PBL教學模式下合作學習課堂組織設計

劉可薇

[摘 要]電氣控制及PLC是很多高校、高職開設的重要專業課程。PBL教學是現代教育研究中以學生為主體的一種教學模式，合作學習是主流課堂教學的組織策略。此次研究重點是在PBL模式教學過程中，如何融入合作學習的組織形式，建立課堂組織流程模型。為此，課題組進行了教學流程構建：首先，發布教學任務，提出引導問題。其次，將學生分組分工完成任務，發布學習成果。最后，由教師總結和補充，根據教學反饋優化教學。教學實踐證明，合作學習組織策略是PBL教學模式應用的有力支撐。

[關鍵詞]PBL教學;合作學習;PLC;電氣控制

[中圖分類號] G44 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）06-0078-03

電氣控制及PLC是現代工業發展的支撐技術之一，我國多所高校工科專業開設了此課程。作為一門典型的應用實踐型課程，我國電氣控制及PLC課程教學改革主要集中在三個方面：豐富工程案例[1]、豐富教學項目[2]、豐富實驗平臺[3]。高校對電氣控制及PLC的教學探索大多數集中在實驗教學改革，通過增加實驗教學比重、引入虛擬仿真等多種技術開發實驗平臺，為學生提供更多練習機會。在課程教學方法的改革方面，高校主要用引入工程案例、項目驅動、案例+項目雙驅動的方式，通過精選案例和項目提高學生學習興趣，培養實踐能力。

隨著教育改革的不斷深入發展，培養創新型人才成為我國教育的重點目標，傳統教育模式已經遠遠無法滿足我國教育培養目標需求?！秶抑虚L期教育改革與發展規劃綱要（2010-2020年）》明確提出要改革人才培養模式，在學生的學習過程中采用探究式、啟發式、發現式、討論式等多種教學方式，激發學生創新意識和培養學生思考能力。

一、PBL教學模式理念和課程規劃

PBL（Problem-Based Learning）源于20世紀60年代臨床醫學教學，美國STEM教學運動促進了PBL教學模式的普及，在不斷實施中呈現出多樣性。PBL教學模式已經被我國教育工作者引入不同層次教育中。PBL教學模式是當前熱門的教學方法論之一，要求在傳統的教學設計上融入PBL教育理念，包括前期分析、教學設計的決策和生成、教學設計的評價三部分。

在本課程PBL教學設計中，“以學生為主體”，在前期分析階段，通過調研各專業往屆就業情況、發展方向、用人單位要求，明確教學目標和教學任務，分析先行課程設置、學生學習特征，制訂和優化教學計劃。教學設計的決策和生成階段，在前期分析的基礎上，結合教學過程里的教學互動、觀察，加深了解教學班學生的特點，相應調整教學進度、內容、引導問題的設置，從精選案例、項目出發，圍繞教學目標系統提問，旨在為學生建立系統性分析和設計方法。教學設計的評價階段，包括教學設計評價體系和教學評價體系。教學設計評價體系，是對PBL教學內容、教學方案改進的有效工具，目前主要依賴于任課教師的教學經驗和教學實施情況的觀察能力，在一定程度上受限于任課教師的主觀感受和經驗局限。教學評價體系，是為了在PBL教學模式下科學評價充分調動和發揮學生主觀能動性的方式，對于學生課外學習任務和成果予以檢查和肯定。以測控技術與儀器專業為例，根據以往教學中的問題，優化各部分內容教學方案，如表1所示。

在近兩年對本校測控技術與儀器、機械電子、機械工程等多個專業逐步開展PBL教學模式的過程中，發現PBL教學模式能夠增加教學互動，調動學生學習積極性。但是如何更科學、有效地組織課堂教學，對于PBL教學模式的實施效果起著關鍵作用。

二、合作學習

合作學習（Cooperative Learning）是20世紀70年代興起于美國的一種教學理論與策略體系，因其能活躍課堂氣氛，大面積提高成績而備受關注和肯定，并迅速成為主流教學理論和策略[4]。我國兩千年前的教育名著《學記》里面也提到“獨學而無友，則孤陋而寡聞”。諾貝爾物理學獎獲得者理查德·菲利普斯·費曼（Richard Phillips Feynman）在分享其高效學習方法的時候，也提到用簡單的語言向別人傳達概念。合作學習無論是對于學生學習知識點，還是對于他們更深刻地理解和表達自己對知識點的理解都大有裨益。盡管教育學者們出于不同理論，對于合作學習有不同定義，但是普遍認同的合作學習模式是：以學生為主體，以教師為主導，學生以小組為單位學習，分工協作，達到共同預期目標。PBL教學方法的特征主要是：問題性、自主性、合作性[5]。因此，合作學習在PBL教學中不僅僅起著活躍教學氣氛的重要作用，更是其必不可少的組成環節。

合作學習基本方法有：學生小組成績分工法（STAD，Students Teams-Achievment Divisions）、小組游戲競賽法（TGT，Team-Games-Tournament）、切塊拼接法（Jigsaw）、共學式（LT，Learning Together）、小組調查法（GI，Group Investigation）【6】。STAD法和TGT法建立在期望理論、動機理論上，核心是設置小組內的協作、小組間的競爭，由教師評價最終學習成果。GI法是各學習小組根據一個研究問題共同計劃學習內容、調查和匯總資料、向全班發布，由師生們共同評價學習成果。LT法與GI法類似，但要求教師跟蹤整個學習過程和評價。Jigsaw法也與GI法類似，但最終要對小組內每位學生學習成果完成評價。

