PBL（Problem—based Learning）教學法道路規劃與幾何設計教學中的應用與探索

張蘭芳 方守恩 王俊驊

摘要：立足于道路規劃與幾何設計信息量大，涉及專業基礎知識廣、實踐性強等特點，將PBL教學法在教學中進行了應用與探索，從教師設計問題、組建學習小組、問題探索與交流、教師總結評價等方面進行了教學設計和應用研究，實踐證明PBL教學有助于提高學生的自主創新學習能力及學習的積極性，顯著提升了教學效果。

關鍵詞：PBL（Problem Based Learning）教學法；道路規劃與幾何設計；自主學習

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）39-0127-02

《道路規劃與幾何設計》是土木工程專業、交通運輸專業和交通工程專業的一門專業主干課，具有信息量大、與其他專業基礎課聯系密切、實踐性、工程背景較強等特點。目的是使學生掌握道路規劃與路線幾何設計的基本理論與方法，能夠運用所學知識解決科研或實際工程中的相關問題，并對國內外道路規劃與幾何設計方面的最新動態有一個基本的了解，為后續的工程實踐或科學研究打下基礎。

PBL（problem-based learning，PBL）教學法，是以問題為導向的教育方式，與傳統的課堂教師教授傳授知識為主的教學法有很大不同，PBL強調以學生為中心，鼓勵學生以主動學習為主；PBL教學法設置問題或任務，將學習與任務或問題掛鉤，使學生投入于問題中；強調把學習設置到真實、有意義的問題情景中，通過學生的自主探索和研究去解決設定的問題，理解和掌握隱藏在問題背后的理論知識和科學技術，培養解決問題的技能和自主學習的能力。

將PBL教學法應用于道路規劃與幾何設計的教學中有助于激發學生的學習興趣，加強學生對相關知識要點的深入理解和掌握，促進運用工程基礎知識和本專業的基本理論知識解決問題的能力培養以及工程思維技巧的訓練。如何將PBL模式與傳統的道路規劃與幾何設計教學模式有機結合，是道路規劃與幾何設計教學工作中值得深入研究的問題。因此，筆者所在教研組對PBL教學法應用于道路規劃與幾何設計的教學進行了初步探索。運用PBL教學法的基本教學思路為：教師課前設定問題—學生分組探索和研究問題—課堂師生討論交流—教師總結評價。

一、教師課前設定問題

PBL教學法中的第一個環節是問題設計，教師首先要根據授課的內容查閱相關教材、文獻、實際道路工程案例資料等，然后編寫工程案例，結合案例提出問題，課前一周發給每位同學在道路規劃與幾何設計的教學中需要精心設計所要解決的問題。首先，所設計的問題應當具有真實性，只有問題是學生在實際生活中所感受到的，并且與自己專業相關，才能使學生體驗到學習的價值和意義，學生感到學有所用，自然就會產生學習興趣。其次，設計的問題必須運用所學的道路規劃與幾何設計的理論和知識，訓練學生運用所學專業知識解決問題的能力。第三，設計的問題應具有一定的復雜性和難度，對學生有一定的挑戰，也能夠激發他們的探索精神，使學生需要綜合運用自己所學的基礎理論和專業知識，培養學生發現問題、分析問題、解決復雜工程問題的能力。第四，設計的問題需要查閱大量的相關文獻和適合多人合作開展，這樣可以培養學生的文獻查閱能力和團隊協作能力。例如：“在平面交叉口設計中，如何提高交叉口的通行能力和行車安全性是設計工作中關注的焦點。針對這一焦點，我們設計了一系列問題，例如：哪些沖突點的存在是交叉口最大的問題？如何取消或減少沖突點？怎樣處理產生沖突點最多的左轉彎車輛？如何保障行人和非機動車的安全？如何處理大型車輛在交叉口的通行？如何保障公交車的優先通行權？如何使交叉口通行能力與路段、出入口及相鄰交叉口的通行能力相匹配？如何保障城市道路交叉口中非機動車的通行？”等等問題。總之，我們根據本課題的特點和教學目標，設計好相應的題目，供學生根據自己的興趣、特長挑選題目。

