基于問題式學(xué)習(xí)教學(xué)模式的探究與實(shí)踐

唐曉雯　任艷榮

[摘要]在工程力學(xué)的課堂教學(xué)中，運(yùn)用基于問題式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，把學(xué)生設(shè)置到復(fù)雜、有意義的工程問題情境中，通過理論學(xué)習(xí)、查閱資料、小組討論、合作完成問題的分析、研究與解答，有效地改變了以往學(xué)習(xí)工程力學(xué)時(shí)，學(xué)生大多處于被動(dòng)和應(yīng)付的狀態(tài)；擺脫了從理論到理論，理論脫離實(shí)際的模式；培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立分析、團(tuán)結(jié)協(xié)作、解決實(shí)際工程問題的能力。

[關(guān)鍵詞]基于問題式學(xué)習(xí)，教學(xué)模式，工程力學(xué)。

[中圖分類號(hào)]TB12[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-4634(2006)01-0024-02

0引言

基于問題式學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，簡稱PBL）的教學(xué)模式是以問題為基礎(chǔ)來展開學(xué)習(xí)和教學(xué)過程的一種教學(xué)模式，它強(qiáng)調(diào)把學(xué)生設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情境中，通過學(xué)習(xí)者合作解決真實(shí)問題，來學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問題的技能，并形成自主學(xué)習(xí)的能力。

傳統(tǒng)的工程力學(xué)經(jīng)過幾百年的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)成熟和完善，現(xiàn)在主要是通過各種手段將課程的知識(shí)傳授給學(xué)生，最后通過考前復(fù)習(xí)和考試對(duì)其歸納提高。在此過程中，學(xué)生大多處于被動(dòng)應(yīng)付狀態(tài)，難以擺脫從理論到理論、理論脫離實(shí)際模式的束縛，使得學(xué)生獨(dú)立分析、解決實(shí)際問題的能力較差。為改變這種狀態(tài)，筆者在工程力學(xué)的課堂教學(xué)中，積極引入基于問題式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式——將學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)與解決工程問題有機(jī)結(jié)合，在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)與問題情境的設(shè)立，要求學(xué)習(xí)圍繞復(fù)雜的真實(shí)問題展開，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際問題中去思考、去觀察、去操作、去探究，從而激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，促進(jìn)了學(xué)生的自主探究以及對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容和過程的反思。實(shí)踐證明，這種模式有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

1基于問題式學(xué)習(xí)教學(xué)模式的教學(xué)目標(biāo)與策略

作為一種問題取向的教學(xué)模式，PBL強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)放到復(fù)雜的、有意義的問題情境中，通過讓學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)世界中的問題，來探究問題背后隱含的概念和原理，以發(fā)展自主學(xué)習(xí)的技能，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目標(biāo)，筆者采取自選研究問題的教學(xué)方式，向?qū)W生提供理論聯(lián)系實(shí)際、參與創(chuàng)新、提高解決實(shí)際問題能力的機(jī)會(huì)。具體方法是：課上，將部分習(xí)題或工程案例改造成研究問題；課下，讓學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)、自由組合、查閱資料研究與發(fā)現(xiàn)相結(jié)合的過程完成選題，以小論文、學(xué)習(xí)心得、讀書報(bào)告的成果形式參與課程考核，并計(jì)入總成績。整個(gè)過程分為4個(gè)環(huán)節(jié)：1）根據(jù)工程力學(xué)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，循序漸進(jìn)的給學(xué)生呈現(xiàn)問題（例如：生活常識(shí)、某項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)、某種體育設(shè)施、某種工程機(jī)械的運(yùn)動(dòng)、某一工程案例或某一計(jì)算方法的總結(jié)等等）。學(xué)生以自由組合的小組形式（每組4～5人）組織與問題相關(guān)的已有知識(shí)的收集和討論；2）通過討論，學(xué)生提出被稱為學(xué)習(xí)要點(diǎn)（learning issues）的疑問，這些疑問就是他們對(duì)問題的不解之處，學(xué)生把這些疑問記錄下來，并圍繞其進(jìn)行討論和調(diào)研；3）學(xué)生按照問題的重要程度給學(xué)習(xí)要點(diǎn)排序，決定哪些問題由全組負(fù)責(zé)研究，哪些問題由個(gè)人負(fù)責(zé)研究，提倡學(xué)生在小組中合作解決問題，同時(shí)學(xué)生和教師還要討論研究這些問題需要哪些資料，以及如何找到這些資料；4）利用答疑的時(shí)間，教師分組召集學(xué)生共同探討學(xué)習(xí)要點(diǎn)，把獲得的新知識(shí)運(yùn)用于問題情境，鼓勵(lì)學(xué)生總結(jié)新知識(shí)，注意新、舊概念的聯(lián)系。隨著問題的解決，使學(xué)生既能認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)是一個(gè)無止境的過程，永遠(yuǎn)會(huì)有需要研究的問題，又能認(rèn)識(shí)到自己是“學(xué)習(xí)”的主人，從而感到“學(xué)習(xí)”是一種樂趣，是顯示其才華的表演舞臺(tái)。同時(shí)，也使學(xué)生深刻體會(huì)到力學(xué)是工程技術(shù)的基礎(chǔ)，作為一名未來的工程師必須掌握好力學(xué)知識(shí)。

在PBL中，學(xué)生是積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)者，從分析問題、形成共識(shí)、驗(yàn)證結(jié)論到反思概括的各個(gè)環(huán)節(jié)，都是在主動(dòng)地解決問題、建構(gòu)知識(shí)，而教師不過是學(xué)習(xí)活動(dòng)的促進(jìn)者，其作用在于引導(dǎo)、協(xié)調(diào)、鼓勵(lì)和反饋，支持學(xué)習(xí)小組積極互動(dòng)地開展學(xué)習(xí)。

