PBL教學(xué)模式在專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘要：PBL是當(dāng)前國(guó)際上流行的一種教學(xué)模式。以問題為基礎(chǔ)、以學(xué)生為中心、自我引導(dǎo)等特點(diǎn)決定著該模式可以較好地應(yīng)用于專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在深入分析PBL教學(xué)模式內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，以通信工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程“通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”為例，進(jìn)行了PBL模式的應(yīng)用實(shí)踐。通過評(píng)價(jià)及學(xué)生畢業(yè)后的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，PBL教學(xué)模式在專業(yè)能力的培養(yǎng)上起著良好的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：基于問題的學(xué)習(xí)；教學(xué)模式；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：黃英（1978-），女，湖南長(zhǎng)沙人，國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，講師；李貴林（1972-），男，安徽五河人，國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，工程師。（湖南 長(zhǎng)沙 410073）

基金項(xiàng)目：本文系國(guó)防科技大學(xué)十二五教育教學(xué)研究重點(diǎn)立項(xiàng)課題的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）35-0094-02

高校是高素質(zhì)創(chuàng)新型科技人才的培養(yǎng)基地。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式則是達(dá)到教學(xué)效果的有力保障。

PBL（problem-based learning）是當(dāng)前國(guó)際上流行的教學(xué)模式，主要是指一種以真實(shí)情景中的問題為基礎(chǔ)的、以學(xué)生為中心的、自我引導(dǎo)的教學(xué)方法。當(dāng)代的問題式學(xué)習(xí)起源于醫(yī)學(xué)院，主要產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代中期和60年代的麥克馬斯特大學(xué)，20世紀(jì)90年代進(jìn)入中國(guó)。從1969年Barrows教授首次提出較為規(guī)范的問題式教學(xué)模式至今，已經(jīng)經(jīng)歷了40多年的發(fā)展和演變。作為當(dāng)前國(guó)際上流行的教學(xué)方法，問題式學(xué)習(xí)在許多國(guó)家被廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用的領(lǐng)域從最初的醫(yī)學(xué)逐漸推廣到管理、工科等專業(yè)中。斯坦福大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院于1993年成立了PBL實(shí)驗(yàn)室，其使命是促進(jìn)研究生、本科生以及學(xué)院、工業(yè)實(shí)踐者參與到跨學(xué)科和跨地域的PBL活動(dòng)的合作中來。通過一系列基于PBL的課程項(xiàng)目，來增加學(xué)生的知識(shí)，提高學(xué)生解決問題的能力，加強(qiáng)學(xué)科之間的交流和融合。丹麥的奧爾堡大學(xué)在土木工程專業(yè)科學(xué)碩士教學(xué)體系中采用PBL，墨西哥蒙特瑞伊技術(shù)研究學(xué)院對(duì)若干工科的基礎(chǔ)課程重新設(shè)計(jì)，通過對(duì)PBL的實(shí)踐來嘗試解決工科教育中存在的問題。

本文將首先分析PBL教學(xué)模式的內(nèi)涵；然后以通信工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程“通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”為例，研究和實(shí)踐PBL教學(xué)模式在該課程中的應(yīng)用；最后通過教改評(píng)價(jià)提出改進(jìn)的措施和手段。

一、PBL教學(xué)模式內(nèi)涵分析

PBL教學(xué)模式以問題為核心，以“提出問題—分析問題—解決問題”為主線，包括識(shí)別問題、澄清問題、發(fā)掘問題、自我學(xué)習(xí)、新知識(shí)評(píng)價(jià)、思考與反饋等基本步驟。其結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。

PBL教學(xué)模式相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，主要存在以下特點(diǎn)：

1.有明確的學(xué)習(xí)主題和教學(xué)時(shí)間表

在PBL教學(xué)模式的組織和實(shí)施過程中，需強(qiáng)調(diào)教學(xué)主題，即課程的教學(xué)目標(biāo)非常明確，并且較為詳細(xì)和具體。此外，該項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)的組織有明確的時(shí)間表和具體的課程計(jì)劃表，包括課程內(nèi)容、進(jìn)度計(jì)劃以及教室安排等。

