摘要：以建筑給排水工程課程教學(xué)為例，探討了PBL教學(xué)模式用于理工類高校專業(yè)課程教學(xué)模式構(gòu)建原則與方法，論述了問題設(shè)置的基本原則，給出了教學(xué)流程實例以及PBL教學(xué)過程的質(zhì)量監(jiān)控措施。對傳統(tǒng)教學(xué)模式和PBL教學(xué)模式進(jìn)行了簡要對比，指出在教學(xué)過程中，需結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)靈活確定教學(xué)模式，必要時可將傳統(tǒng)的教學(xué)模式與PBL教學(xué)模式聯(lián)合應(yīng)用以發(fā)揮各自的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)模式；教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控；教學(xué)模式選擇

中圖分類號：TU99；G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）01-0090-04

建筑給排水工程是給排水工程專業(yè)的專業(yè)核心課程之一。傳統(tǒng)的建筑給排水工程的課程教學(xué)模式以教師課堂講授為主，學(xué)生參照教材和教師提供的PPT課件進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。通常在課堂教學(xué)內(nèi)容完成后，再根據(jù)教師提供的工程樣圖、設(shè)計方法和步驟，在教師的指導(dǎo)下完成課程設(shè)計等實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的工程技能訓(xùn)練。整個教學(xué)過程大多是將基本的專業(yè)理論知識和工程設(shè)計程序強(qiáng)行灌輸給學(xué)生。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在以下幾個嚴(yán)重不足：課堂上，學(xué)生經(jīng)常性處于“被動學(xué)習(xí)”狀態(tài)，以“聽講”和被動性理解代替了積極思考，不能充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性和有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；學(xué)習(xí)過程以教材和課件為參照，分章節(jié)進(jìn)行，學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容缺乏整體性把握，無法有效形成工程整體性概念，學(xué)習(xí)效率偏低；教學(xué)過程中工程技能訓(xùn)練不足，學(xué)生難以將專業(yè)理論與工程實際進(jìn)行有效結(jié)合，導(dǎo)致后續(xù)課程設(shè)計環(huán)節(jié)的簡單模仿和抄襲。

目前，工程實踐能力與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)已成為高等院校環(huán)境類專業(yè)人才培養(yǎng)的核心與重點(diǎn)[1-3]。在此背景下，改革傳統(tǒng)的建筑給排水工程課程教學(xué)方法，構(gòu)建以本科生工程實踐能力培養(yǎng)為核心的新型PBL教學(xué)模式，具有重要的理論和實際意義。

一、PBL教學(xué)模式及其應(yīng)用

PBL（Problem-Based Learning）是以問題為中心，以學(xué)生為主體的教育學(xué)習(xí)模式，首創(chuàng)于20世紀(jì)60年代末。該模式自創(chuàng)建以來，在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域取得了顯

著而豐碩的成果，繼而在教育學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的認(rèn)同。近年來，PBL教學(xué)理念在世界各國高校得到廣泛重視，并呈現(xiàn)出不同的實踐形態(tài)。從院校或系科層面的大規(guī)模推行到單門課程的小范圍采用，多種層次并存。聯(lián)合國教育、科學(xué)及文化組織PBL科研所副主任杜翔云撰文談到，研究顯示，PBL的成效取決于其推行程度，但即使只在單門課程中采用，也可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)動力和技能的發(fā)展。國內(nèi)學(xué)者及教育工作者對PBL的研究和使用已歷經(jīng)十多年，研究表明，中國對PBL教學(xué)模式的研究和使用多集中在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在計算機(jī)、數(shù)學(xué)、化學(xué)、數(shù)控加工實訓(xùn)、電工電子學(xué)、機(jī)械基礎(chǔ)、物流管理、體育、生物學(xué)、高等旅游教育、工程力學(xué)等課程教學(xué)領(lǐng)域也有過積極有益的嘗試[4-5]。

PBL教學(xué)模式在高等工程教育領(lǐng)域的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代。在北歐，以丹麥的奧爾堡和羅斯基洛德大學(xué)為代表，將PBL教學(xué)模式引入了工程學(xué)領(lǐng)域，創(chuàng)建了以問題為導(dǎo)向、以項目為基礎(chǔ)的新型PBL教學(xué)模式，在培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力與創(chuàng)新思維等方面進(jìn)行了積極有益的嘗試[6-7]。近年來，不同層次的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才培養(yǎng)已成為中國理工類院校教育改革與發(fā)展的目標(biāo)和方向，在此背景下，有利于動手能力、分析能力、協(xié)作能力和開放性思維方法培養(yǎng)的PBL教學(xué)模式在國內(nèi)高等工程教育領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。

二、建筑給排水工程PBL教學(xué)模式的構(gòu)建原則與方法

（一）問題設(shè)置的基本原則

問題的設(shè)置是PBL教學(xué)模式的核心，問題既要以學(xué)生經(jīng)驗為基礎(chǔ)又要與他們將要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識相關(guān)聯(lián)，需具備以下幾個條件。

