張耀鴻

（國防科技大學系統(tǒng)工程學院 湖南·長沙 410073）

0 引言

PBL 教學方法是在教師的指導下，以學生為主體，圍繞共同的問題，使用輔助工具，自主展開學習的研究型教學模式。該方法可以充分調動學生的主觀能動性，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實用技能，在多個學科領域得到了廣泛應用。

PBL 教學方法一般包括問題定義、數(shù)據收集、合作研究、分析評估等環(huán)節(jié)。[1-2]問題定義由教師來完成，包括提出相關問題，設計問題情景，提供相關的學習資源。數(shù)據收集、合作研究由學生自主完成，在此過程中，教師起引導作用。分析評估環(huán)節(jié)根據學員提出的結論，由教師進行點評。PBL 教學方法與具體課程相結合，又有不同的實施方式。文獻[3]介紹了PBL 教學方法在機器人教學中的應用研究，通過依托實驗室教學環(huán)境，讓學生自主完成資料檢索、理論分析、項目設計、匯報展示等工作，完成課程相關項目；文獻[4]介紹了PBL教學方法與思維導圖相結合，在“熱力學基礎”課程教學中進行了應用；文獻[5]研究了PBL教學設計的要素、各教學階段設計要點及關鍵問題。

PBL 教學是以問題為主導，實踐手段為支持的教學模式，其中問題設計和實踐手段是影響PBL 教學質量的重要因素。對工程技術領域的很多課程而言，問題設計需要面向實際問題，又需要結合具體課程教學目標和教學內容，分析和解決問題需要有定量化手段支持。

通過教學工作與科研項目的深度融合，實現(xiàn)科研成果對教學工作的有力支持，是提高PBL 教學效果的有效途徑。

1 科研項目對PBL 教學的作用分析

1.1 問題定義

問題定義位于PBL 教學工作的前端，往往是教師根據課程教學的需要，設計相關案例，設置背景條件。問題的難度必須適中，既能貼近課程教學目標，反映實際問題的本質特征，又能提高學生的學習興趣?？蒲许椖客鶃碓从趯嶋H問題，有著堅實的理論和應用基礎，提供了問題定義的良好素材。

1.2 自主學習

對工程技術領域的課程而言，學生在查詢相關資料，收集相關素材后，往往需要進行分析、設計、建模和仿真等工作，工作的開展依賴于相關的數(shù)據、模型、論文和工具等資源。科研項目成果往往提供了這些資源，從而對學生的自主學習提供了有效的支持，使得學生把主要精力集中在問題的解決上。同時，科研項目的研究過程也對學生自主學習中的組織、分工和技術路線提供了指導，便于教師掌控學生的學習進度和關鍵節(jié)點，確保自主學習的有序開展。

1.3 總結評估

分析評估是檢驗學生學習質量的重要環(huán)節(jié)?？蒲许椖繛樵u估學生質量提供了有效的驗證手段。通過學生的研究結果與實際工程研究結論的對比，來判斷學生對課程內容的掌握情況。

