田社平， 張 峰

(上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院， 上海 200240)

電路PBL教學(xué)中學(xué)生態(tài)度與表現(xiàn)過程研究

田社平， 張 峰

(上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院， 上海 200240)

本文采用問卷調(diào)查和訪談?wù){(diào)查探討了學(xué)生對(duì)電路PBL教學(xué)的態(tài)度以及電路PBL教學(xué)的表現(xiàn)過程。調(diào)查結(jié)果顯示，參與調(diào)查的學(xué)生一致認(rèn)為電路PBL教學(xué)對(duì)提高學(xué)生綜合素質(zhì)有積極效果。學(xué)生針對(duì)電路PBL的進(jìn)度安排、選題、考核方式、教學(xué)方法等方面提出了一些合理化建議，為后續(xù)開展電路PBL教學(xué)提供了很好的啟發(fā)。

基于問題的學(xué)習(xí)；調(diào)查；電路理論

0 引言

“基本電路理論”課程是我院的平臺(tái)課，其教學(xué)形式主要采用大班授課、課堂講解，這種教學(xué)模式盡管為該門課程的教學(xué)發(fā)揮了其應(yīng)有的作用，但它不利于學(xué)生工程素質(zhì)和綜合能力的培養(yǎng)。為此，筆者于2015-2016學(xué)年第一學(xué)期在一個(gè)教學(xué)自然班開展了“基本電路理論”課程的基于問題的學(xué)習(xí)PBL(problem-based learning)的教學(xué)，期望找到一種合適的培養(yǎng)學(xué)生電路方面的工程素質(zhì)和綜合能力的教學(xué)方法。所關(guān)注的問題是：①該課程的PBL教學(xué)是否有效？② 學(xué)生是否愿意在該課程中開展PBL的教學(xué)？本文通過問卷調(diào)查和學(xué)生訪談的方式就上述問題作一回答。

1 PBL理論概述

PBL是一種教育策略，該策略是指在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，積極組織學(xué)生主動(dòng)參與并自己尋找問題答案的教學(xué)模式[1,2]。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，PBL教學(xué)模式有如下特點(diǎn)[3]：① 在知識(shí)的呈現(xiàn)方式上，更加強(qiáng)調(diào)知識(shí)的相互關(guān)聯(lián)性和應(yīng)用背景，通常不像傳統(tǒng)教學(xué)模式以課堂講授方式直接提出知識(shí)點(diǎn)，而以問題方式引出。② 在教學(xué)過程組織上，特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體作用，知識(shí)的學(xué)習(xí)、問題的解決依靠學(xué)生自己的自學(xué)和討論。教師則主要負(fù)責(zé)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和需要設(shè)計(jì)問題、引導(dǎo)學(xué)生分析解決問題的方法、總結(jié)和梳理重點(diǎn)相關(guān)知識(shí)。③ 在教學(xué)評(píng)價(jià)上，不再以考試成績作為唯一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而是在考慮考試成績基礎(chǔ)上綜合了設(shè)計(jì)質(zhì)量、性價(jià)比、工作態(tài)度和答辯成績等諸方面因素。

在PBL的實(shí)踐中，馬斯特里赫特大學(xué)提出的七步法已成為PBL教學(xué)中經(jīng)典的問題解決方法[1]：

(1)明晰概念：對(duì)那些含義不清晰的、未知的術(shù)語和概念進(jìn)行澄清，必要時(shí)由導(dǎo)師進(jìn)行澄清。

(2)定義問題：界定問題并找出需要解釋的現(xiàn)象。

(3)分析問題：學(xué)生通過頭腦風(fēng)暴列出盡可能多的關(guān)于問題的聯(lián)系、解釋和假設(shè)。這一過程激發(fā)小組組員已有的知識(shí)。

(4)系統(tǒng)性闡釋：評(píng)判所提議的眾多解釋, 確定最能反映蘊(yùn)含在現(xiàn)象、事件中的原理或機(jī)制的解釋，得出嘗試性解決方案。

(5)形成學(xué)習(xí)目標(biāo)：確定已有知識(shí)所欠缺的內(nèi)容, 進(jìn)而確定自主學(xué)習(xí)的目標(biāo)和內(nèi)容。

