朱志良 吳海娜


[摘 要]新一輪的科技革命、產業變革以及世界經濟競爭的加劇,對高等教育的人才培養模式提出了新的要求。本研究在分析PBL基本內涵和教學原則的基礎上,考察奧爾堡大學的PBL模型,并聚焦PBL教育模式在基礎學科物理學專業本科課程設置中的具體實施策略,得出對我國高等教育變革的啟示。
[關鍵詞]奧爾堡大學;PBL;教育變革;課程設置
[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2021)09-0038-04
2019年7月5日,習近平總書記在深化黨和國家機構改革總結會議上提出,形勢在變、任務在變、工作要求也在變,必須準確識變、科學應變、主動求變。世界各地都在經歷著深刻的變革,高等教育也需要新的教育理念、新的教育方法以及新的教育形式,以培養學生具有未來社會和經濟發展所需要的能力。2019年10月,教育部發布了“質量22條”《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》(教高〔2019〕6號)[1],在上述新形勢下,高校也在積極探索、借鑒世界范圍優秀高校教育的成功實踐經驗,為尋求未來改革路徑開闊思路[2-3]。
奧爾堡大學是歐洲乃至世界工科最頂尖的大學之一,在2020年USNEWS世界大學排名中,奧爾堡大學的電子與電氣學科排名世界第二,工程學位列世界第四。這歸功于該校建校初期引入了PBL(Problem-Based Learning)教育模式,以此來應對20世紀60年代涌現的兩大問題:一是學生運動,學生對當時大學的課程體系和考試制度強烈不滿,認為校內所講授的內容過時,且無法直接用于實際工作中;二是企業抱怨高校畢業生不具備新技能。變革高校教育為企業輸送合格的畢業生,是奧爾堡大學建校的初衷。經過多年的實踐和探索,奧爾堡大學的PBL模式取得了巨大成功,在退學率、畢業率和雇主滿意度等方面的表現都優于丹麥傳統名校如哥本哈根大學等。一些高校如澳大利亞的維多利亞大學在進行課程改革時,也以奧爾堡大學的PBL模式為范本。奧爾堡大學PBL教育模式的成功經驗對我國進一步推動高等教育變革、建設一流本科教育具有重要的啟示意義和借鑒作用。
一、PBL教育模式的基本內涵
“PBL”是Problem-Based Learning(基于問題的學習) 和Project-Based Learning(基于項目的學習)的英文縮寫,前者把問題作為對內容的挑戰性思考的方式,后者把項目作為組織學習的方式,在具體實施過程中常把問題作為出發點來進行以學生為主的項目研究。從多種基于問題的學習研究理論中抽象出的教育模式基本特點,可為用PBL設計課程模式提供參考。
(一)PBL的基本特點
1.問題驅動。PBL的基本思想是以問題驅動學生學習,即問題驅動對知識的搜索,幫助學生分析并解決問題。學生對知識的建構過程隨著對問題的分析而逐漸展開。這些問題通常來源于現實生活,是為達到教育目標和課程標準而預先設計的,問題類型也可以是一個假設。
2.學生為主。學習過程以學生自主學習為導向,更加注重學生的主導作用。在絕大多數情況下,學生能把自己的問題表述限定在給定主題領域及指導原則之內。
3.經驗學習。學生根據自己的過往經驗分析感興趣的問題,并以此構成以學生為導向的學習過程。
4.基于活動的學習(Active Learning)。開辟學生活動涉及研究、決策和寫作,可以激勵學生參與更深入的學習,這也是PBL教育的核心學習過程。
5.跨學科學習。問題的解決方案可以超越單一學科主題的界限和方法。如在基于問題的項目研究中還會涉及組織管理、項目分工、團隊沖突等人文學科領域。
6.典型性方法。確保學生在特定主題的PBL學習過程中獲得自主學習新知識的能力、所用的組織理論和思維方法能夠應用在新領域中。
7.小組學習。大部分學習過程以小組或團隊的形式進行。個人在小組學習中發展能力,學會處理學習過程各個階段的團隊合作。
(二)PBL的教學原則
PBL的教學原則包括課程的各個要素:目標、內容選擇、學習方法、信息通信技術、教師的作用、組織形式和評估方式等。改變其中一個要素,其他所有要素也會相應地改變。基于問題的學習模式其主要特征可歸納為以下三類。
1.課程結構。課程中項目模塊按主題設定,每個主題涉及多門普通課程的教學內容和學科方法。每個時期專注于某一特定主題。學生自行選擇特定主題中的某一問題,這些問題將學科與專業實踐聯系起來,學習成果體現為書面形式或口試形式。
2.學習過程。以自我指導的研究小組形式進行,小組內學生進行討論和分析并選定問題。每周開會一至兩次,學習小組中每位學生介紹自己的研究進展,然后進行討論,最后分配誰將繼續執行哪些任務。學生自行組織實施項目進展,教師的角色是促進小組的學習流程。
