PBL教學法在互換性與技術測量課程中的應用

王肖英

（山東華宇工學院，山東 德州 253034）

0 引言

互換性與技術測量課程是高校本科機械類專業的專業必修課程，開設本課程的目的旨在滿足專業人才中要求的學生具備產品（精度）設計和產品質量檢測及分析的能力。本課程在教學改革過程中積極開展項目式教學及線上線下教學的方式，取得了一定的成效。但是，在教學實踐中也發現了一些問題，如在開展項目式教學過程中，學生在知識獲取階段對每一個知識點沒有明確的學習目的，且對知識結構梳理時條理不清晰，不同的學生對于知識獲取的程度參差不齊等。故學生在學習過程中需進一步進行加強引導，在項目式教學的知識獲取階段融入PBL教學法，以進一步引導學生科學有效地進行自主學習。同時引導學生掌握科學有效的學習方法，提高學習效果，在PBL的“問題導學”設計中增加實踐環節，以增加學生實踐的機會。基于對PBL教學法的特點及基本要求分析的基礎上，對互換性與技術測量課程進行PBL教學設計及案例實施過程設計，為開展PBL教學提供理論基礎與指導，同時，將其應用于實際教學中。

1 PBL教學法的特點和基本要求

PBL（Problem-based Learning）是1969年由美國神經病學教授Barrows首創，最早應用于醫學教育[1]，其核心是基于問題學習，相比于傳統的講授教學，更強調以學生的“學”為主體，以教師的“教”為主導。目前，國內外學者對于其內涵的解釋有所不同，本課程開展教學改革時對PBL教學法的理解為以問題為基礎動力的一種教學模式。在實施過程中將問題分解為簡單的小問題，學生逐一解決問題，教師總結歸納，最后再形成問題組，在此過程中，學生慢慢進入探究問題的狀態，在解決問題的過程中不斷發現自己的不足，學習積累新知識（Donald R.Woods）[2]。

1.1 PBL教學法的特點

PBL教學法的基本特點是以問題為中心，圍繞問題的解決過程進行知識的學習和探索，最終完成知識的構建及應用。

1.1.1 以問題為學習的起點

在教學設計和實施過程中，學生的一切學習內容和學習活動都是以問題為主軸開展自主學習或合作探究的。所以教師要進行充分的教學設計，根據教學內容及學生的學習特點設計問題導學案，問題設計的好壞直接關系到PBL教學法能否成功有效的實施。在問題設計過程中要注意知識的系統性、合理性及真實性。在問題設置時有時需要將問題按照解決的步驟順序拆分設置成若干小問題，每個小問題的設置不可孤立存在，要注意先后之間的關聯；問題的設置要充分考慮學生的學習基礎，不應過于簡單或過于復雜，要符合學生的學業水平；問題設置盡量選取學生實訓實習中的產品作為案例，培養學生應用理論知識解決實際問題的意識和思維方式。另外，為了進一步提高課程的高階性及挑戰度，可根據教學內容適當設置劣構性的問題[3]，這類問題的解決需要學生通過嘗試不同的方法來探尋最佳解決方案，這樣有利于培養學生的創新意識和發散思維，養成探究式學習的習慣。

1.1.2 以學生為教學的中心

PBL教學法強調以學生為中心，在教學實施過程中，學生是學習活動的主體，教師是學生習得知識的引導者。教師在問題導學方案設計的框架下指導學生學習，協助學生在問題的學習探究中更好地進行深度的合作和交流，以加深學生對問題的理解。在PBL實施過程中，學生必須擔負起學習的責任，要求學生結合自身的知識儲備去解決問題，在遇到困難時，能夠主動學習新的知識以完成問題的探究。所以問題解決的過程既是對已有知識的應用，更是進行新知識的學習與構建的過程。在此過程中，學生的學習能力、探究能力、合作能力也會得到相應的提升。

1.1.3 以問題解決的過程為評價依據

在學習效果評價時，主要以問題解決過程中各小組對問題解決的匯報情況開展組內自評、小組互評及教師評價。評價依據主要是小組討論時參與討論的情況、匯報過程中積極發言情況及解決問題的思路是否清晰等。以評價標準引導學生積極討論與發言、認真開展自主學習與合作探究學習，提高學生自主學習的能力及團隊合作意識。

