PBL教學方法在汽車拆裝實訓中的應用探索

魏曉旭 田哲文

摘要：隨著教學改革的發展，PBL教學法逐漸被應用于更多的理工類專業課程中。文章闡述了在汽車拆裝實驗中應用PBL教學法的必要性，并以發動機的拆裝環節為例展開具體的實施方案，采用教師、小組和其他小組三部分分數加權平均的評價體系對學生進行公正和客觀的評價。通過PBL教學法，學生在動手性較強實驗教學中不僅能夠掌握理論課堂的知識點，而且可以培養學生獨立思考、判斷和解決問題的能力，提高學生的綜合素質。

關鍵詞：PBL教學法；汽車拆裝實驗；實驗教學

PBL（Problem-Based Learning）教學模式由McMaster University Medical School于1969年首次提出，以引導學生解決實際問題為主、教師講授為輔的一種小組討論式自主學習模式。隨著PBL課程的普遍推廣，已由起源的醫學專業逐步應用于生物學、生理學、心理學、工程學、經濟學及管理學等多個學科領域的教學中。與傳統的基于主題學習的教學模式比較，PBL教學模式在傳授知識的同時，更注重于在分析解決問題的過程中，提高學生自主學習的意識，鍛煉學生發散思維的能力，培養學生協同合作的精神。

1應用PBL教學方法的必要性

汽車拆裝實訓是在汽車構造和汽車理論課堂教學環節完成后或與課程教學同步進行的一個實踐實訓教學環節。實踐實訓與理論課堂教學存在一定的差異性，一般實訓多是對理論的應用與驗證，使學生加深對理論知識的理解，這種教學活動的主體必須是學生而非教師。汽車拆裝實訓平臺可以為學生提供查閱資料、分組討論學習、動手操作、解決問題的機會，以鞏固和檢測理論課堂所學的汽車結構和原理等基礎知識，使學生領悟理論與實踐的結合，彌補理論教學中所缺少的自主學習環節。汽車拆裝實驗平臺為PBL教學法提供了真實的課程情境，可以利用發動機虛擬拆裝軟件、發動機臺架、底盤拆裝平臺等設施，幫助學生對問題進行深入分析和應用。

2應用PBL教學方法的探索設計

傳統的實訓教學環節，一般是教師先將實驗進行分步講解，然后要求學生按照實驗指導書完成實驗，在這樣的教學模式下，學生無法從根本意義上作為教學活動的主體。在基于PBL教學法的實驗探索設計中，無論學生是作為決策者、實踐者還是評價者，即使角色不同，但始終是活動的主體，教師則作為教學活動中的指導者和督促者。在傳統的實驗教學中，教師根據實驗需求設計的問題多是為了幫助學生理解某一實驗現象或結論，這些輔助問題的設計并不能幫助學生解決實際問題，也無法鍛煉學生分析解決問題和協同創新的能力。“以學生為中心”和“以問題為中心”是PBL教學法的兩個主要特征，所以基于PBL教學方法的“汽車拆裝實驗”探索設計架構如圖1所示。

3應用PBL教學方法的探索實施方案

PBL教學方法的實施流程一般可以概括為確立實訓目的、提出問題、學生分組解決問題、展示研究成果和教師總結評價。下面以發動機的拆裝為例，具體闡述如何將PBL教學法應用到實驗教學環節。

3.1確立實訓目的

汽車拆裝實訓能夠鞏固學生在課堂所學理論知識，培養學生實際動手能力。根據發動機拆裝環節的具體實驗內容對實訓目的進行詳細闡述：通過對各零部件和總成在發動機上位置的了解，對各個系統及其相互之間的連接關系的分析，對發動機的拆裝方法和正確步驟的掌握，加深學生對汽車構造及汽車理論課程理論知識的理解，為以后專業課程的學習奠定基礎； 通過對拆裝設備、工具和量具的正確使用，對拆裝零件位置的正確分類與擺放，培養學生良好的工作習慣；通過對發動機上各零部件的拆卸與安裝，鍛煉學生團隊合作與動手實踐能力。

