程愛華 劉轉(zhuǎn)年

摘要：在問題推進(jìn)式 PBL 教學(xué)法的實(shí)踐過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對新的教學(xué)方式不適應(yīng)，因此采用循序漸進(jìn)的方式，并輔以教學(xué)App，使學(xué)生逐步適應(yīng)這種新的教學(xué)法，最后在課程設(shè)計(jì)階段使用完全PBL教學(xué)法，提高了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及終身學(xué)習(xí)的能力。該方法在《水污染控制工程》的教學(xué)實(shí)踐中成功應(yīng)用，取得了良好效果，為其他工科課程的教學(xué)提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法 循序漸進(jìn)式 教學(xué)App 工科 能力

中圖分類號：G642 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1009-5349（2020）17-0184-03

新工科的建設(shè)要求探索符合工程教育規(guī)律和時(shí)代特征的新的培養(yǎng)模式[1]。傳統(tǒng)的高等教育課堂教學(xué)采用教師講學(xué)生聽的教學(xué)方法，僅僅對知識進(jìn)行了講解，但對大學(xué)生各方面能力的提升作用不大，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前新工科建設(shè)的要求。PBL （ problem-based learning，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法）是以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，發(fā)展學(xué)生的綜合思考能力和解決實(shí)際問題能力為主的教學(xué)法[2]。PBL 教學(xué)法的關(guān)鍵是“提出問題—分析問題—解決問題”，基本特點(diǎn)是由師生共同組成的“學(xué)習(xí)共同體”一起經(jīng)歷“提出問題、分組討論、展示成果、多元評價(jià)和反思總結(jié)”這5個(gè)環(huán)節(jié)[3]。通過讓學(xué)生以小組合作的形式共同解決實(shí)際的復(fù)雜問題，探索實(shí)際問題背后的深層知識，提高學(xué)生解決問題、自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、綜合知識以及終身學(xué)習(xí)的能力[4]。

前期調(diào)研結(jié)果顯示，環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握和現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用與用人單位的實(shí)際要求有明顯差距，主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)授課法存在以下弊端：（1）知識面狹窄，不能及時(shí)了解環(huán)境工程專業(yè)的前沿問題。知識和信息都是從教師到學(xué)生的單向流動，學(xué)生沒有更多地去閱讀、思考和研究。（2）被動性學(xué)習(xí)，削減了學(xué)習(xí)的積極性和主動性。教學(xué)是一種單純的知識傳授，忽略了學(xué)生的興趣和好奇心，使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的主動性，喪失了探索未知領(lǐng)域的興趣。（3）學(xué)習(xí)效果差，應(yīng)試教育成了惡性循環(huán)。學(xué)生習(xí)慣了“填鴨式”的教學(xué)方法，學(xué)習(xí)缺乏興趣，課堂不專心聽講，課余時(shí)間不復(fù)習(xí)、不鉆研，臨考試希望教師劃出重點(diǎn)方便突擊復(fù)習(xí)通過考試。

因此，課題組近年來在環(huán)境工程專業(yè)《水污染控制工程》的教學(xué)中進(jìn)行了PBL教學(xué)法的嘗試，但根據(jù)反饋學(xué)生對PBL教學(xué)法不適應(yīng)。學(xué)生從小到大習(xí)慣了教師的“滿堂灌”，自學(xué)能力差，文獻(xiàn)檢索和溝通能力均較弱，無法按照PBL教學(xué)法要求完成教學(xué)任務(wù)。

本課題組擬采用循序漸進(jìn)的方式，通過教學(xué)環(huán)節(jié)中各種任務(wù)的設(shè)置逐步教會學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問題、分析問題;如何自我學(xué)習(xí);如何互相討論、團(tuán)隊(duì)合作;如何思考、反饋;即先學(xué)會PBL教學(xué)法中的各個(gè)環(huán)節(jié)，逐漸適應(yīng)PBL教學(xué)法，最終完整地應(yīng)用PBL教學(xué)法完成課程設(shè)計(jì)。在分析和總結(jié)以往循序漸進(jìn)式 PBL 教學(xué)法在《水污染控制工程》課堂上的應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)問題：（1）課堂時(shí)間有限，教學(xué)內(nèi)容僅限課本的基礎(chǔ)知識基本原理，學(xué)習(xí)的深度不夠;（2）課后師生、同學(xué)之間互動較少，遇到困難不能及時(shí)解決;（3）組間成果不能及時(shí)分享，導(dǎo)致部分內(nèi)容重復(fù)[5]。

