PBL教學模式在中美高校實驗課教學中應用的比較研究

摘 要：因學情、課程設置等不同，PBL在中美實驗課中的應用方式也有所不同，也導致了實驗課應用效果的不同。為發(fā)揮PBL教學模式在我國高校實驗課教學中的優(yōu)勢，培養(yǎng)及激發(fā)學生協(xié)作意識、創(chuàng)造性思維及探索精神，提高高校教育的實效性、針對性。我們應從師資培訓、課程考核及教材等維度分析PBL教學模式在中美實驗課中的應用差異，進而探索出科學合理的應用“策略”及思路，為我國高校教育的高質(zhì)量發(fā)展，提供支持和抓手。

關鍵詞：PBL教學模式；中美高校；實驗課教學；應用比較

中圖分類號：G642.423；O6-3文獻標識碼：A文章編號：2095-9052（2024）10-0148-03

引言

PBL教學模式是以學生為中心，以小組為單位、以問題為驅動，引導與激發(fā)學生通過合作學習、自主探究的方式共同解決問題的模式。該模式能夠幫助學生在掌握理論知識的前提下，更全面、切實、有效地解決各類現(xiàn)實問題，能有效提升學生的團隊協(xié)作能力、創(chuàng)造性思維及自主學習意識，提高高校實驗課教育的質(zhì)量與效率。為充分利用PBL教學模式完善我國高校實驗課教學體系及范式，我們應對比中美高校在PBL模式應用中的差異點、不同處，從而分析自身的問題及不足，發(fā)掘PBL教學模式的潛能，促進學生獲得全面、健康、快速地發(fā)展。

一、PBL教學模式的概念及基本要素

PBL教學模式即問題驅動學習模式，是一種以問題為核心的教學方法，能夠通過學生分析及解決問題的方式，促進學生進行深度學習、合作學習及主動學習，強化學生對理論知識的認識。通常來講，PBL教學模式主要涵蓋問題導向、學生導向、小組合作、反饋評估等要素。其中“問題導向”強調(diào)“學習”是通過解決實際問題而非簡單傳授知識的方式來“實現(xiàn)”的。即學生能夠通過解決實際問題的方式，獲取更廣泛、全面、有效的技能、知識［1］。所以在教學實踐中，教師通常會提出一個緊密聯(lián)系現(xiàn)實生活的問題來指導學生開展各類教學活動，設計教學方案、強化教學效果；“學生主導”強調(diào)學生在學習過程中的主動性和自主性。要求學生主動承擔起學習的責任，教師則扮演引導者和支持者的角色，在問題解決過程中給予幫助。唯有如此，學生才能自主地檢索、整合、利用已習得的知識，發(fā)現(xiàn)、分析及解決新問題，從而最大限度地發(fā)掘自身的潛能，深化對理論知識及實踐技能的理解，提高問題解決的效率。而教師應明確學生所面臨的問題、難點，為其提供適當?shù)闹С峙c指導，讓學生的學習從知識講授轉變?yōu)橹R生成及探究，拓寬知識學習的維度；“小組合作”是PBL教學模式應用的最基本特征，通常要求教師以小組為單位，鼓勵學生通過協(xié)同合作、溝通交流及實踐探索的方式，解決現(xiàn)實問題，從而培養(yǎng)學生的團隊合作能力、溝通能力和問題解決能力，促進學生全面發(fā)展， 提升學習的質(zhì)量；“反饋評估”注重實時反饋，要求教師、學生從問題解決、合作及批判性思維等維度出發(fā)，做出實時、真實、精準的評價，以此幫助學生更好地提高課程學習的質(zhì)量和效率。

通常來講，高校實驗課教學是培養(yǎng)學生實驗技能、科學思維和創(chuàng)新能力的重要手段及舉措，通常涵蓋實驗設計與設置、實驗儀器與設備、團隊合作與溝通、實驗數(shù)據(jù)處理與分析、實驗報告撰寫及發(fā)布、實驗設計創(chuàng)新、實驗結果評估及反饋等內(nèi)容，所以將PBL教學模式應用到教育教學的過程中，擁有一定的可行性、必要性及科學性，能夠切實激發(fā)學生的“求知欲”，使其更加全面、自覺地參與到實驗教學活動的過程中。

