PBL教學模式在中職數學專業模塊教學中的實踐

陳娟

（蘇州工業園區工業技術學校，江蘇蘇州215123）

PBL教學模式在中職數學專業模塊教學中的實踐

陳娟

（蘇州工業園區工業技術學校，江蘇蘇州215123）

PBL教學模式是近年來國際上受到廣泛關注的一種教學模式，其特征是以問題為核心，以學生自我管理為主來展開教學。在中職數學專業模塊教學中，以學生所學專業問題為基礎來開展教學，應用PBL教學模式來指導學生的學和教師的教，促進學生掌握靈活的數學基礎知識和發展邏輯思維能力、分析解決問題的能力以及自主學習的能力。

PBL教學模式；中職數學專業模塊；實踐與研究

一、PBL教學模式

“課堂因互動而精彩，學生因自主而發展”，基于問題的學習（Problem Based Learning,PBL）是將學習“拋錨”（anchor）于具體問題之中的一種情景化的、以學生為中心的教學方法。該模式符合現在課堂倡導的將“課堂還給學生”，強調把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中，通過學習者的合作來解決真正的問題，從而學習隱含在問題背后的科學知識，形成解決問題的技能和自主學習的能力。PBL教學模式是與當前所倡導的建構主義學習理論以及其教學原則非常吻合的一種教學模式。[1]PBL教學模式的主要特點是通過專業問題的設置激發學生學習的興趣，啟發學生的思維，提高學生學習的主動性，培養學生獨立思考問題和解決問題以及創新的能力，使得學生由“學會”變為“會學”[2]，課堂教學由“以教師為中心”轉變為“以學生為中心”。

二、PBL教學模式的基本流程

PBL教學模式實施的基本步驟是根據學生需要學習的基本數學概念和原理，在與他們專業相關的學科領域中尋找設計需要解決的實際問題；同時，提供給學生必要且足夠的資料，以方便其進行自學；課堂上采用分組討論學習的形式，通過成員間的協助、討論、歸納和匯報；最后，教師進行總結、強化和矯正。以上基本流程可用流程圖進行描述（如圖1）。

三、PBL課堂教學設計的實踐

以“數控編程中曲線的交點及切點坐標的計算”為例，進一步介紹基于問題的學習模式：

（一）教學內容分析

坐標系是基本的數學概念，對于機電專業的學生來說，數控機床加工工件時，除了機床本身自帶的機床坐標系外，需要設置編程坐標系和工件坐標系，確定工件加工點的確切位置，如果坐標系統設置錯誤，將導致工件報廢、機床撞車和刀具損壞等事故。基于此，對工件的加工點的位置確定、加工點與加工點之間的相對位置等的計算是本節課要著重解決的問題。

（二）學習者分析

本課教學對象為機電專業學生，他們來到中職校基本是升學考試的失敗者，在以往的學習中經常遭受著挫折，在學習上缺乏信心，學習熱情不高，缺乏主動性和積極性。另外，由于以往教學模式和環境等的影響，大部分學生缺乏與別人溝通交流的技巧，沒有團體意識。盡管如此，他們還是充滿激情和活力的，比較容易接受新事物。

圖1 PBL教學模式的基本流程

（三）教學目標的確定

1.認知目標。了解數控機床編程加工工件時需要確定的點的坐標、相對位置等問題時用到的常見數學知識，運用空間兩點間的距離公式、解方程的思想等相關數學知識來解決專業問題。

2.技能目標。提高運用數學知識來解決專業問題的應用能力，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，從而提高學生的綜合素質。

3.情感目標。理解數學來源于生活實踐又服務于生活實際；正確對待數學課程，理解數學課程的重要性，激發學生學習數學的樂趣；努力學好數學，今后力爭做一個綜合素質高、知識能力均衡的新型勞動者。

（四）教學過程

1.問題的提出。為了培養學生應用數學解決專業和生活實際中存在的問題的能力，同時激發他們解決問題的動機，以“數控編程中曲線的交點及切點坐標的計算”為例，計算需要加工的某工件的輪廓圖上五個點的坐標，如圖2所示。

將數學知識作為解決專業問題的工具，能極大地吸引學生學習的興趣，激發起他們探索問題的好奇心。在解題過程中，學生會將自己的角色定位為一名車間的一線編程人員，需要確定這些加工點的位置才能進行加工工件，計算錯誤將導致嚴重后果，以此讓學生感受到任務的嚴肅性和自身的責任感，從而認真地投入到問題的解決過程中。在此環節中，劃分小組成員間的分工，如查找資料者，提出最佳解答方案者，記錄和計算者等，小組成員間共同協助解決問題。

2.問題的分析。問題呈現后，讓學生就問題情景有一個清晰明了的理解。教師要引導學生并告知基本生產過程，如圖3所示。

圖2 工件坐標系中的坐標點求證

圖3 數控機床的基本生產過程

思考問題后，教師引導學生明確需要收集哪些相關數學知識點才能最后得出所要的點的坐標，這有助于激發學生學習新知識、收集新信息的動機。最后，讓學生對所收集的知識綜合起來，對問題進行分析，并提出解題思路，如表1所示。

