唐 軍

長江大學 地球物理與石油資源學院，湖北 武漢 430100

隨著專業(yè)的快速發(fā)展和教學改革的深入，有限的課堂教學時間與專業(yè)知識的推陳出新矛盾日益突顯，翻轉(zhuǎn)課堂教學模式是解決這個矛盾的有效途徑[1]。翻轉(zhuǎn)課堂2007年前后在美國首先被提出，2010年左右伴隨著“可汗學院”的興起迅速擴展到全球，它將傳統(tǒng)的“課堂上聽教師講解，課后回家做作業(yè)”授課模式變成“課前在家聽看教學視頻，課堂上做作業(yè)答疑”的新教學模式[2-3]。目前從中央到地方也都在極力推行“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下的新型課堂教學模式、網(wǎng)絡(luò)教學資源的建設(shè)，以推進我國現(xiàn)代化教學改革的深入發(fā)展。但不管教學科技技術(shù)如何發(fā)展，高校為社會主義建設(shè)培養(yǎng)高級專門人才的主題不會改變。所以，翻轉(zhuǎn)課堂中學與教的順序雖然倒置，讓學生主動學習去獲得知識的實質(zhì)沒有變。如何在改變傳統(tǒng)課堂授課模式下,在學習過程中進一步提高學生學習的動力是下一步著重考慮的問題。

理工類課程一般要求學習者具備一定的數(shù)學物理基礎(chǔ)，較其他課程相比具有抽象、邏輯性強、課程之間銜接緊密等特點。采用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式在一定程度上能夠刺激學生在課前進行學習，但學習的目的性有待強化。丹麥奧爾堡大學從建校至今，一直以基于問題的學習方法實施教學，在學生培養(yǎng)質(zhì)量上取得了顯著的效果?；趩栴}的學習（problem-bases learning，英文縮寫為PBL）最初由加拿大McMaster University的Don Woods提出，隨后在該校醫(yī)學院進行PBL課程體系改革[4]。盡管PBL實施模式在各個國家、學校存在不同程度的差異，但從實際問題出發(fā)，培養(yǎng)學生解決實際問題能力、團隊協(xié)作能力等受到廣泛的認可，現(xiàn)在已廣泛地應(yīng)用到高等教育領(lǐng)域[5]。

根據(jù)筆者在丹麥奧爾堡大學對PBL教學模式親身體驗，結(jié)合自身從事勘查技術(shù)與工程專業(yè)“巖石物理學”課程教學所遇到的問題，對如何將問題導向與翻轉(zhuǎn)課堂教育模式結(jié)合，展開了一些分析和討論。本文首先介紹在深化經(jīng)濟發(fā)展大背景下，高等理工類專業(yè)課程教學與企業(yè)需求之間的差距，然后介紹PBL教學模式的優(yōu)勢，在闡述基于問題導向式翻轉(zhuǎn)課堂教學設(shè)計的基礎(chǔ)上，對一些存在的困難與問題進行分析，以期對準備開展此類教學改革或正在進行類似改革的同仁提供借鑒意義。

一、高校理工類專業(yè)課程教學與企業(yè)需求存在差距

我國改革開放已走過了40個年頭，經(jīng)濟建設(shè)取得了長足的進步，隨著中國經(jīng)濟進入“新常態(tài)”，就業(yè)市場的宏觀環(huán)境也發(fā)生了巨大變化，大學生就業(yè)再次成為社會關(guān)注的熱點問題。高校畢業(yè)生是否符合社會需要，培養(yǎng)質(zhì)量是否能夠滿足用人單位要求，是中國高校普遍面臨的一個重要課題。參考美國SCANS標準，麥可思對中國2015年畢業(yè)學生進行了就業(yè)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)2013、2014、2015連續(xù)三屆畢業(yè)生的基本工作能力水平均都低于工作崗位要求的水平[6]。造成大學畢業(yè)生與企業(yè)需求存在差距的原因，除了就業(yè)市場不健全等外部環(huán)境之外，大學生基本素質(zhì)與專業(yè)教育中諸多能力的不足是關(guān)鍵，而這些能力包括實踐能力、適應(yīng)社會環(huán)境變化能力、團隊協(xié)作能力等[7]。在課程教學中，發(fā)現(xiàn)學生存在以下幾方面問題。

1.專業(yè)興趣不濃厚，就業(yè)從業(yè)熱情不高

高考后大學錄取志愿的填寫通常情況下是一個家庭共同的決定，考生的意見只是其中之一，而且在多數(shù)情況下，最終志愿選擇的專業(yè)是其他參與人的意見。這樣很容易導致學生對專業(yè)的盲從。這也是當下很多高年級大學生調(diào)整專業(yè)時對家長的回答，因為從最開始，這個專業(yè)就不是自己喜歡的。調(diào)整專業(yè)畢竟是少數(shù)大學生的選擇，更多人選擇了接受最初的專業(yè)，因為學習不是主動的，所以興趣也不高。其次，任課教師只負責本門課程的講授，往往很少花心思在專業(yè)興趣上對學生加強引導。特別是理工類課程，理論性的知識點多，與專業(yè)結(jié)合的實踐性問題少，忽略了對學生專業(yè)引導教育。這也導致很多大四畢業(yè)生被問到對所學四年專業(yè)的感想時，往往用“不討厭，不喜歡”這樣的話語進行描述。所以，學生在就業(yè)之后，因為對專業(yè)的認同感不高，沒有專業(yè)熱情，直接影響其工作熱情。

