建筑給排水工程PBL教學模式構建與應用

摘要：以建筑給排水工程課程教學為例，探討了PBL教學模式用于理工類高校專業課程教學模式構建原則與方法，論述了問題設置的基本原則，給出了教學流程實例以及PBL教學過程的質量監控措施。對傳統教學模式和PBL教學模式進行了簡要對比，指出在教學過程中，需結合教學內容和目標靈活確定教學模式，必要時可將傳統的教學模式與PBL教學模式聯合應用以發揮各自的優勢。

關鍵詞：PBL教學模式；教學過程質量監控；教學模式選擇

中圖分類號：TU99；G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）01-0090-04

建筑給排水工程是給排水工程專業的專業核心課程之一。傳統的建筑給排水工程的課程教學模式以教師課堂講授為主，學生參照教材和教師提供的PPT課件進行系統學習。通常在課堂教學內容完成后，再根據教師提供的工程樣圖、設計方法和步驟，在教師的指導下完成課程設計等實踐性教學環節的工程技能訓練。整個教學過程大多是將基本的專業理論知識和工程設計程序強行灌輸給學生。

傳統的教學模式存在以下幾個嚴重不足：課堂上，學生經常性處于“被動學習”狀態，以“聽講”和被動性理解代替了積極思考，不能充分發揮學生的學習能動性和有效激發學生的學習興趣；學習過程以教材和課件為參照，分章節進行，學生對教學內容缺乏整體性把握，無法有效形成工程整體性概念，學習效率偏低；教學過程中工程技能訓練不足，學生難以將專業理論與工程實際進行有效結合，導致后續課程設計環節的簡單模仿和抄襲。

目前，工程實踐能力與創新思維的培養已成為高等院校環境類專業人才培養的核心與重點[1-3]。在此背景下，改革傳統的建筑給排水工程課程教學方法，構建以本科生工程實踐能力培養為核心的新型PBL教學模式，具有重要的理論和實際意義。

一、PBL教學模式及其應用

PBL（Problem-Based Learning）是以問題為中心，以學生為主體的教育學習模式，首創于20世紀60年代末。該模式自創建以來，在醫學教育領域取得了顯

著而豐碩的成果，繼而在教育學領域得到了廣泛的認同。近年來，PBL教學理念在世界各國高校得到廣泛重視，并呈現出不同的實踐形態。從院校或系科層面的大規模推行到單門課程的小范圍采用，多種層次并存。聯合國教育、科學及文化組織PBL科研所副主任杜翔云撰文談到，研究顯示，PBL的成效取決于其推行程度，但即使只在單門課程中采用，也可以促進學生學習動力和技能的發展。國內學者及教育工作者對PBL的研究和使用已歷經十多年，研究表明，中國對PBL教學模式的研究和使用多集中在醫學領域，在計算機、數學、化學、數控加工實訓、電工電子學、機械基礎、物流管理、體育、生物學、高等旅游教育、工程力學等課程教學領域也有過積極有益的嘗試[4-5]。

PBL教學模式在高等工程教育領域的應用始于20世紀70年代。在北歐，以丹麥的奧爾堡和羅斯基洛德大學為代表，將PBL教學模式引入了工程學領域，創建了以問題為導向、以項目為基礎的新型PBL教學模式，在培養學生的工程實踐能力與創新思維等方面進行了積極有益的嘗試[6-7]。近年來，不同層次的創新型、復合型人才培養已成為中國理工類院校教育改革與發展的目標和方向，在此背景下，有利于動手能力、分析能力、協作能力和開放性思維方法培養的PBL教學模式在國內高等工程教育領域得到了廣泛關注。

二、建筑給排水工程PBL教學模式的構建原則與方法

（一）問題設置的基本原則

問題的設置是PBL教學模式的核心，問題既要以學生經驗為基礎又要與他們將要學習的專業知識相關聯，需具備以下幾個條件。

1.能引出與所學領域相關的概念和原理

在設計問題時， 首先要確定學生需要獲得的基本概念和原理，由此出發設計問題。在建筑給排水工程的PBL教學過程中，可以以一幢建筑的給排水工程方案設計作為一個問題，也可以分別以建筑的給水系統、排水系統、消防系統或熱水供應系統等單個子系統的工程方案設計作為一個問題。當然，除了工程方案設計之外，還可以從工程建設、施工等不同角度來設問。

