PBL教学模式的探索与实践
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PBL教学模式的探索与实践
以学生为主体、 以问题为中心的基于问题的教学模式 （PBL，
Problem-Based Learni ng ）（以下简称PBL）,是在教师的整体 把握和指导下， 把学习置于有真实工程背景的问题情景中， 让学 生通过分析真实问题， 学习隐含于问题背后的科学知识， 进而形 成解决问题的技能，
培养自主学习的能力。 其精髓在于学生在学 习过程中不再是盲目地复制和运用知识， 而是发挥问题对学习过 程的指导作用，目标明确，积极主动地去探寻答案。
机电一体化系统认识环节的授课对象是缺乏工程实践经历 的大学一年级学生。 教学目的与任务是普及基本工程知识， 初步 建立工程概念，激发学生的兴趣和好奇心。在传统教学中，如何 克服学生的畏难情绪、
激发学生的学习热情、 培养学生分析问题 和解决问题的能力， 一直是困扰教师的一个难题。 在现有的条件 下（学时少、场地小、设备少、学生基础薄弱），为了更好地完 成教学任务， 体现教学效果， 本文尝试在工程认识课程教学过程 中引入PBL教学模式，经过实践取得了良好的教学效果。
一 PBL教学模式的特点
PBL是基于现实世界的以学生为中心的教育方式， 1969年由
美国的神经病学教授 Barrows 在加拿大的麦克马斯特大学首创， 目前已成为国际上较流行的一种教学方法。 以此类教学法出名的 世界著名院校包括荷兰的顶级大学马斯特里赫特大学等。 与传统的以学科为基础的教学法不同， PBL强调以学生的主
动学习为主，而不是传统教学中的以教师讲授为主； PBL将学习
与更大的任务或问题挂钩， 使学习者投入问题中； 它设计真实的 任务，强调把学习置于复杂的、有意义的问题情景中，通过学习 者的自主探究和合作来解决问题， 从而学习隐含在问题背后的科 学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。
由于PBL教学模式是以项目和案例为核心的， 而项目和案例 都是学生能够直接感受和体验到的东西， 因此学生能够很快理解 教学内容，并且印象深刻。在实际训练项目中，要求学生跟着教 师共同学习和探讨，要求学生根据项目任务书的要求进行设计， 学生通过合作分工、 讨论任务的实施方案， 进而培养学生的合作 与协调能力。总之，让学生跟着项目的进度进行学习和思考。
二 PBL 教学模式的应用实践
PBL教学模式包括设计问题、组建项目小组、制订项目实施 方案、项目实施和评价与反思五个环节。 根据机电一体化系统认 识单元的特点，具体实施如下。
1. 设定情境，提出问题
问题是PBL教学的起点，也是实施PBL教学的关键。在设计 问题时，教师应该充分考虑机电一体化系统认识单元的术语抽 象、知识面繁杂、实践性强，授课对象的工程实践经验少、基础 知识薄弱等特点，同时应注意问题的开放性和真实性。例如：如 何设计一款能帮助盲人过马路的导盲车； 如何设计一套电梯安全 辅助系统， 提升电梯发生故障时轿厢内人员的生存概率； 是否可 以设计一辆具备与前车距离小于 1 米就自动刹车的智能汽车等 任务。 这些任务与学生的兴趣及生活实际相关， 与时代气息和社 会的需求相联系， 易使学生产生共鸣， 能更好地体验到探究的价 值和意义，从而激发学生的学习兴趣与动机。
2. 组建学习小组
上课班级一般为60人左右，约分为20个小组，每组由2〜
3 人组成，确定组长，按照小组成员的兴趣爱好、认知能力和学 习风格等分配任务， 组内成员按照分工， 利用课余时间通过网络 搜索、查阅图书、咨询老师等方式，收集、分析和整理项目所需 的相关信息。
3. 明确目标，制订项目实施方案