二、PBL在中美高校實驗課教學中應用的比較

PBL教學模式以其獨有的特性，被廣泛應用在高校實驗課教學的過程中，能夠通過提出問題、分析問題、解決問題、反思評價及歸納總結的流程，深化學生對實驗課知識的認識，提高實驗課教學的實效。然而為更全面地發(fā)揮PBL教學模式的作用，提高高校實驗教學效率。本文以美國高校與我國高校為例，探究PBL教學模式在實踐應用中的差異性。

（一）教學教材

在PBL教學模式應用的過程中，佛羅里達國際大學、克萊姆森大學、特拉華大學等院校構建了基于PBL教學模式的專有教材，以佛羅里達國際大學的實驗教材為例，其教材是結合PBL教學模式的特征、特點進行編寫的，不僅涉及理論知識、實驗器材使用方法，還涉及情景問題、操作技巧、可行性方案等環(huán)節(jié)。并且教材能根據(jù)PBL教學模式的步驟、環(huán)節(jié)、程序，進行結構性的編撰。如在“goals”環(huán)節(jié)，每個實驗環(huán)節(jié)都由一個情景問題所引出，學生應在整合、理解“原有知識”的前提下，對問題進行分析及思考；“safety 環(huán)節(jié)”強調(diào)實驗安全及廢物處理等方面的問題，要求學生查詢各類化學品的安全說明書。而在“techniques環(huán)節(jié)”，涉及各種儀器使用及操作技能，可以為學生解決問題，提供多樣化的方法或案例［2］。“post-lab summary questions”環(huán)節(jié)，強調(diào)課后問題的布置及問答，要求學生通過實驗結果進行歸納和總結，鞏固對理論知識的理解。而在國內(nèi)，我國高校通常根據(jù)科學知識的邏輯規(guī)律進行教材編制，導致教師在PBL模式應用中，普遍根據(jù)既要的課程標準及教材內(nèi)容進行設置，即根據(jù)教學內(nèi)容、學科特點及學情，選擇性地在實驗教學中運用該模式。然而通過實踐調(diào)查顯示，很多院校并沒有獲得理想的人才培育效果，難以發(fā)揮PBL優(yōu)勢，提升學生學習的效率。

（二）課程考核

美國高校在應用PBL模式的過程中，通常會創(chuàng)設一個貫穿全課程的評估體系，該評估體系擁有標準化、多維度的特征，能夠將課程考核劃分為期末成績、平時成績、日常考勤等內(nèi)容，每個實驗所對應的成績，又分為口頭匯報、實驗報告、教師評分、組員互評、實驗前后成績等內(nèi)容。在此視域下，學生的個人表現(xiàn)如討論情況、課程表現(xiàn)及預習狀況等都會影響到“平時成績”；每個環(huán)節(jié)的評分、評估比較細致，對學生實驗情況、問題解決情況的考察程度較高，能夠充分發(fā)揮PBL模式的作用，促進學生的全面發(fā)展。例如美國佛羅里達國際大學將PBL各個環(huán)節(jié)作為日常評價的核心內(nèi)容，從實驗前中后等角度出發(fā)，評價學生的各項能力。而我國院校則比較注重于結果考核，強調(diào)學生的期末考試成績，難以充分、精準地評價學生的表現(xiàn)、能力及素質(zhì)。而從宏觀的角度出發(fā)，終結性考核雖然能夠考核學生的理論掌握程度，知識獲取情況，但難以評估學生的綜合能力及學科素養(yǎng)，如問題分析能力、解決能力、團隊合作能力及發(fā)散思維能力等。所以將傳統(tǒng)終結性考核應用到PBL模式考核中不僅難以評價學生的能力，還無法為學生更全面、更有效、更科學地發(fā)掘實驗知識、技能，不能提升學生解決實際問題的能力，也不能提供“改進依據(jù)”及“指引路線”。

