 因此这种求索型循环将继续进行, 将学生的认知推向纵深, 完成高层次的思维活动。学生能逐渐培养起科学研究的基本方法。

4. 教师点评、总结阶段。

教师要在讨论成熟之后, 即时总结点评。教师应该注重问题解决的程序是否合理, 结论有无可借鉴之处, 学生认知结构是否完善, 团队协作是否成功, 是否达成了问题创设预期的知识目标, 包括项目知识目标, 技能目标, 合作沟通目标和学习能力目标等, 而不是仅仅关注是否给出最好的答案, 甚至是唯一的答案。建构主义认为, 学习是学习者主动建构知识的过程, 学生只有在“做中学, 学中做”, 对这一过程反复操练, 就能不断完善其知识结构, 和认知体系, 实习学生知识的内化。

在伦敦导游情境中, 教师点评不以好坏为标准, 而是通过细化导游场景, 为学生进一步思考的余地;通过发现学生的创新并加以推广, 使学生获得学习体验和项目成功的满足, 通过给出合理的评价, 使师生进行良性互动。

五、结语

地方高校在英语阅读教学中引入PBL教学法, 极大地丰富了英语阅读的教学内容, 锻炼了学生创新思维的培养, 也将学生第一课堂和自主学习紧密结合, 课堂教学实践得到有效的延生。问题的创设拓宽了学生的阅读视野, 锻炼了学生发现问题, 提出问题的创新能力;小组协作锻炼了学生科学的研究方法和团队精神;课堂呈现促进了知识的整合, 观念的碰撞;而教师点评过程能及时帮助学生完善知识结构, 增强解决问题的能力。因此, 应用PBL进行阅读教学, 能让学生的学习兼顾探索性、知识性和趣味性。

参考文献

[1]Barrows, H.S.and Tamblyn, R.Problem-based Learning:An Approach to Medical Education[M].New York:Springer, 1980.

[2]Johnson D.W, &Johnson, R.Cooperation and Competition:Theory and Research[M].Edina, MN:Interaction Book Company, 1989.

[3]陈晓丹.PBL教学模式对非英语专业学生批判性思维能力影响的实证研究[J].解放军外国语学院学报, 2013, (04) .

[4]崔刚, 顾薇.合作式教学在多媒体教学中的应用[J].清华大学教育研究, 2003, (1) .

[5]纪淑军.网络时代大学英语PBL教学模式研究[J].中国成人教育, 2011, (06) .

[6]彭桂芝, 彭桂莲.PBL教学模式在听说课中的应用[J].华中师范大学学报, 2011, (2) .

[7]张文忠.i PBL——本土化的依托项目英语教学模式[J].中国外语, 2015, (2) .

[8]赵海涛.基于问题的校长培训模式研究[D].上海:上海华东师范大学, 2005.

[9]郑光锐.开发学生英语自主学习潜能的PBL教学模式探析[J].教育科学, 2011, (6) .

基于问题的学习PBL 篇5

关键词：医学分子生物学,自主学习,基于问题的学习

全球医学教育最低基本要求和中国高等医学教育标准均要求建立有利于培养学生学习能力和创新能力的教学体系。我们在医学分子生物学教学实践过程中, 依托于教研教改重点项目、精品课程和实验教学示范中心的建设, 探索提高学生对设置问题的“自主学习”能力的途径, 对今后的教学改革提出了思路。

一、PBL是提高SDL能力的重要途径

自主学习 (self-directed learning, SDL) 已成为医学生终身学习的重要方法, 其目的是培养学生独立、主动学习的能力。在自主学习中, 学生是学习的主体, 外在事物是学习的客体, 学生有意识、有计划地调节自己的心理和行为, 培养自己理解和掌握客体的意识和能力, 最终对学习各个方面自觉做出选择和控制。基于问题的学习 (problem based learning, PBL) 是以问题为基础, 以学生为主体, 以小组讨论为形式, 在教师的参与下, 围绕所设置的问题进行学习的过程。PBL更注重知识的应用和问题的解决。所以如何设置复杂的、有意义的问题情境尤为重要。一个好的问题或者案例有助于学生们学到隐含于问题背后的科学知识、形成解决问题的技能, 提高其自主学习的能力。

