PBL教學(xué)法在電機與電氣控制技術(shù)課程的探討

劉 明

（安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與信息工程系， 安徽 淮南232007）

《電機與電氣控制技術(shù)》課程是機電類、電氣類等專業(yè)的主干課程，它不僅是培養(yǎng)相應(yīng)專業(yè)學(xué)生電氣控制技術(shù)能力的核心課程，而且還是維修電工職業(yè)資格證考核的重要內(nèi)容。該課程具有很強的實踐性、開放性和職業(yè)性［1］。因此，目前國內(nèi)各高職院校在教學(xué)中逐步重視知識的實用性和學(xué)生的實踐能力，如采用項目化教學(xué)法、任務(wù)化教學(xué)法等，其目的是為了改變傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)模式。本文針對該課程教學(xué)中存在的問題與不足，引入PBL教學(xué)法，旨在尋找更為有效的教學(xué)模式，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高教學(xué)效果。

一、引入PBL教學(xué)法的必要性

《電機與電氣控制技術(shù)》課程是《電機與拖動》和《工廠電氣控制設(shè)備》兩門課程的綜合，其主要內(nèi)容有：三相異步電動機、直流電動機、控制電機、常用低壓電器、繼電－控制系統(tǒng)基本環(huán)節(jié)、典型設(shè)備的電氣控制、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計等。該課程專業(yè)性較強，對學(xué)生實踐能力要求較高，依靠傳統(tǒng)教學(xué)易造成知識脫節(jié)，另外，其電路圖構(gòu)成復(fù)雜，工作原理及性能內(nèi)容復(fù)雜，其包涵許多陌生的元器件，造成學(xué)生讀圖困難等［2］。

以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法（Problem－Based Learning，簡稱PBL），源自醫(yī)學(xué)教育，由加拿大McMaster大學(xué)Barrow教授提出并首次實施，其教學(xué)過程分為：提出問題－自學(xué)解疑－課堂討論－總結(jié)歸納。該教學(xué)方法強調(diào)以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為中心，與多種學(xué)習(xí)途徑相結(jié)合，強調(diào)交流合作，強調(diào)支持與引導(dǎo)等作用［3］。PBL教學(xué)法最大程度提高學(xué)生對課堂的參與度，提高上課質(zhì)量，著力解決理論與實踐相脫節(jié)的教學(xué)問題，有助于提高高職教育的教學(xué)質(zhì)量［4］。

二、PBL教學(xué)法引入的優(yōu)勢

PBL教學(xué)以能力培養(yǎng)為中心，從課程開發(fā)到教學(xué)實施再到成績考核，都以培養(yǎng)學(xué)生實際應(yīng)用能力為主線，重視綜合素質(zhì)與職業(yè)能力的提高。PBL教學(xué)法的精髓在于發(fā)揮問題對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)作用，調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與團隊合作能力，提高綜合素質(zhì)。

（一）培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性

興趣是最好的老師，它是獲取知識的巨大推動力，激發(fā)學(xué)生的興趣，直接影響到他們對知識的探索和追求。PBL教學(xué)在學(xué)習(xí)初始就提出問題，引導(dǎo)學(xué)生去主動學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生自主性，學(xué)生歷經(jīng)對知識的學(xué)習(xí)、判斷、比較、選擇、分析、概括等認識活動，鍛煉學(xué)生多方面能力，如文獻檢索、查閱資料的能力，歸納總結(jié)、綜合理解的能力，邏輯推理、口頭表達的能力等，在學(xué)習(xí)的過程中使學(xué)生逐步獲得思考、分析與解決問題的能力［5］。另外，從解決問題實際出發(fā)，學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動變?yōu)橹鲃?，學(xué)習(xí)的目的從盲目性變成有目的性，激發(fā)學(xué)生主動探索解決問題的答案，其實質(zhì)就是逐步培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)的主動探索性。

（二）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與團隊協(xié)作的能力

綜合應(yīng)用知識能力、實踐能力和自我教育能力是創(chuàng)新的基礎(chǔ)［6］。創(chuàng)新能力實際上是對學(xué)生能力的培養(yǎng)。在PBL教學(xué)中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，查閱資料，在小組討論中完成對解決問題途徑或方法的構(gòu)思、設(shè)計、實踐，完成理論與實驗的有機結(jié)合，形成知識學(xué)習(xí)與應(yīng)用的良好互動，實現(xiàn)學(xué)生對知識的理解與靈活運用。各小組完成自行設(shè)計的綜合性實驗來驗證解決教學(xué)問題的正確性，其整個教學(xué)過程，學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)新能力以及團隊合作能力得到充分的培養(yǎng)。各討論組在制定解決問題的方案時，經(jīng)成員之間的討論交流，還突出了個性化設(shè)計，解決問題方案的制定過程中，學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力，都在潛移默化中得到較好的鍛煉與提高。

