PBL教学法在互换性与技术测量课程中的应用

王肖英

（山东华宇工学院，山东 德州 253034）

0 引言

互换性与技术测量课程是高校本科机械类专业的专业必修课程，开设本课程的目的旨在满足专业人才中要求的学生具备产品（精度）设计和产品质量检测及分析的能力。本课程在教学改革过程中积极开展项目式教学及线上线下教学的方式，取得了一定的成效。但是，在教学实践中也发现了一些问题，如在开展项目式教学过程中，学生在知识获取阶段对每一个知识点没有明确的学习目的，且对知识结构梳理时条理不清晰，不同的学生对于知识获取的程度参差不齐等。故学生在学习过程中需进一步进行加强引导，在项目式教学的知识获取阶段融入PBL教学法，以进一步引导学生科学有效地进行自主学习。同时引导学生掌握科学有效的学习方法，提高学习效果，在PBL的“问题导学”设计中增加实践环节，以增加学生实践的机会。基于对PBL教学法的特点及基本要求分析的基础上，对互换性与技术测量课程进行PBL教学设计及案例实施过程设计，为开展PBL教学提供理论基础与指导，同时，将其应用于实际教学中。

1 PBL教学法的特点和基本要求

PBL（Problem-based Learning）是1969年由美国神经病学教授Barrows首创，最早应用于医学教育[1]，其核心是基于问题学习，相比于传统的讲授教学，更强调以学生的“学”为主体，以教师的“教”为主导。目前，国内外学者对于其内涵的解释有所不同，本课程开展教学改革时对PBL教学法的理解为以问题为基础动力的一种教学模式。在实施过程中将问题分解为简单的小问题，学生逐一解决问题，教师总结归纳，最后再形成问题组，在此过程中，学生慢慢进入探究问题的状态，在解决问题的过程中不断发现自己的不足，学习积累新知识（Donald R.Woods）[2]。

1.1 PBL教学法的特点

PBL教学法的基本特点是以问题为中心，围绕问题的解决过程进行知识的学习和探索，最终完成知识的构建及应用。

1.1.1 以问题为学习的起点

在教学设计和实施过程中，学生的一切学习内容和学习活动都是以问题为主轴开展自主学习或合作探究的。所以教师要进行充分的教学设计，根据教学内容及学生的学习特点设计问题导学案，问题设计的好坏直接关系到PBL教学法能否成功有效的实施。在问题设计过程中要注意知识的系统性、合理性及真实性。在问题设置时有时需要将问题按照解决的步骤顺序拆分设置成若干小问题，每个小问题的设置不可孤立存在，要注意先后之间的关联；问题的设置要充分考虑学生的学习基础，不应过于简单或过于复杂，要符合学生的学业水平；问题设置尽量选取学生实训实习中的产品作为案例，培养学生应用理论知识解决实际问题的意识和思维方式。另外，为了进一步提高课程的高阶性及挑战度，可根据教学内容适当设置劣构性的问题[3]，这类问题的解决需要学生通过尝试不同的方法来探寻最佳解决方案，这样有利于培养学生的创新意识和发散思维，养成探究式学习的习惯。

1.1.2 以学生为教学的中心

PBL教学法强调以学生为中心，在教学实施过程中，学生是学习活动的主体，教师是学生习得知识的引导者。教师在问题导学方案设计的框架下指导学生学习，协助学生在问题的学习探究中更好地进行深度的合作和交流，以加深学生对问题的理解。在PBL实施过程中，学生必须担负起学习的责任，要求学生结合自身的知识储备去解决问题，在遇到困难时，能够主动学习新的知识以完成问题的探究。所以问题解决的过程既是对已有知识的应用，更是进行新知识的学习与构建的过程。在此过程中，学生的学习能力、探究能力、合作能力也会得到相应的提升。

1.1.3 以问题解决的过程为评价依据

在学习效果评价时，主要以问题解决过程中各小组对问题解决的汇报情况开展组内自评、小组互评及教师评价。评价依据主要是小组讨论时参与讨论的情况、汇报过程中积极发言情况及解决问题的思路是否清晰等。以评价标准引导学生积极讨论与发言、认真开展自主学习与合作探究学习，提高学生自主学习的能力及团队合作意识。

