“問題式”教學(xué)模式在過(guò)程控制專業(yè)課程教學(xué)改革中的應(yīng)用

李 晶，杜 鋒，高 藝，曾麗娜

（1.長(zhǎng)春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春，130022；2.裝甲兵技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系，吉林長(zhǎng)春，130117）

“問題式”教學(xué)模式在過(guò)程控制專業(yè)課程教學(xué)改革中的應(yīng)用

李 晶1，杜 鋒2，高 藝1，曾麗娜1

（1.長(zhǎng)春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春，130022；2.裝甲兵技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系，吉林長(zhǎng)春，130117）

“問題式”教學(xué)模式作為一種教育理論新思潮，將其恰當(dāng)?shù)囊肟菰锒蛛y理解的過(guò)程控制專業(yè)課程建設(shè)和改革，必然有助于促進(jìn)學(xué)生形成發(fā)散性思維和解決實(shí)際問題能力，同時(shí)豐富專業(yè)課教學(xué)方法。基于“過(guò)程檢測(cè)技術(shù)”和“過(guò)程控制系統(tǒng)”課程，闡述了“問題式”教學(xué)模式在課程內(nèi)容學(xué)習(xí)和教學(xué)方法的應(yīng)用，同時(shí)探究了過(guò)程控制專業(yè)課程教學(xué)中應(yīng)用“問題式”教學(xué)模式要注意的相關(guān)問題，展望了這種教學(xué)方法的應(yīng)用效果。

“問題式”教學(xué)模式；過(guò)程控制專業(yè)；教學(xué)方法

本科生教育和教學(xué)一直是各高等院校建設(shè)的主流。不同時(shí)期、不同大學(xué)、不同學(xué)科、以及不同傳授者都會(huì)在其自身特定的環(huán)境因素影響下形成不同的本科教學(xué)特色，展示不同的變式。在建設(shè)本科生課程中為突出專業(yè)特色、體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn)，各高校時(shí)時(shí)進(jìn)行專業(yè)課程的建設(shè)和改革，探索新的教學(xué)模式和方法［1］。“問題式”教學(xué)模式即基于“問題”學(xué)習(xí)，是美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授Howard Barrows于1969年首創(chuàng)的以問題解決為中心的教學(xué)方法。目前這種教學(xué)方法已在不同國(guó)家的教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用［1］。對(duì)“問題式”教學(xué)模式在過(guò)程控制專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用和相關(guān)問題進(jìn)行了初步探究。

一、“問題式”教學(xué)模式的認(rèn)識(shí)

對(duì)于這種教學(xué)方法的認(rèn)識(shí)［2］，可以從其教學(xué)目標(biāo)上進(jìn)行考察：Barrows等（1995）和Hmlo等（1997）都認(rèn)為，基于“問題”學(xué)習(xí)的目標(biāo)包括：幫助學(xué)生建構(gòu)發(fā)散而靈活的知識(shí)基礎(chǔ)；開展有效的終身學(xué)習(xí)和獨(dú)立解決問題的技能；最終成為有效的合作者、內(nèi)在的自我促進(jìn)者。基于“問題”學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)與教兩個(gè)方面的作用和價(jià)值是不同的。從學(xué)習(xí)方式的角度來(lái)看，它使學(xué)習(xí)者通過(guò)小組協(xié)商合作、自主學(xué)習(xí)等形式獲取了知識(shí)；從教學(xué)的角度去理解，通過(guò)提出問題，讓學(xué)習(xí)者在問題解決的過(guò)程中獲取相關(guān)的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的互動(dòng)。

這種模式的典型教學(xué)過(guò)程可用如圖1表示：

圖1 典型教學(xué)過(guò)程

學(xué)生或?qū)W生小組通過(guò)已獲取的知識(shí)，對(duì)“問題”展開討論，在討論過(guò)程中為促進(jìn)問題的解決需要不斷的補(bǔ)充新知識(shí)，甚至可能產(chǎn)生新議題；學(xué)生們就需要再次獲取知識(shí)、展開討論，直到問題得到解決。