3.評估方法。評估方法必須與課程目標和學習過程保持一致性。PBL的教育模式意味著評估主要考查個人的知識和能力,而不是孤立的基礎知識。不同的PBL模型選擇不同的評估方法,避免學生依賴于應對模式化考試,而不是完成PBL學習過程并達到課程目標。
(三)PBL的五種層次模型
Savin-Baden基于教育目標對PBL模式進行分類,提出五種層次模型(如表1所示),從知識類型、學習內容、問題場景、學生角色、教師角色和評估重點六個維度來區分。實施PBL不僅是學習方法的改變,還是學習方法和知識構建的科學結合。因此,PBL教育模式深層次的影響,是培育學生使用所學研究方法對真實復雜場景提出質疑的能力、分析問題和解決問題的能力、理解理論與實踐之間的關系以及跨越現有學科邊界建立新理論的能力。
二、奧爾堡大學PBL教育模式的特征及實施策略
奧爾堡大學的PBL教育模式的主要特色是整體性,即覆蓋全校、全學科和全員,而不僅是單門或幾門課程、個別教師或部分學生。以學期為節點組織PBL教學活動貫穿于學生的整個學習過程,并充分整合基于問題的學習模式和基于項目的學習模式。
(一)奧爾堡大學PBL模式的六大原則
1.以問題為出發點。問題是學生學習過程的出發點,也是PBL教育模式實施的核心。問題可以是理論的或實踐的,但必須是真實的和科學的。奧爾堡大學基于問題的學習的重要組成部分之一是由學生自己來識別和制訂問題。
2.以項目為組織來創建框架。項目是一個獨特的任務,執行該項目需要一系列復雜的活動,因此需要一群具有不同技能的人。項目的時間和資源有限,有一個特定的完成目標,且最終會產生有形的產品,項目計劃書必須根據課程中規定的學期主題框架來制訂。
3.以課程來支持項目。奧爾堡大學PBL模型是融合基于問題的學習和基于項目的學習的混合模型,每學期學生一半的時間用于項目,另一半用于普通課程。普通課程確保學生獲得對項目研究有用的理論和方法,其根據學期主題開發和教授課程,是對學生項目的輔助。
4.以團隊為載體合作。PBL教學活動涉及協作,包括項目組中成員間的協作、與導師的協作以及與外部合作伙伴的協作。在項目小組中,學生緊密合作,共同管理項目并撰寫聯合項目報告。學生對項目工作負有共同責任,包括任務協調、知識共享、集體決策和學術討論,項目的完成依賴于小組所有成員的貢獻。
每個項目組都會分配一位導師,學生可以通過跟導師交流來激發靈感及獲得專業性建議。導師可以是教授或其他學術人員,導師的主要職責是指導和促進項目進展,學生對項目??負主要責任并自行安排項目的促進會議。
5.以通用性來組織框架。基于問題的項目在學術和方法論方面都有通用性和廣泛的適用性。學生在項目研究過程中獲得的學習成果也可以轉移到其他類似的情況下,以便使學生能將在某一項目中習得的思路方法應用于更廣泛的范圍。因此需要限定和協調主題框架以確保項目的典型性。
6.以學生為責任主體,學生負責實現項目目標并組織實現該目標的工作流程,最終解決項目問題。學生對自己的整個學習過程及實現項目工作的學習成果負責,他們還需要批判性自我反思自身和其他小組成員對項目工作所做貢獻的質量。
(二)奧爾堡大學PBL教育模式的實施策略
1.PBL學院提供全校PBL支持。奧爾堡大學專門成立了PBL學院在跨部門和院系中開展工作,為全校提供有關PBL的一般知識和學習資源,研究并完善奧爾堡大學特色的PBL模型,支持奧爾堡大學PBL教育模式的持續發展。此外PBL學院還創辦國際期刊Journal of Problem Based Learning in Higher Education(JPBLHE),提供探討高等教育中基于問題的學習的發展、理論、教學和實踐研究的交流傳播平臺。
2.基于PBL的課程設置。奧爾堡大學的課程分兩類模塊:一是課程模塊,按照專業培養方案制訂,包括以教師講課為主的講座、工作坊、習題討論等形式;另一個是項目模塊,學生以小組為單位(單人也可以)綜合應用學期課程模塊所學知識和方法,通過項目形式來開展基于問題的研究。每學期這兩類模塊的課時比例為1∶1。學生平均每周花22.5小時用于PBL活動上,小組人數4~7人,學校分配小組討論空間,項目主題跨學科程度高,問題來源為公司、非營利組織、教師或學生。問題不是清晰嚴格定義好的,需要學生自己選擇問題并組織項目結構。課程模塊為學生提供基礎的、起腳手架作用的知識,例如提供掌握和反映項目組織、團隊工作及PBL的方法和工具。項目成果以報告形式呈現,考核包括書面報告和口試。小組共同完成一份書面報告并一起完成口試。
三、奧爾堡大學物理學專業本科的課程設置
奧爾堡大學物理學學士學位課程是一個為期三年的基于研究的全日制課程,需要完成180個ECTS(歐盟通用學分,每個學分對應30個學習小時)[4]。
(一)專業人才培養目標
物理學專業的本科生畢業時應掌握本學科的基本知識和方法,具有繼續深造碩士學位課程的基礎。畢業時應達到下列目標。