教學(xué)App是利用智能手機(jī)的一種移動教學(xué)助手，這種輔助工具的應(yīng)用，可以有效地解決上述問題，進(jìn)行教學(xué)資源分享、互動交流和小組活動。教學(xué)App以班課為基礎(chǔ)，利用手機(jī)，實(shí)現(xiàn)課堂內(nèi)外的各種反饋和互動活動，例如推送學(xué)習(xí)資源（慕課、微課、PPT、鏈接、文獻(xiàn)等）、師生之間的教學(xué)互動（投票問卷、答疑討論）、學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度的跟蹤（未學(xué)習(xí)學(xué)生的提醒、學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)值的排名）、學(xué)習(xí)成績的評價(jià)（課堂點(diǎn)名、階段測試）等。教學(xué)App的學(xué)生端在手機(jī)上的運(yùn)行，突破學(xué)生學(xué)習(xí)空間和時(shí)間的限制，有利于學(xué)生利用碎片時(shí)間學(xué)習(xí)。

最終我們建立教學(xué)App輔助循序漸進(jìn)式PBL教學(xué)方法，該方法成功應(yīng)用于《水污染控制工程》的課堂教學(xué)中，取得了良好的效果，學(xué)生實(shí)現(xiàn)從“被動學(xué)習(xí)”到“主動學(xué)習(xí)”的轉(zhuǎn)變。全面培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、學(xué)習(xí)交流、解決問題、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新的能力。

一、教學(xué)實(shí)踐

1.循序漸進(jìn)式PBL教學(xué)

以《水污染控制工程》為例，在課堂教學(xué)中，采用逐級推進(jìn)策略，培養(yǎng)學(xué)生五大技能。例如，在課內(nèi)教學(xué)中加大對問題提出、問題背景、問題進(jìn)展分析的講解力度，使學(xué)生對所學(xué)知識構(gòu)建一個(gè)全局框架;結(jié)合現(xiàn)實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力;通過作業(yè)“就身邊的水污染問題，分析其原因、類型和危害”，教會學(xué)生識別問題、澄清問題、發(fā)掘問題;篇章復(fù)習(xí)依次采用教師講，自己復(fù)習(xí)，小組復(fù)習(xí)并講述的手段，教會學(xué)生總結(jié)問題、自我學(xué)習(xí)、互相討論，團(tuán)隊(duì)合作;課程大作業(yè)采用查閱翻譯最新英文文獻(xiàn)、完成課業(yè)小論文并答辯的形式，教會學(xué)生查閱文獻(xiàn)、寫作、交流，使學(xué)生掌握文獻(xiàn)查閱的方式，熟悉論文的結(jié)構(gòu)，了解學(xué)科的科研發(fā)展動態(tài)。通過期中考試綜合實(shí)際問題的解決，將知識點(diǎn)串聯(lián)起來，提高學(xué)生解決問題能力和綜合能力。消毒部分已在前期課程《環(huán)境微生物》中學(xué)過，因此布置學(xué)生查閱文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)消毒新技術(shù)，并撰寫小論文，培養(yǎng)學(xué)生科研論文寫作能力，知識的歸納及總結(jié)能力。問題單元涵蓋水污染控制工程課程的主要內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中循序漸進(jìn)的適應(yīng)PBL教學(xué)法，學(xué)生在解決問題的同時(shí)，達(dá)到知識吸收、轉(zhuǎn)化和遷移的目的。