1.能引出與所學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的概念和原理

在設(shè)計問題時， 首先要確定學(xué)生需要獲得的基本概念和原理，由此出發(fā)設(shè)計問題。在建筑給排水工程的PBL教學(xué)過程中，可以以一幢建筑的給排水工程方案設(shè)計作為一個問題，也可以分別以建筑的給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)或熱水供應(yīng)系統(tǒng)等單個子系統(tǒng)的工程方案設(shè)計作為一個問題。當(dāng)然，除了工程方案設(shè)計之外，還可以從工程建設(shè)、施工等不同角度來設(shè)問。

2.能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并利于學(xué)生自己提出具體的子問題

大的問題是由教師設(shè)置的，但是在學(xué)習(xí)小組中，學(xué)生需要有自己小組的具體問題。通過提問可培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，學(xué)生自己提出的問題才是對能力提高有幫助的問題。在實際教學(xué)過程中，教師可提出建筑給排水工程方案的設(shè)計任務(wù)（給出題圖和設(shè)計任務(wù)書），同時提供一套圖紙范例（學(xué)習(xí)目標(biāo)樣式），引導(dǎo)學(xué)生提問。

3.必須具有真實性、開放性和系統(tǒng)性

PBL的問題應(yīng)來源于建筑給排水工程實際，與學(xué)生將來的職業(yè)生涯中所要面臨的問題相似；問題同時也是沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的， 可以有很多的解決方案， 只是方案各有優(yōu)劣；問題需具有系統(tǒng)性，能有效幫助學(xué)生理解和構(gòu)建專業(yè)知識的框架體系。通常一套工程方案的設(shè)計可基本囊括建筑給排水工程的核心概念、設(shè)計原理和基本方法、步驟，因此，以工程方案設(shè)計來設(shè)問比其他形式的設(shè)問更合理。

4.涉及的專業(yè)知識面盡可能廣

PBL問題的真實性與系統(tǒng)性決定了學(xué)生在解決問題時需要利用已經(jīng)掌握的專業(yè)知識和基本技能。與建筑給排水工程的教學(xué)緊密相關(guān)的其他專業(yè)知識，包括

流體力學(xué)、管道工程學(xué)、流體機(jī)械、污水處理、建筑材料、熱力學(xué)、自動控制原理、給排水工程施工等，問題的設(shè)置應(yīng)有助于學(xué)生將這些專業(yè)知識串聯(lián)起來，實現(xiàn)對所學(xué)知識的自主應(yīng)用。問題越復(fù)雜，應(yīng)用專業(yè)知識的要求就越高， 越有利于起到夯實基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力的教學(xué)目的。

5.問題的解決需要學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)

問題的復(fù)雜性和系統(tǒng)性決定了學(xué)生只有以小組合作學(xué)習(xí)的形式才能解決問題，單靠個人的力量去尋找答案并不是最優(yōu)的選擇。學(xué)習(xí)小組以學(xué)生寢室為單位，方便他們課后交流，并結(jié)合他們的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)合理搭配組員，確保教學(xué)過程能順利進(jìn)行。

（二）PBL基本教學(xué)流程與方法

以建筑給水系統(tǒng)課程教學(xué)為例，列出PBL教學(xué)模式的基本流程。

第一步：提出問題，開啟思維（圖1）。

第二步：分析探究，學(xué)習(xí)交流（圖2）。

根據(jù)教學(xué)需要，第二步可重復(fù)進(jìn)行多次，直至達(dá)到階段性教學(xué)目標(biāo)的要求。

第三步：總結(jié)歸納，成績評定（圖3）。

三、PBL教學(xué)過程管理

（一）提問階段管理

從上述PBL教學(xué)流程可知，PBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的最大不同在于學(xué)生是學(xué)習(xí)過程的主體，而教師在教學(xué)過程中主要起引導(dǎo)作用。教師除了設(shè)置問題，還要鼓勵學(xué)生提出問題并對所提的問題進(jìn)行合理分類。一種簡單易行的問題分類方法是根據(jù)教材章節(jié)的目錄進(jìn)行。不管學(xué)生提出的問題多么幼稚和簡單，教師都要先予以肯定和鼓勵，同時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對問題進(jìn)行歸納。這樣，學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)過程中帶著問題閱讀教材、樣圖和參考資料，學(xué)習(xí)效率要比傳統(tǒng)方法高得多。以下問題是教師在教學(xué)過程中常犯的錯誤，需盡可能避免。

