PBL教學(xué)模式在電路原理課程教學(xué)改革中的探索和實(shí)踐

陳亮亮　鄭茜茜　張?chǎng)巍〔屉p雙

摘 要： 《電路原理》是醫(yī)學(xué)高校中生物醫(yī)學(xué)工程本科學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。針對(duì)電路原理課程教學(xué)現(xiàn)狀，本文以PBL教學(xué)改革為主線，在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上引入PBL這一基于問(wèn)題的交互式教學(xué)模式，將其應(yīng)用到電路教學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中， 并通過(guò)具體示例進(jìn)行詳細(xì)闡述，通過(guò)客觀分析評(píng)價(jià)探討PBL的總體教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 電路原理 PBL教學(xué) 教學(xué)改革

1.引言

《電路原理》是理工科教育的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，該課程理論性很強(qiáng)，對(duì)實(shí)踐性要求很高，在學(xué)生的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)和知識(shí)獲取中具有承前啟后的作用。以往教學(xué)中，電路原理的教學(xué)一直都是完全采用LBL（1ecture-based Leaning）教學(xué)方法。所謂LBL，就是以教師授課為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，即傳統(tǒng)的教學(xué)模式。LBL教學(xué)法對(duì)基本概念的講授較為深刻、全面，尤其是對(duì)于沒(méi)有太多知識(shí)背景的低年級(jí)學(xué)生顯得更重要，是當(dāng)前最主要的教學(xué)方法[1]。雖然LBL教學(xué)講解全面，但教學(xué)模式單一，加上電路原理課程具有內(nèi)容多、理論性強(qiáng)、計(jì)算繁雜的特點(diǎn)，學(xué)生普遍反映該課程枯燥難學(xué)，缺乏興趣。即使是電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)，基本上也是以LBL教學(xué)為主，學(xué)生只是按部就班地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，無(wú)形中限制了學(xué)生的思維，整個(gè)實(shí)驗(yàn)下來(lái)完全不能充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，基本無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。

綜合以上電路原理課程的教學(xué)現(xiàn)狀，無(wú)論是理論課還是實(shí)驗(yàn)課，單一的LBL教學(xué)模式顯然存在諸多弊端，該課程的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

2.解決問(wèn)題的思路及理論依據(jù)

完全的LBL教學(xué)模式的結(jié)果是學(xué)生學(xué)習(xí)很被動(dòng)，創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考解決問(wèn)題的能力受到了很大限制。為了提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力，本次教學(xué)改革中提出了以PBL（Problem—Based Learning，以下簡(jiǎn)稱(chēng)PBL）[3]教學(xué)模式為主線，有選擇性地在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透，以消除電路課程教學(xué)的弊端。

PBL的基本思路是：以問(wèn)題為基礎(chǔ)展開(kāi)學(xué)習(xí)和教學(xué)過(guò)程，是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式。1969由美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授Barrows首創(chuàng)于加拿大麥克馬斯特大學(xué)，是讓學(xué)生通過(guò)解決一些結(jié)構(gòu)不良的真實(shí)問(wèn)題而進(jìn)行的一種有針對(duì)性、實(shí)踐性的學(xué)習(xí)[4]。

考慮到學(xué)生一直以來(lái)已經(jīng)習(xí)慣了LBL教學(xué)，且當(dāng)前學(xué)生多、教師少，我們根據(jù)電路課程的特點(diǎn)，在教學(xué)改革中把PBL與LBL兩者有機(jī)結(jié)合，采取在教學(xué)中逐步滲透，有針對(duì)性地選取某些章節(jié)進(jìn)行PBL的教學(xué)實(shí)踐調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，強(qiáng)化教學(xué)效果。

3. PBL教學(xué)在《電路原理》課程教學(xué)中的實(shí)踐

3.1 PBL教學(xué)的實(shí)施方案

3.1.1 學(xué)生PBL教學(xué)培訓(xùn)

