融合新冠肺炎疫情背景的PBL 教學法在線上“工程材料”課程中的應用

趙 倩 喬志霞 張海軍 常 青

（天津商業大學機械工程學院，中國 天津 300134）

1 PBL 教學法在線上教學過程中的應用優勢

PBL 即Problem-Based Learning， 是以問題為導向的教學方法。PBL 教學法始于20 世紀50 年代的醫學教育， 改變了傳統的以教師為授課中心的教學方式，重新審視學生在教學活動中的地位，逐漸發展為以學生為中心的先進教學方法，并從醫學學科推廣至其他各個學科[1]。 不平凡的2020 年，新冠肺炎疫情首當其沖， 在極短的時間內顛覆了原本的生活模式，教育教學工作作為其中的一個縮影，經歷了前所未有的挑戰。 在這樣的理論背景和教學環境下，嘗試將PBL教學法運用到“工程材料”的線上教學過程中，在延遲開學的情況下順利完成了教學任務。 總體來看，PBL教學法在線上教學過程中的應用優勢主要體現在兩個方面。

1.1 以更加靈活的方式吸引學生注意力、 提升學生學習興趣

當代大學生以“00 后”為主，電子設備及多元文化的交織作用下，年輕一代的大學生思維活躍、愛好廣泛，往往對傳統的教學模式感到乏味，對教學活動是一種挑戰。 但“00 后”學生的明顯優勢在于，對有新意的人和事物能夠即刻產生濃厚的興趣。而PBL 教學法則以學生為中心、以問題為導向。 在實際應用的過程中， 問題的提出可以立足學生興趣進行發散性引導。心理學家認為興趣是人們力求認識某種事物和從事某項活動的意識傾向，是一種積極的情緒反應[2-3]。疫情的影響下，線上課程的開啟使師生的面對面授課轉變為線上教學，教師無法再通過學生的坐姿、神態等把握學生對所講授內容的反饋情況。 因此，從心理學的角度出發、結合PBL 教學法，從學生的視角提出能夠提起學生興致的問題，引導學生在線上課堂中漸入佳境，對線上教學能夠起到事半功倍的教學效果。

1.2 拉近師生關系，促進良好交流與互動

線上教學與傳統面對面授課相比，缺乏師生的直接交流， 教師對學生的情緒把握不如線下教學精準。而PBL 教學法的引入，能夠促使教師關注并留意當代“00 后”學生的興趣點，是提高教師對學生了解程度的有效途徑。 知己知彼，方能常勝。 教學活動中，師生關系、 師生間的默契度是影響教學質量的一個關鍵因素，也是決定學生是否對該課程有興趣的一個重要方面。當學生對教師的教學思維、教學方式感興趣時，對課程內容的接受程度則更高，更加能夠提高學生自主學習的動力[3-5]。 PBL 教學法是一個從學生興趣出發，決定教師授課切入點，進而將設計好的教學內容反饋給學生的一個良性循環。此種教學方法在線上教學過程中如魚得水，使得在“云端”相聚的師生可以平等交流與討論， 既增進了彼此的了解， 又在潛移默化的PBL 模式中將課程內容掌握。

2 抗疫行動與工程材料課程內容的聯系

“工程材料” 是機械及近機械類專業的一門專業必修課。 該門課涉及的專業知識與其他專業課不同，有大量內容需要學生記憶。 因此，學生在學習的過程中感覺像是學習文科，覺得枯燥乏味。在疫情期間，筆者借助線上教學的契機和抗擊疫情的大背景，嘗試對工程材料課程的教學模式進行改革。 結合備課內容、形式及學生反饋的不斷變化，使教學效果逐漸得到提高，在線上直播授課的形式下，學生參與話題討論時熱情高漲， 從立足于實際的問題中不斷進行發散，并與課堂知識進行了緊密結合。良好的教學效果主要取決于適時、適當地將抗疫行動與“工程材料”課程相結合，二者結合的切入點主要體現在兩個方面。

2.1 抗疫行動中的“工程意識”

春節期間， 武漢的疫情牽動著全國人民的心，為了更好地救治病人，火神山醫院應聲而建，千萬網友在線觀看火神山醫院建設的直播視頻。醫院建設過程中用到的大型設備、建筑材料均與材料學科有著密切聯系。 火神山醫院建設同時又是一項前所未有的、需要短時高效率完成的重大工程。 以該事項為背景、找出合適的教學題材，并與課程知識點相結合，能夠有效提升學生的專業認同感和自豪感。通過此種途徑將平時停留于書本中的平面知識借助實際的工程案例實現立體化，不斷激發學生的工程意識[6-7]。 當學生意識到自己目前所學的知識與工程實際緊密相連時，會產生濃厚的學習興趣，進而以更認真的態度去學習當前知識，最終達到一個良好的學習效果。