2.教師的角色有較大的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)教師的指揮和協(xié)調(diào)作用

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師要花費(fèi)大量的時(shí)間去學(xué)習(xí)和更新本學(xué)科的知識(shí)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行消化、吸收、設(shè)計(jì)，最后將其展示給學(xué)生。在問題式學(xué)習(xí)中，教學(xué)活動(dòng)的中心從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生，學(xué)生成為新知識(shí)的學(xué)習(xí)主體，教師的角色更傾向于一個(gè)小組的“管理者”，強(qiáng)調(diào)教師在教學(xué)過程中的指導(dǎo)和協(xié)調(diào)作用，要求教師根據(jù)主題對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的不同需求來促進(jìn)和指導(dǎo)學(xué)生有效地學(xué)習(xí)，并且保證小組整體的正常運(yùn)行和功能的發(fā)揮。

3.注重對(duì)學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)和反饋

PBL教學(xué)活動(dòng)強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)過程結(jié)束之后學(xué)生以及導(dǎo)師的反饋。在每個(gè)階段結(jié)束后，導(dǎo)師都安排一定的討論時(shí)間，使學(xué)生可以對(duì)自我表現(xiàn)、小組其他成員表現(xiàn)、導(dǎo)師的指導(dǎo)活動(dòng)以及小組的整體運(yùn)作情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)導(dǎo)師對(duì)小組成員以及小組整體的表現(xiàn)進(jìn)行反饋，這個(gè)過程成為整個(gè)活動(dòng)中關(guān)鍵的一環(huán)。

二、PBL教學(xué)模式的應(yīng)用與實(shí)踐

在國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）通信工程專業(yè)課程體系中，“通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”是一門基于“通信原理”、“信息論與編碼基礎(chǔ)”、“通信系統(tǒng)”、“無線通信基礎(chǔ)”、“信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”等專業(yè)課程之上的綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)課程。旨在提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)及研究探索的能力。從2008年開始，該課程逐漸引入PBL教學(xué)模式，開展了一系列的教學(xué)改革，取得了一定的效果。以該課程為例，談?wù)凱BL教學(xué)模式的應(yīng)用與實(shí)踐。

PBL教學(xué)模式以學(xué)生為中心，以問題為牽引。基于“通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”的專業(yè)特征，以“課題發(fā)布”的形式提出問題；通過“專題分析”、“課題研討”等教學(xué)形式促使學(xué)生分析問題；實(shí)施“開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)”，讓學(xué)生利用開放的資源、開放的時(shí)間來研究并解決問題；通過“課堂檢查”、“課題答辯”等教學(xué)環(huán)節(jié)加強(qiáng)思考與反饋（見圖1）。

1.提出問題

在課程開始前半個(gè)月，教師通過教學(xué)網(wǎng)站發(fā)布當(dāng)年的設(shè)計(jì)課題，讓學(xué)生有時(shí)間進(jìn)行選題和自由組合。課題的發(fā)布就是PBL教學(xué)模式中的“提出問題”，為了讓學(xué)生能有思索的空間，課題的內(nèi)容應(yīng)注重系統(tǒng)性、綜合性和可拓展性。系統(tǒng)性主要與“通信的系統(tǒng)性”掛鉤，課題均是從目前實(shí)用的通信系統(tǒng)中提煉。課程設(shè)計(jì)過程采用項(xiàng)目管理模式，充分培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。同時(shí)，遵循因材施教的原則，設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)充分具備可拓展性，以配合學(xué)生不同層次的理解能力和不同的感興趣領(lǐng)域。

2.分析問題

在PBL教學(xué)模式中，學(xué)生利用已有的知識(shí)初步分析問題，然后通過一定的研究后，通過組內(nèi)、班內(nèi)的不斷交流和分析以發(fā)掘問題的深層內(nèi)涵。