二、學生探尋問題解決方法

由于所設計的問題具有復雜性和一定難度，學生為解決問題需要查閱課外資料，歸納、整理所學的知識與技能。通常，一個學生在短期內單獨完成是具有一定難度的，一方面為了保證課程進度，另一方面也為了培養學生的團隊協作精神，通常將學生分成3～4人的小組，大家共同協作完成一定的問題。小組成員可以根據學生意愿自由組合，但教師必須要對小組內各成員有明確分工、明確責任，以保證所有的學生都能夠充分參與到問題的解決過程中。分組完成后，各小組圍繞教師提供的問題提綱，小組成員明確自己的任務后，進行國內外資料查找，教師可提供相關的資源信息，比如相關參考書、資源數據庫、其他信息源等，并引導學生通過多種渠道獲取有效資源和信息，研究自己的問題。學生應該能夠將獲得的信息進行整合，并能夠分析其可靠性、時效性和適用性，然后進行思考、探索、研究，提出問題的解決方案或方法，論證方案的工程、技術、經濟等的可行性。

在問題研究過程中，教師應密切關注學生的研究進展情況，及時發現學生研究過程中的問題，引導學生解決研究活動中的相關問題。這個過程有助于培養學生發現問題、分析問題和運用知識的能力，另一方面也可以激發學生的學習熱情和創新精神。在這個過程中由于學生存在思維方式、知識結構、學習能力等方面的差異，可能會對同一問題和理論知識有不同的理解和偏差，這個時候教師應引導小組內的學生加強互助學習和交流。比如：對“如何保障城市道路交叉口中非機動車通行”的問題，學生的理解和觀點就有很大差異，通過交流和討論，大家認識到應針對不同交通條件、不同區域、道路等級功能等區別對待，提出了不同的解決方案。

三、課堂討論交流

小組研究工作完成后，提交研究報告。主講教師安排學生在課堂上進行匯報，以小組為單位進行PPT匯報，主要包括對問題理解、調查、分析，所采取的研究方法、相關理論和技術等，提出的問題解決方案或方法，以及解決問題的方案、可行性論證等。課上教師對學生研究成果提出問題，同學以組為單位來回答，回答不足之處，再由其他同學或教師進行補充，最后教師對本節重點和學生回答模糊的問題做出小結。在這個過程中，主講教師要對學生的研究報告進行點評并參與討論，加深學生對課程理論知識等的理解和靈活運用。在整個課程討論中，教師要鼓勵不同小組之間的學生互相提問，可采取對課堂表現的學生進行課程成績加分的方法，以激發學生探索問題的積極性，培養學生“想問、敢問、好問、會問”的習慣和能力。教師在問題討論的關鍵時刻要起到點撥、支架與教練的作用，在實際授課過程中，教師還應對具體討論的問題進行相應的調整延伸，以求達到教學效果的最大化。例如對于問題“如何提高道路長大縱坡的安全性？”我們可以進一步提出如下問題進行討論：大貨車的行駛特性與小客車的差異性？復雜山區公路的靈活性設計？避險車道的合理選位？如何兼顧不同行駛特性車輛的需求？等等。對一些共性的問題和爭議大的疑難問題，教師應該進行詳細分析和解釋，并重點介紹相關問題的基礎理論、研究方法和最新研究進展。

這種課堂談論和交流不僅能促使學生課前認真查閱和閱讀文獻，理解問題和相關理論的本質，而且通過大家的共同討論，可以使學生在理解的基礎上產生新的解決問題的方法，激發創新思維。

四、教師總結評價

總結評價是PBL教學法過程中非常重要的一個環節，教師要對學生的研究成果進行客觀、公正的評價，既要肯定他們的成果好的一面，也要指出不足之處以及改善的意見或建議，使學生能夠更好地把握問題和相關理論的本質。另外在本課程教學中，我們教師要求課堂討論結束后，學生必須結合課堂上教師和其他同學的提問，重新梳理自己的研究方案和問題解決方案，提交最終書面研究報告。最后，教師應綜合考慮每個學生的學習過程的參與程度、提交的書面研究報告、課上的口頭陳述及其問題的回答等，綜合考量，客觀評定每個學生的成績。另外，教師還應隨時記錄在教學過程中遇到的各種問題，反思教學中的不足，及時進行調整，完善課程教學方法和內容。

五、結語

道路規劃與幾何設計課程應用PBL教學法，將課程關鍵知識點設置了十幾個問題，通過PBL教學法，加深了學生對道路規劃與幾何設計專業知識的理解和掌握，培養了學生多方面的能力，如文獻檢索、查閱資料的能力，歸納總結、綜合理解的能力，邏輯推理、口頭表達的能力，主動學習、終身學習的能力，等等，為今后的工作和學習打下了良好的基礎。

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