魏曉旭 田哲文

摘要：隨著教學(xué)改革的發(fā)展，PBL教學(xué)法逐漸被應(yīng)用于更多的理工類專業(yè)課程中。文章闡述了在汽車拆裝實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用PBL教學(xué)法的必要性，并以發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝環(huán)節(jié)為例展開具體的實(shí)施方案，采用教師、小組和其他小組三部分分?jǐn)?shù)加權(quán)平均的評(píng)價(jià)體系對(duì)學(xué)生進(jìn)行公正和客觀的評(píng)價(jià)。通過(guò)PBL教學(xué)法，學(xué)生在動(dòng)手性較強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不僅能夠掌握理論課堂的知識(shí)點(diǎn)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、判斷和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法；汽車拆裝實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

PBL（Problem-Based Learning）教學(xué)模式由McMaster University Medical School于1969年首次提出，以引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題為主、教師講授為輔的一種小組討論式自主學(xué)習(xí)模式。隨著PBL課程的普遍推廣，已由起源的醫(yī)學(xué)專業(yè)逐步應(yīng)用于生物學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)及管理學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)中。與傳統(tǒng)的基于主題學(xué)習(xí)的教學(xué)模式比較，PBL教學(xué)模式在傳授知識(shí)的同時(shí)，更注重于在分析解決問(wèn)題的過(guò)程中，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，鍛煉學(xué)生發(fā)散思維的能力，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)同合作的精神。

1應(yīng)用PBL教學(xué)方法的必要性

汽車拆裝實(shí)訓(xùn)是在汽車構(gòu)造和汽車?yán)碚撜n堂教學(xué)環(huán)節(jié)完成后或與課程教學(xué)同步進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)踐實(shí)訓(xùn)與理論課堂教學(xué)存在一定的差異性，一般實(shí)訓(xùn)多是對(duì)理論的應(yīng)用與驗(yàn)證，使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，這種教學(xué)活動(dòng)的主體必須是學(xué)生而非教師。汽車拆裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)可以為學(xué)生提供查閱資料、分組討論學(xué)習(xí)、動(dòng)手操作、解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)，以鞏固和檢測(cè)理論課堂所學(xué)的汽車結(jié)構(gòu)和原理等基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生領(lǐng)悟理論與實(shí)踐的結(jié)合，彌補(bǔ)理論教學(xué)中所缺少的自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。汽車拆裝實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為PBL教學(xué)法提供了真實(shí)的課程情境，可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬拆裝軟件、發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架、底盤拆裝平臺(tái)等設(shè)施，幫助學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入分析和應(yīng)用。

2應(yīng)用PBL教學(xué)方法的探索設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，一般是教師先將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分步講解，然后要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)驗(yàn)，在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生無(wú)法從根本意義上作為教學(xué)活動(dòng)的主體。在基于PBL教學(xué)法的實(shí)驗(yàn)探索設(shè)計(jì)中，無(wú)論學(xué)生是作為決策者、實(shí)踐者還是評(píng)價(jià)者，即使角色不同，但始終是活動(dòng)的主體，教師則作為教學(xué)活動(dòng)中的指導(dǎo)者和督促者。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求設(shè)計(jì)的問(wèn)題多是為了幫助學(xué)生理解某一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)論，這些輔助問(wèn)題的設(shè)計(jì)并不能幫助學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題，也無(wú)法鍛煉學(xué)生分析解決問(wèn)題和協(xié)同創(chuàng)新的能力?！耙詫W(xué)生為中心”和“以問(wèn)題為中心”是PBL教學(xué)法的兩個(gè)主要特征，所以基于PBL教學(xué)方法的“汽車拆裝實(shí)驗(yàn)”探索設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1所示。

3應(yīng)用PBL教學(xué)方法的探索實(shí)施方案

PBL教學(xué)方法的實(shí)施流程一般可以概括為確立實(shí)訓(xùn)目的、提出問(wèn)題、學(xué)生分組解決問(wèn)題、展示研究成果和教師總結(jié)評(píng)價(jià)。下面以發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝為例，具體闡述如何將PBL教學(xué)法應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。

3.1確立實(shí)訓(xùn)目的

汽車拆裝實(shí)訓(xùn)能夠鞏固學(xué)生在課堂所學(xué)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝環(huán)節(jié)的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)實(shí)訓(xùn)目的進(jìn)行詳細(xì)闡述：通過(guò)對(duì)各零部件和總成在發(fā)動(dòng)機(jī)上位置的了解，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)及其相互之間的連接關(guān)系的分析，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝方法和正確步驟的掌握，加深學(xué)生對(duì)汽車構(gòu)造及汽車?yán)碚撜n程理論知識(shí)的理解，為以后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)； 通過(guò)對(duì)拆裝設(shè)備、工具和量具的正確使用，對(duì)拆裝零件位置的正確分類與擺放，培養(yǎng)學(xué)生良好的工作習(xí)慣；通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)上各零部件的拆卸與安裝，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作與動(dòng)手實(shí)踐能力。

3.2提出問(wèn)題

基于由淺入深，由外部到內(nèi)部，由部件到系統(tǒng)的原則，提出本次發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝環(huán)節(jié)需要完成的幾個(gè)問(wèn)題及任務(wù)：

第一，查閱資料類：主要考察學(xué)生對(duì)資料搜集和整理的能力。實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)為上汽通用五菱1.2L排量汽油機(jī)，描述發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的名稱、作用、工作過(guò)程及安裝位置，確定該款發(fā)動(dòng)機(jī)的零件及總成在發(fā)動(dòng)機(jī)上的位置，能夠針對(duì)不同的部件選取正確的拆裝工具。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的拆卸順序，并在虛擬拆裝平臺(tái)驗(yàn)證，為順利完成發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝提供保障。