1.知識目標。擁有物理學的理論、方法和實踐知識,包括熱力學、經典力學、物質結構、實驗室技術、電磁學、光學和光譜學以及量子力學。此外,畢業生必須具備上述學科所需的數學和統計學知識、編程和計算機建模、物理學與其他科學學科以及周圍社區的互動和協作、學習和項目工作;能夠理解和反思物理學的理論、方法和實踐。
2.能力目標。能夠使用多個學科的方法和工具,具有應用與解決物理問題相關的技能;能夠評估理論和實踐問題,并選擇相關的解決方案;能夠與同行、非專家、合作伙伴和用戶交流學術問題。
3.素質目標。能夠在學習或工作環境中處理復雜的變化情況;可以通過專業方法獨立地進行專業和跨學科合作;能夠確定自己的學習需求并在不同的學習環境中構建自己的學習。
(二)專業課程體系
課程體系是課程目標的實現載體,課程體系的設置體現高等教育各專業獨特的人才培養模式及特色。奧爾堡大學的物理學學士學位課程包括計算機科學、物理、地理、化學、生物學、體育和數學。課程體系由兩類學科組成:中心學科(即物理學)和第二學科(與物理學相關的其他學科,可選)。公共學科(數學類)可以列入上述任一個學科內。
課程結構如表2所示,中心學科占總學分比例約為70%,可選的第二學科占總學分比例約為25%。前四個學期以中心學科為主,第五學期和第六學期為選修第二學科,第六學期的項目模塊主題為學士學位項目。
(三)學生成績評價
奧爾堡大學采用兩種評估機制:通過或不通過和七分制。評審分為內部(校內教師)和外部(校外教師或企業人員等)。課程考核方式為書面和口試,約50%的課程模式采用書面加口試的方式,約40%的課程模式采用口試方式,約10%的課程采用書面方式。項目模塊考核包括項目書面論文和口試評價,小組共同完成一個項目論文并一起參加答辯,評審教師現場給出學生成績結果及評判解釋,通過學生匯報和師生交流項目研究過程和最終成果給學生創造一個深度反思和升華的學習機會。
四、PBL教育模式對我國高等教育變革的啟示
通過對PBL教育模式的基本內涵、奧爾堡大學PBL教育模式的特點及PBL具體應用在物理學本科專業課程中的設置等方面進行梳理,可以得到以下對我國高等教育變革的三點有益啟示。
1.融合課程,培養創新型、復合型人才。立足經濟社會發展新需求,優化重構課程體系及教學內容。可以借鑒奧爾堡大學的PBL教育模式,使學生能在融合性課程中將所學知識與真實的實踐過程相聯系,提高參與實際問題的分析和解決能力,深化產教融合協同育人,培養高級應用型人才。
2.融合教學方式,提高教學質量。將現代信息技術與傳統教學深度融合,根據課程內容特點及學生具體情況,強化師生互動和生生互動。設計以學生為中心的團隊課程項目,學生為項目研究過程的主導者和責任人,激發學生的學習興趣并提高學生的學習動機。
3.融合評價方式,強化課程難度與挑戰度。借鑒PBL基于問題的項目模式,豐富論文式、匯報答辯式等評價方式,用非標準化的開放性、綜合性評價來考核學生學習的深度和廣度,評價方式引導學生學習觀念的轉變,提升課程質量。
目前,高校實施的本科教育是以學科為中心,課程結構圍繞專業知識展開,保證學生具有系統和扎實的專業知識結構,能最大限度地發展學生的智力,但其致命弱點是限制了學生的知識遷移能力,過于強調學科間的分隔不利于學生對所學知識的橫向聯系和綜合運用。為從高等教育大國向高等教育強國跨越、打造極具活力的創新教育系統,借鑒PBL教育模式來融合課程結構和教學設計,是新時代教育強國建設的創新型探索方式之一,也是新時代下提高學生綜合競爭力的有效措施之一。 相信在各高校師生的共同努力下,PBL教育模式能依據各高校的實際情況改良后在該校落地,并推進“四新”建設協調高速發展。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 中華人民共和國教育部.教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見(教高〔2019〕6號)[EB/OL].(2019-10-11)[2020-03-04].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08 /s7056/ 201910/t20191 011_40275 9.html2.
[2] 文艷平,秦國杰.PBL的理論與實踐[M].北京:中國科學技術出版社,2007.
[3] 于瑛英,蔣洪偉.PBL教學模式對教師及學生素質要求的研究[J].中國電力教育,2013(28):68-70.
[4] 丹麥奧爾堡大學物理學學士學位課程設置[EB/OL].(2018-09-01)[2020-03-04]. https://www.aau.dk/ uddann elser/bachelor /fysik.
[責任編輯:劉鳳華]