二、基于PBL的自主学习程序

中探索基于医学生物化学与分子生物学PBL教学的学生自主学习实践, 其实施的程序为: (1) 教师设置问题→ (2) 以小班为单位 (9~11人) 选定所要探索问题→ (3) 分小组收集资料并讨论已达成共识→ (4) 讨论、制作并修订PPT→ (5) 自主学习报告会上汇报小组成果PPT→ (6) 教师点评→ (7) 收集反馈信息, 评价教学效果。整个过程的完成即是SDL七要素的组合与应用。

三、PBL的问题设置及其目的

表1中列举了一部分我们所设置的PBL问题, 所设置的问题力求调动学生的学习动机, 增加学习兴趣, 使学生愿学和乐学 (如从电影《阿凡达》) , 积极去自我探索, 同时可让学生选择内容、方式和学习方法, 由学习的主体即学生进行自我选择;问题设置还要有利于学习主体的新知识形成和构建;此外, 问题设置还要有助于学习主体的自我创造性发挥和展示 (如优良品质和高智能物种的创造) 。Woltering等人认为, 有效PBL的启动是使学习主体有明确的学习动机和方向, 促进小组中个人的有效协作。因此, 我们认为有利于自主学习能力提高的PBL问题本身就应该含有自我探索性学习、自我选择性学习、自我建构性学习和自我创造性学习的元素。

自2008年起至今, 我们在五年制医学本科生约4000人

四、学习效果分析及对教学改革的提示

分析表1中四个PBL问题的学习成果, 我们欣喜看到有的学生想象力丰富, 也很有创意, 而且学生有能力从参考书、文献、网络等途经获取课外信息, 如“基因工程之狂想曲——《阿凡达》”;同时, 学生对临床相关的问题也表现出极大的兴趣;然而, 我们也看到学生对基本理论的综合应用能力较差, 如对操纵子调控机制的理解与应用;也有部分学生主动参与不够。

近几年的PBL教学结果表明:要提高学生自主学习能力, 首先, 必需建立与之相适应的成绩评价体系, 评价标准、评价方法和评价手段力求体现自主学习的效果。其次, 课堂教学与自主学习应该有机结合, 教师应有更大自主权, 这要求教学大纲和教学计划有较大可塑性。第三, 随着课堂教学学时减少, 教师因应充分利用网络教学资源, 指导并加大学生的自主学习的力度, 真正使学生成为学习的主体。第四, 教师应该主动接受自主学习的挑战, 更新教学观念, 改革教学方法, 研究自主学习的要素、方法、过程和效果的评价, 切实通过自主学习帮助学生“想学”、“会学”和“坚持学”, 提高其终身学习能力。

参考文献

[1]Murad MH, Varkey P.Self-didrected learning in health profes-sions education[J].Ann Acad Med, 2008, 37 (7) :580-590.

基于问题的学习PBL 篇6

《中国互联网络发展状况统计报告》显示, 截至2014年12月, 我国网民规模达6.49亿, 其中手机网民规模达到5.57亿;2014年新网民最主要的上网设备是手机, 使用率高达64.1%。随着社会的进步和科技的飞速发展, 人们对于学习形式、学习内容多样化、个性化、灵活性的呼声越来越明显, 当网络基础设施和个人终端已经具备后, 移动学习应运而生, 学习正在走出教室, 慢慢融入学习者的生活中。

移动学习 (Mobile Learning) 是一种符合“4A”模式的学习方式, 是在数字化学习的基础上有效结合移动计算技术带给学习者随时随地学习的全新感受, 被认为是一种未来的学习模式。随着智能手机的不断发展和4G网络的应用, 智能手机越来越趋同掌上电脑, 人们可以通过手机获取纸质、电视和网络的各种信息, 所以本文探讨的移动学习主要指利用智能手机进行的移动学习。

在高职的传统的会计实训课程教学中仍大多沿袭了以教师引导为主的教学模式, 实践项目的结构及教学预期目标基本固定, 教学手段及评价标准也较为单一, 学生自主学习积极性未能得到充分调动。基于问题的学习 (Problem Based Learning, PBL) , 同时辅以移动学习的手段, 将学生从课堂教学机械的参与者转变为信息分析、问题评估的引领者, 满足了会计实训课程对学生发现问题、分析问题及解决问题能力的培养要求。

