PBL教學(xué)法在專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

佟維妍　魏寶武　李斌　茹鵬

[摘 要]將PBL教學(xué)法應(yīng)用于專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)中，注重真實(shí)性任務(wù)的設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)把專業(yè)知識(shí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情景中，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，并根據(jù)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握度以及在實(shí)踐中的表現(xiàn)進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)。

[關(guān)鍵詞]PBL教學(xué)法；專業(yè)綜合實(shí)踐；多元考核

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.41.165

工程實(shí)踐能力培養(yǎng)是應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)模式的重要組成部分。專業(yè)綜合實(shí)踐課程是將理論與實(shí)踐相聯(lián)系，專業(yè)知識(shí)與職業(yè)能力需求相結(jié)合的重要途徑。結(jié)合沈陽工業(yè)大學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，在第七學(xué)期集中安排了4周的專業(yè)綜合實(shí)踐課，通過該課程的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，對(duì)學(xué)生的職業(yè)技能進(jìn)行提升，形成一個(gè)完整的知識(shí)技能體系。

PBL（Problem Based Learning）是一種以問題為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心的教學(xué)方法。起源于20世紀(jì)50年代加拿大麥克馬斯特大學(xué)的醫(yī)學(xué)教育，因其強(qiáng)調(diào)知識(shí)的應(yīng)用和職業(yè)技能的培養(yǎng)，在德國、日本等國家的大學(xué)得到廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為國際上較流行的一種教學(xué)方法[1]。PBL教學(xué)法在專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用時(shí)，有教學(xué)模式的實(shí)踐方案設(shè)計(jì)、教學(xué)質(zhì)量評(píng)估和實(shí)踐教學(xué)環(huán)境等需要重點(diǎn)研究的問題。

1 融合PBL的課程內(nèi)涵建設(shè)和教學(xué)方法改革

PBL的實(shí)施需要更合理化的課程整合和設(shè)置，對(duì)學(xué)生進(jìn)行不間斷的引導(dǎo)式訓(xùn)練。在融合PBL的專業(yè)綜合實(shí)踐課程整合中，以單片機(jī)、PLC兩種控制方式應(yīng)用為核心，包括電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用和智能儀表設(shè)計(jì)與開發(fā)兩個(gè)部分，每個(gè)部分設(shè)計(jì)了10個(gè)難易程度不同的“問題”（即項(xiàng)目案例）。通過“問題”，將相關(guān)專業(yè)知識(shí)串聯(lián)融合，同時(shí)將各案例間進(jìn)行組合，學(xué)生又可完成多個(gè)功能、結(jié)構(gòu)不同的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)調(diào)試，通過一系列的訓(xùn)練，把各個(gè)分散的課程內(nèi)容聯(lián)系起來，形成一個(gè)相對(duì)完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。下表為電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用部分的項(xiàng)目。

2 根據(jù)崗位技能要求進(jìn)行“問題”的設(shè)置

PBL教學(xué)法中，“問題”的設(shè)置是整個(gè)教學(xué)過程能否成功的首要因素[2]。在設(shè)置“問題”時(shí)，要認(rèn)真分析具體實(shí)踐條件，學(xué)生的能力，注意“問題”與學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)保持一致 ，“問題”要遵從綜合性、可用性、可驗(yàn)證性等原則。

“問題”的具體內(nèi)容包括“問題”題目和具體要求，如PLC實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中包括硬件選型、配置，利用AUTOCAD繪制電氣控制電路，編寫梯形圖，組態(tài)界面設(shè)計(jì)等，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中包括電子器件選型，硬件電路搭建，利用Protel99se繪制電子線路圖，使用CCS進(jìn)行程序編制與調(diào)試等，都應(yīng)在“問題”中做出具體的規(guī)定。

例如，問題10：“四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，實(shí)訓(xùn)案例中要求采用上位機(jī)組態(tài)王模擬1臺(tái)4層電梯本體，組態(tài)王既要模擬出上圖中電梯的轎箱位置信號(hào)、呼梯信號(hào)、門機(jī)信號(hào)、故障信號(hào)等電梯輸入信號(hào)，還要與下位機(jī)PLC采用RS232串口通信，根據(jù)PLC 的邏輯輸出，采用動(dòng)畫形式模擬出電梯的運(yùn)行過程。系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)工作主要包括上位機(jī)電梯組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)、進(jìn)行PLC的選型和I /O點(diǎn)接口定義、利用STEP7進(jìn)行下位機(jī)程序的調(diào)試，利用ATUOCAD繪制電氣控制電路圖。

