教學(xué)App輔助循序漸進式PBL的應(yīng)用探索

程愛華 劉轉(zhuǎn)年

摘要：在問題推進式 PBL 教學(xué)法的實踐過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對新的教學(xué)方式不適應(yīng)，因此采用循序漸進的方式，并輔以教學(xué)App，使學(xué)生逐步適應(yīng)這種新的教學(xué)法，最后在課程設(shè)計階段使用完全PBL教學(xué)法，提高了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、自主學(xué)習(xí)、團隊協(xié)作及終身學(xué)習(xí)的能力。該方法在《水污染控制工程》的教學(xué)實踐中成功應(yīng)用，取得了良好效果，為其他工科課程的教學(xué)提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法 循序漸進式 教學(xué)App 工科 能力

中圖分類號：G642 ?文獻標(biāo)識碼：A ?文章編號：1009-5349（2020）17-0184-03

新工科的建設(shè)要求探索符合工程教育規(guī)律和時代特征的新的培養(yǎng)模式[1]。傳統(tǒng)的高等教育課堂教學(xué)采用教師講學(xué)生聽的教學(xué)方法，僅僅對知識進行了講解，但對大學(xué)生各方面能力的提升作用不大，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前新工科建設(shè)的要求。PBL （ problem-based learning，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法）是以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，發(fā)展學(xué)生的綜合思考能力和解決實際問題能力為主的教學(xué)法[2]。PBL 教學(xué)法的關(guān)鍵是“提出問題—分析問題—解決問題”，基本特點是由師生共同組成的“學(xué)習(xí)共同體”一起經(jīng)歷“提出問題、分組討論、展示成果、多元評價和反思總結(jié)”這5個環(huán)節(jié)[3]。通過讓學(xué)生以小組合作的形式共同解決實際的復(fù)雜問題，探索實際問題背后的深層知識，提高學(xué)生解決問題、自主學(xué)習(xí)、團隊協(xié)作、綜合知識以及終身學(xué)習(xí)的能力[4]。

前期調(diào)研結(jié)果顯示，環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握和現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用與用人單位的實際要求有明顯差距，主要是因為傳統(tǒng)授課法存在以下弊端：（1）知識面狹窄，不能及時了解環(huán)境工程專業(yè)的前沿問題。知識和信息都是從教師到學(xué)生的單向流動，學(xué)生沒有更多地去閱讀、思考和研究。（2）被動性學(xué)習(xí)，削減了學(xué)習(xí)的積極性和主動性。教學(xué)是一種單純的知識傳授，忽略了學(xué)生的興趣和好奇心，使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的主動性，喪失了探索未知領(lǐng)域的興趣。（3）學(xué)習(xí)效果差，應(yīng)試教育成了惡性循環(huán)。學(xué)生習(xí)慣了“填鴨式”的教學(xué)方法，學(xué)習(xí)缺乏興趣，課堂不專心聽講，課余時間不復(fù)習(xí)、不鉆研，臨考試希望教師劃出重點方便突擊復(fù)習(xí)通過考試。

因此，課題組近年來在環(huán)境工程專業(yè)《水污染控制工程》的教學(xué)中進行了PBL教學(xué)法的嘗試，但根據(jù)反饋學(xué)生對PBL教學(xué)法不適應(yīng)。學(xué)生從小到大習(xí)慣了教師的“滿堂灌”，自學(xué)能力差，文獻檢索和溝通能力均較弱，無法按照PBL教學(xué)法要求完成教學(xué)任務(wù)。

本課題組擬采用循序漸進的方式，通過教學(xué)環(huán)節(jié)中各種任務(wù)的設(shè)置逐步教會學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問題、分析問題;如何自我學(xué)習(xí);如何互相討論、團隊合作;如何思考、反饋;即先學(xué)會PBL教學(xué)法中的各個環(huán)節(jié)，逐漸適應(yīng)PBL教學(xué)法，最終完整地應(yīng)用PBL教學(xué)法完成課程設(shè)計。在分析和總結(jié)以往循序漸進式 PBL 教學(xué)法在《水污染控制工程》課堂上的應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)以下幾個問題：（1）課堂時間有限，教學(xué)內(nèi)容僅限課本的基礎(chǔ)知識基本原理，學(xué)習(xí)的深度不夠;（2）課后師生、同學(xué)之間互動較少，遇到困難不能及時解決;（3）組間成果不能及時分享，導(dǎo)致部分內(nèi)容重復(fù)[5]。

