PBL教學(xué)模式在中美高校實驗課教學(xué)中應(yīng)用的比較研究

摘 要：因?qū)W情、課程設(shè)置等不同，PBL在中美實驗課中的應(yīng)用方式也有所不同，也導(dǎo)致了實驗課應(yīng)用效果的不同。為發(fā)揮PBL教學(xué)模式在我國高校實驗課教學(xué)中的優(yōu)勢，培養(yǎng)及激發(fā)學(xué)生協(xié)作意識、創(chuàng)造性思維及探索精神，提高高校教育的實效性、針對性。我們應(yīng)從師資培訓(xùn)、課程考核及教材等維度分析PBL教學(xué)模式在中美實驗課中的應(yīng)用差異，進(jìn)而探索出科學(xué)合理的應(yīng)用“策略”及思路，為我國高校教育的高質(zhì)量發(fā)展，提供支持和抓手。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)模式；中美高校；實驗課教學(xué)；應(yīng)用比較

中圖分類號：G642.423；O6-3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-9052（2024）10-0148-03

引言

PBL教學(xué)模式是以學(xué)生為中心，以小組為單位、以問題為驅(qū)動，引導(dǎo)與激發(fā)學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)、自主探究的方式共同解決問題的模式。該模式能夠幫助學(xué)生在掌握理論知識的前提下，更全面、切實、有效地解決各類現(xiàn)實問題，能有效提升學(xué)生的團隊協(xié)作能力、創(chuàng)造性思維及自主學(xué)習(xí)意識，提高高校實驗課教育的質(zhì)量與效率。為充分利用PBL教學(xué)模式完善我國高校實驗課教學(xué)體系及范式，我們應(yīng)對比中美高校在PBL模式應(yīng)用中的差異點、不同處，從而分析自身的問題及不足，發(fā)掘PBL教學(xué)模式的潛能，促進(jìn)學(xué)生獲得全面、健康、快速地發(fā)展。

一、PBL教學(xué)模式的概念及基本要素

PBL教學(xué)模式即問題驅(qū)動學(xué)習(xí)模式，是一種以問題為核心的教學(xué)方法，能夠通過學(xué)生分析及解決問題的方式，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)及主動學(xué)習(xí)，強化學(xué)生對理論知識的認(rèn)識。通常來講，PBL教學(xué)模式主要涵蓋問題導(dǎo)向、學(xué)生導(dǎo)向、小組合作、反饋評估等要素。其中“問題導(dǎo)向”強調(diào)“學(xué)習(xí)”是通過解決實際問題而非簡單傳授知識的方式來“實現(xiàn)”的。即學(xué)生能夠通過解決實際問題的方式，獲取更廣泛、全面、有效的技能、知識［1］。所以在教學(xué)實踐中，教師通常會提出一個緊密聯(lián)系現(xiàn)實生活的問題來指導(dǎo)學(xué)生開展各類教學(xué)活動，設(shè)計教學(xué)方案、強化教學(xué)效果；“學(xué)生主導(dǎo)”強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性和自主性。要求學(xué)生主動承擔(dān)起學(xué)習(xí)的責(zé)任，教師則扮演引導(dǎo)者和支持者的角色，在問題解決過程中給予幫助。唯有如此，學(xué)生才能自主地檢索、整合、利用已習(xí)得的知識，發(fā)現(xiàn)、分析及解決新問題，從而最大限度地發(fā)掘自身的潛能，深化對理論知識及實踐技能的理解，提高問題解決的效率。而教師應(yīng)明確學(xué)生所面臨的問題、難點，為其提供適當(dāng)?shù)闹С峙c指導(dǎo)，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)從知識講授轉(zhuǎn)變?yōu)橹R生成及探究，拓寬知識學(xué)習(xí)的維度；“小組合作”是PBL教學(xué)模式應(yīng)用的最基本特征，通常要求教師以小組為單位，鼓勵學(xué)生通過協(xié)同合作、溝通交流及實踐探索的方式，解決現(xiàn)實問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力、溝通能力和問題解決能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展， 提升學(xué)習(xí)的質(zhì)量；“反饋評估”注重實時反饋，要求教師、學(xué)生從問題解決、合作及批判性思維等維度出發(fā)，做出實時、真實、精準(zhǔn)的評價，以此幫助學(xué)生更好地提高課程學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率。

通常來講，高校實驗課教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能、科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的重要手段及舉措，通常涵蓋實驗設(shè)計與設(shè)置、實驗儀器與設(shè)備、團隊合作與溝通、實驗數(shù)據(jù)處理與分析、實驗報告撰寫及發(fā)布、實驗設(shè)計創(chuàng)新、實驗結(jié)果評估及反饋等內(nèi)容，所以將PBL教學(xué)模式應(yīng)用到教育教學(xué)的過程中，擁有一定的可行性、必要性及科學(xué)性，能夠切實激發(fā)學(xué)生的“求知欲”，使其更加全面、自覺地參與到實驗教學(xué)活動的過程中。

