問題式教學在《浮橋結構與計算》課程改革中的應用研究

黃亞新 陳啟飛 王建平 程建生 李志剛

摘要：將問題式教學法應用到《浮橋結構與計算》課程教學改革中，從課程教學改革目標出發，以問題牽引構建教學內容體系，開展課程教學模式研究設計，創新研究課程考核機制，為新的教學方法在軍隊院校專業課程教學中的應用提供理論和實驗依據。

關鍵詞：問題式教學；《浮橋結構與計算》課程；教學改革目標；教學設計；考核機制

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）26-0098-03

問題式教學法，又稱以問題為基礎的教學法（Problem Based Learning，PBL），是一種使用問題作為學員展開學習活動的起點與刺激來建立和教授課程，基于真實問題解決的情境化教學方法。問題式教學強調在引導學員解決問題的過程中，根據不同的情景提出相應的問題，并用靈活的方式解決問題。在實際教學過程中，問題式教學存在著不少問題，例如：學員對問題參與的積極性不高、學習氣氛不濃厚，教員對問題式教學的認識不夠、缺少與學員之間有效的互動以及設計的問題缺乏情景（工程實踐背景）等。本文將問題式教學法應用到《浮橋結構與計算》課程教學改革中，并對教學效果進行評價，為新的教學方法在軍隊院校專業課程教學中的應用提供理論和實驗依據。

一、《浮橋結構與計算》問題式教學改革目標

《浮橋結構與計算》是軍隊院校一門重要的專業課程，在教學改革中通過實施問題式教學，使教員從知識的傳授者轉變為學員學習訓練的激發者、組織者和引導者，教會學員有效利用學習訓練時間和各類教學信息資源，促進學員積極探索浮橋結構原理、浮橋結構設計與計算的理論與方法，了解其產生、應用和發展的過程，掌握浮橋結構設計與計算的基本原理、基本方法與基本技能；通過教學過程中安排自主學習環節，培養學員的自主學習能力；通過實施問題驅動的研討式教學，培養學員的語言表達能力、分析問題和解決問題的能力；通過實施問題式教學，培養學員的渡河工程意識、渡河工程思維和運用力學理論與現代信息技術分析解決渡河工程實際問題的初步能力；通過嚴格的課堂管理，培養學員良好的軍事素質、軍人作風和團結協作意識。

二、《浮橋結構與計算》問題式教學內容體系構建

《浮橋結構與計算》是一門理論性很強的課程，主要以門橋、浮橋等渡河工程結構物的工作安全性分析與計算為目標來組織教學內容。針對課程教學內容多、課程學時少的現狀，課程組全體教員集中研究討論，對課程教學內容體系進行梳理，既考慮安排經典的內容，也考慮安排專業前沿的教學內容，并且要解決好理論聯系實際的計算理論實踐應用問題。最終以浮橋工程實踐問題為牽引，構建了基于問題牽引的“專題式”教學內容體系，將教學內容的結構由“章節式”轉變為“專題式”。教學內容包括五大部分、十五個專題（表1）。

三、《浮橋結構與計算》問題式課程教學模式設計

問題式教學的基本組織形式是多種多樣的，并各有利弊，在建構主義理論的指導下，結合教學實踐，初步形成了問題式教學的基本形式，其結構如圖1所示。

通過情境A（教學逐漸展開）、情景B（情景A的推進）和情景C（情景B的推進）三個階段，組織學員分別對情景A、B、C的若干問題進行討論、分析、發言，達成學員對情景A、B、C系列問題解決以后所必須掌握的知識（原理、理論或方法），從而完成課堂教學目標。

以“問題式教學”的基本組織形式為基礎，貫徹“教為主導，學為主體，能力為本”的教學理念，本課程的教學以提高教學效率、注重能力培養為目標，構建“問題驅動+案例驅動+啟發+研討+精講”的教學模式，綜合運用各種有利于師生互動和調動學員自主學習積極性的方法，將開放的研討教學和嚴謹的講授式教學結合在一起，采用多媒體課件、結構模型和板書相結合的形式，全方位、多角度地研討教學內容，使內容更形象、直觀，提高學生的學習興趣和求知欲，并充分發揮教員“導”的作用，引導學員積極思維，學會舉一反三，培養學員科學思維能力和軍人素養。