（三）師資培訓

當前，美國高校已經(jīng)形成了較為專門的、系統(tǒng)的、完善的PBL師資培訓機制，如斯坦福大學、伊利諾伊大學、波士頓大學等院校都要求教師掌握PBL教學模式，并開展了相關的理論學習活動，旨在幫助教師利用PBL教學模式，提升實驗教學效果。例如佛羅里達國際大學專門開設了PBL師資培訓體系，從實驗教學的問題情境、設備應用、學生引領、組織協(xié)調(diào)、歸納總結、評估評價等維度出發(fā)，為教師提供了多樣化的培訓支持［3］。旨在全方位提升教師的綜合素質(zhì)，使其靈活應用PBL模式，培養(yǎng)大學生各項能力及素質(zhì)。而我國高校雖然注重 PBL教學模式，并強調(diào)對教師教學素養(yǎng)、能力的培養(yǎng)。但在師資培訓的過程中，卻常常將培訓內(nèi)容融入其它培訓體系中，通過單獨的章節(jié)或培訓課程，介紹PBL的優(yōu)勢、知識、技巧。而有些院校則以“微課”“慕課”“公開課”等形式，為教師提供PBL模式等方面的內(nèi)容。此外，一些名師研究室或專門工作坊通過開展各種類型的“研討會”，指導教師應用和完善PBL教學模式。

三、PBL教學模式在實驗課教學中應用的啟示

通過綜合比較、分析中美高校在PBL教學模式應用中的差異性，能夠發(fā)現(xiàn)兩者通常是因課程性質(zhì)、學生學情及育人觀念等方面的原因，導致PBL教學模式的應用，呈現(xiàn)出不同的特點。例如美國高校注重培育學生的探索精神、實踐能力及創(chuàng)新意識，而我國高校則強調(diào)“學生對知識的汲取與鞏固”。所以在實驗教學的定位上，很多高校都將實驗課作為理論鞏固的抓手，而不是新知識、新能力、新技能培育的重點，進而使實驗課在學生教育、培訓中的地位不高。所以為更全面地提高“PBL教學模式”的應用質(zhì)量，我們應明確實驗教學的定位及目標，提高對實踐教學的重視程度，繼而從教材、師資及考核等維度出發(fā)，提出科學合理的優(yōu)化策略。

（一）構建電子實驗教材

由于我國高校在PBL教學模式應用中，通常運用傳統(tǒng)教材，開展各類教學活動，導致PBL各環(huán)節(jié)的優(yōu)勢難以彰顯，無法確保大學生各項品質(zhì)、素養(yǎng)及能力得到提升。因此，高校應綜合對比中美兩國的差異，全面分析我國實驗課教育的基本情況，制定一個基于PBL的電子教材體系。一方面，高校應明確實驗教學在人才培育中的地位、重點及作用，明確傳統(tǒng)教材在PBL教學模式中的應用方向，借鑒美國高校的教學體系、教學要求及課程標準，制定電子化的PBL教材。即選擇具有挑戰(zhàn)性的問題情境，確保每個實驗都有真實的案例基礎，以此激發(fā)學生的學習興趣，引導學生進行“主動探究”與“深入思考”，將理論知識自覺應用到現(xiàn)實生活中［4］。同時，要根據(jù)問題分析、小組合作、反饋評估等PBL特性，設置涵蓋“記錄實驗數(shù)據(jù)及過程”“小組合作要求及形式”“教材理論及實驗知識”的框架，確保教材內(nèi)容能夠滿足PBL模式應用的基本需求。另一方面，教師應構建一個面向PBL教學模式的資源庫，確保學生在實驗探究、小組討論及問題解決的過程中，擁有充足的理論支持及實驗資源。