（1）專題分析。學(xué)生在進(jìn)行本課程之前，已經(jīng)進(jìn)行過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，有關(guān)的通信理論都已經(jīng)了解。為了讓學(xué)生對(duì)自己所選課題中需要解決的問題進(jìn)行深入剖析，挖掘課題存在的專業(yè)內(nèi)涵，在每次課程中，利用10～15分鐘進(jìn)行專題分析。以通信系統(tǒng)各模塊化分專題，討論各小組共性的問題。這部分內(nèi)容由教師、學(xué)生共同完成。

（2）課題研討。在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生對(duì)其課題所涉及問題的理解逐步深入，不斷地發(fā)掘問題。我們?cè)诿恳淮握n中，都會(huì)進(jìn)行15～20分鐘的課題研討，以設(shè)計(jì)課題為主題開展。學(xué)生根據(jù)選題情況組成一個(gè)研討小組，精心準(zhǔn)備和組織研討過程。研討包括：設(shè)計(jì)方案展示、關(guān)鍵問題分析、疑難問題討論和解答。研討的開設(shè)對(duì)于密切師生關(guān)系、培養(yǎng)學(xué)生的想象力、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性的作用不容忽視。但在實(shí)施的過程中，需要注意的問題包括：研討的氛圍、研討的扎實(shí)性及有效性、教師的指導(dǎo)水平等。

3.解決問題

“通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”依托通信工程本科生實(shí)驗(yàn)室，全程采用開放式教學(xué)，使學(xué)生更能緊跟新知識(shí)、新技術(shù)，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性以及個(gè)人的創(chuàng)造性，有助于學(xué)生開展研究，解決問題。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)最大的特點(diǎn)就是“開放性”，主要體現(xiàn)在時(shí)間的開放、資源的開放以及教學(xué)方式的開放等幾個(gè)方面。實(shí)驗(yàn)室開放的時(shí)間充分配合學(xué)生時(shí)間，根據(jù)實(shí)際情況，允許自覺程度高的學(xué)生自行管理，做到“只要學(xué)生有時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室大門就敞開”。實(shí)驗(yàn)室具備課程開設(shè)所需的資料、軟硬件及測(cè)試設(shè)備。這些資源一方面可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布，另一方面學(xué)生可以通過借/還的方式使用。教學(xué)方式的開放主要體現(xiàn)在教師在教學(xué)中所處的不同角色。教師可以是輔導(dǎo)者、討論者或督導(dǎo)者，這些角色的變化，正體現(xiàn)了開放的教學(xué)方式，只有換位思考，才能共同進(jìn)步。

4.思考與反饋

思考與反饋環(huán)節(jié)是PBL教學(xué)模式中非常重要的一步，學(xué)生在課程進(jìn)行過程中，通過不斷的思考和反饋，不斷提升能力并逐漸解決問題。我們通過課堂檢查、課題答辯來達(dá)到這樣的目的。

（1）課堂檢查。在每次課中，都會(huì)對(duì)每組課題設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況進(jìn)行檢查。檢查內(nèi)容包括：課題進(jìn)展、解決的問題、還存在的問題、解決問題的思路等。通過檢查，教師可以把握每組的進(jìn)展，同時(shí)清楚每位學(xué)生的主觀能動(dòng)性發(fā)揮的程度，以便作出相應(yīng)的指導(dǎo)和評(píng)價(jià)。

（2）課題答辯。在課程快結(jié)束的時(shí)候，安排課題答辯。聘請(qǐng)3～5位教師作為答辯小組成員。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行答辯，包括課題陳述、回答問題等環(huán)節(jié)。通過學(xué)生們的答辯，答辯教師對(duì)學(xué)生的課題設(shè)計(jì)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，給出相應(yīng)的反饋意見，促進(jìn)學(xué)生將課題研究進(jìn)一步深入，將設(shè)計(jì)成果進(jìn)一步完善。同時(shí)，通過答辯，還可以對(duì)每個(gè)人在課題設(shè)計(jì)中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并反饋給本人，以促進(jìn)其今后的進(jìn)步。

三、PBL教學(xué)模式的評(píng)價(jià)與改進(jìn)