(6)自主學(xué)習(xí)：通過自主學(xué)習(xí)獲得解決問題所需內(nèi)容。

(7)匯報(bào)：在導(dǎo)師輔導(dǎo)小組中分享和綜合各自所得, 形成對(duì)現(xiàn)象或事件的最終、合理的解釋。檢驗(yàn)學(xué)生所獲得知識(shí)與技能是否足以解釋現(xiàn)象或解決問題。

2 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

參與電路PBL(CPBL)教學(xué)的班級(jí)共有學(xué)生88名(含3位高年級(jí)重修生)，其中男生74名，女生14名。教師在第1次授課時(shí)向本研究的班級(jí)學(xué)生宣布本課程授課將安排CPBL教學(xué)，并征求學(xué)生同意。同時(shí)聲明對(duì)學(xué)生分發(fā)調(diào)查的電子問卷時(shí)不收集個(gè)人的任何隱私信息，調(diào)查結(jié)果僅供教學(xué)研究之用。全部學(xué)生分為12組，每組選出一名組長，組員為5～7名。整個(gè)CPBL教學(xué)按照七步法實(shí)施，持續(xù)時(shí)間為一個(gè)學(xué)期。

采用問卷調(diào)查和訪談?wù){(diào)查的方法收集學(xué)生對(duì)CPBL教學(xué)的態(tài)度。問卷通過學(xué)生的email地址向?qū)W生發(fā)送。問卷調(diào)查的時(shí)間為2015年12月30-31日。學(xué)生通過計(jì)算機(jī)或移動(dòng)設(shè)備填寫問卷，每個(gè)IP地址或手機(jī)號(hào)只能填寫一次問卷，并由計(jì)算機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)即時(shí)回收。

訪談?wù){(diào)查在教學(xué)過程中逐步完成，一種訪談是在平時(shí)教學(xué)過程教師與學(xué)生接觸時(shí)進(jìn)行，另一種訪談是安排時(shí)間要求每個(gè)小組到實(shí)驗(yàn)室由助教通過詢問、交流完成。所有訪談內(nèi)容均用文字加以記錄，以供后續(xù)分析、處理。

采用問卷調(diào)查的方法測量CPBL教學(xué)表現(xiàn)過程。表現(xiàn)過程的變量和指標(biāo)采用美國北部中心地區(qū)教育實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的框架[1]。表現(xiàn)過程問卷的發(fā)送、回收與學(xué)生態(tài)度測量問卷相同。

3 調(diào)查結(jié)果

3.1 學(xué)生對(duì)CPBL教學(xué)的態(tài)度

針對(duì)學(xué)生對(duì)CPBL教學(xué)的態(tài)度，進(jìn)行了問卷調(diào)查和訪談?wù){(diào)查。調(diào)查問卷共設(shè)計(jì)了21個(gè)調(diào)查變量，見表1。采用5分制評(píng)定量計(jì)，對(duì)調(diào)查內(nèi)容完全不同意——1分；不同意——2分；不確定——3分；同意——4分；完全同意——5分。共發(fā)出87份有效的電子問卷，回收61份，其中有效問卷60份，有效問卷回收率69.0%。對(duì)60份5分制評(píng)定的結(jié)果計(jì)算平均值/標(biāo)準(zhǔn)差見表1。由表1可得出如下結(jié)論：

(1)學(xué)生最認(rèn)可CPBL教學(xué)提高了自己的收集信息、資料的能力，其調(diào)查結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差最小為0.6，說明學(xué)生對(duì)此項(xiàng)的態(tài)度最一致。其次，學(xué)生最認(rèn)可的是提高了自主學(xué)習(xí)和解決問題能力以及和教師方便地接觸和交流問題。學(xué)生最不認(rèn)可的是CPBL教學(xué)對(duì)通過考試有幫助以及對(duì)未來職業(yè)生涯有幫助。

