郭小平+曹占義

摘要：為了提升材料科學(xué)與工程領(lǐng)域?qū)W生創(chuàng)新能力培養(yǎng)效率，將PBL教學(xué)模式引入課內(nèi)外教學(xué)過程，并從道法術(shù)三個層面上定義了該領(lǐng)域中PBL教學(xué)模式中的核心理念。經(jīng)過三年在汽車新材料課程教學(xué)實踐中的不斷完善，形成了學(xué)生自主學(xué)習和教師輔助教學(xué)兩個積極性的和諧統(tǒng)一局面，有力提升了學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)模式；課堂教學(xué)；自主學(xué)習；汽車新材料

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）03-0189-02

一、引言

基于問題的學(xué)習（Problem-based Learning，PBL）模式創(chuàng)立于上世紀60年代的國外醫(yī)藥學(xué)院，之后便不斷擴展領(lǐng)域和地域，形成了各學(xué)科普遍采用的教學(xué)模式。目前，PBL已經(jīng)成為各級各類學(xué)校研究性學(xué)習中的一種積極、有效的教與學(xué)的策略與手段。但PBL的有效使用，需要師生從傳統(tǒng)的教學(xué)模式中轉(zhuǎn)換出來，教師和學(xué)生要具備與之相適應(yīng)的觀念和行為以及恰當?shù)脑u估方式。本文從道法術(shù)三個層面上定義了該領(lǐng)域中PBL教學(xué)模式中的核心理念，并報告了采用PBL教學(xué)方式進行汽車新材料課程教學(xué)的實踐體會。

二、材料領(lǐng)域PBL教學(xué)的道法術(shù)

1.材料科學(xué)領(lǐng)域中PBL教學(xué)之道。此處我們所稱之“道”是中國古代哲學(xué)的重要范疇，界定在老子哲學(xué)所指宇宙的本原和普遍規(guī)律范疇之內(nèi)。我們認為：學(xué)習過程既是知識積累的過程，也是世界觀形成和行為規(guī)范的過程。從這個意義上說，我們非常有必要建立和向受教育者傳達一個明晰教學(xué)思想之道，知識對象之道（即教學(xué)內(nèi)容背后所包含的終極本質(zhì)規(guī)律）。PBL作為研究性學(xué)習的有效模式之一，具有研究性學(xué)習的基本特征，即：學(xué)生在教師指導(dǎo)下，從學(xué)習和社會生活中選擇研究專題，主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習獲得。由此可以看出，PBL教學(xué)之道是學(xué)生主動自愿，興趣和使命使然的自主學(xué)習過程。這一過程承擔著追尋學(xué)習的真正意義，喚回在傳統(tǒng)學(xué)習文化的泛濫中悄然隱退的學(xué)習者的自我尊嚴和意愿。從PBL教學(xué)之道出發(fā)，我們直接就可以看到，材料科學(xué)與工程領(lǐng)域PBL教學(xué)是志同道合者共同完成的一個過程。這個過程中，學(xué)生是主動者，他們想要并且著手開始主動學(xué)習；教師和教學(xué)管理者是學(xué)生的輔助。教師為PBL學(xué)習準備了前人已經(jīng)涉及的問題案例，準備了該領(lǐng)域內(nèi)解決問題初步思路，以及試驗技能和研究裝備等軟硬件條件。當然，作為獨立個體的某位教師只能提供和自己閱歷和知識結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的軟硬件條件。我們不能要求，當然客觀上也做不到，一位教師應(yīng)對所有學(xué)生的PBL教學(xué)需求。教學(xué)管理者或班級導(dǎo)師的責任是準確理解學(xué)生的需求，并將他引薦到適合他的導(dǎo)師面前。我們選擇汽車新材料課程作為首批嘗試課程，首要原因在于新材料領(lǐng)域中存在非常多的未知數(shù)，具備初步知識的學(xué)生可以給出個性化的材料選擇，這些選擇的優(yōu)劣判斷評估需要進行辯論、綜合分析，不同條件下可能得出完全不同的結(jié)論。學(xué)生研究起來很有挑戰(zhàn)性，容易形成活躍的教學(xué)過程，真正起到鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的目的。其次，我們地處長春這樣一個汽車城之中，汽車材料領(lǐng)域是我們專業(yè)最鄰近、實習實驗條件最好的領(lǐng)域。學(xué)生在已經(jīng)完成的教學(xué)環(huán)節(jié)中積累了大量的感性知識，具有一觸即發(fā)的能力積淀。