3 PBL教學(xué)法的實(shí)施

PBL教學(xué)法的實(shí)施大致分為問題提出、資料查閱、任務(wù)實(shí)施和總結(jié)反思4個(gè)主要步驟。在教學(xué)過程中，學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，3～4名學(xué)生自由組合為一組，以小組為單位，接受所布置的問題[3]。小組成員分析討論，明確問題的研究方向，利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料，根據(jù)問題的要求，展開小組討論，尋求解決方案。解決問題的過程中鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行分工協(xié)作，各負(fù)其責(zé)逐漸攻克問題的各個(gè)環(huán)節(jié)，最后再匯總分析，給出解決方案。指導(dǎo)教師要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)述，同時(shí)對(duì)其中涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，梳理出清晰的知識(shí)脈絡(luò)，形成完整的知識(shí)體系。

4 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)條件

專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)是專業(yè)綜合實(shí)踐課程建設(shè)的重要組成部分，建設(shè)實(shí)訓(xùn)室應(yīng)該充分和深刻的調(diào)查研究本專業(yè)的課程體系、具體課程項(xiàng)目安排、教學(xué)模式以及本行業(yè)、企業(yè)的技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。嚴(yán)格執(zhí)行實(shí)訓(xùn)室管理制度與操作規(guī)范，要考慮學(xué)生的安全并盡量減少不必要的設(shè)備損壞。

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用部分，設(shè)備上選擇了市場(chǎng)應(yīng)用廣泛的西門子S7-200系列PLC、西門子MM440變頻器和組態(tài)王軟件，搭建了PLC變頻調(diào)速實(shí)訓(xùn)裝置和電工技能實(shí)訓(xùn)考核裝置。智能儀表設(shè)計(jì)與開發(fā)部分選擇了在各高校都積極推廣的美國TI公司的16位MSP430單片機(jī)，采用Protel99se進(jìn)行電路原理圖和印制電路板設(shè)計(jì)。

同時(shí)，充分發(fā)揮指導(dǎo)教師工程實(shí)踐能力強(qiáng)、科研與教學(xué)水平高的特點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)特色，根據(jù)教學(xué)需要，自主研發(fā)具有專業(yè)特色的綜合測(cè)控研發(fā)平臺(tái)，可進(jìn)行節(jié)能與新能源開發(fā)領(lǐng)域的熱源監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)，該平臺(tái)的使用為學(xué)生提供了進(jìn)行創(chuàng)新型研究與實(shí)驗(yàn)的條件，激發(fā)學(xué)生探索新知的興趣，也促進(jìn)了工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

5 實(shí)施多元考核模式，完善課程評(píng)價(jià)體系

目前傳統(tǒng)評(píng)價(jià)體系書面考試是唯一的方法，很難滿足PBL教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的要求和評(píng)價(jià)需求。PBL考核除了以知識(shí)為主的卷面考試外，在PBL教學(xué)評(píng)價(jià)中，還應(yīng)關(guān)注學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的熱情、學(xué)生呈現(xiàn)學(xué)習(xí)資料范圍、學(xué)生發(fā)言對(duì)其他小組成員影響力等因素以及學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)問題的分析、學(xué)生對(duì)解決問題方案的取舍等學(xué)生的個(gè)體行為[3]。在學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)中增加學(xué)生自我評(píng)價(jià)、學(xué)生間互相評(píng)價(jià)分值等來強(qiáng)化教學(xué)評(píng)價(jià)，促進(jìn)被評(píng)者接近教學(xué)目標(biāo)。當(dāng)然，PBL教學(xué)評(píng)價(jià)方法的客觀性、規(guī)范性以及多元性仍需要進(jìn)一步探討。

通過PBL教學(xué)法在專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)生在實(shí)踐中得到鍛煉和提高，加強(qiáng)本專業(yè)各科知識(shí)綜合運(yùn)用能力和問題分析能力，提高實(shí)際動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、綜合分析能力和創(chuàng)新意識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃永斌，譚福，鞠芳輝.基于情景平臺(tái)的經(jīng)濟(jì)管理類PBL教學(xué)模式的實(shí)踐探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007（16）.

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