二、PBL在中美高校實驗課教學(xué)中應(yīng)用的比較

PBL教學(xué)模式以其獨有的特性，被廣泛應(yīng)用在高校實驗課教學(xué)的過程中，能夠通過提出問題、分析問題、解決問題、反思評價及歸納總結(jié)的流程，深化學(xué)生對實驗課知識的認(rèn)識，提高實驗課教學(xué)的實效。然而為更全面地發(fā)揮PBL教學(xué)模式的作用，提高高校實驗教學(xué)效率。本文以美國高校與我國高校為例，探究PBL教學(xué)模式在實踐應(yīng)用中的差異性。

（一）教學(xué)教材

在PBL教學(xué)模式應(yīng)用的過程中，佛羅里達(dá)國際大學(xué)、克萊姆森大學(xué)、特拉華大學(xué)等院校構(gòu)建了基于PBL教學(xué)模式的專有教材，以佛羅里達(dá)國際大學(xué)的實驗教材為例，其教材是結(jié)合PBL教學(xué)模式的特征、特點進(jìn)行編寫的，不僅涉及理論知識、實驗器材使用方法，還涉及情景問題、操作技巧、可行性方案等環(huán)節(jié)。并且教材能根據(jù)PBL教學(xué)模式的步驟、環(huán)節(jié)、程序，進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的編撰。如在“goals”環(huán)節(jié)，每個實驗環(huán)節(jié)都由一個情景問題所引出，學(xué)生應(yīng)在整合、理解“原有知識”的前提下，對問題進(jìn)行分析及思考；“safety 環(huán)節(jié)”強調(diào)實驗安全及廢物處理等方面的問題，要求學(xué)生查詢各類化學(xué)品的安全說明書。而在“techniques環(huán)節(jié)”，涉及各種儀器使用及操作技能，可以為學(xué)生解決問題，提供多樣化的方法或案例［2］?！皃ost-lab summary questions”環(huán)節(jié)，強調(diào)課后問題的布置及問答，要求學(xué)生通過實驗結(jié)果進(jìn)行歸納和總結(jié)，鞏固對理論知識的理解。而在國內(nèi)，我國高校通常根據(jù)科學(xué)知識的邏輯規(guī)律進(jìn)行教材編制，導(dǎo)致教師在PBL模式應(yīng)用中，普遍根據(jù)既要的課程標(biāo)準(zhǔn)及教材內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，即根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)科特點及學(xué)情，選擇性地在實驗教學(xué)中運用該模式。然而通過實踐調(diào)查顯示，很多院校并沒有獲得理想的人才培育效果，難以發(fā)揮PBL優(yōu)勢，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。

（二）課程考核

美國高校在應(yīng)用PBL模式的過程中，通常會創(chuàng)設(shè)一個貫穿全課程的評估體系，該評估體系擁有標(biāo)準(zhǔn)化、多維度的特征，能夠?qū)⒄n程考核劃分為期末成績、平時成績、日?？记诘葍?nèi)容，每個實驗所對應(yīng)的成績，又分為口頭匯報、實驗報告、教師評分、組員互評、實驗前后成績等內(nèi)容。在此視域下，學(xué)生的個人表現(xiàn)如討論情況、課程表現(xiàn)及預(yù)習(xí)狀況等都會影響到“平時成績”；每個環(huán)節(jié)的評分、評估比較細(xì)致，對學(xué)生實驗情況、問題解決情況的考察程度較高，能夠充分發(fā)揮PBL模式的作用，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。例如美國佛羅里達(dá)國際大學(xué)將PBL各個環(huán)節(jié)作為日常評價的核心內(nèi)容，從實驗前中后等角度出發(fā)，評價學(xué)生的各項能力。而我國院校則比較注重于結(jié)果考核，強調(diào)學(xué)生的期末考試成績，難以充分、精準(zhǔn)地評價學(xué)生的表現(xiàn)、能力及素質(zhì)。而從宏觀的角度出發(fā)，終結(jié)性考核雖然能夠考核學(xué)生的理論掌握程度，知識獲取情況，但難以評估學(xué)生的綜合能力及學(xué)科素養(yǎng)，如問題分析能力、解決能力、團隊合作能力及發(fā)散思維能力等。所以將傳統(tǒng)終結(jié)性考核應(yīng)用到PBL模式考核中不僅難以評價學(xué)生的能力，還無法為學(xué)生更全面、更有效、更科學(xué)地發(fā)掘?qū)嶒炛R、技能，不能提升學(xué)生解決實際問題的能力，也不能提供“改進(jìn)依據(jù)”及“指引路線”。