“問題式教學(xué)”模式作為一種教育理論新思潮，其教學(xué)模式是直接從問題入手來(lái)組織教學(xué)，將專業(yè)知識(shí)隱含在解決問題的過(guò)程中，讓學(xué)科知識(shí)服務(wù)于學(xué)生解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。問題是“問題式”教學(xué)模式的核心，所有學(xué)習(xí)活動(dòng)都是圍繞問題而展開的，知識(shí)是解決問題的工具和手段，因具體問題不同而產(chǎn)生變異，學(xué)生的解決問題能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力將在學(xué)生獲取知識(shí)并應(yīng)用知識(shí)解決問題的過(guò)程而得到發(fā)展。將其恰當(dāng)?shù)囊肟菰锒蛛y理解的專業(yè)課程建設(shè)和改革［3］，必然有助于促進(jìn)學(xué)生形成發(fā)散性思維和解決實(shí)際問題、發(fā)展合作與自主學(xué)習(xí)能力。特別對(duì)當(dāng)前重實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為核心的素質(zhì)教育改革背景下，以問題為基礎(chǔ)展開學(xué)習(xí)和教學(xué)過(guò)程已經(jīng)成為專業(yè)課程建設(shè)和改革的一條基本思路。這種教學(xué)方法能夠促進(jìn)這一改革的發(fā)展和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然需要考慮在哪個(gè)時(shí)期、哪所大學(xué)、哪門學(xué)科，以及哪些傳授者的自身特定的環(huán)境因素影響［4］。

二、過(guò)程控制專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀

過(guò)程控制專業(yè)課程涉及的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)廣、與工程實(shí)際結(jié)合緊密，元器件的工作原理較難理解。其相關(guān)的專業(yè)課程設(shè)置中，包括多個(gè)課程體系：“控制工程基礎(chǔ)”、“過(guò)程檢測(cè)技術(shù)及儀表”、“過(guò)程控制系統(tǒng)”等。當(dāng)前，各高校專業(yè)課程教學(xué)都面臨即要有效地完成有限的學(xué)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容，又要保證學(xué)生學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)與運(yùn)用的教學(xué)效果的境況。那么，對(duì)這些課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和教學(xué)方法的改進(jìn)顯得尤為重要和緊迫。“過(guò)程控制系統(tǒng)”是過(guò)程控制專業(yè)的一門：過(guò)程控制系統(tǒng)的建模方法、調(diào)節(jié)規(guī)律、串級(jí)控制、特殊控制、補(bǔ)償控制、模糊控制、先進(jìn)控制以及計(jì)算機(jī)過(guò)程控制等，針對(duì)不同控制對(duì)象實(shí)施的控制方案和控制結(jié)構(gòu)。且在教學(xué)方法上要豐富、要融合各種現(xiàn)代教學(xué)手段。這就要求教育者要不斷地學(xué)習(xí)和引用新的教學(xué)手段和教學(xué)思維?！皢栴}式”教學(xué)模式作為被多個(gè)國(guó)家的教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種教學(xué)模式和思維，為過(guò)程控制專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和教學(xué)方法的改進(jìn)提供一種很好的選擇［5］。

三、“問題式”教學(xué)模式在過(guò)程控制專業(yè)課程中的應(yīng)用

基于“過(guò)程檢測(cè)技術(shù)”和“過(guò)程控制系統(tǒng)”兩門課程，分析“問題式”教學(xué)模式在單門課程和兩門課程之間的應(yīng)用。

