基于PBL理念的课堂教学改革与实践

南雪丽 郭铁明 卢学峰 尹健波 郭 鑫 燕小斌

1.兰州理工大学材料工程国家级实验教学示范中心 甘肃兰州 730050 2.兰州理工大学材料科学与工程学院 甘肃兰州 730050

基于PBL理念的课堂教学改革与实践

南雪丽1郭铁明1卢学峰2尹健波1郭 鑫2燕小斌2

1.兰州理工大学材料工程国家级实验教学示范中心 甘肃兰州 730050 2.兰州理工大学材料科学与工程学院 甘肃兰州 730050

PBL（Problem-Based Learning）是基于问题、以学生为中心的教学模式。结合教学实践与改革经验，探讨在现行教育管理体制下，如何将PBL教学理念与课堂教学进行有机结合，为培养具有综合素质的创新型人才服务。

PBL；课堂教学；教学改革

1969年，美国神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学创立了基于问题和项目的学习（Problem-Based Learning，简称PBL）教学模式。［1］随后，PBL模式被越来越多的学者所关注，并且在不同领域、不同范畴以不同的形态被运用和探索。［2］PBL教学模式是以建构主义理论为指导、基于现实世界的问题，以学生为中心，以分组阐述、展示、讨论及相互交流为手段，以激发学生积极主动自学、培养学生创新性思维为主要目标的全新的教学方法。目前，虽然PBL教学模式被积极推广，但是因受各高校教学管理体制及教学模式改革的影响，该教学模式很难实现真正意义上的实施，传统的课堂教学体制及模式依然是主流。因此，在现行教育体制下，解决先进的教学模式改革与传统的教学管理体制、创新应用型人才的培养目标与落后的课堂教学模式（Lecture-based Learning，简称LBL）、学生的自主学习与教师的主导作用之间的突出矛盾成为高校教育工作者要重点思考的问题。

1 PBL教学方法与传统课堂教学方法（LBL）的差别

1.1 PBL以“问题”为核心 LBL以“内容”为核心PBL的核心是问题（Problem），以问题为导向设计教学过程，最终以解决问题为目的。PBL教学方法的特点就是利用复杂、真实、有意义的问题情境，先刺激学生们的求知欲，然后通过同组成员的共同合作、交流解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，并且在解决问题的过程中实现自主学习能力的培养和综合素质的锻炼。根据美国教育心理学家乔纳生等人依建构主义理论将知识的划分方法，问题也可以分为结构良好领域的问题（也称良构性问题）和结构不良领域的问题（劣构性问题）。良构性问题的解决过程和答案都是稳定的，即在限定性的条件中能够找到预先设定好的答案；劣构性问题则往往没有规则、多变且不稳定，但它更接近于真实世界中所面临的状况，而PBL中的问题就是属于劣构性问题。［3］人对未知事物有与生俱来的探知本性，但往往伴随着潜在情感，如果以更真实、更有意义的问题刺激其希望探知答案的欲望，那么学生就能够尽最大努力地发挥自身主观能动性，试图通过多种途径来得到答案。在这个过程中，合作、交流、学习等多种能力将会得到锻炼和提高，并且这种能力在学生将来的工作和学习中能有效迁移，有助于其更为广泛灵活地解决实际问题。

LBL的核心是讲课（Lecture），而讲课的核心即为课程内容。在传统的课堂教学中，教师围绕课程内容的重点、难点，以“独角戏”的方式在讲台上进行讲授。这显然是一种“直入式”的知识传达方式，学生们虽然很明确所要学习的内容，但是很容易使其产生对所学知识的茫然。这种茫然表现为：我学习它有用吗？怎么用？尽管教师可能也会费很大力气去讲“怎么用”，但是中国有句老话“眼过十遍，不如手过一遍”，学生在仅凭借“耳听、眼看、脑记”，应付一纸考卷可以，而真正面对现实问题时依然茫然失措、无所适从。因为，这种模式只是让学生认识了知识的最浅层，而无法深入和转移；只是从某种程度上锻炼了学生的记忆力，而非学习技能；只能禁锢了学生的学习思维，而非开阔思路。