3.2提出問題

基于由淺入深，由外部到內部，由部件到系統的原則，提出本次發動機拆裝環節需要完成的幾個問題及任務：

第一，查閱資料類：主要考察學生對資料搜集和整理的能力。實驗發動機為上汽通用五菱1.2L排量汽油機，描述發動機傳感器的名稱、作用、工作過程及安裝位置，確定該款發動機的零件及總成在發動機上的位置，能夠針對不同的部件選取正確的拆裝工具。根據發動機的兩大機構和五大系統，確定發動機的拆卸順序，并在虛擬拆裝平臺驗證，為順利完成發動機的拆裝提供保障。

第二，動手實踐類：主要考察學生根據資料處理實際問題的動手能力與團隊合作能力。根據確定的發動機拆卸步驟，將實驗室臺架的發動機進行拆解，并填寫如圖2所示的“發動機拆裝節點控制表”，表中須要填寫拆卸零部件的位置及緊固件的相關信息等，確保可以安裝。根據節點表中的記錄信息，將拆解的發動機進行重新安裝。

第三，思考談論類：主要是考察學生團隊思考、分析、解決問題的綜合能力。簡述發動機機油泵的位置，并闡述發動機潤滑系統的工作過程以及與發動機冷卻系統的聯系。簡述如何利用蓄電池12V的電壓實現高壓點火，并闡述燃油供給系統與配氣機構的工作過程。

3.3學生分組解決問題

學生根據各班學生總數及實驗資源進行分組，每組學生人數為6～8人。由組長根據教師提出的問題和任務，將每組成員進行精細劃分為：工具組、拆卸組、安裝組和文案組等。查閱資料討論，動手實踐并確定解決問題方案，是PBL教學法的核心內容，在這個過程中，充分發揮學生自主學習、獨立思考和獨立判斷的能力。在實際動手操作環節，小組成員要團結協作，共同完成，互幫互助，在一定程度上，PBL教學法有助于加強班級凝聚力和學生團隊意識的培養。

3.4展示研究成果

展示研究成果主要包括團隊報告展示和發動機實物拆裝展示兩部分。團隊報告展示部分主要包括查閱資料的信息提煉，基本拆卸順序的制定，實踐中數據的記錄情況，以及對所提問題的歸納整理。不同小組的同學之間可以相互學習，對比各組之間拆卸順序的不同，對比各組測量數據的差異。發動機實物拆裝展示部分是小組成員共同協調合作的實踐產物，要求小組根據制定的拆卸步驟對發動機進行拆卸然后再進行重新安裝。大部分小組可以順利完成，不會出現明顯的問題；個別小組重新安裝后的發動機外表與拆卸之前相差無幾，但是零件箱內會剩余一些螺栓等小器件，線束也比較隨意地零散在發動機周圍。所以報告與實物拆裝兩部分展示才能夠真實地反映出學生對發動機拆裝實訓的掌握情況，同時也能夠檢驗出學生對理論與實際相結合處理問題的能力，體現PBL教學法的精髓。

3.5教師總結評價

教師將學生在分組討論中沒有體現的問題進行總結與概括，補充發動機重要零件的清洗及檢查方法等知識點進行介紹與講解，并對各組的表現進行總體的評價。在對每個學生的表現進行打分時，采用加權平均評價體系，評價體系主要由教師對小組整體評價分數、小組成員互評分數和其他小組的參考分數三部分組成，如下式所示。

其中xi，yi，zi為教師、小組成員及其他組成員對該學生的個體評價分數，默認權重相同。w1，w2，w3為三部分分數所占該學生總分數的權重，小組成員互評分數所占的權重最大，他們是PBL教學活動小組的最直接參與者；其次是教師對小組成果展示的總體評價分數，這個分數是小組成員共同得到的，所以同一小組成員之間這個分數是相同的；其他小組的參考分數所占權重最小，以盡量保證每位學生都可以得到客觀和公正的分數，同時也可以督促學生共同進步，向榜樣學習。

4應用PBL教學方法的探索總結

隨著PBL教學法的不斷改進，逐漸被應用于更多的理工類專業課程中。PBL教學法的優勢在于培養學生自主學習的意識，激發學生獨立思考解決問題的潛力，加強學生團隊之間的交流。尤其在動手性較強的實驗教學課程中，應用PBL教學法學生不僅能夠掌握所要傳遞的知識點，更重要的是在查閱資料和小組討論過程中，學會思考，學會質疑，學會判斷，提高學生的綜合素質。