第二，動(dòng)手實(shí)踐類：主要考察學(xué)生根據(jù)資料處理實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)手能力與團(tuán)隊(duì)合作能力。根據(jù)確定的發(fā)動(dòng)機(jī)拆卸步驟，將實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解，并填寫如圖2所示的“發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝節(jié)點(diǎn)控制表”，表中須要填寫拆卸零部件的位置及緊固件的相關(guān)信息等，確?？梢园惭b。根據(jù)節(jié)點(diǎn)表中的記錄信息，將拆解的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行重新安裝。

第三，思考談?wù)擃悾褐饕强疾鞂W(xué)生團(tuán)隊(duì)思考、分析、解決問(wèn)題的綜合能力。簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泵的位置，并闡述發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作過(guò)程以及與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的聯(lián)系。簡(jiǎn)述如何利用蓄電池12V的電壓實(shí)現(xiàn)高壓點(diǎn)火，并闡述燃油供給系統(tǒng)與配氣機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程。

3.3學(xué)生分組解決問(wèn)題

學(xué)生根據(jù)各班學(xué)生總數(shù)及實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行分組，每組學(xué)生人數(shù)為6～8人。由組長(zhǎng)根據(jù)教師提出的問(wèn)題和任務(wù)，將每組成員進(jìn)行精細(xì)劃分為：工具組、拆卸組、安裝組和文案組等。查閱資料討論，動(dòng)手實(shí)踐并確定解決問(wèn)題方案，是PBL教學(xué)法的核心內(nèi)容，在這個(gè)過(guò)程中，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的能力。在實(shí)際動(dòng)手操作環(huán)節(jié)，小組成員要團(tuán)結(jié)協(xié)作，共同完成，互幫互助，在一定程度上，PBL教學(xué)法有助于加強(qiáng)班級(jí)凝聚力和學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng)。

3.4展示研究成果

展示研究成果主要包括團(tuán)隊(duì)報(bào)告展示和發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物拆裝展示兩部分。團(tuán)隊(duì)報(bào)告展示部分主要包括查閱資料的信息提煉，基本拆卸順序的制定，實(shí)踐中數(shù)據(jù)的記錄情況，以及對(duì)所提問(wèn)題的歸納整理。不同小組的同學(xué)之間可以相互學(xué)習(xí)，對(duì)比各組之間拆卸順序的不同，對(duì)比各組測(cè)量數(shù)據(jù)的差異。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物拆裝展示部分是小組成員共同協(xié)調(diào)合作的實(shí)踐產(chǎn)物，要求小組根據(jù)制定的拆卸步驟對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆卸然后再進(jìn)行重新安裝。大部分小組可以順利完成，不會(huì)出現(xiàn)明顯的問(wèn)題；個(gè)別小組重新安裝后的發(fā)動(dòng)機(jī)外表與拆卸之前相差無(wú)幾，但是零件箱內(nèi)會(huì)剩余一些螺栓等小器件，線束也比較隨意地零散在發(fā)動(dòng)機(jī)周圍。所以報(bào)告與實(shí)物拆裝兩部分展示才能夠真實(shí)地反映出學(xué)生對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)訓(xùn)的掌握情況，同時(shí)也能夠檢驗(yàn)出學(xué)生對(duì)理論與實(shí)際相結(jié)合處理問(wèn)題的能力，體現(xiàn)PBL教學(xué)法的精髓。

3.5教師總結(jié)評(píng)價(jià)

教師將學(xué)生在分組討論中沒(méi)有體現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)與概括，補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)重要零件的清洗及檢查方法等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行介紹與講解，并對(duì)各組的表現(xiàn)進(jìn)行總體的評(píng)價(jià)。在對(duì)每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行打分時(shí)，采用加權(quán)平均評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)體系主要由教師對(duì)小組整體評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、小組成員互評(píng)分?jǐn)?shù)和其他小組的參考分?jǐn)?shù)三部分組成，如下式所示。

其中xi，yi，zi為教師、小組成員及其他組成員對(duì)該學(xué)生的個(gè)體評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，默認(rèn)權(quán)重相同。w1，w2，w3為三部分分?jǐn)?shù)所占該學(xué)生總分?jǐn)?shù)的權(quán)重，小組成員互評(píng)分?jǐn)?shù)所占的權(quán)重最大，他們是PBL教學(xué)活動(dòng)小組的最直接參與者；其次是教師對(duì)小組成果展示的總體評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，這個(gè)分?jǐn)?shù)是小組成員共同得到的，所以同一小組成員之間這個(gè)分?jǐn)?shù)是相同的；其他小組的參考分?jǐn)?shù)所占權(quán)重最小，以盡量保證每位學(xué)生都可以得到客觀和公正的分?jǐn)?shù)，同時(shí)也可以督促學(xué)生共同進(jìn)步，向榜樣學(xué)習(xí)。

4應(yīng)用PBL教學(xué)方法的探索總結(jié)

隨著PBL教學(xué)法的不斷改進(jìn)，逐漸被應(yīng)用于更多的理工類專業(yè)課程中。PBL教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)在于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考解決問(wèn)題的潛力，加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)之間的交流。尤其在動(dòng)手性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中，應(yīng)用PBL教學(xué)法學(xué)生不僅能夠掌握所要傳遞的知識(shí)點(diǎn)，更重要的是在查閱資料和小組討論過(guò)程中，學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)質(zhì)疑，學(xué)會(huì)判斷，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。