2基于問題式學(xué)習(xí)教學(xué)模式的實(shí)施效果

問題既是學(xué)習(xí)知識(shí)的關(guān)鍵，又是教師講課的關(guān)鍵。而傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法主要以課堂講授為主，是一種單向的知識(shí)傳授，盡管傳遞的信息密度大，接受效率高，教育作用全面，可控性強(qiáng)，但學(xué)生缺少自主思考的空間和時(shí)間，不利于發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。在采用了PBL教學(xué)模式后，教師在教學(xué)過程中，要根據(jù)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)精心設(shè)計(jì)問題，以激發(fā)學(xué)生求知和探究的欲望，促進(jìn)學(xué)生的思維。

比如，理論力學(xué)中“動(dòng)量定理”、“達(dá)朗貝爾原理”的應(yīng)用一直是學(xué)生不易掌握的難點(diǎn)，為此，筆者設(shè)計(jì)了課外研究問題：“建筑機(jī)械——蛤蟆夯的動(dòng)力分析”，通過查閱資料、研究討論，使多數(shù)學(xué)生能正確應(yīng)用“動(dòng)量定理”或“達(dá)朗貝爾原理”分析蛤蟆夯工作時(shí)的受力及運(yùn)動(dòng)情況，寫出了質(zhì)量較高的讀書報(bào)告，從而解決了如何應(yīng)用力學(xué)原理對(duì)實(shí)際工程物體進(jìn)行準(zhǔn)確的定性分析這一關(guān)鍵問題，這是一般教科書上所沒有介紹的。能量法在材料力學(xué)教材中屬于較難的重點(diǎn)內(nèi)容之一，概念多而且抽象，學(xué)生感覺很不好理解。針對(duì)這一問題，筆者結(jié)合課堂教學(xué)中簡述能量法的基本原理與應(yīng)用要點(diǎn)，布置一些必要的訓(xùn)練習(xí)題，然后提出了“如何繪制能量法應(yīng)用框圖”的問題。通過這種方式的學(xué)習(xí)與研究，使絕大多數(shù)同學(xué)對(duì)能量法的基本原理、相互之間的關(guān)系及其應(yīng)用有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，繪制出許多有實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用框圖。經(jīng)考試證明：采用PBL教學(xué)法后，學(xué)生應(yīng)用能量法求超靜定問題的正確率達(dá)90%左右，這樣的成績?cè)谝郧笆菦]有過的。

另外，為解決理論力學(xué)和材料力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用力學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，針對(duì)拆除廢舊煙囪時(shí)所出現(xiàn)的二次斷裂現(xiàn)象，筆者設(shè)計(jì)了“煙囪的力學(xué)模型如何建立?請(qǐng)應(yīng)用所學(xué)過的力學(xué)知識(shí)解釋這一現(xiàn)象”的研究問題。起初學(xué)生想到的是用材料力學(xué)的知識(shí)，但無法解釋出現(xiàn)的二次斷裂現(xiàn)象。經(jīng)過教師的引導(dǎo)分析和觀看案例模擬動(dòng)畫，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：煙囪是在倒地過程中發(fā)生的二次斷裂，經(jīng)過再次研究討論，提出了煙囪的二次斷裂與材料、強(qiáng)度、受力以及運(yùn)動(dòng)有關(guān)的綜合分析。教學(xué)實(shí)踐證明：通過一系列工程問題的研究，提高了學(xué)生的力學(xué)建模能力、計(jì)算和動(dòng)手能力，使學(xué)生力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用得以強(qiáng)化，充分發(fā)揮了他們的邏輯思維、抽象思維和創(chuàng)新思維，促進(jìn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

3結(jié)束語

基于問題學(xué)習(xí)的教學(xué)模式應(yīng)用于工程力學(xué)課程的教學(xué)改革，經(jīng)過幾年的實(shí)踐，受到了學(xué)生們的普遍歡迎，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、自覺性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新激情，形成了以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)局面。

然而，與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，采用基于問題的教學(xué)模式對(duì)教師也提出了更高的要求：教師需要查閱大量的教學(xué)資料，花費(fèi)更多的備課時(shí)間，精心設(shè)計(jì)問題，激發(fā)和發(fā)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，捕捉學(xué)生創(chuàng)新思維的閃光點(diǎn)，多層次、多角度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。同時(shí)，與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，基于問題的學(xué)習(xí)需要學(xué)生更多的投入和參與，但在實(shí)踐過程中也發(fā)現(xiàn)，有一些學(xué)生缺乏必要的背景知識(shí)，參與不足，直接影響了基于問題學(xué)習(xí)的效果。另外，還要求對(duì)學(xué)生的成績考核作出相應(yīng)的改革。從英美等發(fā)達(dá)國家的高等教育來看，包括基于問題的學(xué)習(xí)在內(nèi)的探究性學(xué)習(xí)仍然是一種方興未艾的本科生教育改革與創(chuàng)新措施，筆者將在今后的教學(xué)工作中不斷完善和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

1余勝泉,張建偉.教育技術(shù)理論導(dǎo)讀——信息時(shí)代的教學(xué)與實(shí)踐[M].北京:高等教育出版社,2001:86-87.

2 張建偉.基于問題式的學(xué)習(xí)[J].教學(xué)研究與實(shí)驗(yàn),2000,(3):45-48.

3 丁慧賢.“問題 探索 研究 創(chuàng)造”教學(xué)法的探究與實(shí)踐[J].中國高教研究,2003,（4）:87-88.

4 司鵠,萬玲.問題式教學(xué)法在工程力學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用實(shí)踐[J].高等建筑教育,2003,（2）:55-56.