[摘要]結合高校機械制造及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)要求，分析了在專業(yè)教學中實施基于問題學習的教學模式的特點、給出了該種教學模式的方法、教學手段和考核方法，并在實踐中進行了實施，實踐證明該種教學模式發(fā)展了學生解決實際問題的創(chuàng)造性思維能力，發(fā)展了合作能力與自主學習能力，提高了學生的工程素養(yǎng)和競爭力。

[關鍵詞]基于問題的學習模式，機械制造專業(yè)教學，教學模式，考核方法。

[中圖分類號]G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]1005-4634(2007)02-0136-04

機械設計制造及其自動化專業(yè)是為我國培養(yǎng)國民經(jīng)濟急需的工程設計專業(yè)人才的。目前，隨著科學技術的發(fā)展，我國工業(yè)形態(tài)的改變，對人才的要求也發(fā)生了變化。如何能有效地實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才，教學改革勢在必行。

1基于問題學習的教學模式的提出

建構主義的課程觀強調(diào)用情節(jié)真實復雜的故事來呈現(xiàn)問題，營造問題解決的環(huán)境，以啟動學生的思維，幫助學生在解決問題的過程中活化知識，并讓他們參與課程的設計與編制；這種課程努力為學生提供大量認知工具，以拓展學習方式和視角，增強學習能力；它充分利用超媒體和超文本以方便各類信息的使用和更新，提供跨學科、跨時空、面向真實世界的鏈接[1]。

建構主義的教學觀強調(diào)，通過設計一項重大任務或問題，設計真實、復雜、具有挑戰(zhàn)性的開放的學習環(huán)境與問題情境，來誘發(fā)和支撐學習者積極主動的探究活動、問題解決活動，促進學習者在完成任務或解決問題過程中成為學習活動主體；強調(diào)提供機會使學習者在學習的同時，對學習的內(nèi)容和過程進行反思和調(diào)控；強調(diào)創(chuàng)建學習共同體，共創(chuàng)互動合作、支持雙贏的文化。建構主義的課程觀和教學觀，同我們所倡導的以德育為核心、以創(chuàng)新精神和實踐能力為核心的人才培養(yǎng)目標和教育理念十分吻合。

基于問題學習（Problem Based Learning）簡稱PBL，這種模式的典型教學過程是：學生以小組為單位，開始解決一個實際問題；為了解決問題，學生往往需要獲得一些必要的專業(yè)知識，即所謂的學習議題，學生分頭查找資料獲取知識，然后相互交流所獲得的知識，并討論如何用所獲得的知識來促進問題的解決；如果在討論的過程中，小組發(fā)現(xiàn)還需要研究另外一些新的學習議題，學生們就需要反復循環(huán)地產(chǎn)生學習議題、分頭查找資料，小組交流并討論問題解答，直到問題得到解決；問題解決后，學生們還需要對自己的學習過程進行自我反思和評價，總結所獲得的知識和思維技能。

科學技術的變化對科學教育改革提出了巨大挑戰(zhàn)。例如，怎樣提高學生的創(chuàng)新精神和能力？怎樣教會學生把在學校學習的科技知識用于理解和解決日常生活中出現(xiàn)的科技問題？怎樣提高學生對科學本質(zhì)的理解，使其具有科學精神？怎樣培養(yǎng)學生的團隊合作精神？等等。國內(nèi)許多專家學者都認為建構主義理論是教學改革的主流。

基于此，筆者在教學改革中提出了基于建構主義理論的基于問題學習的教學模式。

該教學模式以建構主義學習理論為指導進行課程的教學改革與實踐，樹立以學生為主體、激發(fā)和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的新型教育觀念，揚棄傳道、授業(yè)、解惑以教師為主體的傳統(tǒng)教育觀念，探索新的教學模式、方法和手段、學生的學習形式及學習成績的評定。

研究該種教學模式在專業(yè)教學中的應用，將有助于促進學生打下靈活的知識基礎，發(fā)展解決實際問題、批判性思維和創(chuàng)造性思維能力，發(fā)展合作能力與自主學習能力，將有助于提高學生的工程素養(yǎng)和競爭力，有利于提高教學質(zhì)量。