(2)共有18項(xiàng)變量的調(diào)查結(jié)果平均值在3.7以上，說明學(xué)生基本同意對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)內(nèi)容。對(duì)“通過考試有幫助”、“提高了組織和領(lǐng)導(dǎo)能力”、“未來的職業(yè)生涯有幫助”三項(xiàng)的調(diào)查結(jié)果平均值均為3.5或以下，說明在本研究中CPBL教學(xué)對(duì)這三項(xiàng)的效果有限。其可能的原因包括：現(xiàn)有的考試注重解題技巧，較少注重實(shí)際電路問題的分析與解決；CPBL教學(xué)以小組為單位開展，其活動(dòng)主要由組長來負(fù)責(zé)組織和協(xié)調(diào)，其他組員在組織和領(lǐng)導(dǎo)能力方面鍛煉的機(jī)會(huì)有限；學(xué)生可能認(rèn)為自己未來的職業(yè)生涯與電路無關(guān)或者對(duì)自己的職業(yè)生涯認(rèn)識(shí)不夠清晰等。另外，對(duì)“未來的職業(yè)生涯有幫助”一項(xiàng)的調(diào)查結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差最大，說明學(xué)生對(duì)此項(xiàng)的態(tài)度不夠集中。

表1 CPBL活動(dòng)的學(xué)生評(píng)價(jià)變量與調(diào)查結(jié)果

對(duì)上述調(diào)查變量還進(jìn)行了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)絕大部分變量間的相關(guān)系數(shù)大于0.4，提示這些變量基本相關(guān)。大部分變量間的相關(guān)系數(shù)大于0.6，提示這些變量之間呈強(qiáng)相關(guān)關(guān)系。其中變量A16與A17之間的相關(guān)系數(shù)最大，為0.78，表明在CPBL教學(xué)過程中，學(xué)生認(rèn)為在能方便地接觸任課教師的同時(shí)，也能方便地向任課教師提出疑問。

對(duì)CPBL教學(xué)的訪談?wù){(diào)查結(jié)果進(jìn)行整理和歸類，其結(jié)果主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

(1)對(duì)CPBL教學(xué)的評(píng)價(jià)?？傮w來看，學(xué)生普遍對(duì)CPBL教學(xué)給予了肯定，如“挺好的一個(gè)活動(dòng)，比寫論文強(qiáng)?！薄拔矣X得挺好的，可以再次嘗試?！薄斑@是一段難忘的活動(dòng)?！薄斑€可以，希望能繼續(xù)改進(jìn)?！痹L談結(jié)果也與問卷調(diào)查結(jié)果具有一致性，如“團(tuán)隊(duì)同學(xué)之間可以互補(bǔ)知識(shí)面上的欠缺，相互合作學(xué)到的很多。”“學(xué)會(huì)如何利用圖書館查找自己的資料。”“學(xué)會(huì)使用電路仿真軟件。”“聽老師講沒意思，自學(xué)沒有拘束感。有些問題不敢問老師，但敢問同學(xué)?！薄疤嵘龍F(tuán)隊(duì)交流能力，相互交流解決問題。以前上課是老師講問題，現(xiàn)在是自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題?！痹L談也揭示了學(xué)生對(duì)CPBL教學(xué)的適用性問題，如“收獲是有的，但是作為成績的一部分感覺壓力較大，希望更多的作為興趣來學(xué)習(xí)而不是強(qiáng)制的?！薄耙婚_始不太了解，組員幫助很多，感覺自己要看很多，相互交流解決。”

(2)關(guān)于CPBL教學(xué)的進(jìn)度安排。在訪談中，部分學(xué)生提出了合理化的建議，如“討論內(nèi)容盡可能與上課進(jìn)度相符合，可以電阻電路(第一篇)內(nèi)容為主?！薄白詈脧牡?周后逐步展示成果。不要集中在最后的第16周?！薄敖ㄗh先讓學(xué)生提交PPT讓別組有興趣的同學(xué)先瀏覽一次，方便提出有意義的問題?！边@反映在CPBL教學(xué)安排中還存在改進(jìn)之處。

(3)關(guān)于CPBL教學(xué)的選題。有學(xué)生肯定CPBL選題的意見，如“也參加過其他類似活動(dòng)，但工作量少。沒有像我們這里工作量大，這不僅提升了我們對(duì)課程的理解，也加深對(duì)Multisim的應(yīng)用。一是合作，二是對(duì)專業(yè)軟件的理解?！钡灿袑W(xué)生提出合理化建議，如“可以多涉及一些在該學(xué)期內(nèi)需要學(xué)習(xí)的課程的內(nèi)容，比如電院大二上就要學(xué)數(shù)電，所以有ADC、DAC是極好的，還可以加一些門電路的分析?！薄翱梢赃m當(dāng)增加問題難度，但是要求的深度應(yīng)該降低?！边@說明我校電院學(xué)生具有挑戰(zhàn)困難的信心，希望教學(xué)內(nèi)容具有一定深度，也要有一定的綜合度。