“通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”課程每年都會(huì)針對(duì)100名通信工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)，課時(shí)為16學(xué)時(shí)。教學(xué)改革4年來，通過問卷調(diào)查、組織座談等形式讓學(xué)生對(duì)課程是否有助于自身能力培養(yǎng)進(jìn)行了相關(guān)評(píng)價(jià)。累計(jì)共收到200份調(diào)查問卷，統(tǒng)計(jì)的結(jié)果如圖3所示。學(xué)生對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的提升了給予肯定，在自主學(xué)習(xí)、研究探索、實(shí)踐創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)上，70%的學(xué)生認(rèn)為培養(yǎng)程度較好，但也有10%的學(xué)生認(rèn)為能力培養(yǎng)效果較差。

本課程為我校通信工程專業(yè)重點(diǎn)教改試點(diǎn)課程，受到了專家的高度關(guān)注。平均每年約8～10名專家進(jìn)行全程跟聽課，及時(shí)對(duì)本課程改革進(jìn)行意見反饋。總結(jié)4年來約20名專家的意見，專家對(duì)課程效果的評(píng)價(jià)如圖4所示。從圖4可以看出，專家對(duì)專題分析、課題研討等環(huán)節(jié)的效果給予了高度肯定，該環(huán)節(jié)的開展有助于學(xué)生深入分析問題、發(fā)掘問題。對(duì)于課程中實(shí)施的解決問題及思考與反饋環(huán)節(jié)，專家認(rèn)為還有提升空間。

同時(shí)，通過對(duì)三屆共20名畢業(yè)學(xué)生到工作單位表現(xiàn)情況的跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)受到PBL教學(xué)模式訓(xùn)練的通信工程專業(yè)學(xué)生，在工作崗位上對(duì)問題具有更強(qiáng)的敏感性，分析問題更加深入，解決問題更有章法，這些能力極好地提高了他們?cè)趩挝坏墓ぷ鳂I(yè)績(jī)。

根據(jù)上節(jié)中專家與學(xué)生的評(píng)價(jià)結(jié)果，同時(shí)結(jié)合畢業(yè)學(xué)生的反饋信息，我們將會(huì)對(duì)該課程在開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)、思考與反饋環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行改進(jìn)。不斷加大教學(xué)開放力度，為學(xué)生深入研究探索奠定基礎(chǔ)；同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生不斷思考與反思，對(duì)自我表現(xiàn)、小組其他成員的表現(xiàn)及教師的指導(dǎo)活動(dòng)等內(nèi)容進(jìn)行反饋。

四、結(jié)束語(yǔ)

基于我校通信工程專業(yè)必修實(shí)驗(yàn)課程“通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”，探索了PBL教學(xué)模式在該課程中的具體應(yīng)用，設(shè)置了“專題分析”、“課題研討”、“課堂檢查”、“課程答辯”、“開放式實(shí)驗(yàn)”等多項(xiàng)特色環(huán)節(jié)，為培養(yǎng)學(xué)生能力奠定了良好基礎(chǔ)。通過多年來的教改實(shí)踐和跟蹤調(diào)查，對(duì)PBL教學(xué)模式改革進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并提出了下一步的改進(jìn)措施。

但任何事物的發(fā)展都不是一帆風(fēng)順的，尤其是新的教學(xué)模式的推行過程，這需要學(xué)校相關(guān)部門配合，以及院系的支持。總之，作為高校教師，我們應(yīng)增強(qiáng)人才培養(yǎng)的使命感，積極參與到人才教學(xué)方法的改革中，勇于嘗試并總結(jié)新的教學(xué)方法，為教學(xué)效果的提升貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒曉東，等.科學(xué)與工程教育創(chuàng)新——戰(zhàn)略、模式與對(duì)策[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[2]蘇玉霞.美國(guó)研究型大學(xué)本科習(xí)明納的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)功能研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2008.

[3]Edward F.Crawley，Johan Malmqvist，Soren Ostlund，Doris R.Brodeur.重新認(rèn)識(shí)工程教育——國(guó)際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].顧佩華，沈民奮，陸小華，譯.北京：高等教育出版社，2009.

[4]嚴(yán)紹華，梁延德.工程教育實(shí)踐教學(xué)探索與研究[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2006.

（責(zé)任編輯：孫晴）