1.2 PBL以“学生”为中心 LBL以“教师”为主导

PBL教学方法主张学生是真正的知识的构建者、问题的解决者，是整个教学活动的主体，体现的是以学习者为中心的思想。面对问题情境，学生从问题的提出、讨论到学习议题的确定、解决方案的制定、任务分工及合作、探讨与交流寻求答案，是一个不断进行的、开放的系列过程，学生能够真正把学习看成是自己的事情，积极主动地去思考、搜集、整理、学习、交流、探讨相关知识，以寻求问题的解决方案及结果，从而获取和理解知识。PBL教学过程中，教师不再是唯一的知识库，而是知识建构的促进者。教师担当引导职责，为学生设计问题情景，引导学生进行学习，监控整个学习过程，保证教学计划的顺利进行。

传统的LBL教学模式中，教师是课堂的主导者，是教学组织、知识传授、效果评价的主体，也是学生学习活动的支配者。教师往往以自己的理解和表现方式，将知识“灌输”给学习者，从而致使学生对知识的理解、掌握和运用很大程度上取决于教师的知识水平、技能和素养。

2 基于PBL教学理念的PBT（Problem-Based Teaching）课堂教学方法

PBL教学方法对培养学生自主学习能力、创新思维方式、团队合作能力、分析解决问题能力等非常有利，是适应现代社会对人才需求的经典培养模式。但是，限于当今我国各高校教育教学管理机制条件，要大规模推广PBL教学模式还有待于进一步的研究。然而，将PBL的教学理念与LBL传统教学模式有机结合，进行课堂教学方法的改革是当前高校教育教师值得思考和探讨的问题。按照PBL教学理念，问题是核心，学生是主体，引入到课堂教学中这两点依旧是改革的关键。在很难实现基于问题的学习模式的情况下，教师可以考虑应用基于问题的课堂教学模式（PBT）。虽然这种模式在形式上和PBL有很大区别，但是突出了以问题为引导和核心，以学生为课堂主体的教学理念，值得在教师的教学方法中借鉴和推广。结合笔者课堂教学实践，对基于PBL教学理念的课堂教学改革案例进行介绍和分析。

2.1 PBT课堂教学方法的特点

PBT教学方法是将PBL教学理念与课堂教学结合起来，具有以下特点。

2.1.1 基于问题的学习

教师对所授内容进行精心地设计与安排，对重点核心内容以工程案例或实际生活现象为例，引导学生发现、提出问题，然后再基于问题进行相关学习。

2.1.2 以学生为中心

PBT教学方法因局限于课堂教学，所以没有像PBL教学模式那样赋予学生完全的自主学习机会，但是它改变了原有教师“满堂灌”的传统模式，从现象的观察、问题的提出、问题的分析及应用都是学生为主体进行，教师起到主要的引导作用，充分将课堂角色进行转换。

2.1.3 着重于知识的应用

PBT教学方法中问题的提出是基于实际现象及工程案例的，即理论知识的出发点源于真实世界，问题分析解决后，又会回归到分析实际应用的案例中，因此，这种方法很看重培养学生对知识的应用能力，以有助于其解决实际问题。

2.2 PBT课堂教学方法步骤

PBT教学方法的步骤大体分为4步：首先，以实际现象或工程案例为出发点设计情景；其次，让学生从情景中发现、提出问题；再次，以问题为导向，通过内容的学习探究原因、本质和因素；最后，让学生带着问题回到工程应用中来，解释或解决工程实际中的问题。PBT教学方法的步骤如图1所示。

图1 PBT教学方法步骤图

2.3 PBT课堂教学方法实施案例

2.3.1 案例一：教学内容——金属材料的加工硬化现象

（1）实验现象引领：教师拿出粗细不同的几根铁丝，请几位学生进行反复弯曲并描述现象——铁丝在不断弯曲变形中越来越硬，粗铁丝难于继续变形，细铁丝则断裂。

（2）学生观察分析、提出问题：铁丝在不断弯曲变形过程中越来越难于变形，甚至断裂，这说明在变形过程中铁丝的塑性越来越小，强度、硬度越来越大，为什么？

（3）学习内容，探究原因：教师通过课程内容的讲授，揭示金属材料在塑形变形过程中组织结构、性能变化，尤其重点揭示金属材料塑性变形过程中所产生的加工硬化现象，得到上述现象的原因、答案，并将其认识上升到理论高度；进而结合加工硬化产生的利与弊论述加工硬化的作用。学生通过学习，从材料的本质特征中理解实验现象的真实原因。