四、《浮橋結構與計算》問題式教學的組織實施

根據問題式教學的內涵和教學組織實施要求，《浮橋結構與計算》課程教學的組織實施，主要采取以下步驟：課前自主學習、課堂設問（問題驅動）、引導研討（問題、案例驅動）、歸納評價（精講釋疑）、課堂設問（提出新問題）。

1.課前自主學習。問題式教學強調的就是學生必須自主學習，使學員學會運用現有知識閱讀相關資料文獻解決問題，從而培養學員的自主學習能力和提出問題、分析問題、解決問題的能力。為了使問題式教學得以順利展開，安排學員自主學習的教學環節必不可少。安排自主學習前，通過編寫《浮橋結構與計算》課程學習指導書預設相關問題，提出相關學習要求，預先分組并指定小組學習責任人。并要求確實做到簡單問題自行解決、預先準備疑難問題、預設復雜問題的解決思路，通過課堂研討和教員精講解決問題，提高課堂教學效率。為了確實培養自主學習能力，提高自主學習效果，促進或者激勵學生開展自主學習，必須在課堂教學開始第一時間進行預設問題的課堂測試，檢驗自主學習效果。

2.課堂設問，創建教學情境。課堂設問是實施問題式教學的關鍵環節，前提是必須進行課堂問題設計。問題與教學重點緊密相關，通過課堂設問環節，創建問題式的課堂教學情境。問題的設計范疇包含三個方面：書本上沒有但與教學內容的重難點緊密相關的“基礎性”問題、學員不易搞清楚的“關鍵性”問題以及學員不易想到的“拓展性”問題。教員備課不僅僅注重講授的知識內容，更應該考慮從什么角度、采用什么方式為學員的學習充當顧問、解除疑惑以及提供幫助。

問題可由教員根據教學內容進行具體設計，并在教案上預設，也可根據學員的關注點和課堂研討情況由教員適時補充問題或由學員臨時提出，并依此調整并合理安排課堂教學內容，以解決這些問題為教學目標，逐層展開，通過有效的課堂互動促進教與學的有機結合，充分體現學員的主體地位。

例如在進行考慮橋跨柔度計算門橋教學內容的教學時，預設的層層遞進問題有：計算門橋時為什么要考慮橋跨柔度？在怎樣的條件下要考慮橋跨柔度計算門橋？考慮橋跨柔度計算門橋的原理是什么？考慮橋跨柔度如何計算門橋的橋腳反力？為什么計算門橋的橋腳反力要應用影響線原理？應用考慮橋跨柔度計算門橋的原理如何求出門橋各個橋腳的反力影響線？利用橋腳反力影響線如何計算橋腳最大反力？通過預先設計這樣一些為完成預設教學目標的問題來逐步推進教學內容的展開。

3.引導研討，啟發思維培養能力。引導研討采用任務驅動、問題驅動、案例驅動的方式，它是教員與學員之間實現深層互動的最直接、最有效的方式。“引導”是教員對學員思維方式的一種牽引，也是思維互動的交流溝通形式，可以采用拋磚引玉方式，也可以采用啟發誘導的形式。

拋磚引玉式。在研討過程中，教員可以對某些問題的解決拋出某些解決思路、方法，啟迪學員的思維，培養學員解決工程問題正確的思維方式，使得研討按照正確思路有效展開，緊緊吸引學員的思維，自然地把學員領入問題解決者的角色。例如在提出考慮橋跨柔度計算門橋的原理是什么的問題后，教員可以通過回顧用絕對剛性法計算門橋時的思路，來引導學員進入考慮橋跨柔度如何計算門橋的問題情境。事實上用絕對剛性法計算門橋時可以首先計算橋腳反力，然后計算橋跨彎矩；而考慮橋跨柔度計算門橋時必須首先計算橋跨彎矩，然后才能計算橋腳反力。這樣得出這兩種方法解決問題的思路剛好相反的結論，從而培養學生針對問題尋求解決問題的方法與途徑的能力。