最后，在課程設(shè)計(jì)中全面實(shí)行PBL教學(xué)法。《水污染控制工程》課程結(jié)束后配有課程設(shè)計(jì)，以往都是教師規(guī)定一個(gè)題目，改變設(shè)計(jì)條件，學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證型設(shè)計(jì)。對學(xué)生能力提高作用不大。此時(shí)，學(xué)生已學(xué)完所用知識點(diǎn)，并且熟悉PBL教學(xué)法各個(gè)環(huán)節(jié)，因此可采用完全PBL教學(xué)法。主要的實(shí)施方法包括：第一步，組建學(xué)習(xí)小組，3—5人一組，通過教學(xué)App自愿組合，小組內(nèi)部協(xié)商，分配任務(wù)。第二步，選題，針對實(shí)際廢水種類、危害，由小組成員提出、討論并確定需要解決的問題，師生多次討論，最終達(dá)成一致意見。第三步，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，分析某種實(shí)際廢水的產(chǎn)生、危害、水質(zhì)水量、處理方法，在教師的指導(dǎo)下，對比選擇明確處理工藝。第四步，自主探究，學(xué)生根據(jù)以往課堂學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合課內(nèi)外收集的信息，協(xié)作分工討論，重新建構(gòu)自己的知識體系，提出切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)及輔助設(shè)備的選型，完成平面設(shè)計(jì)和高程設(shè)計(jì)。為避免題目重復(fù)，每個(gè)組員的水質(zhì)水量都有所不同，因此污水處理工藝相同，組員間可以討論，互相學(xué)習(xí)。參數(shù)不同，每個(gè)組員獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)，每個(gè)人都完成了設(shè)計(jì)各個(gè)步驟的訓(xùn)練，既獨(dú)立又有合作，充分模擬了實(shí)際設(shè)計(jì)工作的情況，便于學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)新的工作。第五步，活動匯報(bào)，小組匯報(bào)設(shè)計(jì)成果，包括設(shè)計(jì)計(jì)算書和圖紙，實(shí)現(xiàn)資源共享。第六步，總結(jié)與評估。各小組對自己小組的學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)方法等進(jìn)行自評，對整個(gè)學(xué)習(xí)活動進(jìn)行總結(jié)和反思，評估學(xué)習(xí)效果。授課的教師團(tuán)隊(duì)成員和其他小組對匯報(bào)的小組或者某個(gè)成員在解決問題的過程中獲得的知識、掌握的技能進(jìn)行提問和評價(jià)，并給出成績。學(xué)生自評成績、小組互評成績以及教師對報(bào)告的評定成績各占一定比例，然后計(jì)算出每個(gè)小組中每個(gè)學(xué)生的成績作為課程設(shè)計(jì)的最終成績。完成一次完全PBL方式教學(xué)。

2.教學(xué)App互動

針對以往課程存在的問題，上課之初，就建立一個(gè)包含全體師生的班課群，除了方便課堂點(diǎn)名、開展課堂討論活動以外，在課堂時(shí)間以外的任何時(shí)間隨時(shí)開展以下內(nèi)容的互動：

上課前：上傳相關(guān)課程資料、微課等，方便學(xué)生自主預(yù)習(xí)，加深對重點(diǎn)問題、難點(diǎn)問題的理解;設(shè)置預(yù)習(xí)評價(jià)測試，學(xué)生可利用手機(jī)通過App平臺在限定時(shí)間內(nèi)完成課前預(yù)習(xí)評價(jià)測試，檢測學(xué)生個(gè)人的預(yù)習(xí)效果。一般為選擇題，題目內(nèi)容包括預(yù)習(xí)資料中所涉及基本概念、基本原理及其應(yīng)用。測試完成后提交結(jié)果，學(xué)生就可以從平臺上看到測試成績和班級中的排名。引導(dǎo)學(xué)生從“被動學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)習(xí)”。

課堂中：開展隨機(jī)選人、舉手、搶答等各種互動形式的提問，增強(qiáng)課堂學(xué)習(xí)的樂趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。針對教學(xué)過程中碰到任何問題，學(xué)生可通過“答疑討論”自主發(fā)言，教師可與其互動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

課后：教師利用教學(xué)App“測試”模塊推送給學(xué)生復(fù)習(xí)題，學(xué)生作答后，教師可完成對學(xué)生的一次形成性評價(jià)，不僅可以固化學(xué)生課堂上所學(xué)知識，同時(shí)給教師以反饋，及時(shí)對課程的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。課前預(yù)習(xí)、課中實(shí)施和課后鞏固階段，每個(gè)學(xué)生參與的各種活動，都在教學(xué)App上以經(jīng)驗(yàn)值的形式記錄，為最終評價(jià)提供依據(jù)，記錄學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的各種表現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注平時(shí)學(xué)習(xí)過程，加大平時(shí)成績比例，避免學(xué)生為了期末考試而突擊背重點(diǎn)從而引起評價(jià)不公平的問題。

完全PBL教學(xué)過程中：學(xué)生根據(jù)個(gè)人意愿，在教學(xué)App上自行分組;將制作好的 PPT 及相關(guān)感想在課前預(yù)先分享至教學(xué)App上，他人可對其進(jìn)行評價(jià)及提問;教師可進(jìn)行過程考核評價(jià)，及時(shí)給表現(xiàn)突出、學(xué)習(xí)效果好的學(xué)生好評，達(dá)到對教學(xué)過程調(diào)節(jié)和激勵(lì)其他同學(xué)的作用。

最后，教師還推送一些與課程相關(guān)的最新科研進(jìn)展，潛移默化中進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。教學(xué)App輔助循序漸進(jìn)式PBL教學(xué)法有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，強(qiáng)化了師生間的互動，提高了教學(xué)效果。

二、教學(xué)評價(jià)

1.教師評價(jià)

