武心嘉，戚曉明，潘爭(zhēng)偉，楊 蘭，汪艷芳

（蚌埠學(xué)院 機(jī)械與車輛工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233030）

2018年9月教育部印發(fā)了《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科，實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見》，提出著力提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，推廣實(shí)施案例教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)等研究性教學(xué)方法，注重綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練。隨后教育部又印發(fā)通知，要求全面梳理各門課程的教學(xué)內(nèi)容，淘汰“水課”、打造“金課”［1］，合理提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度，切實(shí)提高課程教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)一步明確了實(shí)施本科教育創(chuàng)新計(jì)劃的指導(dǎo)思想和主要任務(wù)。

PBL教學(xué)法是一套設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境的完整方法，是以問(wèn)題為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，源于醫(yī)學(xué)專業(yè)［2］，目前已成為國(guó)際上較流行的一種教學(xué)方法，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了可行的培養(yǎng)模式。有資料表明，國(guó)內(nèi)已有高校將PBL教學(xué)法應(yīng)用于有限元分析［3］、機(jī)電一體化［4］、工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法學(xué)［5］、環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)［6］等工科本科生的課程教學(xué)中，同時(shí)也有將PBL教學(xué)法運(yùn)用到工程類研究生課程中的案例［7］。這些實(shí)踐已取得良好的教學(xué)效果，PBL教學(xué)法能培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)造能力及團(tuán)隊(duì)合作等綜合能力，有助于學(xué)生把學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得的專業(yè)技能運(yùn)用于未來(lái)的工作實(shí)踐中。雖然PBL教學(xué)法在工科教學(xué)中的使用越來(lái)越多，但是目前在水利類專業(yè)中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段。根據(jù)應(yīng)用型本科院校水利工程施工課程設(shè)置的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，探索PBL教學(xué)法在水利工程施工課程中的實(shí)施過(guò)程和效果，為其他院校提供理論支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

一、“水利工程施工”課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

“水利工程施工”是水利水電工程專業(yè)的主干課程，在專業(yè)培養(yǎng)方案中占有重要地位，具有實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的特征，是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程。其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握各種水工建筑物的施工方法、施工技術(shù)和施工組織等基本專業(yè)技能，以及解決水利工程施工技術(shù)問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力［8］。該課程涉及知識(shí)面較廣，教學(xué)知識(shí)點(diǎn)較多，包括水工建筑物、水電站等很多專業(yè)課程，并涉及到大量有關(guān)水利工程施工規(guī)程規(guī)范、法令法規(guī)的運(yùn)用。因此教學(xué)要求學(xué)生不僅需要掌握綜合專業(yè)知識(shí)，還要掌握多種行業(yè)規(guī)范，其學(xué)習(xí)量較大。

“水利工程施工”課程傳統(tǒng)教學(xué)以“老師講、學(xué)生聽”的方式，學(xué)生并未主動(dòng)參與到教學(xué)全過(guò)程中［9］。在“填鴨式”教學(xué)模式中，學(xué)生主要是被動(dòng)吸收知識(shí)，雖然能較快地掌握課程整體知識(shí)結(jié)構(gòu)并從教師那里直接獲得具體知識(shí)點(diǎn)，但難以體會(huì)到學(xué)習(xí)能解決的實(shí)際問(wèn)題，導(dǎo)致基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

根據(jù)培養(yǎng)方案要求，生產(chǎn)實(shí)習(xí)應(yīng)安排在“水利工程施工”課程結(jié)束之后進(jìn)行，即學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程前并沒(méi)有深入到水利工程第一線的機(jī)會(huì)。雖在二年級(jí)會(huì)給學(xué)生安排認(rèn)知實(shí)習(xí)，但由于學(xué)時(shí)有限，學(xué)生對(duì)實(shí)際工程認(rèn)知并不深刻，導(dǎo)致學(xué)生在聽課過(guò)程中容易產(chǎn)生空洞感，難以理解教師所講授的內(nèi)容。即使有課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，與實(shí)際工程仍有較大差距，并不能增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，難以真正培養(yǎng)工程思維。

二、PBL教學(xué)法利弊分析

PBL教學(xué)法的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，學(xué)生在課堂上由被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。相對(duì)于傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式，PBL教學(xué)法有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加了學(xué)生主動(dòng)探索和思考問(wèn)題的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新性思維。PBL教學(xué)全過(guò)程都以學(xué)生為主體，教師主要起到引導(dǎo)和輔助作用。學(xué)生在課堂討論中可以充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，彼此交流自己的觀點(diǎn)和想法，在獲得信息的同時(shí)拓展思路［10］。

PBL教學(xué)法優(yōu)點(diǎn)是：（1）由問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性提高。每小組學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師提供的項(xiàng)目不斷去探索和發(fā)現(xiàn)，帶著問(wèn)題去看教材、翻規(guī)范、查資料、搜文獻(xiàn)，再共同討論處理所獲得的知識(shí)，在這樣不斷發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的過(guò)程中，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，并加深對(duì)知識(shí)的印象，大大提高學(xué)習(xí)效果。（2）鍛煉解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)際工程案例設(shè)計(jì)項(xiàng)目，把學(xué)習(xí)置于復(fù)雜有意義的問(wèn)題情景中，從而輔助學(xué)生在探索過(guò)程中學(xué)習(xí)分析和解決問(wèn)題的能力，掌握實(shí)際工程的相關(guān)概念和技能。（3）激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。教師不再是唯一的知識(shí)庫(kù)，而是在以學(xué)生為中心設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中，扮演的啟發(fā)者和協(xié)助者，引導(dǎo)學(xué)生接觸學(xué)科前沿的知識(shí)和問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神。（4）培養(yǎng)良好的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。小組成員互相交流，協(xié)同合作，整理匯報(bào)結(jié)果，可以鍛煉綜合能力，提高團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

