基于PBL 和雙語(yǔ)教學(xué)的研究性教學(xué)模式探索與實(shí)踐

孟淑娟，張 夢(mèng)，王 睿，魏中寶

（1.北京航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100191；2.北京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，北京 100191；3.東北大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，沈陽(yáng) 110819；4.北京理工大學(xué) 機(jī)械與車輛學(xué)院，北京 100081）

基于問題的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，PBL）是一種典型的以學(xué)生為中心的教學(xué)方法。該教學(xué)法以問題為導(dǎo)向，將學(xué)習(xí)置于復(fù)雜、有意義的具體問題情境中，讓學(xué)生以個(gè)體或者小組合作的形式解決學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)而學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識(shí)，以促進(jìn)他們自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力的發(fā)展[1]。在研究生課程的講授過(guò)程中，用專業(yè)相關(guān)前沿問題引領(lǐng)學(xué)生思考，串連起知識(shí)點(diǎn)，更能夠激發(fā)他們學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。此外，雙語(yǔ)教學(xué)是我國(guó)大學(xué)教育進(jìn)軍國(guó)際化的一個(gè)重要舉措和標(biāo)志，同時(shí)也是我國(guó)高等校院培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的高端人才的戰(zhàn)略部署和實(shí)踐手段[2]。應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)今有些學(xué)科的經(jīng)典教材還是英文原版，本科階段已完成基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的研究生完全可以適應(yīng)英文教材，這將有助于解決他們對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一知半解、對(duì)學(xué)科前沿了解不足的狀態(tài)[3]。但純英語(yǔ)教學(xué)的模式，對(duì)于尚未接觸專業(yè)英語(yǔ)的學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大，學(xué)生接受度有限。因此，受到原版教材資源、師資力量、學(xué)生外語(yǔ)水平等客觀條件的限制，可以采用雙語(yǔ)教學(xué)模式，利用英文課件中文講述的雙語(yǔ)教學(xué)模式是非常適宜的選擇[4]。

水化學(xué)原理課程研究化學(xué)物質(zhì)在水環(huán)境中的存在（包括濃度、形態(tài)、分布）、行為（包括遷移、轉(zhuǎn)化、歸宿）與效應(yīng)（環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)）[5]。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解和掌握各種污染物在天然水體多相介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等多方面的水環(huán)境化學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)。因此本課程不僅適用于環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)研究生，也適用于其他專業(yè)，例如化學(xué)專業(yè)的研究生。同時(shí)，水是自然界中最豐富、人們最為熟悉但卻最不了解的物質(zhì)之一，被認(rèn)為“water：soft in nature，hard in science”。在《科學(xué)》雜志創(chuàng)刊125 周年之際，水的結(jié)構(gòu)被選為21 世紀(jì)125 個(gè)最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題之一。其中，離子水合物的微觀結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)一直是學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)，例如2018 年《自然》雜志發(fā)表的文章中，科學(xué)家才首次看到水合鈉離子的原子級(jí)“真面目”[6]。因此，水化學(xué)原理是一門發(fā)展迅速并且在諸多領(lǐng)域具有重要指導(dǎo)意義和廣闊應(yīng)用的學(xué)科，教學(xué)中必須注意相關(guān)學(xué)科的新發(fā)展和新動(dòng)態(tài)[7-8]。因此，在研究生課程水化學(xué)原理（Aquatic Chemistry）講授中，傳統(tǒng)的講授方式未必適合這樣一門一直處于快速發(fā)展中的課程。選擇基于PBL和雙語(yǔ)教學(xué)的研究性教學(xué)模式，將會(huì)更適合開展水化學(xué)原理的教學(xué)活動(dòng)。課程講授中利用最前沿的科學(xué)問題作為引領(lǐng)，激勵(lì)學(xué)生們搜索閱讀前沿文獻(xiàn)，能夠極大程度地激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，為學(xué)生們從事專業(yè)研究提供幫助。運(yùn)用英語(yǔ)前沿文獻(xiàn)、教材、課件講授課程，幫助學(xué)生架構(gòu)“英文解題”的邏輯思維，使研究生能夠結(jié)合自身專業(yè)知識(shí)和專業(yè)外語(yǔ)進(jìn)行學(xué)習(xí)，更好地服務(wù)于他們的實(shí)際課題研究工作。

一 PBL 和雙語(yǔ)教學(xué)在水化學(xué)原理課程中的踐行實(shí)例

筆者從課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和考核方式等幾個(gè)方面對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了創(chuàng)新性改革。本課程在課前準(zhǔn)備、課堂講授、課后反饋三個(gè)維度都對(duì)基于PBL 和雙語(yǔ)教學(xué)的研究性教學(xué)模式進(jìn)行了研究和探索，課程的實(shí)踐技術(shù)路線如圖1 所示。

