问题式教学在《浮桥结构与计算》课程改革中的应用研究

黄亚新 陈启飞 王建平 程建生 李志刚

摘要：将问题式教学法应用到《浮桥结构与计算》课程教学改革中，从课程教学改革目标出发，以问题牵引构建教学内容体系，开展课程教学模式研究设计，创新研究课程考核机制，为新的教学方法在军队院校专业课程教学中的应用提供理论和实验依据。

关键词：问题式教学；《浮桥结构与计算》课程；教学改革目标；教学设计；考核机制

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）26-0098-03

问题式教学法，又称以问题为基础的教学法（Problem Based Learning，PBL），是一种使用问题作为学员展开学习活动的起点与刺激来建立和教授课程，基于真实问题解决的情境化教学方法。问题式教学强调在引导学员解决问题的过程中，根据不同的情景提出相应的问题，并用灵活的方式解决问题。在实际教学过程中，问题式教学存在着不少问题，例如：学员对问题参与的积极性不高、学习气氛不浓厚，教员对问题式教学的认识不够、缺少与学员之间有效的互动以及设计的问题缺乏情景（工程实践背景）等。本文将问题式教学法應用到《浮桥结构与计算》课程教学改革中，并对教学效果进行评价，为新的教学方法在军队院校专业课程教学中的应用提供理论和实验依据。

一、《浮桥结构与计算》问题式教学改革目标

《浮桥结构与计算》是军队院校一门重要的专业课程，在教学改革中通过实施问题式教学，使教员从知识的传授者转变为学员学习训练的激发者、组织者和引导者，教会学员有效利用学习训练时间和各类教学信息资源，促进学员积极探索浮桥结构原理、浮桥结构设计与计算的理论与方法，了解其产生、应用和发展的过程，掌握浮桥结构设计与计算的基本原理、基本方法与基本技能；通过教学过程中安排自主学习环节，培养学员的自主学习能力；通过实施问题驱动的研讨式教学，培养学员的语言表达能力、分析问题和解决问题的能力；通过实施问题式教学，培养学员的渡河工程意识、渡河工程思维和运用力学理论与现代信息技术分析解决渡河工程实际问题的初步能力；通过严格的课堂管理，培养学员良好的军事素质、军人作风和团结协作意识。

二、《浮桥结构与计算》问题式教学内容体系构建

《浮桥结构与计算》是一门理论性很强的课程，主要以门桥、浮桥等渡河工程结构物的工作安全性分析与计算为目标来组织教学内容。针对课程教学内容多、课程学时少的现状，课程组全体教员集中研究讨论，对课程教学内容体系进行梳理，既考虑安排经典的内容，也考虑安排专业前沿的教学内容，并且要解决好理论联系实际的计算理论实践应用问题。最终以浮桥工程实践问题为牵引，构建了基于问题牵引的“专题式”教学内容体系，将教学内容的结构由“章节式”转变为“专题式”。教学内容包括五大部分、十五个专题（表1）。

三、《浮桥结构与计算》问题式课程教学模式设计

问题式教学的基本组织形式是多种多样的，并各有利弊，在建构主义理论的指导下，结合教学实践，初步形成了问题式教学的基本形式，其结构如图1所示。

通过情境A（教学逐渐展开）、情景B（情景A的推进）和情景C（情景B的推进）三个阶段，组织学员分别对情景A、B、C的若干问题进行讨论、分析、发言，达成学员对情景A、B、C系列问题解决以后所必须掌握的知识（原理、理论或方法），从而完成课堂教学目标。

以“问题式教学”的基本组织形式为基础，贯彻“教为主导，学为主体，能力为本”的教学理念，本课程的教学以提高教学效率、注重能力培养为目标，构建“问题驱动+案例驱动+启发+研讨+精讲”的教学模式，综合运用各种有利于师生互动和调动学员自主学习积极性的方法，将开放的研讨教学和严谨的讲授式教学结合在一起，采用多媒体课件、结构模型和板书相结合的形式，全方位、多角度地研讨教学内容，使内容更形象、直观，提高学生的学习兴趣和求知欲，并充分发挥教员“导”的作用，引导学员积极思维，学会举一反三，培养学员科学思维能力和军人素养。