考慮到學(xué)生一向都是接受LBL教學(xué)，對(duì)PBL幾乎沒(méi)有概念，首先要花點(diǎn)時(shí)間對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)。無(wú)論是理論課還是實(shí)驗(yàn)課之前，在準(zhǔn)備實(shí)施PBL教學(xué)時(shí)，都需要預(yù)先給學(xué)生提供2-3學(xué)時(shí)的PBL教學(xué)模式進(jìn)行培訓(xùn)，使學(xué)生明確PBL教學(xué)的方法、要求、目的及評(píng)價(jià)方法等。

3.1.2建立學(xué)習(xí)小組

本次《電路原理》課程的教學(xué)改革實(shí)施對(duì)象是2013級(jí)的生物醫(yī)學(xué)工程本科專(zhuān)業(yè)，一共4個(gè)班級(jí)，每個(gè)班級(jí)大約30人。將其中2個(gè)班級(jí)設(shè)立為PBL教學(xué)實(shí)驗(yàn)組，6O名學(xué)生分為4個(gè)學(xué)習(xí)小組，每組在15人左右。每組選一名學(xué)習(xí)組織能力和責(zé)任心強(qiáng)、學(xué)習(xí)成績(jī)較好的學(xué)生擔(dān)任組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)本小組成員的組織和分工。

3.1.3根據(jù)內(nèi)容發(fā)放問(wèn)題

教師根據(jù)《電路原理》課程理論教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，參考學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和參考資料，有選擇性地針對(duì)某一內(nèi)容設(shè)計(jì)3至5個(gè)相關(guān)的電路問(wèn)題。在上課前1～2周發(fā)放給學(xué)生，供學(xué)生思考、準(zhǔn)備。

3.1.4 學(xué)生自主學(xué)習(xí)

學(xué)生根據(jù)教師發(fā)放的問(wèn)題著手準(zhǔn)備答案。在此期間學(xué)生可以對(duì)教師設(shè)立的學(xué)習(xí)目標(biāo)預(yù)先學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)，通過(guò)圖書(shū)館、互聯(lián)網(wǎng)、參考書(shū)等多種資源自學(xué)，然后由小組通過(guò)討論解答問(wèn)題或提出新的問(wèn)題。對(duì)新的問(wèn)題小組可再次查找資料、討論，嘗試解決。

3.1.5 課堂集中討論

課堂上以學(xué)生為中心，以小組為單位，教師組織學(xué)生自由討論，召開(kāi)問(wèn)題討論會(huì)。在此過(guò)程中，每個(gè)小組都會(huì)提出在分析過(guò)程中遇到的難題和困惑。每個(gè)組員都可以暢所欲言，將自己的想法在小組討論會(huì)上宣讀，這樣既能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，又能加強(qiáng)生生間的交流。經(jīng)過(guò)討論，小組最后總結(jié)出一個(gè)解決問(wèn)題的最佳方案。此方案將由各個(gè)小組在全班課堂上進(jìn)行匯報(bào)，并由教師作點(diǎn)評(píng)。

3.1.6 教師總結(jié)

當(dāng)各個(gè)小組均匯報(bào)完自己的解決方案后，將由教師對(duì)各小組的發(fā)言質(zhì)量、解決問(wèn)題的方案是否可行等，并針對(duì)各小組的討論提出完善的理論分析，讓學(xué)生對(duì)該問(wèn)題建立更深一步的認(rèn)識(shí)，從而使學(xué)生得到思考方法和分析方法的指導(dǎo)。

3.2 PBL在《電路原理》教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用

在PBL教學(xué)法中，問(wèn)題的設(shè)置是關(guān)鍵。考慮到學(xué)生對(duì)PBL教學(xué)模式的陌生和有限的課時(shí)，我們參考教學(xué)大綱，有選擇性地對(duì)幾個(gè)章節(jié)進(jìn)行問(wèn)題設(shè)置，同時(shí)盡量與實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，讓學(xué)生能直接利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論的正確性，以此加深理解和鞏固知識(shí)點(diǎn)。

