李娜，劉衛(wèi)華，畢萍

（西安郵電大學通信與信息工程學院，西安710121）

PBL 教學法在本科實驗課程教學中的實踐

李娜，劉衛(wèi)華，畢萍

（西安郵電大學通信與信息工程學院，西安710121）

為了提高本科實驗課的教學效果，將PBL教學法引入教學過程中。以《科研訓(xùn)練》為例，從問題設(shè)計、人員對象、學習實踐、總結(jié)考核四個方面介紹該課程的運行情況，并分析和總結(jié)教學中的經(jīng)驗和不足。

0 引言

實驗教學是培養(yǎng)學生自主學習能力、創(chuàng)新能力以及團隊協(xié)作能力的重要途徑。高質(zhì)量的實驗教學，不僅符合社會對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，也能推動教育質(zhì)量的整體提高。然而，在國內(nèi)的許多高校中，實驗教學仍存在著以下不足：

（1）以教師為中心，強調(diào)“灌輸式”教學，難以調(diào)動學生的積極性；

（2）實驗單元設(shè)計不合理，驗證性實驗偏多、實驗性和綜合性實驗偏少，難以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識；

（3）實驗學時分布不合理，理論課程過多，實驗教學學時太少，難以提高學生的動手實踐能力。

為了解決上述問題，將PBL（Problem-Based Learn?ing）教學法[1-2]引入本科實驗教學中，以“問題”為導(dǎo)向，以學生為主體，通過精心設(shè)計“問題”，分組解決“問題”，分析總結(jié)“問題”，提高學生發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識以及團隊協(xié)作能力。

1 PBL教學法在實驗類課程教學中的優(yōu)勢

PBL是一種以問題為導(dǎo)向，以學生為中心的教學方法[2]。該教學法產(chǎn)生于上個世紀60年代，最早應(yīng)用于醫(yī)學教育領(lǐng)域，然后逐漸推廣到生物學、心理學、經(jīng)濟學、管理學和工學教育中[4-6]。目前，PBL已成為國際上廣泛采用的教學模式。將PBL進入本科實驗教學中，具有以下幾個方面的優(yōu)勢：

（1）有利于激發(fā)學生學習興趣，提高學習效果

PBL將教學內(nèi)容融入精心設(shè)計的問題中，而問題來源于實際的生產(chǎn)生活，容易引發(fā)學生的好奇心，提高學生的學習興趣。興趣是最好的老師，學生圍繞問題，通過課程網(wǎng)站以及其它網(wǎng)絡(luò)資源，收集相關(guān)資料，自主學習相關(guān)知識，來解決實際問題。在學習的過程中，給了學生更多的空間去分析和思考，讓他們領(lǐng)略學習所帶來的快樂和成就感，這是傳統(tǒng)實驗教學不能做到的。

（2）及時掌握學生的學習情況，調(diào)整教學計劃

PBL要求學生通過自主學習，形成自己對問題的解決方案，并在每次課上以小組為單位匯報學習進度，并和老師同學一起討論。通過這種口頭匯報的形式，教師能及時掌握學生的學習情況，對錯誤的地方加以糾正，對遺漏的關(guān)鍵點加以補充，在鞏固知識的同時，也可根據(jù)學生的學習進度調(diào)整下一步的教學計劃。重要的是，小組匯報的形式也避免了學生實驗中相互抄襲的現(xiàn)象。

2 PBL教學法在實驗類課程教學中的實踐

為了提高本科實驗類課程的教學效果，培養(yǎng)學生自主學習的能力，本教學團隊將PBL教學法引入2015-2016學年第1學期的《科研訓(xùn)練》中，主要面向我校信息工程專業(yè)2012級1班的33名學生，該課程屬于集中實踐環(huán)節(jié)，上課時間2周，每天6學時。下面將從問題設(shè)計、人員對象、學習實踐、總結(jié)考核四個方面介紹該實驗課的運行情況。

