PBL教學(xué)法在力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探究

張珂 安徽廣播電視大學(xué)城建學(xué)院，安徽 合肥 230001

PBL教學(xué)法在力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探究

張珂 安徽廣播電視大學(xué)城建學(xué)院，安徽 合肥 230001

力學(xué)課程是土建類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課之一，其教學(xué)效果的好壞直接影響后續(xù)專業(yè)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)的好壞。本文探討了在力學(xué)課程的教學(xué)中，引入了“以問(wèn)題為基礎(chǔ)”的PBL和多媒體相結(jié)合的教學(xué)法，并闡述了該方法的過(guò)程，為后續(xù)的力學(xué)教學(xué)改革提供一定的理論依據(jù)。

PBL；多媒體教學(xué)法；力學(xué)教學(xué)

力學(xué)是“大工業(yè)的真正科學(xué)的基礎(chǔ)”，既歷史悠久又充滿活力，多年來(lái)它本身一直在不斷發(fā)展，同時(shí)還與其它學(xué)科交叉滲透產(chǎn)生了許多新學(xué)科和新方向，形成從經(jīng)典到現(xiàn)代的諸多力學(xué)分支。要使學(xué)生掌握現(xiàn)代力學(xué)的精粹，力學(xué)教學(xué)就必須不斷關(guān)注力學(xué)的發(fā)展，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法。

近年來(lái)，隨著我國(guó)職業(yè)教育的迅速發(fā)展，通過(guò)廣播電視大學(xué)來(lái)進(jìn)行教育和培訓(xùn)的市場(chǎng)需求在穩(wěn)步增長(zhǎng)，其中作為應(yīng)用十分廣泛、就業(yè)前景的土木工程類專業(yè)，更是受到廣大青年學(xué)子和有關(guān)在職工作者的歡迎。但是，力學(xué)學(xué)科本身的一些特點(diǎn)和在教學(xué)一線長(zhǎng)期存在的一些不足，導(dǎo)致學(xué)生會(huì)不自覺地把力學(xué)簡(jiǎn)化為干巴巴的概念和數(shù)學(xué)公式，以致一定程度上形成學(xué)生認(rèn)為力學(xué)難學(xué)、教師認(rèn)為力學(xué)難教的誤區(qū)。因此，如何結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)和電視大學(xué)職業(yè)教育的要求，探討力學(xué)教育一些新的理念和方法具有十分重要的意義。

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是“以教師為主體，以講課為中心”的，教師向?qū)W生全程灌輸知識(shí)，學(xué)生始終處于消極的被動(dòng)地位，最后導(dǎo)致學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力相對(duì)較低，針對(duì)這種不足，在力學(xué)課程中的教學(xué)過(guò)程中引入PBL教學(xué)方法。PBL教學(xué)方法能夠?yàn)閷W(xué)生營(yíng)造了一個(gè)主動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生能積極主動(dòng)的表達(dá)自己的觀點(diǎn)，也可以使有關(guān)課程的問(wèn)題盡可能多地展現(xiàn)出來(lái)。并加以討論，在討論中可以加深對(duì)問(wèn)題的理解。在傳統(tǒng)教學(xué)方式的基礎(chǔ)上使用PBL教學(xué)方法能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性并能達(dá)到良好的效果，使得學(xué)生的動(dòng)手能力得到較大的提高。