在教师指导下， 根据课程的大纲要求及特点， 制订小组总体 学习目标及个人学习计划， 学习目标应包括知识目标、 技能目标、 情感目标。务必要让学生明确，完成任务仅仅是一个过程，在这 个过程中获得的经验和知识、与人沟通的能力等才是主要目标， 一定要避免学生为了做而做。
明确任务目标后， 学生根据研究项目的工作要求 （项目周期、 零件限制、动作要求等） 经过组内讨论， 对项目进行全面分析后， 组长担当项目经理的角色，对任务进行划分，包括：工作步骤、 人员分工、作品功能检验等，组内成员按照分工，独立收集、分 析和整理项目相关信息，确定所承担子项目的设计工作计划。
4. 项目实施
这是PBL教学的核心环节。在这一阶段，各小组按照之前制 订的项目实施方案，进行机电作品的设计、组装与调试。在这一 过程中，涉及以下几个主要环节：（ 1）自主学习。在此环节可 检验之前各个组员按照分工所准备的先验知识是否有效， 不管项 目最终是否成功，都可激发学生的学习兴趣以及主动探究的欲 望。（ 2）团队协作。在组装作品的过程中，可让小组成员认识 到其是否具备团队合作的能力， 比如， 各个组员是否能保证子项 目的顺利完成， 如果某环节出现问题， 其他成员是否能在保证自 身所承担子项目顺利完成的同时， 对需要帮助的成员给予必要的 援助；是否具有为保证项目顺利实施而奉献的精神。（ 3）发现
问题、解决问题的能力。这是实践环节要求的核心能力之一，通 过之前准备的先验知识， 根据现场出现的实际状况， 小组成员之 间经过分析和交流，解决所遇到的问题。 （4）教师的引导。 PBL
教学模式虽然没有“满堂灌”的讲授， 但并没有减轻教师在教学 过程中的负担， 周密详细的课前备课远远不够， 需要教师能充分 关注课堂动态， 及时收集反馈信息， 根据学生情况适时对教学进 行动态调整。 在项目实施过程中，有的项目小组设计的
具有预碰撞功能的小车到达指定位置时依然没有停止， 教师首先 鼓励项目小组成员进行讨论， 查找小车不能自动停止的原因， 如 果长时间的查找也未能找到原因， 可提醒学生观察传感器及电动 机的导线连接是否正确， 检查电机控制程序是否正确。 引导学生 自主地去探究问题的本质，做到“授人以鱼，不如授人以渔”。
5. 评价与反思
在PBL教学实施过程中，有时会出现个别学生承担任务过 重，而有些学生存在“搭便车”的现象。 有的小组虽然作品制作 成功，但在制作过程中， 小组成员分工不明确、 互相交流不通畅， 甚至有的成员仅仅是按照组长的安排来工作， 完全没有思考的过 程，对于所承担的任务到底是如何实现的， 涉及了多少知识的运 用完全不清楚，此时非常有必要开展有效的教学评价及学生反 思。在教学评价中，教师要扮演好管理者、协调者、参与者等多 种角色， 要让学生意识到自己在小组中的责任和作用， 把握好评 价标准， 采用多角度的评价方式。 教师作为学习活动的组织者和 指导者参与其中， 督促各小组开展活动， 让学生充分认识到自己 的主体地位，强调学生不仅是学习者，更是合作者和探究者，从 而调动学生的积极性。同时，要发挥核心成员的才能，鼓励不太 活跃的成员参与， 以确保每个成员都能积极、 主动地参与到活动 中。
评价的内容包括项目的完成情况、 各知识点的掌握、 学生处 理问题的方法以及学生的学习态度等。 项目的评价方式包括自我 评价与他人评价， 他人评价包括项目小组成员之间的互评与教师 的评价。
三 结束语
与传统教学模式相比，PBL教学模式充分体现了以学生为中 心的精髓，通过PBL教学法的应用，学生反馈：通过动手参与一 个具体项目（机电一体化产品） 的设计与制造， 他们在产品设计、 制造、加工、调试等工程建设的过程中，加深了对所学理论知识 的了解，了解了这些枯燥的公式能在现实生活中创造什么样的价 值。此外，帮助学生建立了工程意识，了解了工程的概貌以及在 工程实践中对工程师个人能力、 素质的要求有哪些； 通过理论知 识与动手实践相结合， 完成贴近生活的具体项目， 激发了学生的 学习兴趣，使其明确了学习动机，变被动学习为主动学习，有效 地提升了课堂学习效率。
