PBL教學(xué)法在《水污染控制工程》教學(xué)中的應(yīng)用探討*

彭映林，黃 毅，林 立，李必才，徐 玲

(湖南城市學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，湖南 益陽 413000)

《水污染控制工程》是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)核心課之一，課程主要內(nèi)容包括各種水污染控制技術(shù)的概念、基本原理、方法、控制設(shè)備的設(shè)計和計算等[1]?！端廴究刂乒こ獭肪哂卸鄬W(xué)科交叉，知識點多，理論性強，內(nèi)容抽象難懂，實踐性和工程性強等特點[2-3]。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以注入式為主，學(xué)生被動應(yīng)付學(xué)習(xí)，很難調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，課堂上學(xué)生參與度不高，課堂教學(xué)采用多媒體，教學(xué)進(jìn)度快，學(xué)生跟不上授課節(jié)奏，學(xué)生難以理解和應(yīng)用[4]，有些學(xué)生甚至在學(xué)習(xí)過程中迷失方向，自暴自棄。采用滿堂灌教學(xué)，教師也講得辛苦。

PBL(Problem Based Learning)教學(xué)法由美國神經(jīng)病學(xué)教授Howard Barrows在加拿大麥克馬斯特大學(xué)首先創(chuàng)立實施，目前已成為國內(nèi)外較為流行的一類教學(xué)方法及學(xué)習(xí)模式。該法是以問題為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，發(fā)展學(xué)生綜合思考能力和解決實際問題能力的教學(xué)法[5]。本文研究將PBL教學(xué)法應(yīng)用在水污染控制工程教學(xué)中，以期提高教學(xué)效果和學(xué)生綜合素質(zhì)。

1 PBL教學(xué)法的實施

1.1 研究對象

針對本校2017和2018級環(huán)境工程專業(yè)大三學(xué)生開展了PBL教學(xué)法的應(yīng)用探索。此前已學(xué)過《環(huán)境學(xué)概論》、《環(huán)境化學(xué)》、《環(huán)境微生物學(xué)》、四大化學(xué)等課程，具有較扎實的專業(yè)基礎(chǔ)。

1.2 組建學(xué)習(xí)小組

將學(xué)生分成若干個學(xué)習(xí)小組，每組6-7名學(xué)生，為方便學(xué)生交流，小組成員最好是來自同一寢室或相鄰寢室，同時兼顧學(xué)生水平的不同，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，盡量減少各組成員水平的差異性。每組指定一名學(xué)習(xí)能力較強且認(rèn)真負(fù)責(zé)的學(xué)生作為組長，負(fù)責(zé)分配任務(wù)、整理資料、記錄討論情況等工作。

1.3 教師提出問題

教師根據(jù)教學(xué)大綱要求針對教學(xué)內(nèi)容提出相關(guān)問題，所提出的問題要有邏輯性，層層推進(jìn)，有利于學(xué)生查閱資料、思考問題、解決問題，最終掌握相關(guān)知識。例如在學(xué)習(xí)化學(xué)混凝法這一部分內(nèi)容時，提出的問題有如：印染廢水具有什么特點?如何采用化學(xué)混凝法處理印染廢水？化學(xué)混凝法處理的對象是什么？為什么水中一些微小的懸浮固體和膠體物質(zhì)不會自然沉降，而是一直保持分散懸浮狀態(tài)？膠體粒徑大??？膠體的結(jié)構(gòu)是怎樣的？膠體帶電嗎？如何使微小懸浮固體和膠體物質(zhì)破穩(wěn)下沉？印染廢水中污染物質(zhì)是通過怎樣的機理被去除的？混凝的原理是什么？什么是混凝劑？常用混凝劑有哪些？什么是助凝劑？常用助凝劑有哪些？影響混凝效果的因素有哪些？混凝過程中會有什么現(xiàn)象？等等。上課前一周教師將這些問題發(fā)給學(xué)生，學(xué)生有充足的時間查閱資料。