1、PBL教學(xué)法

PBL（problem based learning）教學(xué)法[1]是“以問(wèn)題為基礎(chǔ)”的教學(xué)方法，是一種在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主體，以問(wèn)題為核心進(jìn)行的研究性學(xué)習(xí)教學(xué)方式；此方法屬于建構(gòu)主義理論的范疇，最早起源于20世紀(jì)50年代的西方醫(yī)學(xué)教育，后來(lái)擴(kuò)展到教育學(xué)院、商學(xué)院及工程學(xué)院等的教學(xué)改革中，是建構(gòu)主義教學(xué)改革設(shè)想中的一條被廣泛采用的核心思路；現(xiàn)已成為國(guó)際上流行的教學(xué)方法。此方法與傳統(tǒng)以學(xué)科為基礎(chǔ)的教學(xué)法有很大的不同，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，而不是傳統(tǒng)教學(xué)中強(qiáng)調(diào)的以教師講授為主。美國(guó)的南依利諾斯大學(xué)的霍華德·白瑞斯(H o w a r d Barrows)和安·凱爾森(Ann Kelson)博士[2]給PBL下了一個(gè)定義：“PBL既是一種課程又是一種學(xué)習(xí)方式”。作為課程它包括精心選擇和設(shè)計(jì)的問(wèn)題，而解決這些問(wèn)題要求學(xué)習(xí)者能夠獲取關(guān)鍵的知識(shí)，具備熟練的解決問(wèn)題的技能、自主學(xué)習(xí)的策略以及參與小組活動(dòng)的技能；作為一種學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)者要有使用系統(tǒng)的方法去解決問(wèn)題以及處理在生活和工作中遇到的難題的本領(lǐng)，鍛煉了學(xué)生多方面的能力，如文獻(xiàn)檢索、查閱資料的能力、綜合理解的能力、邏輯推理、口頭表達(dá)的能力，自主學(xué)習(xí)的能力[3,4]。這些都為以后的學(xué)習(xí)過(guò)程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。PBL教學(xué)方法將學(xué)習(xí)與問(wèn)題關(guān)聯(lián)起來(lái)，以問(wèn)題為學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，即把學(xué)習(xí)置于復(fù)雜的有意義的問(wèn)題情境中，以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知主體作用，要求學(xué)習(xí)者投入問(wèn)題中，擔(dān)負(fù)起學(xué)習(xí)的責(zé)任，通過(guò)學(xué)生以小組合作的形式共同解決復(fù)雜的、實(shí)際的問(wèn)題，使學(xué)生在早期就能夠自主探究并思考問(wèn)題，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)隱含于問(wèn)題背后的知識(shí)的主動(dòng)性，激發(fā)和支持學(xué)習(xí)者討論，這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生的解決問(wèn)題的能力、利用信息資源的能力和主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。通過(guò)以小組討論的形式，注重培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

2、P B L教學(xué)法在力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

2.1 力學(xué)課程的特點(diǎn)及改革

力學(xué)是土建類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課[5]，它為設(shè)計(jì)出能滿足適用、安全、經(jīng)濟(jì)要求的結(jié)構(gòu)提供依據(jù)和方法，是我們學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)結(jié)構(gòu)課程的基礎(chǔ)。在力學(xué)課程中會(huì)出現(xiàn)許多新的概念、理論及公式，這些理論和公式又比較抽象，教師難講，學(xué)生難接受。并且現(xiàn)在很多的高校還將力學(xué)課程的學(xué)時(shí)進(jìn)行壓縮，如何在較少的學(xué)時(shí)中將難講難學(xué)的課程上好呢？這是現(xiàn)在許多力學(xué)老師面臨的問(wèn)題。要想解決這一問(wèn)題需要從兩個(gè)方面入手，一是改革力學(xué)課程的教學(xué)體系，模糊課程界限，建立知識(shí)體系，突出專業(yè)氣息，在教學(xué)內(nèi)容上，應(yīng)當(dāng)壓縮或刪減過(guò)深、過(guò)繁的理論推證和理論分析；強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)基本概念和理論的理解和掌握，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合；重點(diǎn)突出應(yīng)用及增設(shè)應(yīng)用例子；二是改革教學(xué)方法，傳統(tǒng)的教學(xué)手段采用黑板、粉筆，教師在課堂上講得單調(diào)、乏味，沒(méi)能給學(xué)生留出充分的思維空間, 不能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)課的興趣和積極性，如果采用先進(jìn)的教學(xué)方法比如PBL教學(xué)方法。