二、高职会计学生移动学习调查分析

本文针对移动学习对在校高职大二会计学生进行了调查问卷, 主要包含四个方面:持有智能手机的情况、移动学习的认知和使用程度、移动学习的效果和期望改善的部分。从调查结果显示, 智能手机的持有比例高达99.7%;选择通过微信、微博、QQ空间获取学习资料的达到了52%, 通过网站和论文获得移动学习的占25%, 其余为通过在线音频视频、电子书、学习app等方式进行;从学习的效果来看, 60%的学生会在遇到学习难题的时候使用智能手机搜索, 40%的同学会在空闲时间用移动学习, 40%的学生持续学习时间为20分钟之内, 20分钟到30分钟的移动学习占比为30%, 30分钟以上的学生仅占10%。

学生在移动学习时候遇到的主要困难如下:搜索到无关信息太多, 浪费时间和精力;学习时间短暂, 缺乏有效的学习计划;3G、4G网络流量多, 费用高。

三、基于PBL的移动学习课堂设计

1.课前设计

教师的准备工作, 教师课前查阅课程资料, 设计教学案例和撰写教案的时候采用知识点来组织学习内容, 不同章节的教学内容由不同的知识点来提纲挈领, 将这些知识点以不同的媒体形式呈现, 可以是动画, 也可以是文字等。

学生的课前预习, 会计专业的实训课程基本上是在学生系统地学习相关的基础课程之后, 展开相应的实训教学时, 学生一般已经掌握了一定的专业理论知识, 并了解了基本的会计技能, 因此在会计实训课程之前学生可以自己进行以前所学知识的复习。

2.布置问题

根据教学大纲, 针对课程的重难点, 将问题在实训课程中提出, 学生一边动手处理实训账务, 一边解决案例问题, 并将课前知识点网络资料发至每个学生的手机, 便于学生在解决实际案例时进行学习。并布置少量难度较大的下发资料没有覆盖到的问题, 由学生自行手机网络搜索来解读。

3.实训完成与讨论

章节课程结束时, 由学生为主体进行讨论, 针对章节的主要知识点进行归纳、总结, 同学之间交叉提问和研讨, 并通过智能手机进行知识点的考核。

四、移动学习的完善建议

2015年第二学期在我校大二8个班的《模拟实训》教学中以PBL模式辅以移动学习, 让学生将手机融入课堂学习, 极大的激发了学生的学习积极性。但在移动学习中依然存在一定的问题, 因此提出建议如下:

1.移动学习是个完整的学习过程, 课程移动学习资源库的建设直接制约移动学习的效果, 建议高校联合研发各个课程可应用于手机移动学习的资源库。学校内部建立移动学习平台, 免费wifi, 通过多种途径向学生提供学习信息。

2.学生个体要明确目的, 制定学习计划, 提高学习效率。手机移动学习, 网络开放, 可以看到的不仅是学习资料, 还有各种娱乐信息, 进行有效的自我约束, 完成学习任务, 则要求学生在思想上将学习的自觉性激发, 并充分利用移动平台提升学习质量。

3.教师的引导, 移动学习在于补齐学生学习过程中遗漏的知识, 学生自己既是学习者又是教师, 当遇到学习内容或者方法超过学生所能理解的程度时, 就需要教师进行辅导, 移动学习并不是放养式的学习, 而是针对性的帮助学生提高自主学习能力, 传统教学与新媒介的结合, 共同完成信息时代的教学与实践。

参考文献

[1]左有遊.移动学习在大学生学习中的应用研究[D].南昌:南昌大学, 2011.

[2]郑凯, 许骏.高校移动学习体系的构建与发展研究[J].中国电化教育, 2011 (9) .

