基于PBL和TBL教学法的开放实验室实践

张一平，姚永标，陈莉娜

(河南工程学院 a.纺织学院；b.纺织新产品开发河南省工程实验室，河南 郑州 450007)

基于PBL和TBL教学法的开放实验室实践

张一平a,b，姚永标a,b，陈莉娜a,b

(河南工程学院 a.纺织学院；b.纺织新产品开发河南省工程实验室，河南 郑州 450007)

开放实验室是工科人才培养的重要举措。在开放实验室的实践活动中引入PBL和TBL教学法，可以提升学生解决实际问题的能力,激发学生的学习主动性，培养团队协作精神。文章分析在开放实验室实践活动中实施PBL和TBL教学法的要点，包括题目选择、人员配备、过程指导、总结评价等，总结取得的成效，为实践教学的开展提供借鉴。

PBL教学法；TBL教学法；开放实验室

一、 PBL和TBL教学法联合应用于开放实验室实践活动的意义

当今社会的快速发展和学科的不断融合，对工科应用型人才提出了越来越高的要求，特别是学习能力、运用知识解决实际问题的能力以及团队协作意识等，开放实验室实践活动在这几方面起着非常重要的作用。开放实验室实践活动不同于传统的实验教学：第一，它给学生提供了更多选择，学生可根据兴趣和个人特长进行选择性参与；第二，它给学生提供了更大的空间，学生具有更大的自主权，能最大限度地发挥自己的潜能；第三，学生获得了更多机会，可以运用所学知识解决实际问题，自主选择学习新的知识；第四，学生学会在独立处理事务的同时，学会与人合作，增强团队意识。此外，开放实验室实践活动对于实验室的自身建设、资源的有效利用和实验教学体系的建立也具有重要意义。

PBL(Problem-Based Learning)是以问题为导向的教学方法，强调以学生为中心[1]。它有别于传统的以教师讲授为主的教学，更强调学生的自主意识，有助于提高学生的学习能力和综合素质。近年来该教学模式在工科教学中有所应用，但是在应用中也发现一些问题，主要是：(1)我国长期以来采用的教学方法使学生不习惯或不会自己学习，感觉负担较重，不少学生有畏难情绪，即使部分学生有较高的热情，也因基础知识不够扎实等，极易产生挫败感；(2)该方法在工科教学中的应用缺少经验和相应的评价体系，操作难度较大。

PBL和TBL教学法联合应用已有尝试[3]，但在开放实验室实践活动中采用较少。将这两种教学法结合应用于开放实验室的实践活动具有十分重要的意义，因为作为一个团队开展研究或探索解决问题的方法，成员们能有效地克服不良情绪，同时还可相互学习和帮助，共同讨论，尤其是复杂的综合性问题，并容易从中获得成就感。

二、 PBL和TBL教学法应用于开放实验室实践活动的主要内容

我校(河南工程学院)在近几年的实践教学改革中，尝试采用PBL和TBL相结合的教学方法，取得了较好的效果。下面简要介绍PBL和TBL教学法应用于开放实验室实践活动的主要内容。

1. 题目选择

为了组织好开放实验室实践活动，题目选择至关重要。选取题目的方法一般有两种：一种是师生自选的有创新性的综合课题或来源于科研、生产实际的真实课题，如果是学生根据自己兴趣选的题目，则要经指导教师在难度、工作量、可行性等方面把关后再确定；另一种是以参赛为目的的设计、创意类课题，由教师根据学生的情况进行选题。总之，题目既要包含所学的知识和技能，具有专业性，又要有一定的难度和复杂度，具有综合性，还要在有限的时间内可以取得阶段性成果，以便学生能按时完成，具有可操作性。与此同时，题目还要有一定的新颖性和趣味性，能够吸引学生，激发他们的学习兴趣与热情。其中复杂的问题可以分解为几个相对独立的子题目，比如开发一种纺织新产品，可以将这一任务分解为原料与成品的测试及分析、织造、染整三个子题目，分成三个小组，小组间既相互独立，有各自的重点，又相互联系，三个小组必须密切配合，才能完成任务。