2.2、PBL教學(xué)法在電大力學(xué)課程中的應(yīng)用研究

在力學(xué)課程中的教學(xué)中，有效的應(yīng)用PBL教學(xué)法對(duì)教師的教和學(xué)生的學(xué)都有較大的幫助。但在力學(xué)教學(xué)采用單純的PBL模式，對(duì)學(xué)習(xí)資求較多，費(fèi)用較大，也比較耗費(fèi)時(shí)間；另外，由于課堂教學(xué)時(shí)間有限，而往往缺乏系統(tǒng)性。且PBL模式較少使用記憶，可能會(huì)使學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)稍嫌不足，不利于其后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。因此，目前在國(guó)內(nèi)單純采用PBL教學(xué)法不切合實(shí)際。應(yīng)該將該教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)與其它較傳統(tǒng)的教學(xué)方法如多媒體教學(xué)法結(jié)合[6]。將多媒體和PBL教學(xué)模式兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，授課老師在準(zhǔn)備PBL案例和問(wèn)題的同時(shí)，準(zhǔn)備多媒體課件，進(jìn)行多媒體知識(shí)點(diǎn)講授的同時(shí)，將重點(diǎn)內(nèi)容在進(jìn)行詳細(xì)的面授講解，然后結(jié)合討論，把反映出來(lái)的問(wèn)題予以點(diǎn)評(píng)；然后完整地歸納案例、問(wèn)題的知識(shí)點(diǎn)，公布正確的探索問(wèn)題的思路，并對(duì)不同PBL小組的結(jié)論進(jìn)行評(píng)價(jià)，肯定其優(yōu)點(diǎn)，指出其不足。這種教學(xué)方法可以發(fā)揮多媒體和PBL各自的優(yōu)勢(shì)。達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短的目的。

尤其是在電大的力學(xué)教學(xué)中，面對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)能力及將來(lái)的應(yīng)用能力分析，在教學(xué)過(guò)程中，首先應(yīng)用PBL的教學(xué)理念，設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)例，讓學(xué)生去思考這些工程是如何設(shè)計(jì)出來(lái)的，它的根據(jù)又是什么，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后引入力學(xué)的知識(shí)，讓學(xué)生明白這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都是通過(guò)力學(xué)知識(shí)來(lái)完成的，這樣就充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.3 PBL結(jié)合多媒體的教學(xué)法在力學(xué)課程教學(xué)的過(guò)程

2.3.1 結(jié)合多媒體的優(yōu)勢(shì)提出問(wèn)題

首先，將學(xué)生分成8～10人組成的PBL學(xué)習(xí)小組，教師引導(dǎo)同組學(xué)生進(jìn)行相互交流，營(yíng)造愉快活躍的學(xué)習(xí)討論氣氛。然后教師通過(guò)多媒體課件提供典型工程案例，并根據(jù)案例提出相關(guān)問(wèn)題，設(shè)置懸疑，提出由淺入深、合乎邏輯的問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生積極思考，引起學(xué)生對(duì)該問(wèn)題的興趣，然后用一到兩個(gè)課時(shí)的時(shí)間，通過(guò)多媒體課件對(duì)力學(xué)的基本概念和理論等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)講解。同時(shí)將案例的前提條件等一部分基本資料發(fā)給學(xué)生。讓學(xué)生感性地認(rèn)識(shí)一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，從而再提出一系列學(xué)習(xí)問(wèn)題。如一個(gè)簡(jiǎn)支梁的設(shè)計(jì)可以作為一個(gè)案例來(lái)學(xué)習(xí)相關(guān)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力分析、力的平衡，進(jìn)而學(xué)習(xí)內(nèi)力圖的畫法（如基本的剪力圖和彎矩圖的畫法）等相關(guān)知識(shí)。在這過(guò)程中，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行甄別以保證教學(xué)的順利進(jìn)行。

2.3.2 通過(guò)學(xué)習(xí)解析問(wèn)題

學(xué)生通過(guò)查閱資料、利用互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，或者與教師、同學(xué)討論等方式來(lái)對(duì)自己設(shè)定的問(wèn)題進(jìn)行研究探索和學(xué)習(xí)，以尋找問(wèn)題的答案。之后，教師給學(xué)生提供案例剩余資料，這些資料為學(xué)生提供了更為詳細(xì)和有效的信息。幫助學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步地探索問(wèn)題。學(xué)生將這些信息和之前有用的信息進(jìn)行整合，形成一個(gè)完整的知識(shí)框架，從而得出最終問(wèn)題的答案。在這個(gè)過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)較多的難點(diǎn)，例如剪力、彎矩的計(jì)算等，這時(shí)我們就利用課堂進(jìn)行重點(diǎn)的講解，進(jìn)而對(duì)學(xué)生解惑，來(lái)圓滿的完成問(wèn)題的解析。在解析一些較大的問(wèn)題是，教師可以主動(dòng)引導(dǎo)他們掌握一些工程軟件，讓學(xué)生將繁瑣的計(jì)算交給機(jī)器，那么學(xué)生不僅可以有更多的時(shí)間和精力去鞏固他們的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也能掌握與本專業(yè)相關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)，這樣就能大大提升了學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力，從而進(jìn)一步提高提高他們對(duì)力學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。