2 基于科研項目的PBL 教學過程

科研項目成果應用于課程教學時，面臨一些問題：

2.1 知識結構

科研項目的參與人員往往是研究生，具備學科領域的基本知識，科研項目研究成果往往具有一定的前瞻性，對本科教學，特別是低年級學生，實施起來具有一定的難度。

2.2 知識覆蓋面

科研項目成果往往是對某領域的深化和應用研究，與具體課程的教學目標和內容存在較大的偏差，難以形成對教學任務的有效支持。

圖1 基于科研項目的PBL 教學過程

2.3 能力水平

工程項目往往包括很多實踐分析的內容，這就需要學生具備相應的實踐技能。實踐技能的培養(yǎng)是一個長期的過程，在教學中應用項目研究成果時，也會帶來相應的困難。

因此，將科研項目應用于PBL教學過程，并不是直接照搬，而是要服務于課程建設需要，需要對項目研究成果進行梳理、整合、裁剪和改造。主要過程如圖1。

（1）課程知識點梳理。在深入分析課程教學目標，教學內容的基礎上，梳理學生需要掌握知識點和應該達到的能力水平。

（2）科研項目選擇。根據教學需要選擇合適的科研項目，并進行匹配度分析。匹配度分析包括知識匹配度、能力匹配度、資源匹配度、復雜匹配度等方面。知識匹配度描述科研項目研究成果覆蓋課程教學知識點的情況；能力匹配度描述科研項目研究對學生查閱文獻、分析問題、解決問題等技能的提高情況；資源匹配度描述科研項目為教學提供的數(shù)據、模型、算法等資源的支持程度；復雜匹配度描述在學生已有知識和能力的情況下，能夠自主完成教學任務的難度。匹配度較高的科研項目更適用于PBL 教學。

（3）問題定義。將科研項目中的具體問題轉化為PBL 教學中的教學問題。由于實際工程項目往往比較復雜，不適宜于相對較短的教學周期。因此，必須對科研項目的具體問題進行簡化處理，保留其中的關鍵因素。

（4）合作研究。學生在教師的引導下，自主展開合作研究。包括查閱資料、方案設計、判斷分析、形成結論等環(huán)節(jié)。其中，科研項目提供了研究的重要資源，對合作研究提供了有力支持。但實際項目的研究成果往往較為復雜，需要學生預先掌握必要的知識和能力，有足夠的背景鋪墊，而這些往往不是課程教學的重點，會導致主次不分，影響課程教學質量。因此，必須對研究成果進行適應性改造，對研究內容進行裁剪，屏蔽與課堂教學任務關聯(lián)較弱的細節(jié)，集中到課堂教學的教學目標和教學內容上。同時，科研項目的具體科研內容和組織形式也可以用于指導學生建立分組、分配組內角色。

（5）總結評估?？蒲许椖康难芯拷Y論有助于建立對PBL教學評估的評估準則，使得評估結論更為客觀。

（6）過程管理。PBL 教學由于是學生自主合作研究模式，過程管理尤為重要，特別要防止部分學生只掛名而不參與研究的情況。在PBL 教學中，可以通過個人評估的手段，通過建立評估準則，收集個人參與研究數(shù)據，對數(shù)據進行統(tǒng)計分析來進行評估。[6]

3 課程應用研究

“一體化聯(lián)合作戰(zhàn)導論”是我校的一門軍事基礎課程，需要學生掌握聯(lián)合作戰(zhàn)概念、作戰(zhàn)組織、作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)流程、作戰(zhàn)行動和作戰(zhàn)系統(tǒng)的基礎知識，理解現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的體系對抗的作戰(zhàn)理念。課程知識點較多，但每部分內容的深度較淺。

為了更好地提高課程教學效果，我們選擇某防空作戰(zhàn)的科研項目，以其中的防空體系構建作為研究問題，實施PBL教學?？蒲许椖恐幸呀涢_發(fā)了組件化的建模仿真環(huán)境，該環(huán)境的特點是在組件化模型庫的支持下，用戶通過對模型的拼裝組合，快速構建仿真工程，開展仿真分析。

在該科研項目的支持下，學生按照課程教學要求，對防空作戰(zhàn)體系的構造方法進行研究，完成作戰(zhàn)組織設計、流程設計、信息交換設計。在組件化的建模仿真環(huán)境的支持下，將作戰(zhàn)節(jié)點映射到組件化模型，快速建立一個模擬的作戰(zhàn)體系進行研究。組件化模型的開發(fā)工作量較大，可直接使用現(xiàn)有的科研成果，而不需要學生從頭開發(fā)，從而減少學生工作量，便于將精力集中在課程的關鍵問題，從而提高學習效果。

4 結束語

PBL教學有助于提高學生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力，培養(yǎng)團隊合作意識。其問題定義和過程管理是影響PBL 教學質量的重要因素?？蒲许椖繛镻BL 教學提供了方法和工具支持，需要根據具體課程的特點進行調整和改造，以形成對PBL 教學的支持。