PBL教學法在流體力學課程中的探索

文先太 曹先齊 周欣 孟慶敏 王亮 管天

摘要：本文深入分析了PBL問題式教學的特點以及流體力學課程教學中出現的問題，通過多維度的對比分析，認為以PBL教學模型為基礎的流體力學教學實施方法能夠有效的解決以上提到的問題，使學生從被動學習轉變為主動學習，從而大大提高流體力學教學效率，提升教師的課堂授課深度，從而實現讓學生更好的掌握流體力學相關知識。

關鍵詞：PBL；流體力學；教學模型；主動學習

1、PBL的特點

問題導向學習，簡稱PBL，始于20世紀50年代美國的CaseWestern 大學，是以學生為中心的教學方式。Barrows認為問題導向學習是針對問題分析與解決過程中所進行的學習[1]，通過特定問題進而整合相關知識的教學方法。

讓學生在有限的時間內，達到教學目標，這樣的教學，我們稱之為有效教學。教師若想達成有效教學，應需兼顧教學歷程的每個環節，即教學目標→教學行為→學習活動→教學評估→教學目標的循環過程。問題導向學習（PBL）法是完成這樣一個教學過程很好的切入點。

基于問題的教學模式的三大要素是：教師、問題、學生。問題情境是課程組織的核心，在問題情境中，學生是問題求解者，主動參與整個學習過程；教師在整個學習過程中，是以朋友或者共同的學習者的角色出現，以指導學生獲取解決問題的策略為主[2]。

運用基于問題的教學模式，學生是學習活動的主體，但并不否定教師的作用。教師作為學習共同體的一員，要在問題情景設計、激勵學生參與合作學習活動的熱情和積極性、指導學生獲取解決問題的策略、有效調控合作學習活動等方面發揮學習的協同作用。

2、流體教學中的問題

2.1課程枯燥，教學單一流體力學屬于專業基礎課程，由于課程的特性，導致學生在學習過程中無法和實際狀態聯想起來，所教的內容比較枯燥，公式比較復雜。如果將復雜且枯燥的內容生動的展現出來則非常重要。

2.2學習主動性不強學生在流體力學教學中的主動性較難調動，學生對知識的新鮮感大幅度降低。對教師做調查時，大多數教師都感覺課上很難開展互動式教學。學生多數對教師的提問能夠有反應，但主動學習的占少數。如何加強學生學習的自覺性是目前急需解決的問題。

2.3問題意識缺乏學生大部分都是通過高考直接升上來的，很多學生擅于考試，但問題意識嚴重缺失。學生也許具備解決問題的能力但不會主動發現問題。

PBL教學旨在提高對多維度教學的意識和敏感性，探究如何讓學習者在多樣化的課堂中最大程度地受益。PBL的教學模型始終在貫徹以學生為中心的教學設計理念，其區別于傳統教學的本質特征可以概括為以下三點：

（1）力求使得教學內容與學生的需求發生關聯

（2）力求讓每一個學生參與課堂，實現主動學習

（3）從學生的角度設計具體的學習目標及靈活多樣的測試方法

3、PBL的實施方法

為了提高課堂效率，教學過程覆蓋了流體力學教學的前后。一些概念性的術語理解、公式的形式等靠記憶能夠完成的教學內容可以放在課前。課上主要深入討論概念的具體應用、公式的含義等深層次的問題。課后，通過與學生的交流達到教學反思，思考教學過程中的利弊以及對策。

課程開設之前，教師需要將學生預習的文件加以整理，以便加強針對性從而提高預習效率。主要包括課前學習指導手冊，手冊中包含本章的學習目標、主要知識點、重難點內容等，課上，根據PBL模型進行教學設計。創設合理的問題情境是PBL的前提，它不同于傳統教學由教師提出問題、分析問題、解決問題。前者是啟迪、引導學生自主探尋、獲取知識的鑰匙，體現了教和學的策略。后者屬于流體力學教學技能的范疇。基于問題教學模式設置的問題應能形成一條主線統領并貫穿流體力學教學，激發學生求知欲望和探究意識，幫助學生在問題解決過程中了解知識的形成過程，體會獲取知識的科學方法。問題還應該有利于學生在同伴中開展合作學習，有利于教師和學生學習共同體作用的發揮。因此，問題的設置應力求做到：

（1）問題的目的性明確。問題的解決和學習目標、教學重點緊密相連。

（2）問題要貼合學生的能力，能“夠一夠”就可得到。

（3）問題要層層遞進。以 “離心泵的運行調節”的教學為例，為了幫助學生達成學習目標，課程中創設了一系列的問題。這些問題不是一下子提出來，而是隨著課堂討論的深入，工程維護的程度逐漸顯現出來的。一開始的三個典型問題是通過課前布置的作業由學生自己提出，教師再總結歸納出來的，全都來自于部隊，貼近學生的認知。隨著問題的一個個解決，討論過程中又會出現新的更深層次的問題，再討論再解決，不斷地形成良性循環。最后結合一個課后，通過跟學生的交流進一步完善課堂設計。

4、總結

通過實踐檢驗，PBL教學模型跟傳統的被動式教學法比，學生的學習積極性大幅度提高，能夠從被動接受到主動學習，自主學習能力相應提升，學習成效從廣度向深度拓展，邏輯思維能力和表達能力增強，團隊合作意識顯現明顯。教師的教學重心轉移，能夠將更多的精力用于鉆研流體力學教學模式，用學生樂于接受的方式實施教學，而不需要花費時間在簡單的問題上重復講解，使課堂上有限的時間變得更有效。

參考文獻：

[1lH.S.BARROWS. A taxonomy of problem—based learning methods[J].Medical Education，1986（6）.

[2]蒙利麗.基于問題的教學模式的理論與實踐[J].科教文匯，2014，（20）：60～61.

作者簡介：文先太，男，1986.11，漢，湖南常德，講師，博士研究生，研究方向：新型高效熱泵技術，郵編：210012。