循序漸進(jìn)式PBL教學(xué)體現(xiàn)“回歸工程實(shí)踐”的工程教育理念。通過《水污染控制課程》的學(xué)習(xí)，學(xué)生逐步掌握了PBL教學(xué)法的各要點(diǎn)，并應(yīng)用PBL教學(xué)法完成課程設(shè)計(jì)的全部內(nèi)容。通過自主學(xué)習(xí)、經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)、基于活動的學(xué)習(xí)、基于團(tuán)隊(duì)的學(xué)習(xí)和案例學(xué)習(xí)等，培養(yǎng)了學(xué)生未來工程實(shí)踐所需要的一些能力;學(xué)生可以將課堂上的理論知識和實(shí)踐中的工程能力有機(jī)結(jié)合，通過問題的學(xué)習(xí)融合兩類內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生交流溝通、團(tuán)隊(duì)合作、方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施的能力。這些都是工程實(shí)踐對工程師的基本要求。因此，循序漸進(jìn)式PBL教學(xué)方法對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、全面提高學(xué)生各方面的能力起著積極的作用。

此外，通過教學(xué)App的輔助，課內(nèi)和課外互動非?；钴S。我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生就課堂問題查找的文獻(xiàn)更新、更準(zhǔn)確、更有權(quán)威性，組間相關(guān)內(nèi)容的重復(fù)性基本消除;知識點(diǎn)的掌握更深入、更全面;課堂頭腦風(fēng)暴更激烈，就某一問題討論的更有深度和廣度;制作的PPT 簡潔大方、條理清楚、圖文并茂，更具實(shí)用性和觀賞性。

2.學(xué)生評價(jià)

課程結(jié)束時(shí)，我們對學(xué)生進(jìn)行了匿名式的問卷調(diào)查，發(fā)放調(diào)查問卷 90份，回收 90 份，其中，93.5% 的學(xué)生認(rèn)為這種課程模式比傳統(tǒng)教學(xué)能夠?qū)W到更多知識，87.6%的學(xué)生認(rèn)為這種課程模式更能提高其發(fā)現(xiàn)問題的能力和解決問題的能力。91.8%的學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中遇到瓶頸時(shí)，通過自我學(xué)習(xí)解決問題。82.6%的同學(xué)認(rèn)為通過這種課程模式加強(qiáng)了和同學(xué)之間的交流、合作提高了團(tuán)隊(duì)合作意識。85.4%的同學(xué)認(rèn)為通過這種課程模式下的PPT演示和答辯環(huán)節(jié)提高了表達(dá)能力。82.3%的同學(xué)認(rèn)為這種課程模式還增加學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，但能夠承擔(dān)得起。7.3%的同學(xué)認(rèn)為這種課程模式比傳統(tǒng)模式輕松。

除了對以上客觀選項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)，我們還整理了調(diào)查問卷中學(xué)生等這種教學(xué)模式的一些感想，同學(xué)們大多認(rèn)為通過這種課程模式拓寬了知識面，增強(qiáng)了自信，提高了能力。表明學(xué)生對教學(xué)App輔助循序漸進(jìn)式PBL教學(xué)法這種形式的認(rèn)可。

三、結(jié)語

循序漸進(jìn)式PBL教學(xué)法幫助學(xué)生逐步適應(yīng)PBL教學(xué)模式，并輔以教學(xué)App強(qiáng)化互動，突破了傳統(tǒng)以教師教為主學(xué)生學(xué)習(xí)為輔的教學(xué)模式，突出了學(xué)生的主體地位，促進(jìn)學(xué)生變“被動學(xué)習(xí)”為“主動學(xué)習(xí)”，提高了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及終身學(xué)習(xí)的能力，真正使學(xué)生適應(yīng)了當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展和需求。值得在工科教學(xué)中推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]李璐，肖南，解新安，等.PBL/翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)在生物工程專業(yè)“化工原理”課程中的應(yīng)用探索[EB/OL].（2020-06-23）[2020--8-09].https：// doi.org/ 10.13345/ j.cjb.190594.

[2]Wijnia A.，S.M.M.Loyens，E.Derous.Investigating Effects of Problem-based Versus Lecture-based Learning Environments on Student Motivation[J].Contemporary Educational Psychology，2011，36（2）：101-113.

[3]劉華鼐，葉勇.基于OBE理念在制藥工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施PBL教學(xué)法[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（10）：40-45.

[4]鐘劉潔，陳燕.美國大學(xué)化學(xué)PBL教學(xué)課例研究[J].化學(xué)教育（中英文），2019，40（16）：84-88.

[5]劉小美，方肇勤，宋菊敏，等.微信輔助《中醫(yī)學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》PBL教學(xué)的實(shí)踐與評價(jià)[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥，2017，28（2）：474-476.

責(zé)任編輯：劉健