1.4 學(xué)生解決問題

各小組成員利用課余時間查閱資料，并將各人所查資料發(fā)送至小組學(xué)習(xí)交流群(QQ或微信等交流平臺)。每人所查資料渠道不同，對所查資料的理解不同，對問題的解答也就有區(qū)別。成員之間通過共享資料、討論、取長補短、不斷完善問題的答案，最終形成完整報告并制作好匯報PPT。在學(xué)生們解決問題期間，遇到困難，教師要及時的給予指導(dǎo)，如查閱文獻(xiàn)的渠道有哪些？對所查文獻(xiàn)如何取舍？鼓勵學(xué)生迎難而上、團(tuán)結(jié)合作、虛心向他人學(xué)習(xí)，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)而去解決問題。

1.5 課堂環(huán)節(jié)

課堂上，各小組通過抽簽的形式選一名代表上講臺通過PPT匯報自學(xué)成果，匯報小組對其他小組和教師提出的問題進(jìn)行解答，并對相關(guān)問題展開討論，最后老師對相關(guān)知識進(jìn)行總結(jié)梳理，查漏補缺，有利于學(xué)生形成完整的知識體系，同時針對性的指出不足的地方，有利于提高學(xué)生自學(xué)效果。

1.6 成績評定

成績評定是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，以成績評定方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[4]。課程結(jié)束后，學(xué)生進(jìn)行自評，各小組成員針對組內(nèi)成員的資料查閱情況和小組討論情況相互給出成績，其他小組對匯報小組給出成績，教師從學(xué)生報告的全面性、準(zhǔn)確性、匯報熟練程度、回答問題的好壞、表達(dá)等方面給予成績。學(xué)生自評成績、小組內(nèi)成員互評成績、小組互評成績、教師評定成績各占一定比例，綜合算出每一位學(xué)生的PBL教學(xué)部分的成績。

2 PBL教學(xué)法實施的效果和應(yīng)注意的問題

2.1 PBL教學(xué)法實施的效果

PBL教學(xué)法應(yīng)用于水污染控制工程教學(xué)中，可以明顯提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，課堂上學(xué)生的參與度更高，學(xué)生對知識的理解更深，掌握更牢，期末考試通過率提高，學(xué)生運用知識解決問題的能力增強，合作意識、溝通能力、表達(dá)能力等綜合素質(zhì)也得到顯著提升。

2.2 PBL教學(xué)法實施過程中應(yīng)注意的問題

PBL教學(xué)法有許多優(yōu)勢，但在應(yīng)用PBL教學(xué)過程中，還需注意以下幾個方面的問題。

2.2.1 問題的設(shè)計與提出要合理

問題的設(shè)計與提出要合理，不能太簡單也不能太難，不能為了設(shè)計而設(shè)計，要與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系，能引起學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)生解決該問題的積極性和主動性，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。對于理論性強、較抽象、難度較大的內(nèi)容，以教師講授為主，但學(xué)生一定要做好預(yù)習(xí)，如化學(xué)混凝法這一節(jié)內(nèi)容中膠體的結(jié)構(gòu)、混凝的原理、混凝的工藝過程等等，學(xué)生通過預(yù)習(xí)對這些內(nèi)容有個初步認(rèn)識，教師也要正確引導(dǎo)學(xué)生解決問題的思路。

2.2.2 教師要全面提升自身素質(zhì)

在PBL教學(xué)中，教師不是“授魚者”，而是“授漁者”，是學(xué)生學(xué)習(xí)的啟發(fā)者、引導(dǎo)者。在前期準(zhǔn)備工作中，教師要充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)水平，明確課程內(nèi)容的重點和難點，投入更多的精力查閱資料，設(shè)計的問題不僅要能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，而且要能實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教師要具備淵博的知識，能及時解答學(xué)生提出的各種問題。在課堂上，教師不是旁觀者，而要組織和引導(dǎo)好學(xué)生，管理好課堂紀(jì)律，掌控好課堂節(jié)奏，避免跑題，及時糾正學(xué)生對知識的錯誤或片面理解。教師要加強各方面知識的積累，全面提升自身素質(zhì)，才能在教學(xué)上做到游刃有余。