2. 人员配备

这种以学生为主的讨论式教学，对学生的选拔和人员配备十分重要。首先要对学生的学习情况、动手能力、个性特点等进行评估，了解每个学生的优势和强项，以便组合成有效的团队。团队一般由3～5人组成，将具有不同特点的学生组合在一起，取长补短，这样不仅可以发挥每个学生的长处，而且也为小组成员间的协作打下基础。每个小组有组长1名，其他学生各有分工、各司其职。比如分在织造小组的学生要比较熟悉织机及其工艺，具有较强的上机能力，且专业知识扎实，熟悉产品设计，具有独特的设计思路，并能融入流行和时尚元素。

3. 过程指导

任务和人员确定后，过程指导十分重要。首先，要引导学生对问题进行解剖、分析，找出解决问题的关键和难点，确定方向。在这个过程中，每个成员需明确自己的任务及目标，以及在完成整个任务中的角色，并据此制订相应的计划，确定采用的方法和路线以及时间进程。其次，在实践过程中教师要给予必要的指导，既要给学生留有足够的探索空间，又要起到督导和参谋作用。比如对于产品开发的学生，教师首先要给予引导，学生在教师的指导下充分发挥自己的能动性，积极思考，主动收集信息，学习一些相关的新知识，再通过自己的思考设计多种方案；然后通过例会、邮件等方式进行沟通，让大家分享每个成员的阶段性成果，总结前一阶段的工作，交流经验，以便学生能较快进入角色，提高兴趣和自信心。对于研究中遇到的困难，小组成员间也可提出建议，接受教师的指导，再进行新的尝试。

有潮汐式灌水降温、人工辅助授粉、喷施叶面肥等防范措施。同时应拔除弱小植株，进行玉米病虫害喷药防治，改善田间小气候，减轻病虫害发生，增加单株生产能力，保证和增加玉米田间产量。在加强水肥管理的同时，还要注意病虫害防治，预防在高温条件下，病虫害的频发。

4. 总结评价

在开放实验室实践活动结束时要进行总结评比，让学生发现自身的优势，同时分析做得不够完善的方面，以及知识、能力欠缺之处。评价过程为：(1)要求学生认真进行自评，评价的主要方面包括创新能力、学习能力、合作能力等，陈述自己所做的工作，对完成任务过程进行总结，分析在解决问题过程中的成功经验和需要改进的方面；(2)团队成员互评，观察学生在整个团队中的表现和满意度，也能反映出其与团队成员的合作情况；(3)对团队进行评价，包括任务的完成情况、团队成员之间的合作、突出的优势、存在的不足等；(4)教师对学生及团队进行总体评价，并在评价后对优胜者给予奖励，最终确定考核成绩。这样不仅对学生来说是个提升，而且也有利于后续研究的开展。

三、 PBL和TBL教学法应用于开放实验室实践活动的成效

为了评估PBL和TBL教学法的效果，我们对2013—2015届参加过开放实验室实践活动的35名学生进行了两项调查，一是学生的自我评价，二是用人单位对学生的评价。

1. 学生自我评价

在开放实验室实践活动结束后，我们采用问卷调查的形式让学生自我评价，评价内容包括专业兴趣、学习能力、解决问题能力以及团队合作等方面的提升，调查结果如表1所示。

表1 学生自我评价

由表1可知：经过开放实验室实践活动的锻炼，学生认为提高最大的四个方面依次是解决问题能力、学习能力、团队协作能力及岗位适应能力。

(1) 97.1%的学生认为通过开放实验室的实践活动，真正实现了理论与实际结合，不仅学会了分析问题、解决问题的方法和步骤。更重要的是在解决问题的过程中学会了进行深度思考，形成自己独特的眼光和思维切入点，从而提出与众不同的解决方案，并在实践中不断完善，直到解决问题，培养了综合能力及创新能力。

(2) 94.3%的学生认为自己的学习能力得到增强，相比以前以灌输知识为主的被动、消极式教学方式，提高了学习主动性，能够主动地从外界吸取能量，并感受到终身学习的重要性。只有成为持续发展的人才，才能不断适应外界的变化。