1.2 PBL教學法基本要求

1.2.1 教師要求

PBL教學法是一種開放式的教學模式，要求教師對所授課程非常熟練，且熟悉相應學科領域的基礎理論和知識。同時教師還須具有較高的教學水平，能夠熟練地根據教學內容及學生特點合理進行教學設計，并能熟練運用各種教學方法開展教學活動。此外，教師還要具備一定的課堂駕馭能力，能夠科學有效地組織各類教學活動，并達到相應的預期效果。

1.2.2 學生要求

學生是學習的主體，PBL教學需要學生的主動配合。第一，要求學生具有端正認真的學習態度。學生需要利用課余大量的時間和精力去進行資料的搜集、知識的學習及整理，若學生無自主學習的自覺性，極易在學習過程中半途而廢，達不到預期的學習效果。第二，要求學生具有團隊合作的意識，在資料搜集及學習階段學生或可自主完成，但是在問題解決方案的確定及匯報環節則需要小組的團隊合作去去探究問題和解決問題。第三，要求學生從自身出發完成角色轉變，從被動的學習者轉變為學習的主人。

2 互換性與技術測量課程的PBL教學設計

目前，互換性與技術測量課程開展基于成果導向的項目式教學的過程如圖1所示。

圖1 項目式教學過程

針對某一具體項目（或任務），在實施教學時，對于知識獲取的主要方式是教師講解及學生自學。教師講解主要采用講授法，穿插案例教學法及講練結合的教學方法。教學實踐過程中發現，在相關知識的講解（學習）過程中，傳統的講授法無法充分調動學生的學習積極性，且部分學生自主學習能力較差，學習效果不好。在項目匯報環節學生分析不夠全面，不能綜合運用所學知識完成相應的項目（任務）。

在相關知識學習階段，可以采用PBL教學法，將各知識點以問題的形式有序提出，師生在解決問題的過程中學習相關知識。當然，根據項目的大小，可以設置若干個問題來完成相關知識的學習，具體過程如圖2所示。

圖2 PBL教學法實施過程

在學生自主學習的同時，教師負責引導和解惑[4]，避免學生在學習過程中“走彎路”或“走錯路”，提高教學效率。最后，教師對學生的學習成果做出正確演示與知識講解，并對共性問題及重難點進行總結。

3 互換性與技術測量課程的PBL教學設計與實施案例

3.1 PBL教學設計

以項目1中某一個小組的數據要求為例來展示PBL教學的實施過程。項目1的具體要求是：對實訓室中的減速器，基本尺寸為?40 mm的從動軸與齒輪配合，需滿足配合的最大間隙為+66 μm，最小間隙為+25 μm。需要學生完成的內容為：（1）試設計分析確定配合的代號，并繪出尺寸公差帶圖。（2）通過查表分析選擇量具，進行檢測及數據處理、分析。

該項目涉及尺寸公差與配合的基本術語及計算、國家標準系列以及檢測基礎知識。其中檢測基礎知識部分內容多而雜，包括測量基本要素、測量誤差及光滑工件檢測等內容，學生在學習過程中對知識掌握不系統，故將此部分內容設計為一個大問題。

按照問題解決的順序，分解為五個小問題，教師需要提前將問題及參考內容下發給學生，學生以小組為單位完成相關知識的學習，課上以問題的解決過程及知識的總結梳理為主。PBL教學設計過程見表1。

表1 PBL教學設計案例

3.2 教學實施

教師在PBL教學設計的基礎上，對教學內容及教學組織進行充分的設計，準備好教學PPT及課堂活動的內容、形式及順序。充分利用學習通平臺等線上教學及學習平臺進行學習資源的推送及課堂教學活動的有效組織和開展。學生需要根據問題導學案的要求及教師推送的學習資源等完成相關知識的學習，并采用小組討論與探究的形式對各個問題逐一解決[5]。通過充分的課前準備，使學生對相關知識的脈絡及應用場合有了充分的理解，有效保障PBL教學的順利實施。

4 結語

PBL教學法是在講授法、講練結合、案例教學法等傳統教學方法的基礎上，針對某些特定的知識點進行教學設計，以問題的形式體現知識的應用、通過問題的解決過程完成相關知識的學習和總結。將原用的教學方法與PBL教學法進行有機結合，在學習新知的同時，增進學生自主學習的意識、提高學生運用知識解決問題的能力及對知識的總結能力，在某些課程、某些章節應用該方法會達到事半功倍的效果。但同時根據“教無定法”的原則，我們應按照“學生中心、產出導向、持續改進”的理念，對各種教學方法的實踐應用進行總結和反思，靈活運用各種教學方法開展教學活動，提高教學效果，推進“學習革命”向“質量革命”縱深發展。