PBL教學法在力學教學中的應用探究

張珂 安徽廣播電視大學城建學院，安徽 合肥 230001

PBL教學法在力學教學中的應用探究

張珂 安徽廣播電視大學城建學院，安徽 合肥 230001

力學課程是土建類專業的重要基礎課之一，其教學效果的好壞直接影響后續專業結構課程學習的好壞。本文探討了在力學課程的教學中，引入了“以問題為基礎”的PBL和多媒體相結合的教學法，并闡述了該方法的過程，為后續的力學教學改革提供一定的理論依據。

PBL；多媒體教學法；力學教學

力學是“大工業的真正科學的基礎”，既歷史悠久又充滿活力，多年來它本身一直在不斷發展，同時還與其它學科交叉滲透產生了許多新學科和新方向，形成從經典到現代的諸多力學分支。要使學生掌握現代力學的精粹，力學教學就必須不斷關注力學的發展，及時更新教學內容、改進教學方法。

近年來，隨著我國職業教育的迅速發展，通過廣播電視大學來進行教育和培訓的市場需求在穩步增長，其中作為應用十分廣泛、就業前景的土木工程類專業，更是受到廣大青年學子和有關在職工作者的歡迎。但是，力學學科本身的一些特點和在教學一線長期存在的一些不足，導致學生會不自覺地把力學簡化為干巴巴的概念和數學公式，以致一定程度上形成學生認為力學難學、教師認為力學難教的誤區。因此，如何結合學科特點和電視大學職業教育的要求，探討力學教育一些新的理念和方法具有十分重要的意義。

傳統的教學方法是“以教師為主體，以講課為中心”的，教師向學生全程灌輸知識，學生始終處于消極的被動地位，最后導致學生的思維能力、創新能力、團隊合作能力相對較低，針對這種不足，在力學課程中的教學過程中引入PBL教學方法。PBL教學方法能夠為學生營造了一個主動的學習氛圍，使學生能積極主動的表達自己的觀點，也可以使有關課程的問題盡可能多地展現出來。并加以討論，在討論中可以加深對問題的理解。在傳統教學方式的基礎上使用PBL教學方法能夠調動學生學習的積極性并能達到良好的效果，使得學生的動手能力得到較大的提高。

1、PBL教學法

PBL（problem based learning）教學法[1]是“以問題為基礎”的教學方法，是一種在教師的指導下，以學生為主體，以問題為核心進行的研究性學習教學方式；此方法屬于建構主義理論的范疇，最早起源于20世紀50年代的西方醫學教育，后來擴展到教育學院、商學院及工程學院等的教學改革中，是建構主義教學改革設想中的一條被廣泛采用的核心思路；現已成為國際上流行的教學方法。此方法與傳統以學科為基礎的教學法有很大的不同，強調以學生的主動學習為主，而不是傳統教學中強調的以教師講授為主。美國的南依利諾斯大學的霍華德·白瑞斯(H o w a r d Barrows)和安·凱爾森(Ann Kelson)博士[2]給PBL下了一個定義：“PBL既是一種課程又是一種學習方式”。作為課程它包括精心選擇和設計的問題，而解決這些問題要求學習者能夠獲取關鍵的知識，具備熟練的解決問題的技能、自主學習的策略以及參與小組活動的技能；作為一種學習方式，學習者要有使用系統的方法去解決問題以及處理在生活和工作中遇到的難題的本領，鍛煉了學生多方面的能力，如文獻檢索、查閱資料的能力、綜合理解的能力、邏輯推理、口頭表達的能力，自主學習的能力[3,4]。這些都為以后的學習過程打下堅實的基礎。PBL教學方法將學習與問題關聯起來，以問題為學習的起點，即把學習置于復雜的有意義的問題情境中，以學生為中心，強調學習者的認知主體作用，要求學習者投入問題中，擔負起學習的責任，通過學生以小組合作的形式共同解決復雜的、實際的問題，使學生在早期就能夠自主探究并思考問題，充分發揮學生學習隱含于問題背后的知識的主動性，激發和支持學習者討論，這樣有助于培養學生的解決問題的能力、利用信息資源的能力和主動學習的能力。通過以小組討論的形式，注重培養學生的語言表達能力和團隊協作精神。

2、P B L教學法在力學教學中的應用研究

2.1 力學課程的特點及改革

力學是土建類專業的技術基礎課[5]，它為設計出能滿足適用、安全、經濟要求的結構提供依據和方法，是我們學習后續專業結構課程的基礎。在力學課程中會出現許多新的概念、理論及公式，這些理論和公式又比較抽象，教師難講，學生難接受。并且現在很多的高校還將力學課程的學時進行壓縮，如何在較少的學時中將難講難學的課程上好呢？這是現在許多力學老師面臨的問題。要想解決這一問題需要從兩個方面入手，一是改革力學課程的教學體系，模糊課程界限，建立知識體系，突出專業氣息，在教學內容上，應當壓縮或刪減過深、過繁的理論推證和理論分析；強調學生對基本概念和理論的理解和掌握，加強理論與實踐的結合；重點突出應用及增設應用例子；二是改革教學方法，傳統的教學手段采用黑板、粉筆，教師在課堂上講得單調、乏味，沒能給學生留出充分的思維空間, 不能調動學生學習力學課的興趣和積極性，如果采用先進的教學方法比如PBL教學方法。