啟發誘導式。知識點的過渡往往不是間斷跳躍式，而是相互關聯的。在研討過程中教員適時啟發誘導式的提問，為學員構建起由已知到未知的橋梁。工程類課程教學中，啟發式問題的提出采用類比思考法更直接。類比是一個知識點到另一個知識點的相似性學習。類比思考法要尋求解決問題的共同點，但更要強調它們之間的不同與聯系。通過類比思考問題，培養學員學習的遷移能力，使知識學得更為靈活，使得研討過程總是圍繞一個相關的課程問題展開研討式對話。以某一問題為基礎，展開進一步的深入討論，將較為復雜的原理通過生活實例再現出來，讓學員在積極的思維參與中學習知識。通過參與對話討論，學員嘗試用自己的語言來表述、交流對知識的不同理解，滲透學員獨立思考的想法。例如用絕對剛性法計算門橋的橋腳反力影響線、橋腳最大反力，以及考慮橋跨柔度計算門橋的橋腳反力影響線、橋腳最大反力都是有相同點的，講授、研討運用這兩種方法計算門橋的橋腳反力影響線和橋腳最大反力時的原理與方法時，類比思考法的運用可以達到事半功倍的效果。

4.歸納評價，精講釋疑。問題式教學過程中，鑒于學員的知識水平與能力的局限，學員所提出的問題解決思路、研討得出的結論不一定完美。針對這一問題，教員在授課過程中，一方面要鼓勵學員積極思考、積極發言、大膽陳述觀點，另一方面要適時進行歸納評價，提出解決問題的正確思路，形成問題解決的正確結論。對重要的原理、理論、方法要在研究討論的基礎上適時進行精講，確保在培養學員能力的過程中，完成對關鍵知識點的理解與掌握。

5.課堂設問，創建教學新情境。問題式教學法的一個必要環節，就是要設計教學內容轉換時的問題情境，實現教學內容轉換過程中邏輯上的起承轉合，這是區別于一言堂或灌輸式教學的又一個重要標志。教員在編寫教案時必須對教學內容轉換環節精心設計。例如在進行考慮橋跨柔度計算門橋教學內容的教學時，預設的層層遞進問題就是創建教學新情境的途徑與方法。

五、《浮橋結構與計算》課程考核機制的創新研究

改變考核靠一張試卷定成績的做法，引入“知識+能力”的綜合考核機制，采用“多方位、多途徑、全過程”的考評方式。多方位指從基本素養、知識掌握和能力塑造等多方面評價；多途徑指通過自主學習、課堂討論、完成作業、軟件運用、試卷考核等多種方式考評；全過程強調在課程實施的整個周期，具有動態性和全段性。

建立動態綜合評價指標體系，主要包括：基本素養評價、能力塑造評價、知識掌握評價和創新評價四個方面。基本素養評價指標突出日常的養成，不應該屬于課程教學培養而應該是必須具備的必要條件，以扣分為主。包括學員到課情況、課堂表現、作業及任務按時上交情況等；能力評價指標突出理解、思考、表達、動手、協作、組織能力的評價，主要通過回答問題、提出問題、上臺講解、小教員、命題匯報、軟件運用等活動等評價，以加分為主。知識評價指標突出對知識體系、架構、重難點的理解和掌握，以試卷考核為主。創新評價指標是高階的評價，突出創新、拓展性的內容和能力，參加創新活動、比賽競賽和獲獎，以及曾公開發表與本課程相關的學術論文等，以加分為主。

課程學習最終成績采取“3+1+3”的考核方式。課程考試卷面成績只占40%；自主學習效果評價、課堂討論和平時作業成績占30%；能力評價依據教員布置的研究課題和課程設計成績確定。

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