2基于問題學習模式的教學過程

2.1實施基于問題學習模式的教學環(huán)節(jié)的特點

在設計和實施基于問題學習時，應基于整體課程的知識結構的系統(tǒng)性來設計問題，要使各問題之間所包含的學習議題（如專業(yè)概念、原理等）多次地相互鄰接和交叉重疊。筆者在改造機械制造與自動化專業(yè)時，為了保證為學生提供綜合性、設計性、創(chuàng)造性比較強的實踐環(huán)境，讓每個大學生在4年中能經(jīng)過多個這種實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)和訓練，在專業(yè)課學習的同時，為學生增加了7周的課程設計時間，18周畢業(yè)設計時間。

課程設計和畢業(yè)設計的進行緊密結合工程實踐，有利于問題的提出，并考慮了知識的交叉。在學生完成機械制造技術基礎、計算機輔助制造、數(shù)控技術等課程后，安排一個綜合的計算機輔助制造的課程設計。在掌握生產(chǎn)過程信息技術的基本原理之后，安排3周的信息制造綜合課程設計。在專業(yè)課和課程設計階段，以及后來的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，運用基于問題學習的教學模式，學生結合指導老師的題目，綜合運用所學知識，取得了很好的效果。選擇實施基于問題學習模式的課程和環(huán)節(jié)時，結合專業(yè)課和實踐環(huán)節(jié)進行，效果較好。

2.2基于問題學習模式對教師的要求

在基于問題學習中，教師作為促進者并不是將知識的結果直接告訴學生，而是通過學生在解決實際問題時會遇到各種真實性的問題，通過適時適當?shù)馁|(zhì)疑，將專家的思維過程和策略體現(xiàn)出來。因而對教師提出了更高的要求。首先教師應是一名專家型的學習者，能為學生示范好的學習策略和解決問題的思維策略，使學生學會應當如何向自己提出疑問。例如，當學生提出一個問題解答時，教師應問他們“為什么?”并鼓勵他們解釋并證明自己的思維。這樣的詢問有助于學生將詢問與自己的假設聯(lián)系起來，從而掌握使用假設演繹推理。教師不直接教學生如何解決問題，而主要是以監(jiān)控、示范、質(zhì)疑以及鼓勵等活動來促進學生學習。使學生成為一個自主學習者，承擔學習結果和學習過程上的責任。教師若不真正了解學生正在想什么，教學就沒有針對性，其結果就是教師和學生都白費了力氣。

因此，教師要在所研究議題的相關性和完整性方面有能力向?qū)W生質(zhì)疑和挑戰(zhàn)。要了解和研究學生如何學，從學生的角度出發(fā)教學和實踐。如，怎樣讓學生的主體作用得到充分發(fā)揮；怎樣使學生對問題有興趣并有解決問題的信息；學生的學習狀況如何。

2.3基于問題學習模式對學生的要求

基于問題的學習，學生需要自我激勵、設置學習目標、做獨立的研究、進行自我引導的學習、將新建構的知識應用到復雜的問題解決之中，還要監(jiān)控和反思解決問題的過程[2]。當完成問題解決之后，他們學會成為獨立自主的思考者和學習者。同時還學習如何成為有效的合作者。由于問題太復雜了，學生需要以小組為單位進行工作，學生共享專業(yè)知識，共同處理學習議題的復雜性。在小組中，學生需要積極主動參與小組活動，與小組其他成員相互依賴、共同承擔責任，進行積極的良性互動，相互交流想法、相互鼓勵和溝通。通過基于問題學習，最終使學習者成為愿意合作也善于合作的人。

通過這種方式，學會了如何表達自己的想法，如何傾聽別人的理論，每個人對于自己的任務主動學習、交流，最后很好地完成了課程的要求。從中體會出，學生在解決問題的過程中要通過查詢資料、相互討論以及自我反思而獲得和理解知識，不是直接從教師和課本中獲得知識，依賴于解決問題的成效，而不是依賴于與權威觀點之間的一致性。學生的主動性非常重要。