例如《電路》邱光源第五版第二章，電阻電路的等效變換，在學(xué)習(xí)本章中有關(guān)實(shí)際電壓源和電流源的等效變換時(shí)， 可以設(shè)置如下問(wèn)題：理想電壓源和理想電流源具備什么特點(diǎn)？實(shí)際電壓源與實(shí)際電流源與理想模型有什么不同？你能根據(jù)自己對(duì)等效變換的理解自行設(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源等效變換的實(shí)驗(yàn)嗎？

這些問(wèn)題提前1-2周發(fā)給學(xué)生，學(xué)生分別通過(guò)自學(xué)和查找相關(guān)資料獲得答案，通過(guò)小組分析討論后將各組的答案連同疑惑一起在課上匯報(bào)，最后經(jīng)教師點(diǎn)評(píng)、歸納后，引導(dǎo)學(xué)生得出正確答案，但對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)暫時(shí)保留意見(jiàn)。此時(shí)教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)講義中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過(guò)書(shū)上的說(shuō)明與自己的設(shè)計(jì)相比較后，再次組織小組討論和實(shí)驗(yàn)。這樣不僅有助于學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的了解，關(guān)鍵是大大激發(fā)了他們對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和熱情，到做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生基本已經(jīng)對(duì)原理和步驟相當(dāng)熟悉，而且可以將自己的設(shè)計(jì)付諸實(shí)踐。整個(gè)教學(xué)過(guò)程中理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，促進(jìn)了相互溝通，鍛煉了對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了進(jìn)一步提高。

在講動(dòng)態(tài)電路的分析和計(jì)算等，學(xué)生往往覺(jué)得枯燥又難以理解，教師可以利用PBL教學(xué)模式，利用精心設(shè)置的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、討論、實(shí)驗(yàn)，再討論，再實(shí)驗(yàn)，逐步加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，這里不再重復(fù)論述。

4 .效果評(píng)價(jià)

選擇了本校2013級(jí)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行電路原理課程PBL教學(xué)模式的改革實(shí)踐，以無(wú)記名問(wèn)卷調(diào)查方式對(duì)PBL教學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)，參加人數(shù)60人，收回問(wèn)卷60份。問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果如表1所示。

從問(wèn)卷調(diào)查來(lái)看，大部分學(xué)生還是愿意接受PBL教學(xué)的，并且具有一定的效果。從平時(shí)的課堂效果來(lái)看，實(shí)行PBL教學(xué)班的學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性比另外兩個(gè)班明顯提高，課堂氣氛較之活躍，學(xué)生普遍反映電路課程沒(méi)有那么枯燥了。

5.結(jié)語(yǔ)

從PBL教學(xué)的效果和學(xué)生反映來(lái)看，本次以PBL教學(xué)模式為主線的電路課程教學(xué)改革的結(jié)果還是令人滿(mǎn)意的，在今后教學(xué)中可以進(jìn)一步加以推廣。PBL教學(xué)方法在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)自學(xué)能力和創(chuàng)新能力方面與LBL教學(xué)方法相比有著極大的優(yōu)越性。但PBL模式教學(xué)也存在不少問(wèn)題。比如設(shè)計(jì)問(wèn)題是關(guān)鍵，要生動(dòng)有趣且要密切結(jié)合理論授課內(nèi)容，同時(shí)難度要適中，這些是教師在設(shè)置問(wèn)題時(shí)必須把握的關(guān)鍵。另外，由于學(xué)生長(zhǎng)期接受的是以教師講解為主的LBL授課方式，對(duì)傳統(tǒng)教育模式有一定的依賴(lài)性，且有的學(xué)生性格內(nèi)向靦腆，不愿發(fā)言參與討論，PBL教學(xué)并非適用于所有學(xué)生。只有將PBL教學(xué)逐漸融入傳統(tǒng)教學(xué)，兩者有機(jī)結(jié)合，相輔相成，才能最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力、責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

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溫州醫(yī)科大學(xué)2014年課堂教學(xué)改革項(xiàng)目：《電路原理理論及實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革》，教改課題編號(hào)：YBKG201443

溫州醫(yī)科大學(xué)《醫(yī)學(xué)超聲儀器原理》教學(xué)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革，教改課題編號(hào)：YB2012057。