（一）將“問題式”教學(xué)模式應(yīng)用于“過(guò)程控制系統(tǒng)”課程的教學(xué)中

首先教師從教學(xué)大綱出發(fā)，精心組織教學(xué)，使學(xué)生在課堂上對(duì)課程的理論知識(shí)有了一定的初步認(rèn)識(shí)，再結(jié)合實(shí)踐教學(xué)加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解；教師注重理論與實(shí)踐結(jié)合，制造教學(xué)興奮點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)具有現(xiàn)實(shí)意義且有針對(duì)性的問題。“過(guò)程控制系統(tǒng)”課程設(shè)置在大四的第一學(xué)期，學(xué)生的外廠實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)也在這個(gè)學(xué)期之內(nèi)，因此學(xué)生可以帶著教師創(chuàng)設(shè)的問題去企業(yè)場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)物參觀和思考。比如，熱處理爐是企業(yè)對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行焊后消除殘余應(yīng)力處理的一種設(shè)備，它是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的調(diào)控的？他采用哪種控制規(guī)律和控制回路結(jié)構(gòu)？學(xué)生將理解所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際設(shè)備聯(lián)系起來(lái)，形成一系列的問題，并在實(shí)踐過(guò)程中找到答案和思考差異。這樣使得學(xué)生的注意力會(huì)更集中，并且還能注意到課堂上由于時(shí)間關(guān)系沒有深入的一些細(xì)節(jié)。最后根據(jù)教師的“問題”，讓學(xué)生各抒己見，展開討論，找出最佳的解決問題的方法，既加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，又成功地聯(lián)系了實(shí)踐。

（二）將“問題式”教學(xué)模式應(yīng)用于“過(guò)程檢測(cè)技術(shù)及儀表”和“過(guò)程控制系統(tǒng)”課程教學(xué)中

“過(guò)程控制系統(tǒng)”課程解決的問題或目標(biāo)是對(duì)某工業(yè)過(guò)程實(shí)施控制。在對(duì)某工業(yè)過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，需要對(duì)某個(gè)或某些參數(shù)進(jìn)行某種形式的控制。比如：某鍋爐供熱過(guò)程的控制，基于不同的目標(biāo)需要對(duì)其入口和出口流量、爐內(nèi)壓力、溫度和液位等參數(shù)進(jìn)行控制；在實(shí)施控制過(guò)程中可能采用多種控制方案，比如：?jiǎn)位芈房刂啤?fù)雜回路控制、或先進(jìn)控制，這是過(guò)程控制系統(tǒng)要解決的問題。而在實(shí)施不同控制方案時(shí)，對(duì)參數(shù)的檢測(cè)要求是可能不同的。這就可以產(chǎn)生議題：這種方案的這個(gè)參數(shù)是如何實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的？由此可以討論某種參數(shù)的檢測(cè)原理、方法及實(shí)現(xiàn)的儀器儀表等相關(guān)知識(shí)。對(duì)控制參數(shù)相關(guān)知識(shí)的討論就可以追溯到“過(guò)程檢測(cè)技術(shù)及儀表”課程中重點(diǎn)介紹的關(guān)于幾大參數(shù)檢測(cè)的原理、方法等知識(shí)的論述。同樣，在“過(guò)程檢測(cè)技術(shù)及儀表”課程教學(xué)過(guò)程中可以設(shè)下問題：這種參數(shù)的檢測(cè)主要應(yīng)用于哪些過(guò)程工業(yè)的控制過(guò)程，為什么要學(xué)習(xí)一個(gè)參數(shù)的多種檢測(cè)原理和方法等知識(shí)。這樣，兩門課程互為設(shè)問，又互為解答，通過(guò)“問題式教學(xué)”模式將兩門課程的內(nèi)容學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系，同時(shí)豐富了教學(xué)方法。

四、應(yīng)用“問題式”教學(xué)模式要掌握的原則

以問題為基礎(chǔ)來(lái)展開學(xué)習(xí)和教學(xué)過(guò)程是過(guò)程控制課程改革的基本思路。它的應(yīng)用使教師授課內(nèi)容和方法不拘泥于現(xiàn)象的羅列、知識(shí)的灌輸。但任何教育理念都有其適應(yīng)性、偶然性、協(xié)調(diào)性、科學(xué)性等特征，其應(yīng)用過(guò)程應(yīng)包括辯證性、整合性和時(shí)代性［6］。所以應(yīng)用“問題式”教學(xué)模式要適度掌握以下一些原則：

1.要立足于靈活的基礎(chǔ)知識(shí)建立學(xué)習(xí)目標(biāo)：教與學(xué)都要強(qiáng)化課程的基礎(chǔ)知識(shí)，做到內(nèi)容清晰，這樣應(yīng)用時(shí)才能思維活躍，得心應(yīng)手。