（1）問題設(shè)計

《科研訓(xùn)練》以科學研究過程為主線，旨在讓學生通過文獻查閱、閱讀翻譯、實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、論文寫作等環(huán)節(jié)，使其掌握從事科學研究的基本方法，提高學生的科研素養(yǎng)。本專業(yè)的學生之前已經(jīng)學過《高級程序設(shè)計語言基礎(chǔ)》、《信號處理算法的MATLAB仿真》、《數(shù)字圖像處理》等課程。因此，結(jié)合學生的專業(yè)方向，設(shè)計了若干關(guān)于圖像處理的題目，學生可以根據(jù)自己的興趣選擇其一，通過查閱資料，理解相關(guān)原理，并用C、C++或者MATLAB等語言編程實現(xiàn)，最后按論文的格式撰寫實驗報告。具體題目信息見表1。

表1 科研訓(xùn)練題目

（2）人員對象

科研訓(xùn)練的對象為信息工程專業(yè)大三的學生，共33人，按照學生意愿，自由組隊，每個小組由3名學生組成，并選舉1人擔任組長。選題之前，教師會簡要介紹這11個題目各自的背景和具體要求。然后由小組成員共同討論，根據(jù)興趣從中選擇一個，作為本小組的研究課題。接下來，確定小組中各成員的角色和分工，制定為期兩周的工作計劃，然后由組長督促大家按要求完成課程任務(wù)。

（3）學習實踐

學生確認選題后，必須通過多種方式查閱相關(guān)文獻和資料，在充分調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，最終確定自己的技術(shù)方案。在這一過程中，重點培養(yǎng)學生通過搜索引擎、教學網(wǎng)站、學校圖書館的電子資源等途徑收集信息的能力，同時也鍛煉學生從海量信息中快速提取有用信息的能力。學生小組討論后，形成本組的技術(shù)方案，并制作PPT，在當天課程結(jié)束前匯報，通過與教師和其他組同學討論，進一步完善技術(shù)方案。

接下來的每一天，各小組按照制定的工作計劃，推進課題研究。每天都要確定一個要解決的關(guān)鍵問題，然后通過上網(wǎng)找資料、小組討論、與教師討論等途徑解決問題，并制作PPT。在當天課程結(jié)束前一個半小時，以小組為單位匯報當天的工作進展，接受教師和其他組同學的提問。每天的任務(wù)是明確的，學生如何分工，通力協(xié)作，按計劃完成當天的任務(wù)是考察的重點之一。為了讓每個學生都有鍛煉的機會，每天的小組工作進展由各小組成員輪流匯報，一方面鍛煉學生的語言表達能力，另一方面也鍛煉學生制作PPT的能力。面對匯報過程中，同學們和教師的質(zhì)疑，匯報人要具備良好的心理素質(zhì)，冷靜地面對，積極地思考，才能完成整個匯報工作。這對學生來說，是畢業(yè)答辯和求職面試前的一次重要演練。

（4）總結(jié)考核

課程最后一天，由各小組制作PPT，總結(jié)匯報課題的完成情況。整個教學過程中，教師主要起到引導(dǎo)作用，而學生才是各個環(huán)節(jié)的主角。因此，也讓學生參與成績評定中。課程成績由教師評分和學生評分組成，其中教師評分占50%，主要從本組同學課題的完成質(zhì)量、協(xié)作程度、報告撰寫的規(guī)范程度等方面考核；學生評分占50%，取小組內(nèi)成員互評成績的平均分，學生主要依據(jù)個人在小組中的表現(xiàn)及貢獻打分。

通過最后小組匯報，教師對學生的最終成果進行驗收，11組同學都按要求完成了相關(guān)課題任務(wù)，其中一組同學超額完成任務(wù)，達到預(yù)期教學目標，并受到學生一致好評。