2.能激發學生的學習興趣并利于學生自己提出具體的子問題

大的問題是由教師設置的，但是在學習小組中，學生需要有自己小組的具體問題。通過提問可培養學生的自主學習意識，學生自己提出的問題才是對能力提高有幫助的問題。在實際教學過程中，教師可提出建筑給排水工程方案的設計任務（給出題圖和設計任務書），同時提供一套圖紙范例（學習目標樣式），引導學生提問。

3.必須具有真實性、開放性和系統性

PBL的問題應來源于建筑給排水工程實際，與學生將來的職業生涯中所要面臨的問題相似；問題同時也是沒有標準答案的， 可以有很多的解決方案， 只是方案各有優劣；問題需具有系統性，能有效幫助學生理解和構建專業知識的框架體系。通常一套工程方案的設計可基本囊括建筑給排水工程的核心概念、設計原理和基本方法、步驟，因此，以工程方案設計來設問比其他形式的設問更合理。

4.涉及的專業知識面盡可能廣

PBL問題的真實性與系統性決定了學生在解決問題時需要利用已經掌握的專業知識和基本技能。與建筑給排水工程的教學緊密相關的其他專業知識，包括

流體力學、管道工程學、流體機械、污水處理、建筑材料、熱力學、自動控制原理、給排水工程施工等，問題的設置應有助于學生將這些專業知識串聯起來，實現對所學知識的自主應用。問題越復雜，應用專業知識的要求就越高， 越有利于起到夯實基礎、培養能力的教學目的。

5.問題的解決需要學生之間的合作學習

問題的復雜性和系統性決定了學生只有以小組合作學習的形式才能解決問題，單靠個人的力量去尋找答案并不是最優的選擇。學習小組以學生寢室為單位，方便他們課后交流，并結合他們的學習基礎合理搭配組員，確保教學過程能順利進行。

（二）PBL基本教學流程與方法

以建筑給水系統課程教學為例，列出PBL教學模式的基本流程。

第一步：提出問題，開啟思維（圖1）。

第二步：分析探究，學習交流（圖2）。

根據教學需要，第二步可重復進行多次，直至達到階段性教學目標的要求。

第三步：總結歸納，成績評定（圖3）。

三、PBL教學過程管理

（一）提問階段管理

從上述PBL教學流程可知，PBL教學模式與傳統教學模式的最大不同在于學生是學習過程的主體，而教師在教學過程中主要起引導作用。教師除了設置問題，還要鼓勵學生提出問題并對所提的問題進行合理分類。一種簡單易行的問題分類方法是根據教材章節的目錄進行。不管學生提出的問題多么幼稚和簡單，教師都要先予以肯定和鼓勵，同時引導學生學會對問題進行歸納。這樣，學生在后續的學習過程中帶著問題閱讀教材、樣圖和參考資料，學習效率要比傳統方法高得多。以下問題是教師在教學過程中常犯的錯誤，需盡可能避免。

1.問題設置難度過高、過低或過于具體

比如將“建筑給水系統的工程方案設計”改為“施工圖設計”，施工圖設計對于剛剛接觸建筑給排水設計的三年級的本科生而言，綜合性太強，學生可能因現有知識結構的缺陷（缺乏施工常識）而感覺難度較大，不易完成；還有一些具體的理論性問題如“建筑給水系統的節能供水原理”等，表面上看，這類問題通過閱讀教材即可很容易獲得答案，但僅從教材上了解基本原理遠遠不夠，必須引導學生在了解基本原理的基礎上學會將其用于解決實際問題，這樣才能體現PBL的自主性、啟發性教學的優勢。

2.用主觀性或暗示性的語言引導學生做出片面的判斷在啟迪學生提問和幫助他們進行問題分類時尤其要注意不要使用帶有主觀性或暗示性的語言。教師既要肯定學生提問和探究的熱情，又要允許學生的思維在不偏離大方向和不犯原則性錯誤的前提下適當地走些彎路，這樣對培養和鍛煉學生的獨立思維能力和工作能力大有裨益。