圖1 水化學(xué)原理課程技術(shù)路線圖

（一）課前基礎(chǔ)知識(shí)的預(yù)習(xí)

將水化學(xué)原理課程的內(nèi)容依據(jù)英文原著教材（Water Chemistry）整理成英文課件，在字體選擇時(shí)特意采用和手寫字體較為相似的版本，使課件看起來(lái)更具親和力。同時(shí)，選取和課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的外文文獻(xiàn)和外文章節(jié)設(shè)置實(shí)例問題，引入教學(xué)環(huán)節(jié)，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用思考。鑒于授課對(duì)象是研究生，應(yīng)當(dāng)更注重學(xué)生思維能力和解決問題能力的培養(yǎng)，因此在課件制作上要注意留白以激發(fā)學(xué)生思考，而非平鋪直敘的排版方式。精心制作課堂案例問題，結(jié)合雨課堂、騰訊會(huì)議、微信群等先進(jìn)教學(xué)手段，實(shí)施線上線下同步的教學(xué)方式，多維度多角度涵蓋教學(xué)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。在上課前，筆者充分收集學(xué)生對(duì)之前課程和習(xí)題的反饋，為學(xué)生準(zhǔn)備完善的教材與參考資料及上課所需畫圖工具。以具體問題引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)，以期上課時(shí)學(xué)生能夠給出對(duì)這個(gè)問題的見解，以此展開研討和教學(xué)活動(dòng)。

（二）授課過(guò)程的知識(shí)內(nèi)化

教學(xué)過(guò)程中，注重加強(qiáng)教學(xué)互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的自學(xué)能力。筆者在授課過(guò)程中不僅給學(xué)生講解基礎(chǔ)知識(shí)，還會(huì)引入水化學(xué)原理在其他領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，積極拓展學(xué)生的課外知識(shí)，結(jié)合科研工作的最新研究成果拓寬學(xué)生思維和視野。直接使用英文課件教材，在講授過(guò)程中注重培養(yǎng)學(xué)生的“英文解題”的邏輯思維架構(gòu)，讓學(xué)生“用英文理解英文”，摒棄以往將英文知識(shí)翻譯為中文，再將自己的理解翻譯成英文的學(xué)習(xí)套路。這將進(jìn)一步提高學(xué)生的國(guó)際視野，培養(yǎng)研究生看最新的最熱門研究領(lǐng)域的外文文獻(xiàn)，形成英語(yǔ)思維，為今后撰寫科研論文奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，上課過(guò)程中注意學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在課程后半期組織學(xué)生進(jìn)行英文案例分析，通過(guò)自主討論和合作學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行英文成果展示。同時(shí)，根據(jù)學(xué)生研究課題的差異性，讓學(xué)生分享講解自己的課題，加強(qiáng)學(xué)生的了解互動(dòng)，以此進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（三）課后的反饋消化

在課后，授課教師發(fā)布學(xué)習(xí)資料供同學(xué)學(xué)習(xí)，并布置相關(guān)習(xí)題供學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。在習(xí)題布置上，根據(jù)重復(fù)加強(qiáng)記憶的效應(yīng)采用“延后考核”的方式，即課后習(xí)題的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)來(lái)自于前面幾節(jié)課的內(nèi)容并非當(dāng)堂課的知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)在課程授課過(guò)程中，建立微信群，設(shè)立助教崗位，安排教師答疑和助教一對(duì)一反饋，構(gòu)建水化學(xué)原理雙語(yǔ)教學(xué)的質(zhì)量考核制度。

通過(guò)幾輪PBL 和雙語(yǔ)教學(xué)在水化學(xué)原理課程中的踐行經(jīng)驗(yàn)，筆者發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)模式切實(shí)地提高了學(xué)生解決問題和應(yīng)用英文的能力。在授課過(guò)程中多以問題為知識(shí)講授的起點(diǎn)，用一個(gè)個(gè)問題引入相關(guān)專業(yè)知識(shí)，能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。英文素材的使用助力培養(yǎng)學(xué)生們專業(yè)英語(yǔ)素養(yǎng)，激勵(lì)學(xué)生們搜索和閱讀外文文獻(xiàn)，極大程度地提高學(xué)生們利用文獻(xiàn)與專業(yè)知識(shí)自學(xué)的能力，為學(xué)生們從事專業(yè)研究提供幫助。培養(yǎng)了學(xué)生的“英文解題”的邏輯思維架構(gòu)，讓學(xué)生能夠“用英文理解英文”。