教學(xué)App是利用智能手機的一種移動教學(xué)助手，這種輔助工具的應(yīng)用，可以有效地解決上述問題，進行教學(xué)資源分享、互動交流和小組活動。教學(xué)App以班課為基礎(chǔ)，利用手機，實現(xiàn)課堂內(nèi)外的各種反饋和互動活動，例如推送學(xué)習(xí)資源（慕課、微課、PPT、鏈接、文獻等）、師生之間的教學(xué)互動（投票問卷、答疑討論）、學(xué)生學(xué)習(xí)進度的跟蹤（未學(xué)習(xí)學(xué)生的提醒、學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗值的排名）、學(xué)習(xí)成績的評價（課堂點名、階段測試）等。教學(xué)App的學(xué)生端在手機上的運行，突破學(xué)生學(xué)習(xí)空間和時間的限制，有利于學(xué)生利用碎片時間學(xué)習(xí)。

最終我們建立教學(xué)App輔助循序漸進式PBL教學(xué)方法，該方法成功應(yīng)用于《水污染控制工程》的課堂教學(xué)中，取得了良好的效果，學(xué)生實現(xiàn)從“被動學(xué)習(xí)”到“主動學(xué)習(xí)”的轉(zhuǎn)變。全面培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、學(xué)習(xí)交流、解決問題、團隊合作和創(chuàng)新的能力。

一、教學(xué)實踐

1.循序漸進式PBL教學(xué)

以《水污染控制工程》為例，在課堂教學(xué)中，采用逐級推進策略，培養(yǎng)學(xué)生五大技能。例如，在課內(nèi)教學(xué)中加大對問題提出、問題背景、問題進展分析的講解力度，使學(xué)生對所學(xué)知識構(gòu)建一個全局框架;結(jié)合現(xiàn)實，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力;通過作業(yè)“就身邊的水污染問題，分析其原因、類型和危害”，教會學(xué)生識別問題、澄清問題、發(fā)掘問題;篇章復(fù)習(xí)依次采用教師講，自己復(fù)習(xí)，小組復(fù)習(xí)并講述的手段，教會學(xué)生總結(jié)問題、自我學(xué)習(xí)、互相討論，團隊合作;課程大作業(yè)采用查閱翻譯最新英文文獻、完成課業(yè)小論文并答辯的形式，教會學(xué)生查閱文獻、寫作、交流，使學(xué)生掌握文獻查閱的方式，熟悉論文的結(jié)構(gòu)，了解學(xué)科的科研發(fā)展動態(tài)。通過期中考試綜合實際問題的解決，將知識點串聯(lián)起來，提高學(xué)生解決問題能力和綜合能力。消毒部分已在前期課程《環(huán)境微生物》中學(xué)過，因此布置學(xué)生查閱文獻，學(xué)習(xí)消毒新技術(shù)，并撰寫小論文，培養(yǎng)學(xué)生科研論文寫作能力，知識的歸納及總結(jié)能力。問題單元涵蓋水污染控制工程課程的主要內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中循序漸進的適應(yīng)PBL教學(xué)法，學(xué)生在解決問題的同時，達到知識吸收、轉(zhuǎn)化和遷移的目的。