2.材料科學(xué)領(lǐng)域中PBL教學(xué)之法。此處我們所稱之“法”是指規(guī)則、方法和途徑。為了保證PBL教學(xué)過程的高效有序進行，必須制定相應(yīng)的教學(xué)之法。此法統(tǒng)領(lǐng)學(xué)生、教師和管理部門，此法嚴格規(guī)定了從選課開始，到課堂教學(xué)、課題選定、課內(nèi)外學(xué)習活動、學(xué)習效果評估和成績認定全過程中每個教學(xué)角色的目標、任務(wù)和行為準則，形成了規(guī)范的教學(xué)管理文件。材料科學(xué)與工程之法就是能量規(guī)則、經(jīng)濟性規(guī)則和社會性規(guī)則。能量規(guī)則是自然科學(xué)原則，包括熱力學(xué)、動力學(xué)的所有定律，反映材料自發(fā)演變規(guī)則；經(jīng)濟性規(guī)則包括材料生產(chǎn)、運行和消亡全過程中的經(jīng)濟成本，反映管理過程對材料的選擇準則；社會性規(guī)則包括環(huán)境保護、自然資源利用和社會公德的遵循，反映人類社會對材料認可標準。上述規(guī)則中，能量規(guī)則主要是科學(xué)問題，經(jīng)濟性規(guī)則主要是工程問題，社會性規(guī)則是工程問題在社會問題中的表現(xiàn)形式。（1）汽車新材料課程學(xué)生選課和選題。金屬材料工程專業(yè)4年級的學(xué)生可以選汽車新材料課。選課學(xué)生在第一次上課時簽到確認參與PBL教學(xué)過程，并在任課教師和導(dǎo)師的預(yù)選領(lǐng)域中選定研究問題。獨立承擔或參與一個小組的研究性學(xué)習活動，并制訂和實施完成全部計劃。承諾參與的任課教師和導(dǎo)師就預(yù)定研究問題進行課題教學(xué)討論、課外調(diào)研等活動，完成角色規(guī)定任務(wù)。（2）汽車新材料課程教師工作職責。為PBL學(xué)習準備了問題案例，并指導(dǎo)學(xué)生選擇。為選課學(xué)生講授該領(lǐng)域內(nèi)的基礎(chǔ)知識、試驗技能，并引導(dǎo)學(xué)生完成研究性學(xué)習過程。指導(dǎo)選課學(xué)生聯(lián)系必要的調(diào)研場所，申請研究實驗裝備等軟硬件條件。評估每個學(xué)生的學(xué)習效果，進行督促檢查和成績評定。（3）汽車新材料課程教務(wù)管理工作職責。從學(xué)生入學(xué)開始，就陸續(xù)向?qū)W生宣傳課程情況和前后續(xù)課程關(guān)系，指導(dǎo)學(xué)生選課和選擇指導(dǎo)教師；完成教學(xué)過程監(jiān)控和學(xué)籍、成績管理。