1.2 PBL教学法基本要求

1.2.1 教师要求

PBL教学法是一种开放式的教学模式，要求教师对所授课程非常熟练，且熟悉相应学科领域的基础理论和知识。同时教师还须具有较高的教学水平，能够熟练地根据教学内容及学生特点合理进行教学设计，并能熟练运用各种教学方法开展教学活动。此外，教师还要具备一定的课堂驾驭能力，能够科学有效地组织各类教学活动，并达到相应的预期效果。

1.2.2 学生要求

学生是学习的主体，PBL教学需要学生的主动配合。第一，要求学生具有端正认真的学习态度。学生需要利用课余大量的时间和精力去进行资料的搜集、知识的学习及整理，若学生无自主学习的自觉性，极易在学习过程中半途而废，达不到预期的学习效果。第二，要求学生具有团队合作的意识，在资料搜集及学习阶段学生或可自主完成，但是在问题解决方案的确定及汇报环节则需要小组的团队合作去去探究问题和解决问题。第三，要求学生从自身出发完成角色转变，从被动的学习者转变为学习的主人。

2 互换性与技术测量课程的PBL教学设计

目前，互换性与技术测量课程开展基于成果导向的项目式教学的过程如图1所示。

图1 项目式教学过程

针对某一具体项目（或任务），在实施教学时，对于知识获取的主要方式是教师讲解及学生自学。教师讲解主要采用讲授法，穿插案例教学法及讲练结合的教学方法。教学实践过程中发现，在相关知识的讲解（学习）过程中，传统的讲授法无法充分调动学生的学习积极性，且部分学生自主学习能力较差，学习效果不好。在项目汇报环节学生分析不够全面，不能综合运用所学知识完成相应的项目（任务）。

在相关知识学习阶段，可以采用PBL教学法，将各知识点以问题的形式有序提出，师生在解决问题的过程中学习相关知识。当然，根据项目的大小，可以设置若干个问题来完成相关知识的学习，具体过程如图2所示。

图2 PBL教学法实施过程

在学生自主学习的同时，教师负责引导和解惑[4]，避免学生在学习过程中“走弯路”或“走错路”，提高教学效率。最后，教师对学生的学习成果做出正确演示与知识讲解，并对共性问题及重难点进行总结。

3 互换性与技术测量课程的PBL教学设计与实施案例

3.1 PBL教学设计

以项目1中某一个小组的数据要求为例来展示PBL教学的实施过程。项目1的具体要求是：对实训室中的减速器，基本尺寸为ϕ40 mm的从动轴与齿轮配合，需满足配合的最大间隙为+66 μm，最小间隙为+25 μm。需要学生完成的内容为：（1）试设计分析确定配合的代号，并绘出尺寸公差带图。（2）通过查表分析选择量具，进行检测及数据处理、分析。

该项目涉及尺寸公差与配合的基本术语及计算、国家标准系列以及检测基础知识。其中检测基础知识部分内容多而杂，包括测量基本要素、测量误差及光滑工件检测等内容，学生在学习过程中对知识掌握不系统，故将此部分内容设计为一个大问题。

按照问题解决的顺序，分解为五个小问题，教师需要提前将问题及参考内容下发给学生，学生以小组为单位完成相关知识的学习，课上以问题的解决过程及知识的总结梳理为主。PBL教学设计过程见表1。

表1 PBL教学设计案例

3.2 教学实施

教师在PBL教学设计的基础上，对教学内容及教学组织进行充分的设计，准备好教学PPT及课堂活动的内容、形式及顺序。充分利用学习通平台等线上教学及学习平台进行学习资源的推送及课堂教学活动的有效组织和开展。学生需要根据问题导学案的要求及教师推送的学习资源等完成相关知识的学习，并采用小组讨论与探究的形式对各个问题逐一解决[5]。通过充分的课前准备，使学生对相关知识的脉络及应用场合有了充分的理解，有效保障PBL教学的顺利实施。

4 结语

PBL教学法是在讲授法、讲练结合、案例教学法等传统教学方法的基础上，针对某些特定的知识点进行教学设计，以问题的形式体现知识的应用、通过问题的解决过程完成相关知识的学习和总结。将原用的教学方法与PBL教学法进行有机结合，在学习新知的同时，增进学生自主学习的意识、提高学生运用知识解决问题的能力及对知识的总结能力，在某些课程、某些章节应用该方法会达到事半功倍的效果。但同时根据“教无定法”的原则，我们应按照“学生中心、产出导向、持续改进”的理念，对各种教学方法的实践应用进行总结和反思，灵活运用各种教学方法开展教学活动，提高教学效果，推进“学习革命”向“质量革命”纵深发展。