最后，在課程設(shè)計中全面實行PBL教學(xué)法。《水污染控制工程》課程結(jié)束后配有課程設(shè)計，以往都是教師規(guī)定一個題目，改變設(shè)計條件，學(xué)生進行驗證型設(shè)計。對學(xué)生能力提高作用不大。此時，學(xué)生已學(xué)完所用知識點，并且熟悉PBL教學(xué)法各個環(huán)節(jié)，因此可采用完全PBL教學(xué)法。主要的實施方法包括：第一步，組建學(xué)習(xí)小組，3—5人一組，通過教學(xué)App自愿組合，小組內(nèi)部協(xié)商，分配任務(wù)。第二步，選題，針對實際廢水種類、危害，由小組成員提出、討論并確定需要解決的問題，師生多次討論，最終達成一致意見。第三步，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，分析某種實際廢水的產(chǎn)生、危害、水質(zhì)水量、處理方法，在教師的指導(dǎo)下，對比選擇明確處理工藝。第四步，自主探究，學(xué)生根據(jù)以往課堂學(xué)習(xí)的經(jīng)驗結(jié)合課內(nèi)外收集的信息，協(xié)作分工討論，重新建構(gòu)自己的知識體系，提出切實可行的設(shè)計方案，進行構(gòu)筑物的設(shè)計及輔助設(shè)備的選型，完成平面設(shè)計和高程設(shè)計。為避免題目重復(fù)，每個組員的水質(zhì)水量都有所不同，因此污水處理工藝相同，組員間可以討論，互相學(xué)習(xí)。參數(shù)不同，每個組員獨立進行設(shè)計，每個人都完成了設(shè)計各個步驟的訓(xùn)練，既獨立又有合作，充分模擬了實際設(shè)計工作的情況，便于學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)新的工作。第五步，活動匯報，小組匯報設(shè)計成果，包括設(shè)計計算書和圖紙，實現(xiàn)資源共享。第六步，總結(jié)與評估。各小組對自己小組的學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)方法等進行自評，對整個學(xué)習(xí)活動進行總結(jié)和反思，評估學(xué)習(xí)效果。授課的教師團隊成員和其他小組對匯報的小組或者某個成員在解決問題的過程中獲得的知識、掌握的技能進行提問和評價，并給出成績。學(xué)生自評成績、小組互評成績以及教師對報告的評定成績各占一定比例，然后計算出每個小組中每個學(xué)生的成績作為課程設(shè)計的最終成績。完成一次完全PBL方式教學(xué)。

2.教學(xué)App互動

針對以往課程存在的問題，上課之初，就建立一個包含全體師生的班課群，除了方便課堂點名、開展課堂討論活動以外，在課堂時間以外的任何時間隨時開展以下內(nèi)容的互動：

上課前：上傳相關(guān)課程資料、微課等，方便學(xué)生自主預(yù)習(xí)，加深對重點問題、難點問題的理解;設(shè)置預(yù)習(xí)評價測試，學(xué)生可利用手機通過App平臺在限定時間內(nèi)完成課前預(yù)習(xí)評價測試，檢測學(xué)生個人的預(yù)習(xí)效果。一般為選擇題，題目內(nèi)容包括預(yù)習(xí)資料中所涉及基本概念、基本原理及其應(yīng)用。測試完成后提交結(jié)果，學(xué)生就可以從平臺上看到測試成績和班級中的排名。引導(dǎo)學(xué)生從“被動學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)習(xí)”。

課堂中：開展隨機選人、舉手、搶答等各種互動形式的提問，增強課堂學(xué)習(xí)的樂趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。針對教學(xué)過程中碰到任何問題，學(xué)生可通過“答疑討論”自主發(fā)言，教師可與其互動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

課后：教師利用教學(xué)App“測試”模塊推送給學(xué)生復(fù)習(xí)題，學(xué)生作答后，教師可完成對學(xué)生的一次形成性評價，不僅可以固化學(xué)生課堂上所學(xué)知識，同時給教師以反饋，及時對課程的重點難點內(nèi)容進行調(diào)整。課前預(yù)習(xí)、課中實施和課后鞏固階段，每個學(xué)生參與的各種活動，都在教學(xué)App上以經(jīng)驗值的形式記錄，為最終評價提供依據(jù)，記錄學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的各種表現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注平時學(xué)習(xí)過程，加大平時成績比例，避免學(xué)生為了期末考試而突擊背重點從而引起評價不公平的問題。

完全PBL教學(xué)過程中：學(xué)生根據(jù)個人意愿，在教學(xué)App上自行分組;將制作好的 PPT 及相關(guān)感想在課前預(yù)先分享至教學(xué)App上，他人可對其進行評價及提問;教師可進行過程考核評價，及時給表現(xiàn)突出、學(xué)習(xí)效果好的學(xué)生好評，達到對教學(xué)過程調(diào)節(jié)和激勵其他同學(xué)的作用。