基于问题的学习PBL 篇7

1 有限元分析传统教学方法与PBL模式的利弊分析

1.1 有限元分析课程的传统教学

研究生有限元分析课程的传统教学方法,主要是通过系统介绍机械结构有限元分析的概念、原理,让学生理解有限元法的数学、力学基本概念,由此掌握机械结构分析的各类问题的理论和方法.教学模式是以教师为主体和以课堂讲授理论知识为中心,采取大班全程灌输、填鸭式教学.

这种教学模式的优点是:(1)学生掌握有限元分析的整体知识结构相对全面而系统.(2)学生对具体知识点的学习所花费时间相对较少.由于教师直接将概念、原理、公式推导讲授给学生,学生能较快地获得若干具体知识点.

这种教学模式的弊病是:(1)导致基础理论学习和实际应用脱节.传统教学法将知识的学习与问题的解决之间主从关系颠倒,学生体会不到学习是为了解决实际问题,反而感到提出问题只是为了学习知识.更谈不上将有限元分析与工程实际连接,形成了“学用分离”;(2)难以调动学生的学习积极性.学生始终处于被动地接受知识的地位,普遍感到枯燥抽象,甚至部分学生对有限元理论产生一种“畏惧”心理,大量繁琐的公式推导使数学、力学基础差的学生学起来很吃力.

1.2 PBL教学模式

PBL是1969年美国Barrows教授在加拿大首创的“基于问题的学习”(problem-based learning),即以问题为导向、以学生为中心的教学方法[1,2].强调以学生的主动性学习为主,把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中.让学生通过自主探究,来解决问题.在解决问题的过程中,学习隐含在问题背后的科学知识,在完成相关内容学习的同时,对所学知识的实用价值有较好的理解,并形成解决问题的技能、自主学习和终身学习的能力.

这种教学模式的优点是:(1)学习的主动性、积极性高.由于学生以小组为单位,以问题为先导,为完成真实性的设计任务,主动通过多途径如查阅书籍、网络检索、听课、和他人讨论、合作等而猎取知识,提高能力,学习的目的性十分具体,知识的价值可直接感知,且可获得强烈的成就感,因而大大调动了学习的热情.同时,由于学生主动参与学习,较多地形成了长期记忆,从而提高了学习效果.(2)将理论与实际紧密地联系了起来,针对工程实际问题来学习,能够有效地培养学生分析和解决实际工程问题的能力.(3)将教学与应用研究有机地结合了起来.教师不仅仅是传授知识,更多地是遵循认知规律,以学生为中心设计教学过程、提供教学资源,关键环节上对学生进行启发、激励、引导和指导,授之以渔,将学生带到科学发展的前沿阵地,培养学生的创新意识和创新能力,培养学生的评判和探索精神.(4)使学生的团队合作意识得到了很好的培养.

这种教学模式存在的弊端是:(1)对学科整体框架概念不强,知识缺乏连续性和系统性;(2)学生往往需要花费更多的时间和精力在相同知识的学习上.

2 有限元分析课程引入PBL的教学实践

鉴于以上分析,在有限元分析课程中引入PBL教学模式,采取了与传统教学方法作适当的嫁接、融合,有步骤地、循序渐进地予以实施.

2.1 改革课程体系整合知识结构

对课程体系进行了改造,从教学计划的制定入手,压缩传统的纯理论内容的比例,加强工程实际问题应用.构建了基于有限元理论、有限元软件操作及二次开发和工程实际问题应用的三位一体的有限元课程体系,实现了有限单元法课程教学的模块化、分层次、项目式教学.我们动态地引进企业生产中的实际问题和科研项目,将工程实际问题的解决思路、分析方法和解决方案带到教学当中,使教学与科研、工程应用相结合,在给学生建立起基本理论框架的基础上,将偏重于理论推导的教学转向了与工程实际紧密结合的应用性教学.

将基础理论分为梁(一维)、壳(二维)和块(三维)3部分,专题应用分静态、动态、疲劳、热应力及优化5部分, 结合工程实际问题交叉组合,形成以问题为导向的各个专题系列,减少大量繁琐的、枯燥的理论证明,加强对实际工程问题的模型建立和分析.具体PBL教学过程如图1所示.