(4)關(guān)于CPBL教學(xué)的考核方式。CPBL教學(xué)在期末總評(píng)中占比為10%，但學(xué)生完成CPBL活動(dòng)所花時(shí)間是比較多的，因此有學(xué)生產(chǎn)生抱怨，如“討論活動(dòng)的分?jǐn)?shù)與傳統(tǒng)提交報(bào)告分?jǐn)?shù)一樣是使我們?nèi)狈?dòng)力的原因之一，因?yàn)橛X得自己的付出與收獲不成正比?！?/p>

(5)關(guān)于CPBL教學(xué)的參與方式。CPBL活動(dòng)是一種團(tuán)隊(duì)合作開展的學(xué)習(xí)活動(dòng)，少數(shù)學(xué)生還不適應(yīng)這種教學(xué)方式，如“第一次接觸這個(gè)形式的教學(xué)，不習(xí)慣團(tuán)隊(duì)的合作討論形式?！薄斑x題難度可以適當(dāng)增加，鼓勵(lì)集體合作外的個(gè)人探究?！边@提示我們開展CPBL教學(xué)要適當(dāng)兼顧不同需求的學(xué)生。

(6)關(guān)于CPBL教學(xué)方法。訪談揭示有部分學(xué)生還不太習(xí)慣于自主學(xué)習(xí)，如“我覺得老師可以在我們電路討論前先進(jìn)行指導(dǎo)點(diǎn)撥，給我們一個(gè)正確的研究方向?！薄懊枋稣n題更加詳細(xì)一點(diǎn)，最好舉例說明應(yīng)用實(shí)例?！薄敖榻B更詳細(xì)點(diǎn)，防止思路錯(cuò)誤?！薄翱梢允孪忍峁┫鄳?yīng)資料，題目內(nèi)容有些超出理解范圍?！边@說明如何通過CPBL引導(dǎo)學(xué)生提高自我學(xué)習(xí)能力，是教學(xué)中一個(gè)值得重視的問題。

對(duì)CPBL教學(xué)的訪談?wù){(diào)查結(jié)果進(jìn)行整理和歸類，采用字母A～F加序號(hào)以標(biāo)號(hào)，其結(jié)果主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

3.2 對(duì)CPBL教學(xué)表現(xiàn)指標(biāo)的調(diào)查

針對(duì)表2所列的CPBL教學(xué)表現(xiàn)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了與學(xué)生評(píng)價(jià)有關(guān)的調(diào)查問卷，并采用與態(tài)度問卷調(diào)查相同的5分制評(píng)定量計(jì)[1]。共發(fā)出87份有效的電子問卷，回收61份，其中有效問卷60份，有效問卷回收率69.0%。調(diào)查結(jié)果平均值/標(biāo)準(zhǔn)差見表2。由表2可得出如下結(jié)論：

(1)整個(gè)CPBL教學(xué)的表現(xiàn)過程比較正常。參與調(diào)查的24項(xiàng)指標(biāo)(以平均值/標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)量)有18項(xiàng)指標(biāo)的平均值在4.0及以上，表明學(xué)生認(rèn)可CPBL教學(xué)過程。

(2)學(xué)生最認(rèn)可CPBL教學(xué)的指導(dǎo)模式，其中師生“交互式”指標(biāo)的平均值最高，表明學(xué)生最認(rèn)可“教師考慮學(xué)生的需求和請(qǐng)求”。

(3)“學(xué)生角色”變量中的“教師”指標(biāo)得分最低為3.5，表明學(xué)生認(rèn)為在CPBL活動(dòng)中學(xué)生教導(dǎo)他人的角色表現(xiàn)得不夠充分。