二 PBL 和雙語(yǔ)教學(xué)效果反饋

（一）PBL 教學(xué)方式的應(yīng)用

PBL 核心理念是把學(xué)習(xí)置于問題情景中，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者在解決問題的過(guò)程中去發(fā)現(xiàn)隱藏于問題背后的知識(shí)。研究生需要練就解決問題的能力，需要更多的主觀能動(dòng)性[9]。因此在課堂講授過(guò)程中，以問題為牽引的PBL 教學(xué)模式既能更好地契合水化學(xué)原理課程的前沿特性，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更為適合研究生教學(xué)過(guò)程。這一授課方式不僅可以很大程度上提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與專業(yè)認(rèn)同感，也有助于教師將思政教育融入專業(yè)教學(xué)之中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，與教師在教學(xué)科研工作中的心路歷程產(chǎn)生情感共鳴，自覺重視思想引領(lǐng)，遵守專業(yè)規(guī)范和學(xué)術(shù)道德。因此，相較于傳統(tǒng)授課方式，PBL 模式與教育部提出的高校課程思政建設(shè)要求更為契合，能夠切實(shí)落實(shí)立德樹人根本任務(wù)[10]。

筆者在近幾年的授課過(guò)程中一直在摸索適合研究生的教學(xué)模式。經(jīng)過(guò)本科生階段的學(xué)習(xí)，研究生已經(jīng)基本具備較為系統(tǒng)的學(xué)科專業(yè)知識(shí)體系，這為他們研究生階段繼續(xù)深造打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在筆者最初的授課過(guò)程中，采用傳統(tǒng)的“師授生受”的授課方式，但在最后的期末考試中發(fā)現(xiàn)這一模式的教學(xué)效果并不理想，學(xué)生對(duì)于變換角度和思維的題目難以理解。由此，筆者認(rèn)識(shí)到研究生階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)和本科生不同。本科生階段更傾向于對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)掌握，但研究生階段的學(xué)習(xí)，主要培養(yǎng)學(xué)生使用知識(shí)解決實(shí)際科研問題或者工程應(yīng)用問題的能力。因此研究生階段的授課目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)并進(jìn)一步解決問題的思路和能力，而不是單純地傳授知識(shí)，正所謂“授人以魚不如授人以漁”。在近年的授課中，筆者經(jīng)過(guò)探索，采取了“2+1”的新模式，即前兩節(jié)課講授知識(shí)點(diǎn)，第三節(jié)課利用前沿科研問題和實(shí)際工程案例引領(lǐng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步應(yīng)用并掌握。同時(shí)，組織同學(xué)們?cè)谡n堂上開展充分的討論，以挖掘?qū)W生的知識(shí)盲點(diǎn)和應(yīng)用誤區(qū)。從最終考核結(jié)果來(lái)看，這種新的PBL 教學(xué)模式，更適合研究生階段的教學(xué)，能夠幫助學(xué)生完成對(duì)專業(yè)知識(shí)從知道到應(yīng)用的蛻變。研究生更適合“師導(dǎo)生研”這種具有更多思考空間的上課方式，而不是單純地傳授知識(shí)。

（二）雙語(yǔ)教學(xué)的實(shí)踐反饋

在過(guò)去幾年水化學(xué)原理課程講授過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)雙語(yǔ)教學(xué)因開展時(shí)間較短、研究生英文底子薄弱，在教學(xué)過(guò)程中存在很多問題和困難。這不僅表現(xiàn)在雙語(yǔ)教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生看不懂聽不懂，更體現(xiàn)在教師需要選擇合適的教材和素材以便與學(xué)生的外語(yǔ)能力相匹配，在備課方面存在一定難度。在完成課程后，筆者調(diào)研了選課同學(xué)對(duì)本課程的反饋，調(diào)研涵蓋了學(xué)生上課體驗(yàn)、課程學(xué)習(xí)效果、上課意愿三個(gè)方面。圖2 為學(xué)生對(duì)雙語(yǔ)授課模式的實(shí)際體驗(yàn)情況。首先，選課學(xué)生均認(rèn)為經(jīng)過(guò)一段時(shí)間磨合還是能夠適應(yīng)英文課件和材料的授課方式，對(duì)雙語(yǔ)課程并沒有表現(xiàn)出明顯的不適應(yīng)情況。因此，雙語(yǔ)教學(xué)對(duì)現(xiàn)今學(xué)生來(lái)說(shuō)并不存在太大的難度壁壘，是完全可以適應(yīng)的。其次，也應(yīng)當(dāng)注意到，所有學(xué)生都認(rèn)為雙語(yǔ)課程對(duì)比中文課程難度有所增加，其中25%的學(xué)生認(rèn)為難度明顯增加，75%的學(xué)生感到有點(diǎn)難度。因此，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，雙語(yǔ)教學(xué)的確更有挑戰(zhàn)性，也需要他們花費(fèi)更多時(shí)間和精力進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)。不過(guò)隨著翻譯軟件的普及，學(xué)生單詞不認(rèn)識(shí)的情況能夠得到很好的緩解，但中英文邏輯思維的差異必須通過(guò)加強(qiáng)英文材料的閱讀才能得到提升。因此，雙語(yǔ)教學(xué)模式不僅能夠促使學(xué)生積極學(xué)習(xí)專業(yè)詞匯，更能夠讓他們熟悉英文的專業(yè)知識(shí)構(gòu)建方式，有利于他們?cè)趯I(yè)學(xué)習(xí)中的進(jìn)步。