2.3.3得出結(jié)論

教師組織學(xué)生進(jìn)行課堂集體討論，每個(gè)組的學(xué)生都要總結(jié)發(fā)言，以制作多媒體課件等形式對(duì)學(xué)習(xí)研究結(jié)果作出報(bào)告，這是對(duì)知識(shí)的概括總結(jié)，也是對(duì)學(xué)習(xí)的總結(jié)。在這一過(guò)程中，教師不僅僅是評(píng)價(jià)學(xué)生的闡述問(wèn)題的答案，而是要抓住時(shí)機(jī)，有效點(diǎn)撥，使學(xué)生的思維及時(shí)歸位。教師需要具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和臨床知識(shí)，以很好地引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師綜合不同PBL小組的報(bào)告結(jié)果，通過(guò)制作圖文并茂、形象生動(dòng)的多媒體課件進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，歸納出問(wèn)題最終的解決思路和結(jié)果，并要求學(xué)生反思問(wèn)題解決的整個(gè)過(guò)程。每個(gè)PBL小組應(yīng)當(dāng)對(duì)該案例的學(xué)習(xí)進(jìn)行反思，不僅需要反思自己的學(xué)習(xí)態(tài)度、效率和成效，思考改進(jìn)的方法，而且需要反思如何增進(jìn)團(tuán)隊(duì)之間的有效合作，使小組在接下去的案例學(xué)習(xí)中發(fā)揮更大的效能。

綜上所述。PBL結(jié)合多媒體教學(xué)法是一種新型的充分體現(xiàn)了多媒體和PBL各自的優(yōu)點(diǎn)的教學(xué)法，也是提高力學(xué)學(xué)生素質(zhì)教育極其有效的教學(xué)改革途徑；同時(shí)還滿足了力學(xué)課程對(duì)綜合能力培養(yǎng)—清晰的、完整的表述和理論與實(shí)際的緊密結(jié)合是對(duì)一個(gè)工程工作者長(zhǎng)期的培養(yǎng)要求；目前，PBL結(jié)合多媒體教學(xué)模式還處于摸索和發(fā)展階段，需要廣大力學(xué)教育者的積極推動(dòng)，同時(shí)也需要廣大力學(xué)學(xué)生的熱情參與。隨著PBL結(jié)合多媒體教學(xué)法在力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用。我們有理由相信它必將在醫(yī)學(xué)生物化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮強(qiáng)大的作用。

[1]王志軍,用P B L教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2009,V01.26,No.6:23～24

[2]Barrows HS.A taxonomy of problem—based learning methods.Med Educ.1986,20,(6):48l～486

[3]Prince KJ, Van Eijs PW，Boshuizen HP，ed at.General competencies of problem-based learning(PBL) and non—PBL graduates.Med Educ,2005,39:394～401

[4]Kwan CY.Problem-based1earning and teaching of medical pharmacology.Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol,2002,366(1):10～17

[5]張銀會(huì),高職《建筑力學(xué)》教學(xué)中學(xué)生能力培養(yǎng)淺析.科技信息,2009,23:252～253

[6]張海方,P B L結(jié)合多媒體的教學(xué)法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物化學(xué)課程教學(xué)的思考.考試周刊,2010,32:203 ～204

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.158

張珂 女 漢族 1980.3

職稱：講師 學(xué)位：博士

接受教育經(jīng)歷：1998.9—2003.6 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)2004.9—2010.12 華中科技大學(xué)作者單位：安徽廣播電視大學(xué)。