最后，教師還推送一些與課程相關(guān)的最新科研進展，潛移默化中進一步加強學(xué)生的科研素養(yǎng)。教學(xué)App輔助循序漸進式PBL教學(xué)法有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，強化了師生間的互動，提高了教學(xué)效果。

二、教學(xué)評價

1.教師評價

循序漸進式PBL教學(xué)體現(xiàn)“回歸工程實踐”的工程教育理念。通過《水污染控制課程》的學(xué)習(xí)，學(xué)生逐步掌握了PBL教學(xué)法的各要點，并應(yīng)用PBL教學(xué)法完成課程設(shè)計的全部內(nèi)容。通過自主學(xué)習(xí)、經(jīng)驗學(xué)習(xí)、基于活動的學(xué)習(xí)、基于團隊的學(xué)習(xí)和案例學(xué)習(xí)等，培養(yǎng)了學(xué)生未來工程實踐所需要的一些能力;學(xué)生可以將課堂上的理論知識和實踐中的工程能力有機結(jié)合，通過問題的學(xué)習(xí)融合兩類內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生交流溝通、團隊合作、方案設(shè)計、方案實施的能力。這些都是工程實踐對工程師的基本要求。因此，循序漸進式PBL教學(xué)方法對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、全面提高學(xué)生各方面的能力起著積極的作用。

此外，通過教學(xué)App的輔助，課內(nèi)和課外互動非?；钴S。我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生就課堂問題查找的文獻更新、更準(zhǔn)確、更有權(quán)威性，組間相關(guān)內(nèi)容的重復(fù)性基本消除;知識點的掌握更深入、更全面;課堂頭腦風(fēng)暴更激烈，就某一問題討論的更有深度和廣度;制作的PPT 簡潔大方、條理清楚、圖文并茂，更具實用性和觀賞性。

2.學(xué)生評價

課程結(jié)束時，我們對學(xué)生進行了匿名式的問卷調(diào)查，發(fā)放調(diào)查問卷 90份，回收 90 份，其中，93.5% 的學(xué)生認為這種課程模式比傳統(tǒng)教學(xué)能夠?qū)W到更多知識，87.6%的學(xué)生認為這種課程模式更能提高其發(fā)現(xiàn)問題的能力和解決問題的能力。91.8%的學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中遇到瓶頸時，通過自我學(xué)習(xí)解決問題。82.6%的同學(xué)認為通過這種課程模式加強了和同學(xué)之間的交流、合作提高了團隊合作意識。85.4%的同學(xué)認為通過這種課程模式下的PPT演示和答辯環(huán)節(jié)提高了表達能力。82.3%的同學(xué)認為這種課程模式還增加學(xué)習(xí)負擔(dān)，但能夠承擔(dān)得起。7.3%的同學(xué)認為這種課程模式比傳統(tǒng)模式輕松。

除了對以上客觀選項的統(tǒng)計，我們還整理了調(diào)查問卷中學(xué)生等這種教學(xué)模式的一些感想，同學(xué)們大多認為通過這種課程模式拓寬了知識面，增強了自信，提高了能力。表明學(xué)生對教學(xué)App輔助循序漸進式PBL教學(xué)法這種形式的認可。

三、結(jié)語

循序漸進式PBL教學(xué)法幫助學(xué)生逐步適應(yīng)PBL教學(xué)模式，并輔以教學(xué)App強化互動，突破了傳統(tǒng)以教師教為主學(xué)生學(xué)習(xí)為輔的教學(xué)模式，突出了學(xué)生的主體地位，促進學(xué)生變“被動學(xué)習(xí)”為“主動學(xué)習(xí)”，提高了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、自主學(xué)習(xí)、團隊協(xié)作及終身學(xué)習(xí)的能力，真正使學(xué)生適應(yīng)了當(dāng)今時代的發(fā)展和需求。值得在工科教學(xué)中推廣。

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責(zé)任編輯：劉健