机械加工课程教学中PBL教学法的应用及反思

摘 要：PBL教学法是职业教育常用教学法，其核心理念是以学生为中心、基于真实问题情境的高水平学习。以中职机械课学习为例，合理地设计、使用PBL教学法，必将改善教学效果。在具体操作中，要根据实际情况灵活应用，关注“问题”的真实性、开放性和现场生成等特点。

关键词：中职；机械加工；PBL教学法

作者简介：范欣欣，女，江苏省江阴市南华中等专业学校高级讲师，主要研究方向为中职专业建设和课程建设。

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-7747（2016）30-0062-03

当前的职业教育教学方法呈现百花齐放、百家争鸣的状态，基于问题学习的教学方法是其中一种主流教学方法，自20世纪50年代起源于美国后，就迅速在各个教学领域得到广泛应用。基于问题学习的教学方法译自英文Problem-Based Learning，简称“PBL教学法”，也称作“问题导向式教学法”或 “问题式学习”。在20世纪80年代传入我国，现在已经成为我国大学教育和中等职业教育的一种常见教学方法。

一、什么是PBL教学法

基于问题学习的教学法有几种常见定义。一是PBL研究专家张建伟教授确认的定义：“基于问题式学习（PBL）是近年来受到广泛重视的一种教学模式，它强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中，通过让学习者合作解决真实性问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的技能，并形成自主学习的能力。”[1]二是最早使用PBL教学法的医学界定义：“以临床问题作为激发学生学习的动力和引导学生把握学习内容的教学方法，在临床前期课或临床课中，以病人问题为基础，以学生为中心的小组讨论式教学”。[2]还有一个在论文中经常被引用到的定义：“PBL是一种以问题为核心，以解答问题为驱动力，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模式”。[3]

通过对这些定义及其解释的分析，可以发现，虽然语言描述有所区别，但是都具有共同的特点，也就是PBL教学法的基本要素，我们可以将其简单概括为以下三点。

（一）PBL 是一种以学生为中心的教学方法

在这种教学法中，学生是学习活动的主体，从分析问题到解决问题的全过程都是学生自主完成的，可以是独立思考，可以是小组合作的形式，学生是脱离教师的自主存在，是整个教学的中心。教师的角色由主控者转化为引导员（主导者），由教育者弱化为帮助者，在學生向教师寻求帮助的时候给予支持。

（二）PBL 中的问题是基于真实情境的问题

PBL中的问题不等同于简单的教学提问，有些教学提问是无情境的，如数学中的定理、公式等；有些教学提问是有情境的，如一些行程类的计算题等。PBL中的问题不仅有情境，而且这个情境要来源于生活实际，要真实、复杂、有意义。这是PBL中的问题与简单教学提问的主要区别。

（三）PBL 是高水平的学习

因为情境的真实和复杂，问题也是复杂的，所以解决问题就有一定的挑战性。学生不仅需要利用旧知识学习新知识，把握新旧知识之间的联系，还要能够根据复杂的实际情况灵活应用，充分发展高级思维能力，进行高水平的学习。它是以现代心理学认知规律为基础的，也是PBL教学法得到广泛应用的一个主要原因。

二、为什么要使用PBL教学法

（一）符合心理学认知规律

PBL教学法是以信息加工心理学和认知心理学为基础的，属于建构主义学习理论的范畴，是建构主义教学改革设想当中的“一条被广泛采用的核心思路”。[4]建构主义认为，知识获得分3个阶段，分别是初级知识阶段、高级知识阶段、专门知识阶段。初级阶段的知识可以通过大量的练习和反馈而获得，而高级阶段的知识开始涉及到大量不良结构问题（是指那些初始状态、目标状态、解决方法至少有一项不清晰的问题），这时的知识就不能通过简单的练习和教师的讲述实现，必须要有更适合高级知识的学习方法。而中职专业课程基本都是应用类型的高级知识，PBL教学法比传统教学法具有更显著的优势和适应性。

（二）顺应时代的发展

随着职业教育教学改革的深化，中等职业教育不断进行人才培养模式的创新和教学模式的改革，越来越重视学生的认知规律，强调知行合一，重视激发学生的学习兴趣和积极性。在这种形势下，形成了一些适合职业教育的比较成熟的教学方法，其中基于问题学习的教学方法就是近年来受到广泛重视的一种教学方法，与项目教学、案例教学、情景教学等并列为国内目前几个学习方法的研究热点。

三、如何使用PBL教学法

PBL教学法非常适用于中职专业课学习，以机械专业常见的“零件的生产加工”为例，在以往的传统教学中，教师通常会详细安排加工过程，学生按照教师的“指示”去工作，教学效果不是很理想。因为它涉及到生产类型分析、图纸分析、加工方式选择、机床刀具选择、加工工艺制订、加工实施等多方面因素。虽然学生具备必需的基础知识和基本加工技能，但是缺乏综合应用知识的能力，只会按照老师的“吩咐”去做，当自己独立去加工新零件的时候，还是无从下手，不知所措。采用PBL教学法后，放手让学生去做，让学生从一个千头万绪的真实情境中自主获取知识，破解难题，锻炼思维，真正建构起知识的意义，获得生产加工的能力。