(3) 94.3%的学生认为学会了团队协作。在开放实验室实践活动中，首先学会自律，遵守职业道德规范；其次学会关心他人，学会共同面对困难，分享成功，知道如何交流、沟通和相互鼓励。学生在实践活动中既能完成个人在团队中应完成的任务，又能与团队成员及指导教师进行合作，学会了优势互补。

(4) 91.4%的学生认为通过开放实验室实践活动，自己的岗位适应能力得到增强。因为在主动、独立的实践探索过程中，更容易了解自己的特长、兴趣及个性，明确自己的优势所在，并树立自信心，最大限度地发挥自己的潜能；同时也明确自己的弱点，知道今后如何规避或弥补自身的不足。这样学生更加明确自己的职业目标和将要选择的道路，从业后能快速适应社会，形成较强的竞争力，将求职谋生与个体发展相结合，形成更广阔的发展空间。

调查结果还显示，除了上述四项能力得到大幅提升之外，学生普遍感到在其他方面也有较大收获，如创新能力，几乎每个学生都强调创新能力的重要性，即使自认为创新思维不够的学生也表示今后会重视这方面的培养。

2. 用人单位对学生的评价

我们对参加过开放实验室实践活动的学生进行跟踪调查，了解他们毕业后所在用人单位的评价。参加开放实验室实践活动的学生(考研、自主创业等的除外)共25人，调查用人单位对他们在工作态度、人际关系、自身能力等方面的评价，并与没有参加过开放实验室实践活动的学生的评价相比较，结果如表2所示。没有参加过开放实验室实践活动的受调查人数也为25人，所在单位性质与前者类似。

表2 用人单位对学生的评价

由表2可知：在所有项目上，参加过开放实验室实践活动的毕业生得到用人单位的评价都高于没有参加过开放实验室实践活动的毕业生。其中，用人单位对参加过开放实验室实践活动的毕业生的工作态度百分之百满意，认为他们工作踏实、认真。同时对参加过开放实验室实践活动的毕业生在创新能力和学习能力等方面的评价远好于没有参加过开放实验室实践活动的毕业生，用人单位认为参加过开放实验室实践活动的学生在遇到问题或困难时，能积极主动地想办法，善于钻研，乐于探索。

此外，参加过开放实验室实践活动的毕业生在工作能力、适应能力、动手能力、心理素质及组织管理能力等方面都获得较好的评价。

四、 结语

将PBL和TBL教学法运用于开放实验室实践活动取得了较好的效果。首先，培养了学生。由于激发了学生的内在兴趣，使其自觉自愿地去钻研，并从中获得自信心和成就感，形成良好的循环；同时，在实践活动中进行的创新思维训练，使学生的综合素质得到提升，达到了我们的培养目标。其次，促进了实验室自身建设和实践教学体系的建立。学院从2010开始开展开放实验室实践活动，经过几年的探索，专业实验实习开出率为100%，完成的项目达20余项，并形成了一套较为完善的管理制度，真正实现了资源共享与优化配置。与此同时，教师队伍也得到了锻炼，教师不仅学会了各种仪器的使用和简单的维修，还将新的理念、试验方法等用于指导学生，全面提升了业务水平，促进了科研和校企合作。

[1] WIKIE K, BURNLS L. Problem based learning: A handbook for nurses[M]. London: Palgrave Macmilian, 2003：14.

[2] LARRY Michaelsen, MICHAEL Sweet, DEAN X Parmelee. Team-based learning: Small group learning’s next big step[M]. New York： John Wiley & Sons Inc， 2008:1-99.

[3] 杨旗,胡辉,郑莹.PBL与TBL组合式教学模式在环境工程专业课程中的实践[J].实验室研究与探索,2016,35(6):204-207.

(责任编辑：吴文英)

全国纺织服装信息化教学研究项目(ZWH-16043)

张一平(1967—)，女，湖北鹤峰人，教授，博士，研究方向为针织产品开发与工艺。E-mail：yi-pingzhang@163.com

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2095-3860(2017)04-0321-04