3 PBL教學法實施中遇到的問題

PBL教學法給實驗課教學注入了新的活力，在鍛煉學生綜合能力的同時，也在一定程度上提高了教學效果。但是作為一種新的教學模式，在實際運行中也遇到如下困難：

（1）PBL對教師的專業(yè)知識和實踐能力要求較高。問題的提出、分析和解決貫穿了整個PBL教學過程中，因此提出什么樣的問題，既符合教學內(nèi)容的要求，又能激發(fā)學生的學習興趣，對于PBL來說至關(guān)重要。只有教師具有扎實的理論基礎(chǔ)和豐富的實踐經(jīng)驗，才能提出有意義的實際問題，順利推動整個教學活動的開展。由于問題來源于實踐，其解決方案不止一個，在學生解決問題的過程中會出現(xiàn)各種各樣未知的情況，這要求教師具有較廣的知識面和較強的實踐能力。而高校的現(xiàn)狀是，教師往往具有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)，而缺乏相應(yīng)的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，導(dǎo)致教學中出現(xiàn)問題設(shè)計不合理，指導(dǎo)學生不到位等問題。

（2）PBL對學生的綜合素質(zhì)要求較高。傳統(tǒng)的實驗教學中，教師會告訴學生做什么和怎么做，經(jīng)過長期的學習，學生已經(jīng)習慣了這種“灌輸式”的教學方式。而PBL中，要求學生充分發(fā)揮自己的主觀能動性，主動學習，既要查閱相關(guān)資料，還要自己設(shè)計并實現(xiàn)解決方案，這對學生來說是一大挑戰(zhàn)。并且PBL中，將學生3-4人分為一組，以小組為單位開展討論與學習，每個學生在小組中有不同的分工和角色，要求他們共同協(xié)作才能完成任務(wù)，因此對學生的綜合素質(zhì)有更高要求。如何讓學生從被動學習轉(zhuǎn)為主動學習，這是PBL實施的難點所在。

4 結(jié)語

在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的過程中，將PBL教學法引入實驗課程中，通過教學方式、教學過程、教學內(nèi)容等方面的改革，激發(fā)了學生的學習興趣，調(diào)動了學生的主觀能動性，切實提高了學生的動手實踐能力、創(chuàng)新能力以及團隊協(xié)作能力。PBL在本科實驗課程教學中具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]Mansur D I,Kayastha S R,Makaju R,et al.Problem Based Learning in Medical Education[J].Kathmandu University Medical Journal,2014,10(4):78-82.

[2]Leppink J,Broers N J,Imbos T,et al.The Effect of Guidance in Problem-Based Learning of Statistics[J].The Journal of Experimental Education,2014,82(3):391-407.

[3]鄭娜,屈赟,張博.PBL模式在計算機實踐教學中的探討和應(yīng)用[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報(農(nóng)林教育版)農(nóng)林教育版，2013，15(2):102-105.

[4]李岳，蔡靖，宗一鳴等.PBL模式在工程有限元課程教學改革中的應(yīng)用[J].高等建筑教育，2017，26(2):144-147．

[5]杜麗堅，任勇任.基于PBL的碩士研究生實驗教學方法改革嘗試[J].南京醫(yī)科大學學報(社會科學版)，2012，12(3):222-226.

[6]袁海燕，葉樹江，宋成.基于問題的學習(PBL)大學數(shù)學教學模式改革探討[J].學理論，2016(2):207-208.

Practice of PBL in Undergraduate Experimental Course Teaching

LI Na，LIU Wei-hua，BI Ping
(School of Telecommunications and Information Engineering,Xi'an University of Posts and Telecommunications,Xi'an 710121)

In order to improve the teaching effect of undergraduate experiment course,introduces PBL teaching method into the teaching process.Takes the scientific research training as an example,introduces problem design,student profiles,learning practice and testing standard in details,analyzes and summarizes the teaching experience and insufficiency.

PBL；實驗教學；科研訓(xùn)練

西安郵電大學教學改革項目（No.JGB201502）

1007-1423（2017）28-0041-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.28.011

李娜（1981-），女，四川瀘州人，碩士研究生，講師，研究方向為運動目標跟蹤

劉衛(wèi)華（1977-），女，山東菏澤人，博士研究生，副教授，研究方向為高動態(tài)范圍圖像處理

畢萍（1981-），女，天津人，碩士研究生，講師，研究方向為超分辨圖像處理

2017-07-25

2017-09-30

Problem-Based Learning;Experimental Teaching;Scientific Research Training