3.問題的界定。基于上一環節問題的分析，各小組逐漸明確了解題的關鍵所在，并將之在小組間陳述出來，最終討論得出初步的解決問題的關鍵工作。其中有一組的學生提出，在求兩個圓的交點坐標時，如果直接解二元二次方程，一般很麻煩，在計算機編程中使用的就是這種方法。但在實際應用中，通常采用直接利用解三角形的知識“數形結合”地進行計算，過程相對簡單。

表1 問題的分析

4.收集相關知識。在數學教師和專業教師的引導和支持下，給學生提供解決問題的一些相關信息。如專業教師可向學生解釋一下什么是機床坐標系、編程坐標系和工件坐標系，以及理清三者關系的必要性，同時，明確在這些坐標系下確定工件加工點坐標的重要性；數學教師提供數學知識和計算方面的指導，比如空間三維坐標系下的點的坐標的確定、空間兩點間的距離公式等，回顧收集圓的方程、直線方程等相關信息。學生在教師的指導下有目的地收集、學習相關知識。

5.提出解決方案。引導學生回顧他們所了解、收集到的資料，然后綜合所獲得的信息，每組提出各自可能解決的辦法。可以提供給學生一些提示，如表2，幫助學生理清思路。

表2 求工件點的分析

結合問題情境，學生根據收集的信息和對計算繁簡的估算，提出求解的最佳解決辦法。這個環節上，學生在思考過程中遇到困難時，教師需要進行適時的點撥引導。同時，對學生所采用的解題方法做出提問：“用這種方法解題你需要哪些以前學過的數學知識？”，在融會貫通以前所學習過的數學知識后，再提出“你知道有沒有比你的方案更好的方案？”，幫助學生對最優解題做出判斷，這些對提高學生的判斷能力和思維能力更很有幫助。

6.精確解答問題并陳述。基于上一環節基本解題思路的確定，給予一定時間限制，要求學生們開始精確計算每個點的坐標，在解題過程中，如果遇到問題，還可更改解題方法。先做好答案的小組可以先陳述自己的解題思路，其他各組成員可以給予指正或評估，小組成員可以回應本小組采用方法的理由等。這樣學生可以從同伴和老師那里學到更多的知識，同時，也鍛煉了學生口頭表達能力和應變能力，還會逐漸地使學生對問題的思考越來越周密。

7.反思。最后一個環節，學生們一起回顧、討論在解決問題過程中獲得了哪些知識和技能以及這些數學知識對專業的幫助何在。這樣的總結和反思有助于學生對數學這門學科的重新認識，并重新燃起其學習數學的熱情。

四、PBL模式在數學教學實踐中的反思

（一）問題設定需要注意的事項

問題是PBL教學模式中的一個關鍵要素，決定著該教學模式在實際教學中能否成功，決定了學生能不能由基于問題的學習模式中獲得所期望的問題解決技能和數學知識。[3]設計與專業相關的真實問題，能夠讓學生如同身處數控機床的車間。對學生的專業基礎知識、技能以及數學自學能力等的提高有很大的挑戰性。

（二）學習過程的可控制性

在學習過程中，需要學生不斷地收集相關的數學知識、驗證、總結和歸納，并一步一步地運用所收集的知識來解決問題。為了實現主動、合作學習，需要小組成員分工合作，團結一致才能共同攻克難關。教師可以先行將組長確定下來，其他小組成員的分工可由組長來統一進行協調分配。

（三）教師團隊的指導性

PBL教學模式是以教師為主導的教學模式，對教師的“教”提出了很高的挑戰，教師的作用由向學生傳授知識轉為啟發學生和引導學生。教師在教學活動中充當“教練”的角色，需要設計教學過程，引導和指導學生學習和解決問題，及時給學生反饋有關建議和問題，并監控學生的整個學習過程。[4]數學教師由于對專業課程不太熟悉，可以由數學教師和專業教師共同組成指導團隊，對學生的整個學習過程進行指導，以提高指導的針對性和有效性，進而提高學生學習的有效性。

[1]劉璐,古繼寶.PBL教學方法的理論與實踐探討[J].教育與現代化,2004（2）.

[2]黃曉蕾.中職商貿類課程運用PBL教學模式的探討. 2008年全國職業教育優秀論文評選獲獎作品集錦，226-231.

[3]朱永剛.在PBL模式下的數學教學研究[J].高等教育與學術研究,2009（6）.

[4]唐洪.論PBL教學模式中教師的地位和作用[J].中國成人教育，2006（9）.

[責任編輯 曹穩]

G 712

：A

：1674-7747（2010）04-0082-04

2010-01-12

全國教育科學“十一五”2008年度職業教育研究專項課題“中等職業學校有效教學模式研究”（項目編號：GJA080030）

陳娟（1974-），女，江蘇昆山人，蘇州工業園區工業技術學校教師，主要研究方向為數學教學。