從專業(yè)課程開始，逐漸采用基于問題學習的教學模式，讓學生解決具體的應用實際問題，而不是一張考卷就行了。使學生感到學習知識是自己的事，要對自己的學習負責，發(fā)揮自己的自主性、主動性和獨創(chuàng)性，能很好地掌握知識。

2.4基于問題學習模式的教學內(nèi)容

由于學時壓縮、教學基本要求變化和教學內(nèi)容更新，針對一些理論性和實踐性都較強的專業(yè)課，從基于問題學習的教學模式出發(fā)對教學內(nèi)容進行了進一步優(yōu)化和整合。如計算機輔助制造、數(shù)控技術等課程。

如對《計算機輔助制造》這門專業(yè)必修課的教學內(nèi)容，提出“以理論為基礎，應用為主線；理論和實踐并重”的指導思想。為使學生掌握計算機輔助工藝過程設計的基礎，筆者利用一些已有的商業(yè)軟件進行教學，并且特別強調(diào)對本課程所特有的一些基本方法的掌握，如利用工程軟件進行圖像交互式自動編程。利用這些方法處理實際工程問題，更為簡單有效。在講授過程中，重點培養(yǎng)學生的計算機編程能力，特別強調(diào)工程軟件的應用能力，通過完成項目的形式提高學生解決實際問題的能力。

2.5基于問題學習模式的教學方法

在教學活動中，教師負責制定分析教學目標，設計教學環(huán)境，提出具體明確的學習要求，制定成績考核辦法，對一些重點和難點進行適當?shù)闹v解，對學生遇到的疑難問題進行解答和指導，并組織引導學生進行自主性學習[3]。

在理論教學方面，改變過去面面俱到、重點不突出的教學方法，把課程內(nèi)容分成三大部分，采取講授、討論、自學相結合的教學方法。對于重點章節(jié)的內(nèi)容進行深入細致的講解并安排具有互動性的習題課；對于需要討論部分的內(nèi)容教師制定明確的討論題目，并事先通知學生，采取課堂分組討論和答辯的形式，最后以小組為單位上交討論報告；對于非重點章節(jié)，教師則制定學習要求讓學生自學，并上交自學報告。

這種教學方法的關鍵在于合理劃分這三部分內(nèi)容，設計出具有啟發(fā)性和開放性的討論題目，制定明確具體的學習要求，并有效地組織學生展開課堂討論。這一教學方法的出發(fā)點是承認學生在教學活動中的中心地位，學生自愿分組，每組2～3人，完成一個題目。充分考慮學生的認知能力，并盡可能地引導他們進行自主性學習。

2.6基于問題學習模式的教學手段

在教學手段方面，引入多媒體的教學手段，使教學內(nèi)容更加形象生動，易于學生的理解和掌握。通過多媒體手段，一方面增加了內(nèi)容的信息量；另一方面使關鍵知識點講解得形象生動、易于理解，極大地提高了授課效率和效果。在緒論中，筆者利用多媒體手段增加內(nèi)容信息量，將本學科的最新成果及發(fā)展趨勢介紹給學生，通過圖形、動畫、聲音的有機結合產(chǎn)生強烈的沖擊力，提高了學生對本課程的學習興趣，為今后的學習打下了良好基礎。當然在采用多媒體時，一定要注意與傳統(tǒng)教學手段的相互結合，互為補充。如果過多采用，會使學生的視覺產(chǎn)生疲勞，注意力下降，教學效果反而不好。

學生則以小組形式，進行小組討論、大組交流、文獻閱讀與研究報告的形成這些方式完成知識的獲取和應用。

2.7基于問題學習模式需要高知識含量的實踐環(huán)節(jié)