（三）師資培訓(xùn)

當(dāng)前，美國高校已經(jīng)形成了較為專門的、系統(tǒng)的、完善的PBL師資培訓(xùn)機制，如斯坦福大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)、波士頓大學(xué)等院校都要求教師掌握PBL教學(xué)模式，并開展了相關(guān)的理論學(xué)習(xí)活動，旨在幫助教師利用PBL教學(xué)模式，提升實驗教學(xué)效果。例如佛羅里達(dá)國際大學(xué)專門開設(shè)了PBL師資培訓(xùn)體系，從實驗教學(xué)的問題情境、設(shè)備應(yīng)用、學(xué)生引領(lǐng)、組織協(xié)調(diào)、歸納總結(jié)、評估評價等維度出發(fā)，為教師提供了多樣化的培訓(xùn)支持［3］。旨在全方位提升教師的綜合素質(zhì)，使其靈活應(yīng)用PBL模式，培養(yǎng)大學(xué)生各項能力及素質(zhì)。而我國高校雖然注重 PBL教學(xué)模式，并強調(diào)對教師教學(xué)素養(yǎng)、能力的培養(yǎng)。但在師資培訓(xùn)的過程中，卻常常將培訓(xùn)內(nèi)容融入其它培訓(xùn)體系中，通過單獨的章節(jié)或培訓(xùn)課程，介紹PBL的優(yōu)勢、知識、技巧。而有些院校則以“微課”“慕課”“公開課”等形式，為教師提供PBL模式等方面的內(nèi)容。此外，一些名師研究室或?qū)ｉT工作坊通過開展各種類型的“研討會”，指導(dǎo)教師應(yīng)用和完善PBL教學(xué)模式。

三、PBL教學(xué)模式在實驗課教學(xué)中應(yīng)用的啟示

通過綜合比較、分析中美高校在PBL教學(xué)模式應(yīng)用中的差異性，能夠發(fā)現(xiàn)兩者通常是因課程性質(zhì)、學(xué)生學(xué)情及育人觀念等方面的原因，導(dǎo)致PBL教學(xué)模式的應(yīng)用，呈現(xiàn)出不同的特點。例如美國高校注重培育學(xué)生的探索精神、實踐能力及創(chuàng)新意識，而我國高校則強調(diào)“學(xué)生對知識的汲取與鞏固”。所以在實驗教學(xué)的定位上，很多高校都將實驗課作為理論鞏固的抓手，而不是新知識、新能力、新技能培育的重點，進(jìn)而使實驗課在學(xué)生教育、培訓(xùn)中的地位不高。所以為更全面地提高“PBL教學(xué)模式”的應(yīng)用質(zhì)量，我們應(yīng)明確實驗教學(xué)的定位及目標(biāo)，提高對實踐教學(xué)的重視程度，繼而從教材、師資及考核等維度出發(fā)，提出科學(xué)合理的優(yōu)化策略。

（一）構(gòu)建電子實驗教材

由于我國高校在PBL教學(xué)模式應(yīng)用中，通常運用傳統(tǒng)教材，開展各類教學(xué)活動，導(dǎo)致PBL各環(huán)節(jié)的優(yōu)勢難以彰顯，無法確保大學(xué)生各項品質(zhì)、素養(yǎng)及能力得到提升。因此，高校應(yīng)綜合對比中美兩國的差異，全面分析我國實驗課教育的基本情況，制定一個基于PBL的電子教材體系。一方面，高校應(yīng)明確實驗教學(xué)在人才培育中的地位、重點及作用，明確傳統(tǒng)教材在PBL教學(xué)模式中的應(yīng)用方向，借鑒美國高校的教學(xué)體系、教學(xué)要求及課程標(biāo)準(zhǔn)，制定電子化的PBL教材。即選擇具有挑戰(zhàn)性的問題情境，確保每個實驗都有真實的案例基礎(chǔ)，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“主動探究”與“深入思考”，將理論知識自覺應(yīng)用到現(xiàn)實生活中［4］。同時，要根據(jù)問題分析、小組合作、反饋評估等PBL特性，設(shè)置涵蓋“記錄實驗數(shù)據(jù)及過程”“小組合作要求及形式”“教材理論及實驗知識”的框架，確保教材內(nèi)容能夠滿足PBL模式應(yīng)用的基本需求。另一方面，教師應(yīng)構(gòu)建一個面向PBL教學(xué)模式的資源庫，確保學(xué)生在實驗探究、小組討論及問題解決的過程中，擁有充足的理論支持及實驗資源。