圖2 學(xué)生對(duì)雙語(yǔ)課程體驗(yàn)情況

雙語(yǔ)模式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果還是具有非常積極的促進(jìn)作用的。如圖3 所示，75%的學(xué)生認(rèn)為雙語(yǔ)模式結(jié)合PBL 的教學(xué)方式可以促進(jìn)他們對(duì)專業(yè)課知識(shí)的學(xué)習(xí)，只有25%的同學(xué)認(rèn)為和中文沒區(qū)別。所有選課同學(xué)都認(rèn)為雙語(yǔ)課程不論是在專業(yè)知識(shí)體系構(gòu)建上還是在專業(yè)英語(yǔ)學(xué)習(xí)上都有促進(jìn)作用。筆者認(rèn)為，這可能來(lái)源于學(xué)生花費(fèi)了更多時(shí)間在復(fù)習(xí)課程上，英文課件引起了學(xué)生更多的關(guān)注和注意力，不僅有助于專業(yè)英語(yǔ)詞匯的學(xué)習(xí)，也同時(shí)使專業(yè)知識(shí)更好地內(nèi)化。但對(duì)影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果的具體因素還需進(jìn)一步進(jìn)行研究和探索。

圖3 雙語(yǔ)模式對(duì)學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果的作用

最為重要的是，調(diào)查結(jié)果顯示大多數(shù)同學(xué)更愿意選擇雙語(yǔ)模式的研究生課程，課程結(jié)束后的調(diào)查問卷顯示，75%同學(xué)意愿選擇雙語(yǔ)教學(xué)，可以看出同學(xué)們對(duì)此懷有極大熱情和學(xué)習(xí)意愿。學(xué)生反饋，在研究生階段，不論是文獻(xiàn)閱讀還是科研成果論文的撰寫，都離不開英文，因此熟悉英文體系對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)非常必要和迫切。但雙語(yǔ)模式對(duì)教師的要求較高，首先需要準(zhǔn)備完善充足的英文教學(xué)課件和材料，才可以切實(shí)地為研究生開展雙語(yǔ)教學(xué)活動(dòng)，為他們?cè)诼犝f(shuō)讀寫等專業(yè)英語(yǔ)方面進(jìn)行拓展訓(xùn)練。此外，還需要授課教師積極即時(shí)地閱讀課程相關(guān)的前沿科研進(jìn)展，能夠在課堂上給學(xué)生開展相關(guān)內(nèi)容的講授。另外值得注意的是，英文課本的知識(shí)構(gòu)建過(guò)程和中文體系有所不同，授課教師應(yīng)當(dāng)充分掌握英文的知識(shí)體系和課程結(jié)構(gòu)，并在授課過(guò)程需要注意這一點(diǎn)，給以學(xué)生充足的思維轉(zhuǎn)換適應(yīng)時(shí)間。

三 結(jié)論

基于PBL 的教學(xué)方式能夠以現(xiàn)實(shí)問題為導(dǎo)向，激發(fā)研究生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生在運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題的具體實(shí)踐中提升專業(yè)能力；而雙語(yǔ)教學(xué)有助于營(yíng)造較為系統(tǒng)的語(yǔ)言環(huán)境，幫助學(xué)生構(gòu)建更適于科研工作的思維模式。

同時(shí)，PBL 模式將國(guó)家建設(shè)、社會(huì)發(fā)展的迫切需求融入專業(yè)課程教學(xué)之中，立足現(xiàn)實(shí)，在實(shí)際案例中提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與專業(yè)認(rèn)同感，放眼未來(lái)，以環(huán)保事業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)激發(fā)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)與使命擔(dān)當(dāng)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育與思政教育的有機(jī)結(jié)合與內(nèi)在統(tǒng)一。

總之，將PBL 與雙語(yǔ)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，是研究生教學(xué)模式的一次創(chuàng)新突破，有利于推進(jìn)教育資源的合理配置，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育與行業(yè)需求的深度融合。與傳統(tǒng)模式相比，這一教學(xué)模式拓寬了專業(yè)教育的思政內(nèi)涵，賦予高校育人平臺(tái)深厚的實(shí)踐性與鮮明的時(shí)代性特征，能夠切實(shí)落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)。這既體現(xiàn)了教育部提出的高校課程思政建設(shè)要求，也與黨的二十大報(bào)告中將教育、科技、人才列為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐的重要論斷相契合。