PBL教學(xué)法的學(xué)習(xí)難度相對(duì)較高。學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體需要有一定的理論基礎(chǔ)，并需投入較多的精力和時(shí)間去思考。因此，PBL教學(xué)適宜在理論課講完基礎(chǔ)內(nèi)容之后再進(jìn)行，可安排在教學(xué)周的最后兩周，每周完成2次小組討論。

三、PBL教學(xué)應(yīng)用案例

（一）工程項(xiàng)目案例

關(guān)于施工導(dǎo)流模塊內(nèi)容，以某山區(qū)河流的水利樞紐施工過(guò)程為案例，設(shè)計(jì)工程的背景資料，如表1。

表1 工程特性表

（二）教學(xué)準(zhǔn)備階段

為了讓學(xué)生對(duì)PBL教學(xué)有較好的了解和適應(yīng)，教師在項(xiàng)目前階段先向?qū)W生詳細(xì)介紹水利工程施工PBL教學(xué)法的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，讓他們對(duì)新模式下師生角色的轉(zhuǎn)變有所準(zhǔn)備。然后教師將打印好的工程項(xiàng)目背景資料發(fā)給學(xué)生，并隨機(jī)把學(xué)生分成若干小組（每組10人左右），各有一位教師輔導(dǎo)，分組進(jìn)行討論研究。

（三）教學(xué)實(shí)施階段

根據(jù)PBL教學(xué)法應(yīng)用的基本步驟，結(jié)合“水利工程施工”課程特點(diǎn)，提出水利工程施工PBL教學(xué)法的實(shí)施步驟，如圖1所示。

圖1 水利工程施工PBL實(shí)施模型

第一次討論課，學(xué)生會(huì)提出很多問(wèn)題和猜想，指導(dǎo)教師需要適時(shí)加以引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣去尋找并識(shí)別相關(guān)問(wèn)題，在拓寬學(xué)生思路的同時(shí)，又要留下足夠的空間，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。初步討論問(wèn)題后，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多需要填補(bǔ)的知識(shí)空白以及一些需要論證的想法，從而確定下一步自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容。最后總結(jié)待解決的問(wèn)題和解決思路，由記錄員整理該次討論課的成果，并布置課下任務(wù)。

第二次討論課中，學(xué)生分別對(duì)自己查閱的資料及其關(guān)注的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行闡述，以實(shí)現(xiàn)小組成員之間的信息互補(bǔ)與更正［11］；同時(shí)，將在查閱資料過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題與其他同學(xué)討論，辯證的理解其他成員的觀點(diǎn)和方案，匯聚整合出新信息。在隨后的自主學(xué)習(xí)和小組討論中，學(xué)生再次經(jīng)歷交流—啟發(fā)—批判的過(guò)程，將新獲得的知識(shí)融會(huì)貫通成較合理的現(xiàn)象解釋或較可行的問(wèn)題解決方案。隨著討論的深入，學(xué)生可能會(huì)發(fā)現(xiàn)以前沒(méi)關(guān)注的新問(wèn)題，遂進(jìn)一步尋找答案和解決方法。在深入分析的過(guò)程中，學(xué)生對(duì)涉及到水利工程施工的其他幾門學(xué)科以及相關(guān)行業(yè)規(guī)范都有了進(jìn)一步了解，把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

第三次討論課，學(xué)生合作確定該工程施工中存在的問(wèn)題和解決的方案。在此過(guò)程中，指導(dǎo)教師鼓勵(lì)學(xué)生從多方面解答問(wèn)題，并與所學(xué)的理論知識(shí)結(jié)合起來(lái)，分析學(xué)生給出結(jié)論的正確和不足之處，以便加深理論知識(shí)的理解與掌握，使問(wèn)題的解決方案更趨于完善，最終建構(gòu)小組的理論和解決方案。相比于傳統(tǒng)教學(xué)法，這種以工程案例形式的PBL教學(xué)法讓學(xué)生更貼近實(shí)際工程情況，通過(guò)提出問(wèn)題，有針對(duì)性的講授理論知識(shí)，有助于加深學(xué)生對(duì)于水利水電工程中各種工程技術(shù)、項(xiàng)目施工管理及相關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)的了解，鍛煉了工程思維能力，與實(shí)際工況結(jié)合更緊密，有利于應(yīng)用到今后的工程實(shí)踐中。

（四）教學(xué)評(píng)價(jià)階段

每個(gè)小組派出代表，以PPT形式就各自在案例中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及解決的方案進(jìn)行不少于15分鐘的匯報(bào)，同時(shí)接受其他小組的提問(wèn)。在PBL教學(xué)結(jié)束后，向?qū)W生了解這種教學(xué)方法的適應(yīng)情況，根據(jù)學(xué)生的反饋意見，適當(dāng)調(diào)整以后的教學(xué)方案。

四、結(jié)語(yǔ)

PBL教學(xué)法在“水利工程施工”課程中的應(yīng)用，能夠鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，是打造“金課”的有效教學(xué)方法。通過(guò)不斷的提出和解決實(shí)際工程問(wèn)題，學(xué)生們?cè)谥笇?dǎo)教師協(xié)助下，不僅能更好的掌握本課程的基礎(chǔ)知識(shí)，還能有機(jī)整合其他專業(yè)課的知識(shí)結(jié)構(gòu)，真正做到學(xué)以致用。這種將PBL教學(xué)法加入到傳統(tǒng)教學(xué)中的新型教學(xué)模式，可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的綜合能力，有利于推動(dòng)本科教學(xué)改革，對(duì)學(xué)科發(fā)展起到促進(jìn)作用。