（三）促進教師對自身要求，培養(yǎng)教學(xué)團隊

PBL教學(xué)中，一方面，教師在教學(xué)策劃過程中須投入更多的時間與精力，如分析學(xué)生自主學(xué)習(xí)與課程教學(xué)目標(biāo)是否保持一致；采取合適的引導(dǎo)策略調(diào)控課程教學(xué)發(fā)展方向等；教師如何從教學(xué)主導(dǎo)地位轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者等方面［7］。教師從傳統(tǒng)的研讀教學(xué)內(nèi)容向研究教學(xué)問題方面轉(zhuǎn)變，針對學(xué)生在認識和解決問題時，備課中應(yīng)加強他們所需要的相關(guān)知識、信息，全面收集整理資料，給學(xué)生提供幫助；另一方面，由于教學(xué)問題的設(shè)計不僅涉及本學(xué)科的各方面專業(yè)知識，還可能涉及跨專業(yè)、跨學(xué)科知識，因此，PBL教學(xué)中亟須教師組成教學(xué)團隊，以豐富與充實解決問題所需要的各學(xué)科知識，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，其不僅保證了教學(xué)學(xué)習(xí)資源的開放，還可為團隊中的教師提供教學(xué)資源幫助，確保教師成為學(xué)習(xí)資源的組織和提供者［7］。教學(xué)團隊還能定期對PBL教學(xué)改革中遇到的問題進行研討與分析。

三、PBL的教學(xué)組織與實施

（一）教學(xué)前準(zhǔn)備

實施PBL前，學(xué)生應(yīng)掌握一定的課程基礎(chǔ)知識，如各類電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理；掌握一些元器件的作用與結(jié)構(gòu)，如刀開關(guān)、熔斷器、接觸器、熱繼電器等；掌握一些線路的工作原理，熟知線路圖涉及到的各類代碼符號等基礎(chǔ)知識。在前期的學(xué)習(xí)中要求學(xué)生達到這樣的知識目標(biāo)，為PBL教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。

（二）提出問題

課前，教師給出設(shè)計的教學(xué)問題實例，實例的結(jié)果可設(shè)計為非唯一性，這樣更加有利于學(xué)生分組討論，如電動機自鎖控制線路中出現(xiàn)：電動機運轉(zhuǎn)后，按下停止按鈕，電動機不能停止。此例中故障可能原因如：接觸器主觸頭熔焊；停止按鈕被擊穿；線路中自鎖觸點兩端連接導(dǎo)線短路；接觸器鐵心端面被油垢粘牢不能脫開等。圍繞提出的問題，讓學(xué)生結(jié)合平時的學(xué)習(xí)，課前的知識準(zhǔn)備，學(xué)習(xí)尋找解決問題的方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣［8］。問題解決的結(jié)果多種性，將更能很好的幫助學(xué)生提高思考問題的全面性、統(tǒng)籌性和聯(lián)系性。

（三）自學(xué)與課堂討論

教師將班級學(xué)生分成若干小組，要求每位學(xué)生對知識點先進行自主學(xué)習(xí)，掌握電氣設(shè)備的基本構(gòu)造與功能，各小組內(nèi)進行先期討論，針對老師提出的教學(xué)問題進行分析，組內(nèi)成員共享知識，教師及時指導(dǎo)每個小組討論中遇到的難點與疑點，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)精神，把學(xué)習(xí)、討論交給學(xué)生，教師不再是學(xué)生唯一的知識庫，學(xué)生自主查閱相關(guān)教材、文獻等資料，針對問題，充分預(yù)習(xí)教材知識點。

每組選派代表發(fā)言，對問題的知識點陳述，對問題解決的方案進行討論。此過程中，各組可針對本組的解決方案優(yōu)點，或其他組方案存在的疑問進行提問。觀點不同的，則加以深入討論，教師在全程負責(zé)對討論問題進行引導(dǎo)，其角色是參與討論，鼓勵學(xué)生提出問題，師生加強互動交流。在輕松、自主的學(xué)習(xí)氛圍中，學(xué)生積極地暢所欲言，充分表達自己或小組的觀點。篩選故障解決方案，把明顯行不通的方案否決后，由學(xué)生動手實施線路組裝、運行，驗證方案可行度，如一些電器故障問題，是否被正確檢測出來等，分析設(shè)計實驗方案，討論實驗結(jié)果。學(xué)生經(jīng)過自主學(xué)習(xí)、查詢資料、小組討論、提出并討論實施方案、動手驗證實驗操作、總結(jié)與討論，完成PBL教學(xué)學(xué)習(xí)。

（四）教師總結(jié)與教學(xué)評價

問題被學(xué)生深入討論后，教師對各組設(shè)計的方案進行點評，找出優(yōu)點，指出不足。對學(xué)生討論較為激烈的知識點給出科學(xué)解釋。另外，結(jié)合學(xué)生具體實驗操作，教師應(yīng)指出存在的問題，幫助學(xué)生改正錯誤觀點或不合理的結(jié)論。最后，教師還應(yīng)對各組討論的組織實施情況予以總結(jié)，幫助學(xué)生提高組織能力。