基于問題學習模式需要相應的高知識含量的實驗課和上機環(huán)節(jié)，以極大地提高學生的學習積極性。通過該實驗使學生深入理解和掌握有關知識，培養(yǎng)學生綜合利用現(xiàn)代手段獲取知識的能力。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計的能力。課程設計作為教學中一個十分重要的實踐環(huán)節(jié)，可以將分散的知識融會貫通起來，加深學生對課程所學的基本原理、基本理論及各重要知識點的理解，對于培養(yǎng)學生綜合利用所學知識進行創(chuàng)新設計的能力具有十分顯著的作用。

可以通過為學生安排適合課程的自選題目，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，使他們獲得利用所學知識解決實際問題的成就感，激發(fā)他們的學習熱情。

2.8基于問題學習教學模式的考核方法

為了客觀地評定學生的學習效果，在成績評定方面，擬采用作業(yè)10%，小論文10%，小項目20%，考試60%的多項成績累加的考核辦法，注重培養(yǎng)學生良好的學習習慣，克服學生中普遍存在的突擊學習、應付考試的不良學習習慣。有利于調(diào)動學生的學習積極性。

為更好地考察學生在項目進行中的工作成績，采用了一個基于問題學習教學模式的小組學習一覽表（如表1）來了解和督促學生進行研究和學習。

采用了分階段討論、考核的教學方法。將每個班分成10組，每組2人，每組一個題目。在答辯時，每組都要就擬定的主題進行5分鐘左右的發(fā)言，其他同學可以提出問題。教師根據(jù)小組一覽表、并結合答辯情況給出項目和課程設計的最終成績。這種方式，一方面為學生提供了全面展示自己能力的機會，調(diào)動了他們主觀能動性，激發(fā)了創(chuàng)新意識，培養(yǎng)了創(chuàng)新精神，充分體現(xiàn)了“以學生為中心”的教育新觀念；另一方面也使教師更加全面地掌握了學生的真實水平，使成績評定更加科學、客觀和真實。

3基于問題學習的教學模式在專業(yè)課中的實施

從2005年3月開始到2005年12月止，在機械制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)教學中進行了基于問題學習教學模式的改革和探索。選取了理論性和實踐性都很強的《計算機輔助制造》、《數(shù)控技術》、《生產(chǎn)過程信息技術》等課程進行了試點研究。

首先在教學過程中，對學生進行新教學模式的講解，在首次課上提出了該課程的要求、考核方式。并給出了適合于小組活動的、使學生能夠提出多種解決問題途徑的項目。教師對課程進行了進一步的優(yōu)化和整合，主動地了解學生的情況并據(jù)此而備課。這樣，教師的教就有了一個“起點”。經(jīng)過一年的教學改革的實行，取得了較明顯的效果，學生的動手能力、溝通能力有了明顯的改善，受到了學生的好評。

在該教學模式的實施中，要注意選擇難度適中的項目，對學生的考核要更細，在項目的實施過程中應保證實施條件的完備，實踐環(huán)節(jié)還需要進一步加強建設，以滿足學生動手的需求。

4 結論與探討

在基于問題學習中，學生通過解決實際問題而學習。學生以小組為單位進行工作學習，學生共享專業(yè)知識，共同處理學習問題的復雜性。在小組中，學生積極主動參與小組活動，與小組其他成員相互依賴、共同承擔責任，進行積極的良性互動，相互交流想法、相互鼓勵和溝通。通過基于問題學習，最終使學習者成為一個愿意合作也善于合作的人。通過該項目研究得出了基于問題學習的教學模式的教學方法、教學手段、成績評定方法，該方法在教學中取得了較好的效果。將有助于提高學生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學生的學習、創(chuàng)新和合作能力，更好適應國家經(jīng)濟發(fā)展對人才的要求。

參考文獻

1王紅軍.《計算機輔助制造》教學改革的幾點體會[J].中國當代教育雜志，2004，(7).

2劉儒德.問題式學習:一條集中體現(xiàn)建構主義思想的教學改革思路[J].教育理論與實踐，200l，(5)．

3王紅軍.淺談基于問題的學習模式[J].中國教育教學雜志， 2004，（12）.