（4）分析、讨论工程应用问题：学习了相关内容之后，教师引导学生利用所学知识具体地分析解释与之相关现象——如钢丝绳的生产及应用，琴钢丝的制造等。

以上案例主要是针对课堂教学进行，通过教师引导、讲授和学生思考、学习、讨论、运用共同完成相关教学任务。此外，还可以基于PBL理念，以讨论课的方式进行，如下面案例二。

2.3.2 案例二：教学内容——特种水泥

特种水泥课程是一门专业选修课程，因其具有涵盖内容广、论述性强的特点，往往在以教师为主体的讲授过程中，学生容易感到枯燥乏味，难于取得好的学习效果。因此，对该课程进行了初步的改革尝试，具体实施步骤如下。

（1）教师布置任务：确定围绕特种水泥的相关主题，请学生自主选择感兴趣的主题，自由组合、分工合作完成相关主题的任务。

（2）学生学习、查阅、搜集、整理资料；通过小组合作、讨论，凝练问题，撰写预习报告。

（3）教师审阅预习报告，与学生交流修改意见。

（4）学生参考修改意见做进一步的修改并整理报告、制作课件，准备课堂汇报。

（5）学生进行课堂汇报、讨论、交流；教师点评、梳理内容、总结。

通过以上案例的展现，不难发现，基于PBL理念的问题导向课堂教学模式实现了以问题为核心，以学生为主体的关键理念。案例一中教师根据课程内容合理设置问题情境，引导学生观察、分析现象，发现、提出问题，然后再带领学生带着问题来学习课程内容——解决问题，最后让学生自主利用所学知识分析相关的工程问题。案例二中，学生的自主学习性更为突出，学生的学习能力、思考能力、合作交流能力、表达能力等综合素质得到锻炼和提高，这种课堂教学模式极大地活跃了课堂氛围，激发了学生探究现象本质的兴趣，提高了学生学习的积极性，对取得良好的课堂教学效果和培养学生的综合素质有积极的促进作用，从而更加突出了PBL的4个教育目标：结构性知识的建构、有效的思维过程、有效的自主学习技能和学习动机的强化。［4，5］

3 结束语

传统的以教师为中心的教育理念，极大地束缚了学生“以用为主、主动学习、主动实践”的学习行为。［6］PBL教学理念赋予了现代教学新的生机，使教学不再是简单的知识传递过程，而是知识处理和转换的过程，在这个过程中，学生能基于原有知识、发现问题、利用各种方法寻求问题的解决，从而突出其学习的主体作用，对培养学生综合能力及素质，适应现代社会对人才的需求具有十分重要的意义。

［1］Barrows H S， Tamblyn R M .The Portable Patient Problem Pack： A Problem-based Learning Unit［J］.J of Med Edu，1977，52（12）：1002-1004.

［2］黄金丹.基于PBL的高校工科人才培养机制研究［D］.杭州：浙江大学，2008.

［3］张银.浅谈对P B L的研究与思考［J］.现代教育技术.2004，14（3）：53-56.

［4］Distlehorst， L.H. A Comparison of Problem-Based Learning and Standard Curriculum Students： Three Years of Retrospective Data ［J］.Teaching and Learning in Medicine， 1998， 10（3）：131-137.

［5］丁晓蔚，顾红“基于问题的学习（PBL）”实施模型述评［J］.高等教育研究学报，2011，34（1）：66-69.

［6］王文福.基于卓越工程师培养诉求的教学改革的理性思考［J］.测绘科学，2011，36（3）：247-249.

Classroom Teaching Reformation and Experience Based on the PBL Concept

Nan Xueli， Guo Tieming， Lu Xuefeng， Yin Jianbo， Guo Xin， Yan Xiaobin
Lanzhou University of Technology， Lanzhou， 730050， China

PBL is a kind of student-centered teaching model based on problems. In this present paper， combining with the teaching reform and teaching practice， it is explored of how to combine PBL teaching concept and classroom teaching for cultivating the innovative talents with comprehensive quality services under the current education management system.

PBL； classroom teaching； teaching reformation

2015-02-10

南雪丽，硕士，副教授。

兰州理工大学教学研究项目（编号：JY2013003）；甘肃省精品课程资助项目；兰州理工大学校级重点课程资助项目；兰州理工大学高等教育研究课题资助项目。