實行PBL教學(xué)后，對學(xué)生評價的總評成績應(yīng)包括：學(xué)習(xí)表現(xiàn)成績、學(xué)習(xí)能力成績，書面考核成績等，評價可采用學(xué)生自評、小組互評、教師評分相結(jié)合的方式，為保證評分結(jié)果的公平、可靠，評分可參考各小組活動記錄、成員分工及討論記錄、個人合作態(tài)度、每次討論結(jié)果等全面地、全方位地評定成績。學(xué)生也可根據(jù)教師指導(dǎo)情況，總結(jié)情況等方面進行評教。

四、PBL教學(xué)模式的思考

（一）教師角色的轉(zhuǎn)變

PBL教師不再是課堂的主角與知識的源頭，其角色從“知識的提供者”向“學(xué)習(xí)的促進者”轉(zhuǎn)變，主要任務(wù)是引導(dǎo)與監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)。教師應(yīng)關(guān)注輔助與指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，有技巧的啟發(fā)學(xué)生如何利用所學(xué)的知識去解決實際問題。在各小組的討論中，教師應(yīng)成為一個聆聽者或旁觀者，側(cè)重指導(dǎo)學(xué)生如何去檢索有用的知識，啟發(fā)學(xué)生思索解決問題的想法，幫助他們怎樣進行信息溝通，知識交流，使小組討論更加富有成效。PBL教學(xué)下，要求教師熟練掌握本專業(yè)、本課程內(nèi)容以及相關(guān)學(xué)科知識，具備提出問題與解決問題的能力、靈活運用知識的能力、良好的組織管理能力等。怎樣制定有針對性的討論提綱，設(shè)計好的教學(xué)案例，怎樣提高引導(dǎo)學(xué)生的技巧以及把握干預(yù)學(xué)生討論的尺度，需要教師認真地思考與探索。

（二）學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變

PBL教學(xué)中，打破學(xué)生依賴于傳統(tǒng)教育方式方法，逐步培養(yǎng)他們從自身出發(fā)，完成從被動的學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主人角色的轉(zhuǎn)換。教學(xué)中，教師利用案例問題設(shè)計、知識講解的引導(dǎo)，來激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生以小組為活動單位，積極準(zhǔn)備知識材料，查詢相關(guān)材料，加強交流溝通，同心協(xié)力解決問題，得出最佳結(jié)論。在實驗室具體操作中，學(xué)生還須要獨自完成諸如電路連接，故障檢測操作等實訓(xùn)內(nèi)容，驗證解決方案是否可行，其不僅加強了學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，還加強了其理論知識與實踐操作的知識的融會貫通。目前，高職院校學(xué)生基礎(chǔ)偏差，主動學(xué)習(xí)意識差，在PBL教學(xué)模式對學(xué)生素質(zhì)高要求的背景下，學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變還亟待進一步誘導(dǎo)與培養(yǎng)。

（三）教學(xué)問題的選擇與設(shè)計

實施PBL教學(xué)法的關(guān)鍵是如何設(shè)計課堂教學(xué)問題實例，設(shè)計的問題合適與否，關(guān)系著PBL教學(xué)的成功與失敗，PBL是以“問題”為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，教學(xué)案例的學(xué)習(xí)目標(biāo)如何確定，包含多少知識點，如何把握難易度，如何由易到難設(shè)計教學(xué)內(nèi)容等，因此設(shè)計的教學(xué)實例問題是PBL教學(xué)的關(guān)鍵。PBL教學(xué)法實例與通常的實例分析不同，區(qū)別在于PBL教學(xué)中，教師先講解教材，在學(xué)生掌握一定的知識前提下，然后做實例分析，教師須掌握學(xué)生實際能力、熟悉教學(xué)目標(biāo)，給學(xué)生提供脈絡(luò)清晰，目標(biāo)明確的課程構(gòu)架，利用設(shè)計出的合理的教學(xué)問題，幫助學(xué)生有效學(xué)習(xí)，達到學(xué)習(xí)目的。因此，教學(xué)問題的設(shè)計不僅應(yīng)具有普遍性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性，而且還須要切合課程教學(xué)重點與難點，具備一定的難度梯度［9］。

總之，通過教學(xué)實施，發(fā)現(xiàn)PBL教學(xué)方法有助于強化教學(xué)過程的實踐性、開放性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，開放學(xué)生學(xué)習(xí)思維。學(xué)生經(jīng)過課程學(xué)習(xí)，能靈活掌握課程知識點，研究解決故障的方法并動手解決。PBL教學(xué)法還突出了學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有助于提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，同時，還加強了師生之間的思維互動，全面提高教學(xué)效果，因此，PBL教學(xué)法值得在高職院校的課程教學(xué)中借鑒與推廣。

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