2.2做好问题设计分步具体实施

2.2.1 PBL教学模式的问题设计

问题设计是PBL教学的前提.PBL中的问题模式必须是能够自由探索的,应接近现实或具有真实情景,对学生有一定的挑战性.要通过解决这些问题,培养学生的高级思维能力,培养学生建立理论和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,培养学生创新精神及合作意识,培养学生自主学习和终身学习的本领,调动学生的学习积极性.我们以企业中的新产品设计、旧产品改进、产品研发中的实际问题作为背景设计问题的基础,对其精心选择和进一步设计,做到:

(1)问题能引出相关的基本概念和原理.在设计问题时,首先要确定学生需要获得的基本概念和原理,由此出发设计要解决的问题.

(2)问题要有开放的,有足够的想象空间,可激发学生的学习动机,鼓励他们去探索,并注意问题的难度适中,计算量不要太大.

(3)问题具有重复性.各个概念应在几个问题中多次涉及,以便使学生构建起更灵活的知识,同时也避免重要概念的可能遗漏.

(4)问题的选择要具体考虑教学目标以及学生的知识、局部与整体、阶段和综合、技能水平和时间等因素.

(5)根据研究型、创新型的复合型人才培养目标,要把分析问题、解决问题、发现问题的能力的培养体现在导向问题的设计中.

2.2.2具体实施过程

第一阶段,基础理论学习.由于有限元课程理论性较强,必须保留必要的理论教学.与传统教学不同的是:(1)这部分课时大为缩短,内容极为精炼;(2)教师在讲解某类知识点前要提出相应的实际问题,以引发学生学习兴趣.然后,以解决这些问题为目的讲解知识点,引导学生由此建构知识体系,并跟随教师共同解决问题;(3)学生要针对某一个主题检索资料、发言讨论,最后老师点评.

第二阶段,熟悉有限元分析软件.第一步,结合所学理论知识,上机做有限元分析软件的操作练习.其内容有:验证既往所学材料力学的有关理论和规律;将机械振动理论中的一些简单问题通过有限元分析软件动态地展现出来;运用参数化建模,直观反映不同材料、不同尺寸的结构与变形、应力随载荷变化而变化的规律及分布等.这里,学生可以根据自己的知识面和兴趣,带着问题自主地选择练习内容.例如:应力集中现象、圣维南原理、压力容器分析、桁架、钢架、斜弯曲、压杆稳定、自由振动等.通过这些练习,既可初步熟悉有限元分析软件,又可对有限元相关理论知识加以巩固.第二步,运用工程实际的案例和专题背景资料作有限元分析实际应用的示范性教学.这些实际案例,可综合地进一步加深学生对有限元分析方法和分析软件应用的理解,且是自主能动的学习,有助于激发学生的学习兴趣和调动学生的学习积极性.这里,教师不仅要给学生提出问题,引导学生建立解决方案,更重要的是要通过案例,让学生学会建立解决方案的方法与途径.

第三阶段,运用有限元理论和分析软件进行工程实际的项目研究.首先由教师精选一个工程项目,做为问题导向式学习实例.如图2所示,通过解决一个个问题,让学生掌握分析的理论和方法.接下来,将学生分为3～4人一组,以学校、课题组和导师的科研课题、对外服务的工程项目为背景内容,指导学生再实践.其程序是:提出问题→收集资料→建立分析方案、模型→软件计算→小组总结→撰写报告→全班汇报答辩.即:组织每个小组,针对工程实际问题或企业项目,先检索资料,继之运用有限元理论提出解决方案,建立计算模型,再运用大型有限元商用软件完成计算任务,最后进行小组讨论、总结,每个人完成自主命题的计算报告(word文件),在课堂上进行全班PPT交流.同时,每个小组必须准备一个时间不低于20分钟的报告,每个小组主题发言人报告后,必须接受其他小组的提问,提问与回答的时间约为20分钟.这一系列活动,使学生由被动的学习转变为主动求知.教师努力营造一个主动的学习氛围,积极引导学生与其小组同学交流沟通,让学生在探索中不断发现新问题,解答新问题,在讨论中加深对正确理论的理解,同心协力共同提高.

2.3 创新评价体系正确评定成绩

有限元课程引进PBL教学后,如何评价学生对有限元课程的学习成绩,建立一套科学的学习评价体系是非常重要的,也是对后续课程PBL教学的推动.