三、PBL教學模式下合作學習課堂組織設計

（一）實施流程

PBL教學模式下合作學習課堂組織流程如圖1所示，學生的工作包括課前的分組分工和協作學習、課中的成果發布和協作思考回答問題、課后的學習討論總結和反饋。教師的工作包括課前的任務發布和教學提問，課中的成果檢查、評價和知識點總結，課后的總結，如指出教學中存在的不足、收集學生學習感受反饋、評價教學模式優缺點、優化教學內容和模式。

根據PBL教學理念，教師會在課前發布教學任務，如“基于繼電器-接觸器的小車運動控制”;提出系列問題，如小車驅動電機的轉動要求、實現自動往返所需器件、實現自動停車所需器件、操作要求、各器件邏輯關系等。學生拿到任務后，以自愿原則分組，教師為了保證小組協作積極性，原則上不干涉學生分組。各小組根據引導問題，分工協作完成教學任務，并在課中發布學習成果，師生們可以通過對學習成果中的問答交流，完善知識點。學生課后交流反饋學習感受，為下一次的教學提供優化思路。

（二）提出引導問題

控制設計 被控對象是什么？控制目標是什么？檢測需求、儀表選型是什么？保護措施是什么？操作方式是什么？如何進行點數統計？如何進行PLC選型？輸入-輸出邏輯關系是怎樣的？

表2所示的合作學習方法，主要是根據教學任務、教學問題的難易度和學習階段確定，在實施中還需要根據學生的學習狀態、學習反饋相應調整。如教學問題1-1、2-1、3-1～3、4-1相對比較容易，屬于預習范疇，主要是靠不斷重復強化記憶，只需要資料調研和閱讀即可完成，所以采取Jigsaw法，教師要求以作業紙的形式上交或課內抽問的方式檢查學習成果即可。教學問題2-2和5-1～3屬于綜合應用型，任務題目相對靈活，涉及面比較廣，需要學生應用已學過的電路知識、檢測知識、控制系統知識、電氣控制知識和PLC編程知識來理解、完成設計和實物操作。

（三）建立合理的評價機制

合作學習是實施PBL教學的必要環節，但是不可避免每個學習小組中一定會有個體差異，存在著“吃大鍋飯”“渾水摸魚”的現象。因此，建立合理的評價機制才能保障PBL教學模式和合作學習方法的有效進行。評價機制的建立原則是：以鼓勵、肯定為導向，以公平公正為基準，兼顧團隊成績和個體貢獻，激發競爭。評價方式如下：

（1）教學問題1-1、2-1、3-1～3、4-1：教師根據學生上交作業表達準確性、圖形符號繪制的規范性進行評價。

（2）教學問題2-2、5-1：教師根據學生發布作業的表達準確性、圖形符號和線路繪制的規范性、任務達成度、設計正確性和合理性、回答提問的成功率綜合評價。

（3）教學問題5-2：教師在任務完成全過程中都必須跟蹤了解各小組任務的分工、進展，根據成果發布時表達準確性、任務達成度、設計正確性和合理性、操作正確性給出小組總評分，再由教師對小組內各個成員進行提問，按各成員回答問題質量在小組總評分基礎上做個體分數浮動。

（4）教學問題5-3：采用小組競賽方式發布各自的成果，小組間和小組內均有競爭機制。小組團隊成績由項目難度、作業發布質量、回答提問以及向別組提問質量四部分決定。小組間提問采用搶分制，教師根據提問難度確定該問題分值，提問和回答雙方在限定時間內爭奪該分值。小組內的個人成績則根據小組成員在現場回答問題的數量和質量，在小組內任務分配的難度、工作量、工作質量，以團隊成績為基礎上下浮動5%～10%。

四、總結

電氣控制及PLC在PBL教學理念的指導下，采用合作學習的課堂組織方式，將PBL教學與合作學習兩種當前熱門的有效教學方法有機地結合起來。課前學生可以根據教師發布的任務要求，自行分解任務、組織資料收集和整理，自主學習新知識，互動交流分析設計理念，有效地調動了學生的學習主動性和創造力。課中學生發布學習成果，訓練公開場合表達能力和應對能力。教師針對任務進行總結概括，明確任務中的要點，補充講解和解答共性問題，完成對課堂教學的引導和組織。

對于PBL教學模式和合作學習的課堂組織，課題組也處于探索研究階段，如何揚長避短，進一步優化教學內容和教學設計，還需要在實踐中繼續摸索、總結。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 趙洋，胡亞偉.工程案例教學法在“PLC原理及應用”的教學實踐[J].實驗技術與管理，2017（12）：222-225.

[2] 王亭嶺，熊軍華，周玉.《電氣控制與PLC應用》課堂教學模式探索與教材建設[J].高教學刊，2017（2）：84-85+88.

[3] 許雯娜，王春，唐龍，等.全虛擬PLC實驗教學系統開發[J].實驗室研究與探索，2016（3）：92-95.

[4] 王坦.合作學習簡論[J].中國教育學刊，2002（1）：32-35.

[5] 呂艷嬌，姜君.PBL教學方法對美國研究生創新能力影響[J].黑龍江高教研究，2018（11）：113-116.

[6] S·沙倫，王坦，高艷.合作學習論[J].山東教育科研，1996（5）：59-62.

[責任編輯：鐘 嵐]