2.發(fā)散與收斂思維相結(jié)合：針對(duì)“問題”，思維不能僅拘謹(jǐn)于書面內(nèi)容，而要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際形成發(fā)散問題，同樣要適時(shí)收斂思維—解決“問題”。

3.要正確處理問題與課程知識(shí)之間的辯證關(guān)系：在學(xué)習(xí)兩門課程時(shí)，教師在教授時(shí)應(yīng)明確兩門課程內(nèi)容之間關(guān)系。比如，在教授“過(guò)程檢測(cè)技術(shù)”課程時(shí)應(yīng)設(shè)下問題：對(duì)幾大參數(shù)檢測(cè)的多重目的、采用不同原理對(duì)參數(shù)檢測(cè)的多重意義等，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)現(xiàn)代過(guò)程控制的實(shí)現(xiàn)的理解和應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)。

4.要切實(shí)發(fā)揮學(xué)生的自主性和教師的促進(jìn)作用，啟發(fā)學(xué)生去主動(dòng)尋求知識(shí)，獲取信息，發(fā)現(xiàn)真理，并能運(yùn)用已有的知識(shí)和能力去分析問題并解決問題。

總之，“問題式”教學(xué)模式的應(yīng)用豐富了過(guò)程控制專業(yè)課程教學(xué)方法，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和積極探索精神，進(jìn)而提高實(shí)踐創(chuàng)新能力。

在當(dāng)前特色教育改革背景下，“問題式”教學(xué)模式將具有嶄新的活力。結(jié)合不斷更新和優(yōu)化的專業(yè)課程知識(shí)，進(jìn)行教師、學(xué)生、教材、教學(xué)技術(shù)手段、教學(xué)制度等多要素的建設(shè)，這種模式會(huì)展現(xiàn)其與時(shí)俱進(jìn)性、時(shí)時(shí)反饋性和整體歸一性的特點(diǎn)?！皢栴}式”教學(xué)模式應(yīng)用于過(guò)程控制課程建設(shè)應(yīng)該是整體建設(shè)，要有整體的、全局的觀念和視野。這樣才能對(duì)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、終生學(xué)習(xí)和提高教師的教學(xué)效果起到積極的作用和導(dǎo)向。當(dāng)然這種模式本身也存在一些不足［7］，在應(yīng)用過(guò)程中一定要從實(shí)際出發(fā)，在特定背景下，批判繼承和學(xué)習(xí)，使其發(fā)揮更加有效的作用。作為這種模式的實(shí)施者的教師要廣泛吸收先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極整合優(yōu)秀教改成果，同時(shí)也要不斷進(jìn)行自我反思和評(píng)價(jià)，總結(jié)所獲得的知識(shí)和思維技能，以適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)提出的新要求。

［1］ 任英杰.在中華文化背景下開展基于問題式學(xué)習(xí)的探究［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2005，15（2）：45-48.

［2］ 曲洪美.關(guān)于問題教學(xué)的再認(rèn)識(shí)［J］.臨沂師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，27（4）：124-127.

［3］ 葉取源，等.創(chuàng)新人才培養(yǎng)的思考與實(shí)踐［J］.中國(guó)大學(xué)教育，2002（1）：48.

［4］ 韓德.談問題教學(xué)的藝術(shù)［J］.科教創(chuàng)新，2007（14）：60-61.

［5］ 金以慧，王詩(shī)宓.過(guò)程控制的發(fā)展與展望［J］.控制理論與應(yīng)用，1997，14（2）：39.

［6］ 王作權(quán).課程體系創(chuàng)新與哈佛大學(xué)的課程改革［J］.現(xiàn)代教育科學(xué)，2003（5）.

［7］ 宋麗娟，郭芳.有關(guān)問題解決教學(xué)的研究［J］.教育學(xué)，2004（10）：31-35.

G642

A

李晶（1975-），女，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)楣こ谭律鷮W(xué)。