2.2 抗疫行動中的“愛國意識”

疫情的突然出現使國家和人民面臨諸多考驗，如今疫情已得到良好控制，這份來之不易的成果得益于舉國上下齊心協力的奮戰。愛國情懷在每一個為抗疫做出貢獻的平凡人身上熠熠生輝，當代大學生作為未來社會的建設者與重要參與者， 更應該從自身出發，樹立愛國意識，以愛國情懷作為努力奮斗的另一個激發點[9-10]。 “工程材料”這門課程可以從多個角度出發，以各種工程實例為教學案例， 融合課本中的知識點，讓學生從大國工程中樹立愛國意識，促進知識的吸收與掌握，實現從理論到實踐的轉換。

3 “工程材料”PBL 教學法實施方案實例

教學活動一直以來的重點難點就是如何吸引學生的注意力，如何激發學生的興趣。 想讓學生喜歡上一門課，緒論部分是非常重要的一個切入點。 在疫情防控的關鍵階段，無法面對面進行授課，為教師掌握學生學習狀態帶來巨大挑戰。PBL 教學法的實施則為解決這一問題提供了有力幫助。圖1 為PBL 教學法在《工程材料》緒論部分的應用實例。通過大家都聽過又沒有那么了解的故事作為前測， 引導學生進行思考，進而在參與式學習環節進行廣泛交流、形成一個頭腦風暴。 通過這樣的方式，中華民族的燦爛文化在學生心中有了明確的、鮮活的印象，愛國意識也得以潛移默化地深入學生心中。這樣的教學方案不僅能夠提起學生對本門課程的濃厚學習興趣，同時又能夠拓寬學生的視野、培養愛國主義情懷，是一種一舉三得的好方法。

圖1 PBL 教學法在工程材料課程中的實施方案實例

在緒論部分講到高分子材料時，以火神山醫院的建設為背景， 為學生介紹醫院地面鋪設時所用到的HDPE（高密度聚乙烯）防滲膜，該防滲膜就是一種高分子材料。將知識融于身邊發生的重點事件和萬人矚目的重點工程項目中，能為學生建立一個“理論到實踐”的積極響應。在這樣的時事背景下，更有利于提升學生對知識的掌握程度，也更利于將工程意識和愛國意識內化于課堂之上。 除了緒論部分，在具體的知識講解時，如晶體缺陷、碳鋼、合金鋼、典型工件的結構設計等，均不斷運用PBL 教學法。結合課前發送試題、知識講解之后再次發送測試題等形式來實施PBL 教學法。此外，在講解具體知識點時，以身邊的工程實際作為出發點、重點關注與抗疫有關的工程實際。比如，在講模具鋼時，給大家播放口罩模具的視頻，以當前的熱點話題作為知識的載體，加深學生的印象。 同時讓學生介紹我國在口罩生產中的優勢和劣勢，再次培養學生的工程意識和愛國意識。

4 教學效果反饋與評價

工程材料課程首次采用PBL 教學法進行授課，也是整個課程首次以線上授課的形式進行。在線上授課的過程中有隨堂測試、課后作業，期末考試是在學生返校后在線下進行的。圖2 為機械專業學生工程材料課程期末成績對比圖。 采用PBL 教學法之后，18 級學生“工程材料”的期末成績有了明顯提升，分數處在80～89 區間的人數成倍增長， 成績不足60 分的學生人數減半。 借助抗疫背景，將專業知識適度與時事熱點結合，并借助PBL 教學法實施線上教學過程，為學生提供了一種新穎的學習模式，激發了學生的學習興趣，取得了良好的教學效果。

圖2 17 與18 級學生“工程材料”期末成績對比圖

5 結論

本文論述了在疫情期間采用PBL 教學法實施“工程材料”授課過程的優勢、切入點及具體的實施案例。融合疫情背景的PBL 教學法教學效果良好，開拓了教師的教學思路，未來將進一步嘗試將PBL 教學法與身邊的熱點事件相融合，不斷推進教學方法的改革和多種教學思路的研究工作。