四、《浮桥结构与计算》问题式教学的组织实施

根据问题式教学的内涵和教学组织实施要求，《浮桥结构与计算》课程教学的组织实施，主要采取以下步骤：课前自主学习、课堂设问（问题驱动）、引导研讨（问题、案例驱动）、归纳评价（精讲释疑）、课堂设问（提出新问题）。

1.课前自主学习。问题式教学强调的就是学生必须自主学习，使学员学会运用现有知识阅读相关资料文献解决问题，从而培养学员的自主学习能力和提出问题、分析问题、解决问题的能力。为了使问题式教学得以顺利展开，安排学员自主学习的教学环节必不可少。安排自主学习前，通过编写《浮桥结构与计算》课程学习指导书预设相关问题，提出相关学习要求，预先分组并指定小组学习责任人。并要求确实做到简单问题自行解决、预先准备疑难问题、预设复杂问题的解决思路，通过课堂研讨和教员精讲解决问题，提高课堂教学效率。为了确实培养自主学习能力，提高自主学习效果，促进或者激励学生开展自主学习，必须在课堂教学开始第一时间进行预设问题的课堂测试，检验自主学习效果。

2.课堂设问，创建教学情境。课堂设问是实施问题式教学的关键环节，前提是必须进行课堂问题设计。问题与教学重点紧密相关，通过课堂设问环节，创建问题式的课堂教学情境。问题的设计范畴包含三个方面：书本上没有但与教学内容的重难点紧密相关的“基础性”问题、学员不易搞清楚的“关键性”问题以及学员不易想到的“拓展性”问题。教员备课不仅仅注重讲授的知识内容，更应该考虑从什么角度、采用什么方式为学员的学习充当顾问、解除疑惑以及提供帮助。

问题可由教员根据教学内容进行具体设计，并在教案上预设，也可根据学员的关注点和课堂研讨情况由教员适时补充问题或由学员临时提出，并依此调整并合理安排课堂教学内容，以解决这些问题为教学目标，逐层展开，通过有效的课堂互动促进教与学的有机结合，充分体现学员的主体地位。

例如在进行考虑桥跨柔度计算门桥教学内容的教学时，预设的层层递进问题有：计算门桥时为什么要考虑桥跨柔度？在怎样的条件下要考虑桥跨柔度计算门桥？考虑桥跨柔度计算门桥的原理是什么？考虑桥跨柔度如何计算门桥的桥脚反力？为什么计算门桥的桥脚反力要应用影响线原理？应用考虑桥跨柔度计算门桥的原理如何求出门桥各个桥脚的反力影响线？利用桥脚反力影响线如何计算桥脚最大反力？通过预先设计这样一些为完成预设教学目标的问题来逐步推进教学内容的展开。

3.引导研讨，启发思维培养能力。引导研讨采用任务驱动、问题驱动、案例驱动的方式，它是教员与学员之间实现深层互动的最直接、最有效的方式。“引导”是教员对学员思维方式的一种牵引，也是思维互动的交流沟通形式，可以采用抛砖引玉方式，也可以采用启发诱导的形式。

抛砖引玉式。在研讨过程中，教员可以对某些问题的解决抛出某些解决思路、方法，启迪学员的思维，培养学员解决工程问题正确的思维方式，使得研讨按照正确思路有效展开，紧紧吸引学员的思维，自然地把学员领入问题解决者的角色。例如在提出考虑桥跨柔度计算门桥的原理是什么的问题后，教员可以通过回顾用绝对刚性法计算门桥时的思路，来引导学员进入考虑桥跨柔度如何计算门桥的问题情境。事实上用绝对刚性法计算门桥时可以首先计算桥脚反力，然后计算桥跨弯矩；而考虑桥跨柔度计算门桥时必须首先计算桥跨弯矩，然后才能计算桥脚反力。这样得出这两种方法解决问题的思路刚好相反的结论，从而培养学生针对问题寻求解决问题的方法与途径的能力。