（二）創(chuàng)新實驗考核體系

為強化PBL模式的“育人效果”，提升實驗教學質(zhì)量，高校應轉變考核機制，將“終結性考核”轉變?yōu)椤鞍l(fā)展性考核”。即借鑒美國高校的考核模式及方法，拓寬考核維度，提高“育人實效”。首先，構建基于實驗教學的過程性評價機制。即將每個實驗課程或實驗過程劃分為“實驗前”“實驗中”“實驗后”三個環(huán)節(jié)，其中“實驗中環(huán)節(jié)”可分為“問題分析”“活動參與”“實驗結果”等環(huán)節(jié)，然而根據(jù)不同環(huán)節(jié)的重要性，制定科學合理的評分機制，從而幫助教師更全面、更有效地考核學生的學習成績。其次均衡好能力、素質(zhì)及知識三者之間的關系，提高師生對實驗教學的重視程度。即在終結性評價、過程性評價、發(fā)展性評價中，高校應提高對大學生實踐能力、問題解決能力、團隊協(xié)作能力的關注程度，通過優(yōu)化評價指標、比重的方式，提升教學評價的科學性。最后是創(chuàng)新評價形式。雖然過程性評價，可以讓實驗過程、數(shù)據(jù)及表現(xiàn)成為學生考核的重點，然而由于教師精力有限，無法深入到實驗教學活動的不同環(huán)節(jié)中，所以高校可從學生自評與同伴互評等維度入手，創(chuàng)新評價形式。這樣在問題分析、小組討論及歸納總結中，學生就可以利用移動智能設備為自己和同學進行評分，并對實驗教學中所存在的問題或不足，給出針對性的意見。

（三）深化師資培訓機制

通過對比中美高校在PBL教學模式中的應用差異，能夠發(fā)現(xiàn)，美國高校非常注重PBL模式在實驗教學中的應用，并為其配備專門化的教材機制、考核體系及師資培訓制度。但我國卻將PBL培訓內(nèi)容，融入其它培訓體系中。現(xiàn)階段，我國在師資培訓中已經(jīng)摸索了一套成功的經(jīng)驗，雖然難以深化教師對PBL模式應用方法及技巧的理解，但卻能與其他培訓活動結合起來，幫助教師更全面、更系統(tǒng)地掌握實驗教學的方法、技巧、理論及學科知識。所以在此基礎上，我國高校應做好如下幾方面工作。一是以“微課+自主學習”，引領教師持續(xù)掌握PBL模式的應用方法［5］。簡而言之就是通過微課培訓的方式，為教師提供系統(tǒng)的理論知識，使其對PBL模式有基本的認知。然后通過制度手段、評價機制，引領其在日常教育教學中，總結PBL模式的應用經(jīng)驗、方法及技巧。進而通過開展課題研究、廣泛查閱資料和參與教育交流等活動，有效提升教師運用PBL模式的教學能力。二是提供理論指導。在教師培訓的過程中，高校應深入到實驗教學的實踐中，通過理論指導、方法指導、技巧應用的方式，幫助教師理解、熟悉PBL的應用方法及要領。這樣能夠彌補傳統(tǒng)師資培訓的短板，讓教師能夠更全面、更細致、更有效地提高實驗教學質(zhì)量。

結語

PBL教學模式以其自身優(yōu)勢被廣泛應用在國內(nèi)外高校教育教學中，并取得鮮明的教育成效及成果。國外高校往往圍繞PBL模式定制實驗教材。相比之下，我國則傾向于以現(xiàn)有教材為基礎，逐步引入PBL模式，對實驗教學流程進行優(yōu)化。在考核維度，美國院校注重發(fā)展性考核、過程性評價；而我國只注重終結性評價及結果考核。在師資上，美國院校注重PBL師資培訓，但我國通常將其納入其它培訓過程中。由此可見，中美院校在PBL教學模式的應用中，存在諸多的差異，高校可以借鑒并引用美國院校經(jīng)驗，提升PBL教學模式在實驗教學中的實效。

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