2.2、PBL教學法在電大力學課程中的應用研究

在力學課程中的教學中，有效的應用PBL教學法對教師的教和學生的學都有較大的幫助。但在力學教學采用單純的PBL模式，對學習資求較多，費用較大，也比較耗費時間；另外，由于課堂教學時間有限，而往往缺乏系統性。且PBL模式較少使用記憶，可能會使學生的力學基礎知識稍嫌不足，不利于其后續課程的學習。因此，目前在國內單純采用PBL教學法不切合實際。應該將該教學模式的優點與其它較傳統的教學方法如多媒體教學法結合[6]。將多媒體和PBL教學模式兩者有機結合起來，授課老師在準備PBL案例和問題的同時，準備多媒體課件，進行多媒體知識點講授的同時，將重點內容在進行詳細的面授講解，然后結合討論，把反映出來的問題予以點評；然后完整地歸納案例、問題的知識點，公布正確的探索問題的思路，并對不同PBL小組的結論進行評價，肯定其優點，指出其不足。這種教學方法可以發揮多媒體和PBL各自的優勢。達到取長補短的目的。

尤其是在電大的力學教學中，面對學生學習的學習能力及將來的應用能力分析，在教學過程中，首先應用PBL的教學理念，設計一些簡單的工程實例，讓學生去思考這些工程是如何設計出來的，它的根據又是什么，進而引發學生的學習興趣。然后引入力學的知識，讓學生明白這些結構的設計都是通過力學知識來完成的，這樣就充分調動了學生的學習積極性。

2.3 PBL結合多媒體的教學法在力學課程教學的過程

2.3.1 結合多媒體的優勢提出問題

首先，將學生分成8～10人組成的PBL學習小組，教師引導同組學生進行相互交流，營造愉快活躍的學習討論氣氛。然后教師通過多媒體課件提供典型工程案例，并根據案例提出相關問題，設置懸疑，提出由淺入深、合乎邏輯的問題，啟發學生積極思考，引起學生對該問題的興趣，然后用一到兩個課時的時間，通過多媒體課件對力學的基本概念和理論等知識點進行系統講解。同時將案例的前提條件等一部分基本資料發給學生。讓學生感性地認識一個復雜的問題，從而再提出一系列學習問題。如一個簡支梁的設計可以作為一個案例來學習相關的結構構件的受力分析、力的平衡，進而學習內力圖的畫法（如基本的剪力圖和彎矩圖的畫法）等相關知識。在這過程中，教師應對學生提出的問題進行甄別以保證教學的順利進行。

2.3.2 通過學習解析問題

學生通過查閱資料、利用互聯網和數據庫，或者與教師、同學討論等方式來對自己設定的問題進行研究探索和學習，以尋找問題的答案。之后，教師給學生提供案例剩余資料，這些資料為學生提供了更為詳細和有效的信息。幫助學生在自主學習的基礎上更進一步地探索問題。學生將這些信息和之前有用的信息進行整合，形成一個完整的知識框架，從而得出最終問題的答案。在這個過程中，難免會出現較多的難點，例如剪力、彎矩的計算等，這時我們就利用課堂進行重點的講解，進而對學生解惑，來圓滿的完成問題的解析。在解析一些較大的問題是，教師可以主動引導他們掌握一些工程軟件，讓學生將繁瑣的計算交給機器，那么學生不僅可以有更多的時間和精力去鞏固他們的理論基礎，同時也能掌握與本專業相關的計算機應用知識，這樣就能大大提升了學生的社會競爭力，從而進一步提高提高他們對力學課程的學習興趣。

2.3.3得出結論

教師組織學生進行課堂集體討論，每個組的學生都要總結發言，以制作多媒體課件等形式對學習研究結果作出報告，這是對知識的概括總結，也是對學習的總結。在這一過程中，教師不僅僅是評價學生的闡述問題的答案，而是要抓住時機，有效點撥，使學生的思維及時歸位。教師需要具有扎實的基礎理論知識和臨床知識，以很好地引導學生自主學習。教師綜合不同PBL小組的報告結果，通過制作圖文并茂、形象生動的多媒體課件進行系統總結，歸納出問題最終的解決思路和結果，并要求學生反思問題解決的整個過程。每個PBL小組應當對該案例的學習進行反思，不僅需要反思自己的學習態度、效率和成效，思考改進的方法，而且需要反思如何增進團隊之間的有效合作，使小組在接下去的案例學習中發揮更大的效能。

綜上所述。PBL結合多媒體教學法是一種新型的充分體現了多媒體和PBL各自的優點的教學法，也是提高力學學生素質教育極其有效的教學改革途徑；同時還滿足了力學課程對綜合能力培養—清晰的、完整的表述和理論與實際的緊密結合是對一個工程工作者長期的培養要求；目前，PBL結合多媒體教學模式還處于摸索和發展階段，需要廣大力學教育者的積極推動，同時也需要廣大力學學生的熱情參與。隨著PBL結合多媒體教學法在力學課程教學中的應用。我們有理由相信它必將在醫學生物化學教學中發揮強大的作用。

[1]王志軍,用P B L教學方法培養學生創新實踐能力.實驗技術與管理,2009,V01.26,No.6:23～24

[2]Barrows HS.A taxonomy of problem—based learning methods.Med Educ.1986,20,(6):48l～486

[3]Prince KJ, Van Eijs PW，Boshuizen HP，ed at.General competencies of problem-based learning(PBL) and non—PBL graduates.Med Educ,2005,39:394～401

[4]Kwan CY.Problem-based1earning and teaching of medical pharmacology.Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol,2002,366(1):10～17

[5]張銀會,高職《建筑力學》教學中學生能力培養淺析.科技信息,2009,23:252～253

[6]張海方,P B L結合多媒體的教學法應用于醫學生物化學課程教學的思考.考試周刊,2010,32:203 ～204

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.158

張珂 女 漢族 1980.3

職稱：講師 學位：博士

接受教育經歷：1998.9—2003.6 中國地質大學2004.9—2010.12 華中科技大學作者單位：安徽廣播電視大學。