启发诱导式。知识点的过渡往往不是间断跳跃式，而是相互关联的。在研讨过程中教员适时启发诱导式的提问，为学员构建起由已知到未知的桥梁。工程类课程教学中，启发式问题的提出采用类比思考法更直接。类比是一个知识点到另一个知识点的相似性学习。类比思考法要寻求解决问题的共同点，但更要强调它们之间的不同与联系。通过类比思考问题，培养学员学习的迁移能力，使知识学得更为灵活，使得研讨过程总是围绕一个相关的课程问题展开研讨式对话。以某一问题为基础，展开进一步的深入讨论，将较为复杂的原理通过生活实例再现出来，让学员在积极的思维参与中学习知识。通过参与对话讨论，学员尝试用自己的语言来表述、交流对知识的不同理解，渗透学员独立思考的想法。例如用绝对刚性法计算门桥的桥脚反力影响线、桥脚最大反力，以及考虑桥跨柔度计算门桥的桥脚反力影响线、桥脚最大反力都是有相同点的，讲授、研讨运用这两种方法计算门桥的桥脚反力影响线和桥脚最大反力时的原理与方法时，类比思考法的运用可以达到事半功倍的效果。

4.归纳评价，精讲释疑。问题式教学过程中，鉴于学员的知识水平与能力的局限，学员所提出的问题解决思路、研讨得出的结论不一定完美。针对这一问题，教员在授课过程中，一方面要鼓励学员积极思考、积极发言、大胆陈述观点，另一方面要适时进行归纳评价，提出解决问题的正确思路，形成问题解决的正确结论。对重要的原理、理论、方法要在研究讨论的基础上适时进行精讲，确保在培养学员能力的过程中，完成对关键知识点的理解与掌握。

5.课堂设问，创建教学新情境。问题式教学法的一个必要环节，就是要设计教学内容转换时的问题情境，实现教学内容转换过程中逻辑上的起承转合，这是区别于一言堂或灌输式教学的又一个重要标志。教员在编写教案时必须对教学内容转换环节精心设计。例如在进行考虑桥跨柔度计算门桥教学内容的教学时，预设的层层递进问题就是创建教学新情境的途径与方法。

五、《浮桥结构与计算》课程考核机制的创新研究

改变考核靠一张试卷定成绩的做法，引入“知识+能力”的综合考核机制，采用“多方位、多途径、全过程”的考评方式。多方位指从基本素养、知识掌握和能力塑造等多方面评价；多途径指通过自主学习、课堂讨论、完成作业、软件运用、试卷考核等多种方式考评；全过程强调在课程实施的整个周期，具有动态性和全段性。

建立动态综合评价指标体系，主要包括：基本素养评价、能力塑造评价、知识掌握评价和创新评价四个方面。基本素养评价指标突出日常的养成，不应该属于课程教学培养而应该是必须具备的必要条件，以扣分为主。包括学员到课情况、课堂表现、作业及任务按时上交情况等；能力评价指标突出理解、思考、表达、动手、协作、组织能力的评价，主要通过回答问题、提出问题、上台讲解、小教员、命题汇报、软件运用等活动等评价，以加分为主。知识评价指标突出对知识体系、架构、重难点的理解和掌握，以试卷考核为主。创新评价指标是高阶的评价，突出创新、拓展性的内容和能力，参加创新活动、比赛竞赛和获奖，以及曾公开发表与本课程相关的学术论文等，以加分为主。

课程学习最终成绩采取“3+1+3”的考核方式。课程考试卷面成绩只占40%；自主学习效果评價、课堂讨论和平时作业成绩占30%；能力评价依据教员布置的研究课题和课程设计成绩确定。

参考文献：

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