3.材料科學(xué)領(lǐng)域中PBL教學(xué)之術(shù)。此處我們所稱之“術(shù)”是PBL教學(xué)過程的實施技巧，是規(guī)則之下可以靈活變通的部分。包括喚起學(xué)生興趣的鼓動之術(shù)；幫助學(xué)生克服懈怠情緒的激勵之術(shù)；幫助學(xué)生獲得信息的交往調(diào)研之術(shù)和獲得實驗數(shù)據(jù)的研究之術(shù)；等等。（1）就業(yè)市場需求導(dǎo)向下的問題設(shè)計。作為PBL教學(xué)的最基礎(chǔ)資料，案例問題的來源有導(dǎo)師的預(yù)設(shè)和學(xué)生的發(fā)現(xiàn)。在課程教學(xué)開始階段，以任課教師的預(yù)先設(shè)置項目占主導(dǎo)。每年的教學(xué)中都會遇到一些學(xué)生的簽約工作和PBL教學(xué)內(nèi)容相似或相近的情況，這些同學(xué)都主動成為了教學(xué)過程的積極份子和小組骨干。還有些同學(xué)已經(jīng)被確定為免試研究生，未來的研究領(lǐng)域也大致確定，我們會指導(dǎo)他們自己尋找科學(xué)熱點問題，進行系統(tǒng)的資料整理和試驗研究，學(xué)生的收獲也非常大。對于不在上述兩類、沒有直接目標的同學(xué)，我們向?qū)W生宣傳PBL課程教學(xué)和能力形成的關(guān)系，指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自我，設(shè)計未來職業(yè)和選擇PBL學(xué)習研究課題中的問題。（2）提綱挈領(lǐng)的導(dǎo)師課堂授課模式。作為PBL教學(xué)的教師，必須改革課堂教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容。在課程開始要高度概括，講清目的意義，課程進行中要結(jié)合學(xué)生工作情況反饋，調(diào)整指導(dǎo)內(nèi)容，保證教好學(xué)生的基本技能，為受教育者的學(xué)習過程保駕護航。從這個意義上說，導(dǎo)師的課堂教學(xué)必須做到課內(nèi)外結(jié)合，理論和實踐結(jié)合。（3）靈活多樣的小組協(xié)作學(xué)習模式。PBL教學(xué)的題目大小不同，難易程度差別很大。我們沒必要刻意追求各課題之間的工作量平衡，就把問題的原始狀態(tài)交給學(xué)生，讓他們組織不同的小組，優(yōu)勢互補、能力協(xié)調(diào)。實踐表明，此時每個同學(xué)的積極性都高，大家都不計較工作量的多少。

三、結(jié)論

從上述分析中可以看出，“道”為核心，“法”為主體，“術(shù)”為外圍支撐。重要程度由前到后遞減，廣泛程度由前到后擴大。從科學(xué)研究工作，或者提出問題和解決問題的順序來說，必然是首先提出問題，然后開始尋找解決問題的途徑和辦法，最后才能動手解決問題。從人的認識形成規(guī)律出發(fā)，教學(xué)順序與上述重要程度順序正好相反，是從“術(shù)”到“法”，最后到“道”。從“術(shù)”到“道”的教學(xué)過程完成情況決定于教和學(xué)兩方面的配合。越接近于“道”，越接近真理，越需要學(xué)習者的主動性。即：成敗決定于學(xué)的程度，教是作為學(xué)的支撐體系出現(xiàn)在這個教學(xué)系統(tǒng)工程中的。這也是材料教學(xué)適宜采用PBL的主要原因。從PBL教學(xué)規(guī)律和科研能力訓(xùn)練的角度來說，本科階段的任務(wù)是學(xué)習常識和本學(xué)科基本知識，掌握動手做實驗的能力；碩士階段是學(xué)習研究思路和本學(xué)科新興知識，掌握實驗設(shè)計能力；博士階段是建立自己的研究思路，培養(yǎng)和提高發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力。我們在汽車新材料課程的教學(xué)工作中，面對的是四年級的學(xué)生，其中優(yōu)秀者可以要求他們做出碩士生的成績，特別優(yōu)秀者可以激發(fā)他們的博士水平愿景。大部分中等水平的學(xué)生也能夠完成基本能力訓(xùn)練，畢業(yè)后直接到企業(yè)工作，投入到社會當中。

參考文獻：

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[2]洪榮昭.PBL教學(xué)策略[J].技術(shù)及職業(yè)教育雙月刊，2002，（61）：10-12.endprint