PBL实施过程一般包括提出问题、建立假设、收集资料、论证假设、反思评价5个环节。以“完成某企业委托加工的100个螺杆零件”这一教学实践为例，PBL教学具体设计有如下五个步骤。

（一）提出问题

现我校接到XX企业150mm（型号）台虎钳螺杆的委托生产订单，要求我们加工100个螺杆零件，交货日期为2个工作日后。由你们学生直接接单，4个小组每组生产25件。要如何完成这批零件的生产？

在这一过程中，教师提问：“接到这个订单后，你们想要去做哪些事情？”引导学生为解决问题做准备。教师提问：“通过解决这个问题，你们想学到什么？”引导学生关注、思考教学目标。

（二）建立假设

学生小组合作讨论，在原有知识的基础上拟定生产加工的大致框架、初步方案。学生对初步方案进行分析，哪些知识是已知，哪些知识是未知，哪些对解决问题很重要而他们又不太理解的。

教师提问：“你还需要弄清什么？”“怎样才能弄清这个问题？”引导学生探索未知知识，并思考获取知识的手段。

（三）收集资料

学生根据生产加工框架进行细化分工，小组成员分别就某一个子问题做更加细致的研究，通过信息检索、查阅书籍、向教师询问等方式，获得必要的知识，而后再汇总各方面信息，对初定生产方案进行修正和完善，拟定完整的生产方案。

（四）论证假设

学生按照自己本组拟定的生产方案进行首件加工，验证生产方案是否合理、可行。（为保证加工安全，教师要检查生产方案有无重大错误。）

对于首件加工合格的，继续完成其余工件的加工；对于首件加工不合格的，由小组成员重新进行讨论，找出原因，重新加工。有必要的话重新收集信息、重新制订生产方案。

（五）反思、评价

反思生产加工是否合理，是否最优化；反思问题解决的过程；总结解决问题时学习到的主要知识；评价自己和他人的表现；小组代表进行汇报交流。

四、PBL教学实践反思

（一）问题要真实，具有代入感

当教师设置问题情境的时候，要注意真实性，使学生融入到问题当中，把问题看成是自己需要解决的而不是老师布置的任务。如果前面的课题设置成“现在要完成一个练习项目，每人加工1个零件”，学生可能会等着老师来告诉他怎样做练习。而把课题设置成“你接到一个订单，最后要把零件交给订购方，过程由你全权决策”，学生就要全面考慮我该怎么做？我要从哪里入手？我还需要哪些知识？会充分调动他的主观能动性。

（二）问题要具有开放性，给学生发挥的空间

当教师预设问题的时候，不要设置直接对应的问题，不要使答案与问题是简单的一一对应关系，要让学生在解决问题的过程中去主动探索需要的条件。同时，问题的解决办法最好是多样的，开放性的。如台虎钳螺杆的加工，学生可以用数控机床，可以用普通机床，可以先加工左端，也可以先加工右端，可以拟定不同的加工工艺。选择的过程也是比较、思考的过程，学生可以进行更深入、更高水平的思维。

（三）问题不仅是教师预设的，学生也会发问

在上课之初，问题是由教师预设提出来的，教师根据本次课的教学目标，精心设定初始问题，创设问题情境。在课程进行中，教师也会以问题的形式引导帮助学生。但是教学中的问题不仅是老师提出来的，在学习过程中学生也会提问。学生的提问不是预设，而是在教学现场生成的。这种问题也是驱动学生深入思考、主动探究的动力，是学生构建自己知识体系的关键。对于学生的提问，教师要高度重视，及时给学生提供支持和帮助。PBL教学并不完全在于按教学设计推进完成，更在于随时发现问题，借助学生学习中产生的问题生成新的知识发生点。

（四）教学过程不是一成不变的，而是灵活多样的

教学过程一般是5个环节，也可能是多步骤的，它由教学设计和教学现场的实际情况共同影响。在台虎钳螺杆的加工中，如果某一组的生产方案不合理，导致首件不合格，这一组就要重新回到环节二“建立假设”，再依次完成三、四等教学环节，继续收集资料，修正加工方案。

在某一个大的环节中，也可以拆分为小步骤，如收集资料这一环节，要根据资料获得情况拟定最后的问题解决方案，这是一个比较关键的环节。可以将其设置为分工—分头检索—教师指点—小组讨论、达成共识等几个细化的步骤，帮助学生更好的学习知识、解决问题。

参考文献：

[1] 奥苏贝尔.教育心理学—认知观点[M].北京：人民教育出版社，1994.

[2] 杨耀防.典型的以问题为中心教学过程剖析[J].国外医学（医学教育分册），1994（4）：150-152.

[3] 郭海燕.PBL教学模式在高师《幼儿园科学教育》教学中的运用[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2012（4）：54-56.

[4] 张建伟.基于问题解决的知识建构[J].教育研究，2000（10）：58-62.

[责任编辑 陈国平]