1.問題設(shè)置難度過高、過低或過于具體

比如將“建筑給水系統(tǒng)的工程方案設(shè)計”改為“施工圖設(shè)計”，施工圖設(shè)計對于剛剛接觸建筑給排水設(shè)計的三年級的本科生而言，綜合性太強(qiáng)，學(xué)生可能因現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)的缺陷（缺乏施工常識）而感覺難度較大，不易完成；還有一些具體的理論性問題如“建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能供水原理”等，表面上看，這類問題通過閱讀教材即可很容易獲得答案，但僅從教材上了解基本原理遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須引導(dǎo)學(xué)生在了解基本原理的基礎(chǔ)上學(xué)會將其用于解決實際問題，這樣才能體現(xiàn)PBL的自主性、啟發(fā)性教學(xué)的優(yōu)勢。

2.用主觀性或暗示性的語言引導(dǎo)學(xué)生做出片面的判斷在啟迪學(xué)生提問和幫助他們進(jìn)行問題分類時尤其要注意不要使用帶有主觀性或暗示性的語言。教師既要肯定學(xué)生提問和探究的熱情，又要允許學(xué)生的思維在不偏離大方向和不犯原則性錯誤的前提下適當(dāng)?shù)刈咝澛罚@樣對培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思維能力和工作能力大有裨益。

（二）分組學(xué)習(xí)和探究過程管理

引導(dǎo)學(xué)生制訂合理的學(xué)習(xí)計劃，根據(jù)組員個人的特長和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)進(jìn)行分工，保證每個組員能積極參與學(xué)習(xí)探究過程；充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺等現(xiàn)代教育技術(shù)手段，在課后與學(xué)生積極溝通，及時幫助學(xué)生糾正方向性和原則性錯誤，確保各小組學(xué)習(xí)目標(biāo)的實現(xiàn)；充分利用課堂上的分組交流環(huán)節(jié)展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，予以及時的肯定和鼓勵，同時要善于發(fā)現(xiàn)和總結(jié)學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中的共性問題，并及時解答；在每一輪課堂討論與點(diǎn)評結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)有學(xué)習(xí)成果的基礎(chǔ)上不斷提出新問題。

（三）總結(jié)評分階段管理

階段性學(xué)習(xí)目標(biāo)完成以后，應(yīng)和學(xué)生一起總結(jié)之前的學(xué)習(xí)過程，結(jié)合學(xué)習(xí)報告（包括文本和圖紙）歸納和梳理重要的概念、原理和方法。階段性學(xué)習(xí)成績的評定以小組為單位，按照自評（30%）+互評（30%）+教師評定（40%）的辦法進(jìn)行。

四、PBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的比較與選用

（一）PBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的比較

表1從教學(xué)主體、教學(xué)方法、教學(xué)手段、學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和課程質(zhì)量管理等6個方面對PBL教學(xué)模式和傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行了比較。

（二）教學(xué)模式的選擇

并非所有的教學(xué)內(nèi)容都需要以PBL教學(xué)模式進(jìn)行。如排水系統(tǒng)中水氣流動的物理現(xiàn)象、自動噴灑滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算等，此類問題的理論性、系統(tǒng)性均較強(qiáng)，問題相對抽象，不易借助實物或生活經(jīng)驗加以理解和想象。此時，若采用傳統(tǒng)的課堂講授方法，借助圖片、PPT幻燈演示等手段可以幫助學(xué)生迅速準(zhǔn)確地理解重要的概念和設(shè)計方法、步驟，很可能比PBL教學(xué)效果更好。

在教學(xué)過程中，是采用PBL教學(xué)模式還是傳統(tǒng)教學(xué)模式，需結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)靈活運(yùn)用，同時還要充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、現(xiàn)有能力和思維習(xí)慣。此外，也可以將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)階段進(jìn)行適當(dāng)劃分，將傳統(tǒng)教學(xué)模式與PBL教學(xué)模式結(jié)合應(yīng)用，可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢。

五、結(jié)語

要冷靜客觀地看待PBL教學(xué)模式，切忌盲目照搬和機(jī)械套用。目前，許多學(xué)生尚未掌握自主學(xué)習(xí)的正確方法，因此，采用PBL教學(xué)模式時必須慎之又慎，要在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上制訂切實可行的教學(xué)方案，方能達(dá)到激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、啟迪思維和培養(yǎng)能力的目的。

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Construction and practice of PBL teaching-studying pattern for the course of water supply and drainage systems of buildings

YANG Qun， WANG Zong-ping， LUO Fan

（School of Environmental Science and Engineering， Huazhong University of Science and Technology， Wuhan 430074， P. R. China）

Abstract：With the example of the course of water supply and drainage systems of buildings， we gave available methods for the construction of teaching-studying pattern for specialized courses of colleges of science and technology. The principles of problem designs were discussed， examples of the teaching-studying process of PBL pattern and methods of quality controls were offered， and the contrast between the PBL pattern and the traditional pattern was given. In the teaching-studying process， the choice of patterns should coordinate with teaching-studying contents and goals. Sometimes the two patterns could be adopted jointly to make full use of respective advantages.

Keywords：PBL teaching-studying pattern； quality control of teaching-studying process； choice of teaching-studying patterns

（編輯 詹燕平）