（二）創(chuàng)新實驗考核體系

為強化PBL模式的“育人效果”，提升實驗教學(xué)質(zhì)量，高校應(yīng)轉(zhuǎn)變考核機制，將“終結(jié)性考核”轉(zhuǎn)變?yōu)椤鞍l(fā)展性考核”。即借鑒美國高校的考核模式及方法，拓寬考核維度，提高“育人實效”。首先，構(gòu)建基于實驗教學(xué)的過程性評價機制。即將每個實驗課程或?qū)嶒炦^程劃分為“實驗前”“實驗中”“實驗后”三個環(huán)節(jié)，其中“實驗中環(huán)節(jié)”可分為“問題分析”“活動參與”“實驗結(jié)果”等環(huán)節(jié)，然而根據(jù)不同環(huán)節(jié)的重要性，制定科學(xué)合理的評分機制，從而幫助教師更全面、更有效地考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。其次均衡好能力、素質(zhì)及知識三者之間的關(guān)系，提高師生對實驗教學(xué)的重視程度。即在終結(jié)性評價、過程性評價、發(fā)展性評價中，高校應(yīng)提高對大學(xué)生實踐能力、問題解決能力、團隊協(xié)作能力的關(guān)注程度，通過優(yōu)化評價指標(biāo)、比重的方式，提升教學(xué)評價的科學(xué)性。最后是創(chuàng)新評價形式。雖然過程性評價，可以讓實驗過程、數(shù)據(jù)及表現(xiàn)成為學(xué)生考核的重點，然而由于教師精力有限，無法深入到實驗教學(xué)活動的不同環(huán)節(jié)中，所以高?？蓮膶W(xué)生自評與同伴互評等維度入手，創(chuàng)新評價形式。這樣在問題分析、小組討論及歸納總結(jié)中，學(xué)生就可以利用移動智能設(shè)備為自己和同學(xué)進(jìn)行評分，并對實驗教學(xué)中所存在的問題或不足，給出針對性的意見。

（三）深化師資培訓(xùn)機制

通過對比中美高校在PBL教學(xué)模式中的應(yīng)用差異，能夠發(fā)現(xiàn)，美國高校非常注重PBL模式在實驗教學(xué)中的應(yīng)用，并為其配備專門化的教材機制、考核體系及師資培訓(xùn)制度。但我國卻將PBL培訓(xùn)內(nèi)容，融入其它培訓(xùn)體系中?，F(xiàn)階段，我國在師資培訓(xùn)中已經(jīng)摸索了一套成功的經(jīng)驗，雖然難以深化教師對PBL模式應(yīng)用方法及技巧的理解，但卻能與其他培訓(xùn)活動結(jié)合起來，幫助教師更全面、更系統(tǒng)地掌握實驗教學(xué)的方法、技巧、理論及學(xué)科知識。所以在此基礎(chǔ)上，我國高校應(yīng)做好如下幾方面工作。一是以“微課+自主學(xué)習(xí)”，引領(lǐng)教師持續(xù)掌握PBL模式的應(yīng)用方法［5］。簡而言之就是通過微課培訓(xùn)的方式，為教師提供系統(tǒng)的理論知識，使其對PBL模式有基本的認(rèn)知。然后通過制度手段、評價機制，引領(lǐng)其在日常教育教學(xué)中，總結(jié)PBL模式的應(yīng)用經(jīng)驗、方法及技巧。進(jìn)而通過開展課題研究、廣泛查閱資料和參與教育交流等活動，有效提升教師運用PBL模式的教學(xué)能力。二是提供理論指導(dǎo)。在教師培訓(xùn)的過程中，高校應(yīng)深入到實驗教學(xué)的實踐中，通過理論指導(dǎo)、方法指導(dǎo)、技巧應(yīng)用的方式，幫助教師理解、熟悉PBL的應(yīng)用方法及要領(lǐng)。這樣能夠彌補傳統(tǒng)師資培訓(xùn)的短板，讓教師能夠更全面、更細(xì)致、更有效地提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)語

PBL教學(xué)模式以其自身優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在國內(nèi)外高校教育教學(xué)中，并取得鮮明的教育成效及成果。國外高校往往圍繞PBL模式定制實驗教材。相比之下，我國則傾向于以現(xiàn)有教材為基礎(chǔ)，逐步引入PBL模式，對實驗教學(xué)流程進(jìn)行優(yōu)化。在考核維度，美國院校注重發(fā)展性考核、過程性評價；而我國只注重終結(jié)性評價及結(jié)果考核。在師資上，美國院校注重PBL師資培訓(xùn)，但我國通常將其納入其它培訓(xùn)過程中。由此可見，中美院校在PBL教學(xué)模式的應(yīng)用中，存在諸多的差異，高?？梢越梃b并引用美國院校經(jīng)驗，提升PBL教學(xué)模式在實驗教學(xué)中的實效。

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