調(diào)查問卷中“評(píng)價(jià)”變量中的四個(gè)指標(biāo)、“教師角色”變量中的“合作學(xué)習(xí)者”和“共同研究者”等指標(biāo)學(xué)生無法進(jìn)行回答，這些指標(biāo)沒有加入調(diào)查問卷。從授課教師的角度，我們認(rèn)為在CPBL教學(xué)的評(píng)價(jià)中做到了CPBL活動(dòng)是面對(duì)真實(shí)的觀眾(學(xué)生)的、評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)來說也是有意義的，它既是授課的一部分，也不帶文化偏見。在整個(gè)CPBL教學(xué)過程中，教師也始終視自己為學(xué)習(xí)者，愿意探索自己專長之外的知識(shí)領(lǐng)域，并與其他教師合作，在專業(yè)方面進(jìn)行交流。

表2 CPBL表現(xiàn)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果

(田社平等文)

4 結(jié)語

(1)通過學(xué)生對(duì)CPBL教學(xué)的態(tài)度的問卷調(diào)查和訪談?wù){(diào)查，調(diào)查結(jié)果一致支持“CPBL教學(xué)對(duì)提高學(xué)生綜合素質(zhì)有積極效果”這一結(jié)論。這里，學(xué)生的綜合素質(zhì)指：自主學(xué)習(xí)能力、收集信息、資料的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、書面交流(寫作)能力、口頭報(bào)告(演講)能力、利用理論解決實(shí)際問題的能力、從事科學(xué)或工程研究的能力、組織和領(lǐng)導(dǎo)能力。CPBL教學(xué)對(duì)所有這些能力的提高具有強(qiáng)相關(guān)性，這也說明CPBL教學(xué)是一種有效的教學(xué)模式。

(2)大部分CPBL表現(xiàn)指標(biāo)的問卷調(diào)查結(jié)果的平均分在4.0及以上，表明學(xué)生認(rèn)可CPBL教學(xué)過程。

(3)CPBL教學(xué)在“基本電路理論”課程中是首次開展，難免存在一些不足之處，學(xué)生針對(duì)CPBL的進(jìn)度安排、選題、考核方式、教學(xué)方法等方面提出了一些合理化建議，為后續(xù)開展CPBL教學(xué)提供了很好的啟發(fā)。

本調(diào)查回答了在電路理論課程中開展CPBL教學(xué)的可行性，以及這種教學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響，但并沒有回答CPBL教學(xué)對(duì)學(xué)生成績的影響，因此如何設(shè)計(jì)針對(duì)CPBL教學(xué)的考核模式，以適應(yīng)CPBL教學(xué)，還需作進(jìn)一步的研究。

[1] 杜翔云，安奈特·科莫斯，鐘秉林. 基于問題的學(xué)習(xí)：理論與實(shí)踐[M]. 杜翔云，等，譯. 北京：高等教育出版社，2013.

[2] SCHMIDT H G. Problem-based learning: Rationale and description[J]. West Virginia：Med. Educ., 1983, 17: 11-16.

[3] 姚素芬，滕建輔，李海豐，等. “PBL”在“電路”課程實(shí)踐教學(xué)中的探索與實(shí)踐[J]. 蘭州：高等理科教育，2009，4：103-104.

Investigation on Students′ Attitude and Demonstrating Processin in PBL Teaching of Circuit

TIAN She-ping, ZHANG Feng

(SchoolofElectronicsandElectricEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200040，China)

This paper has discussed students′ attitude and demonstrating process in PBL teaching of basic circuit theory course through questionnaire and interview. Based on survey results, students surveyed report that they agree the circuit PBL(CPBL) teaching has a positive effect on improving the overall quality of students. Students have put forward reasonable suggestions on schedule, topics, evaluation mode and teaching method which provide a good inspiration for future CPBL teaching.

problem-based learning; teaching; circuit theory

2016-05-11;

2016-09- 29

上海交通大學(xué)教學(xué)發(fā)展中心基金項(xiàng)目“基于工程問題學(xué)習(xí)的基本電路理論教學(xué)實(shí)踐與研究”(CTLD15A001)

田社平(1967-)，男，博士，副教授，主要從事電路理論和動(dòng)態(tài)測試技術(shù)等的教學(xué)和科研工作,E-mail: sptian@sjtu.edu.cn

TM13

A

1008-0686(2017)02-0001-05