（二）分組學習和探究過程管理

引導學生制訂合理的學習計劃，根據組員個人的特長和學習基礎進行分工，保證每個組員能積極參與學習探究過程；充分利用網絡平臺等現代教育技術手段，在課后與學生積極溝通，及時幫助學生糾正方向性和原則性錯誤，確保各小組學習目標的實現；充分利用課堂上的分組交流環節展示學生的學習成果，予以及時的肯定和鼓勵，同時要善于發現和總結學生自主學習過程中的共性問題，并及時解答；在每一輪課堂討論與點評結束后，引導學生在現有學習成果的基礎上不斷提出新問題。

（三）總結評分階段管理

階段性學習目標完成以后，應和學生一起總結之前的學習過程，結合學習報告（包括文本和圖紙）歸納和梳理重要的概念、原理和方法。階段性學習成績的評定以小組為單位，按照自評（30%）+互評（30%）+教師評定（40%）的辦法進行。

四、PBL教學模式與傳統教學模式的比較與選用

（一）PBL教學模式與傳統教學模式的比較

表1從教學主體、教學方法、教學手段、學習內容、教學目標和課程質量管理等6個方面對PBL教學模式和傳統教學模式進行了比較。

（二）教學模式的選擇

并非所有的教學內容都需要以PBL教學模式進行。如排水系統中水氣流動的物理現象、自動噴灑滅火系統的設計計算等，此類問題的理論性、系統性均較強，問題相對抽象，不易借助實物或生活經驗加以理解和想象。此時，若采用傳統的課堂講授方法，借助圖片、PPT幻燈演示等手段可以幫助學生迅速準確地理解重要的概念和設計方法、步驟，很可能比PBL教學效果更好。

在教學過程中，是采用PBL教學模式還是傳統教學模式，需結合教學內容和目標靈活運用，同時還要充分考慮學生的學習基礎、現有能力和思維習慣。此外，也可以將教學內容和教學階段進行適當劃分，將傳統教學模式與PBL教學模式結合應用，可以發揮各自的優勢。

五、結語

要冷靜客觀地看待PBL教學模式，切忌盲目照搬和機械套用。目前，許多學生尚未掌握自主學習的正確方法，因此，采用PBL教學模式時必須慎之又慎，要在充分調研的基礎上制訂切實可行的教學方案，方能達到激發學習興趣、啟迪思維和培養能力的目的。

參考文獻：

[1]李新冬，黃萬撫.強化實踐教學 提高給排水專業學生工程素質研究與實踐[J].江西理工大學學報，2012，33（2）：69-71.

[2]郭永福，徐樂中.高校給排水專業實踐教學模式的探索[J].中國現代教育裝備，2011，117（5）：91-93.

[3]叢俏，曲蛟，等.高校環境類專業實踐教學體系構建[J].中國校外育，2012（15）：91.

[4]吳剛.基于問題式學習模式（PBL）的述評[J].陜西教育.高教，2012（4）： 3-7.

[5]袁維新.國外基于建構主義的科學教學模式面面觀[J].比較教育研究，2003，159（8）： 50-54.

[6]袁洪華.PBL教學模式與傳統教學模式下學生技能差異的分析[J].中國電力教育，2012（17）：150-151.

[7]周靜，侯世英，孫韜，等.基于PBL的電工電子綜合實驗改革[J].電氣電子教學學報，2010 （9）： 122-125.

Construction and practice of PBL teaching-studying pattern for the course of water supply and drainage systems of buildings

YANG Qun， WANG Zong-ping， LUO Fan

（School of Environmental Science and Engineering， Huazhong University of Science and Technology， Wuhan 430074， P. R. China）

Abstract：With the example of the course of water supply and drainage systems of buildings， we gave available methods for the construction of teaching-studying pattern for specialized courses of colleges of science and technology. The principles of problem designs were discussed， examples of the teaching-studying process of PBL pattern and methods of quality controls were offered， and the contrast between the PBL pattern and the traditional pattern was given. In the teaching-studying process， the choice of patterns should coordinate with teaching-studying contents and goals. Sometimes the two patterns could be adopted jointly to make full use of respective advantages.

Keywords：PBL teaching-studying pattern； quality control of teaching-studying process； choice of teaching-studying patterns

（編輯 詹燕平）