2.2.3 要科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生

傳統(tǒng)的“填鴨式”的教學(xué)方式，使部分學(xué)生有依賴心理，不愿意主動思考動腦解決問題。部分學(xué)生認(rèn)為PBL太“花費”時間，甚至不愿意接受這種教學(xué)模式。部分學(xué)生害怕做不好，被笑話。因此，教師在教學(xué)過程中要多表揚、鼓勵、肯定學(xué)生，激起學(xué)生主動學(xué)習(xí)、勇于表現(xiàn)的欲望。在學(xué)生解決問題過程中，教師要及時關(guān)注學(xué)生們的工作進(jìn)展情況，適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，對學(xué)生的工作成果進(jìn)行及時的修改。

2.2.4 建立合理的評價機制

課程成績一般由平時成績和期末考試成績兩部分組成，要重視過程評價。期末考試成績由閉卷考試分?jǐn)?shù)決定，傳統(tǒng)的考試，教師考前畫重點，學(xué)生死記硬背應(yīng)付考試，一些平時學(xué)習(xí)不努力的同學(xué)靠考前抱佛腳也能考出高分?jǐn)?shù)，無法考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，在期末考試中應(yīng)該增加考察學(xué)生綜合能力的題目，如針對某一種廢水，請設(shè)計解決方案？對目前環(huán)保熱點的認(rèn)識？等等。PBL教學(xué)部分成績是由教師和學(xué)生根據(jù)評分對象的表現(xiàn)給分，主觀性較強，可能存在個別學(xué)生給關(guān)系好的同學(xué)故意打高分，關(guān)系不好的同學(xué)故意打低分的情況，如何保證評分客觀公正，還需建立一套較詳細(xì)的評分方案以及監(jiān)督機制。

學(xué)生成績無法全面反映出教學(xué)效果，PBL教學(xué)效果到底如何，還需從學(xué)生畢業(yè)論文完成情況、讀研情況、學(xué)生就業(yè)后其適應(yīng)崗位需求、解決實際問題的能力如何等多方面考量。

2.2.5 PBL教學(xué)法需與其他教學(xué)方法相結(jié)合

水污染控制工程課程內(nèi)容多，如果所有內(nèi)容都采用PBL教學(xué)法，將給學(xué)生學(xué)習(xí)造成很大負(fù)擔(dān)，學(xué)生會抵觸也會很乏味，一些深奧難懂的知識對學(xué)生來說難度大，教學(xué)內(nèi)容可能完不成。在教學(xué)實踐中，要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理選擇教學(xué)方法，將傳統(tǒng)接受式與問題探究式、啟發(fā)式、案例式及討論式等多種模式相結(jié)合，同時引入仿真動畫、實驗視頻等，增強教學(xué)的生動性和直觀性，加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解。如在學(xué)習(xí)化學(xué)混凝法這一節(jié)時，學(xué)生不知道什么是礬花，教師可以給學(xué)生放混凝法處理廢水的視頻，觀察礬花的形成、沉降過程，探討礬花形成的條件等等。多種教學(xué)模式相結(jié)合，既保留傳統(tǒng)教學(xué)模式中把握課堂節(jié)奏、控制教學(xué)進(jìn)程、授課效率較高的優(yōu)點，又結(jié)合其他教學(xué)方法的優(yōu)點，激勵學(xué)生自主思考，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性[4]，增強學(xué)生對基本理論的理解，綜合運用專業(yè)知識分析問題、解決問題及自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、探究研究及團(tuán)隊協(xié)作，提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)，提高教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié) 語

PBL教學(xué)法作為當(dāng)下較流行的一種教學(xué)模式，對教師提出了更高的要求，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體需要投入更多的精力。教學(xué)實踐表明，PBL教學(xué)法可以有效提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生綜合素質(zhì)，但受傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響，部分學(xué)生對PBL教學(xué)模式感到不適應(yīng)。PBL教學(xué)法不適于大班授課，難以保證教學(xué)進(jìn)度及學(xué)生理論知識的系統(tǒng)性。在水污染控制工程教學(xué)過程中，教師要不斷調(diào)整，將PBL教學(xué)法與傳統(tǒng)接受式、啟發(fā)式、案例式及討論式等多種模式相結(jié)合，充分發(fā)揮PBL教學(xué)法的優(yōu)勢，不斷總結(jié)經(jīng)驗，探索出一條適合水污染控制工程教學(xué)的教學(xué)模式。