传统的有限元课程考核是以一张笔试试卷,通过概念题和计算题,考核课程的若干知识点的掌握为目标.新的评价体系,不仅要考核这门课程的知识点的掌握,还要考核学生是否具有对这门课程自我再学习的能力,考核学生能否将所学到的有限元知识应用于工程实际以及应用过程中的创新能力.在具体考核方法上,采用过程阶段评价方法.从文献检索能力、综述归纳能力、小组讨论表现、项目完成过程中的表现、研究报告的质量、实际应用的创新点,论文答辨、团队协作精神等多方面、多环节进行评价.具体考核内容见表1.

2.4 教学效果评价

在传统教学模式下,学生因畏惧繁琐的理论,考试成绩大多在60～70分之间,还不能进行有效的工程应用.自引入PBL教学模式,经过几年实践,取得了良好的教学效果.因所有学生都认真完成了专题研究报告,个别同学的分析具有相当的深度和难度,因此成绩显著提高.65%的学生成绩在90分以上,30%在80～90分,5%在80分以下.其突出的工程分析能力和独立研究能力得到了全体硕士生导师的认可和好评,在接下来的专业项目研究中都能独当一面.导师们异口同声的说:“真是帮了我们的大忙”.

3 PBL教学模式难点处理

3.1 教学内容与课时数的矛盾

工科研究生有限元课程课时一般在36～48学时,而PBL教学模式实际所需课时比传统教学模式要多得多.如何解决教学内容与课时数的矛盾?我们采取拉长教学时间跨度,调动学生利用课外时间学习研究,取得了较好的成效.我们将课程安排为每周集中教学一次(2～3课时),把学习过程变成一种有趣的创造性劳动,留下许多待解决的问题让学生课后主动地饶有兴趣地研究,使学习变得欲罢不能,从而使1次教学延续为若干课时的课外自学.同时,在课内教学中,我们给出一定的时间让学生阐述研究成果,使得课堂气氛热烈,学习效率提高.

3.2 理论教学和工程应用的矛盾

有限元法理论涉及的学科较多,如泛函分析、矩阵理论、数值分析、计算机技术以及各应用领域中的热、电、磁等.然而,既往的教学实践告诉我们:学生在学习过程中,往往难以将这些理论与工程应用相联系,从而使理论教学与工程应用变成了“两张皮”.若一味强调理论教学,势必更加导致“学用分离”;如果只强调教会学生解决具体工程问题,又必定陷入实用主义的泥沼.如何解决这一矛盾?我们在引进PBL教学中,以有限元软件ANSYS等应用软件作为沟通理论与工程实际的桥梁.引导学生在学习应用有限元软件解决工程实际问题的过程中,一方面加深对基本理论的理解,一方面提高实际解决问题的能力.这样,虽然花费在纯理论教学中的课时不多,只是精讲,但通过有限元软件这一桥梁,让学生在运用软件解决具体工程项目中的实际问题的过程中,进一步自觉地加深对基本理论的钻研与理解,同时又充满激情地将理论直接地应用于具体实践.

3.3 有限师资和众多学生的矛盾

引入PBL教学,学生从理论学习到工程项目解决,都需要分成若干相对独立的小组,需要有更多的教师进行教学指导.就当前我国高校实际情况而言,师资数量与逐年扩大的学生数,难以达到这样的要求.我们在教学实践中,采取组织博士生和高年级研究生担当“助教”的方法解决这一矛盾,收到了较好的效果.我们对经过精心挑选的“助教”,先进行PBL教学的辅导培训,然后让他们深入各学生小组,按我们制定的教学大纲和具体方案,引导学生学习、研究,并答疑解惑.主讲老师一方面巡回于各学生小组进行指导,一方面定期召集“助教”反馈教学情况,针对具体问题,采取进一步具体措施.这不但在一定程度上缓解了师资不足的矛盾,而且也使高年绵研究生得到了进一步学习、锻炼的机会.

参考文献

[1]杜翔云,Anette K,Jette EH.PBL:大学课程的改革与创新.高等工程教育研究,2009,(3):29-35