2.創(chuàng)新思維不足，解決實際問題能力欠缺

筆試被認為是最公正、公平的一種考查學生學習成績的方式。在進行考題設(shè)計時，教師考慮到與知識點的吻合度以及可考查性，往往以離散的概念型、計算型題目為主，這樣訓練的僅僅是學生的記憶能力和理解能力。按照Blooms對學習目標等級的劃分[8]，這種教學目標培養(yǎng)的學生只能達到第四個層次，即能夠應(yīng)用所學的知識對某個概念進行分類與鑒別，而遠沒有達到重新創(chuàng)新的最高層次。雖然高校一直在宣傳大學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，也啟動了一些有利的舉措，例如近年來興起的“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”，但從大學生參與率來看，能夠加入類似訓練項目的大學生占比很低。創(chuàng)新思維不足直接導致大學生在走向工作崗位后只習慣按照既定程序工作，對一些新出現(xiàn)的、需要對原有工作進行改變的任務(wù)無法勝任；或者對實際問題的處理缺乏個體差異性，對企業(yè)的創(chuàng)新沒有多大貢獻。

3.缺乏團隊協(xié)作精神，融入企業(yè)文化時間長

企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，在于員工具有優(yōu)秀的品質(zhì)和積極協(xié)作的團隊，其中最為關(guān)鍵的是，彌漫在組織中的團隊積極的合作精神[9]。與此同時，在大學里面通過開展團隊學習的方式，有利于學生形成批判性思維，自我創(chuàng)新以及學會如何與人相處[10]。在大學學習時間里學生們需要養(yǎng)成的品質(zhì)也正是現(xiàn)代化的、具有競爭實力企業(yè)所必備的。而現(xiàn)實情況是，受家庭經(jīng)濟狀況持續(xù)變好、獨生子女、個體爭當?shù)谝坏冉逃蟓h(huán)境的影響，大學畢業(yè)生在企業(yè)開始工作時更適合“單兵作戰(zhàn)”，不想也不知道如何去與同事協(xié)作。在社會化大生產(chǎn)背景下，企業(yè)也是社會一分子，其內(nèi)部構(gòu)成必定是分工明確，協(xié)同進步的。雖然不同企業(yè)存在不同的協(xié)作運行模式，但懂得分享，學會團隊工作的本質(zhì)都是一樣的。所以，一個不知道如何與同事、領(lǐng)導溝通、協(xié)作的新員工需要花很長的時間去習慣、去融入，這個過程越長，浪費的企業(yè)資源也越多。

二、基于問題學習方法的優(yōu)勢

從1965年到1975年間，為應(yīng)對工業(yè)界對學生質(zhì)量提出的新要求，教育界提出了許多新的教學理念，例如自我導向?qū)W習（self-directed-learning）、基于案例的學習（case-based learning）、探究式學習（inquiry based learning）、 實驗性學習（experiential learning）、 服務(wù)學習（service learning）、 基于項目的學習（project-based learning），等等，而這些其實都可以歸屬到以學生為中心的學習模式上去[11]。PBL也是在這一時期被提出并運用到高等教育中去。丹麥的兩個以工程為主的奧爾堡大學和洛斯基勒大學從一開始就在全校范圍內(nèi)采用PBL教學。特別是奧爾堡大學，從1974年建校到2000年，短短的二十幾年，該校工程專業(yè)學科實力排名已躍居歐洲前三，其畢業(yè)生也受到工業(yè)界青睞[12]。較以往教學方法，PBL在滿足現(xiàn)代化企業(yè)員工素質(zhì)方面具有以下兩個明顯的優(yōu)勢。

1.通過問題導向式的學習，提高學生自主學習能力，與企業(yè)創(chuàng)新智庫的建設(shè)目標相契合

現(xiàn)代工程技術(shù)使我們的生活更加舒適和方便，但新技術(shù)可能會帶來新的問題，未來的工程師就會面臨更多復(fù)雜的、從未碰到的困難與挑戰(zhàn)[13]。在奧爾堡大學，PBL的問題貫穿整個教學活動。問題導向就是指用問題來確定學習方法，用問題來指導具體實踐。學生在實踐過程中，能夠真實體會現(xiàn)實工作中存在的問題是如何一步一步逐漸解決的。所以，為了進一步細化學生在分析問題、解決問題中的能力水平，奧爾堡大學將學生實踐的課題分成了三個層次：作業(yè)型課題（assignment project）,可執(zhí)行課題（subject project）以及開放性課題（problem project）[14]。在這三個層次的課題中，學生的自主性逐漸增大，而教師的作用越來越小。這種問題導向式的學習過程能夠激發(fā)學生學習的熱情，提高他們對問題的分析能力和尋求解決方法的能力。

隨著越來越多的中國企業(yè)步入全球化市場，從戰(zhàn)略發(fā)展角度出發(fā)，智庫建設(shè)對企業(yè)的持續(xù)核心競爭力起到?jīng)Q定性的作用[15]。對于工程領(lǐng)域的企業(yè)而言，具有創(chuàng)新思維能力、批判精神以及獨立工作能力的高素質(zhì)人才是形成智庫的基礎(chǔ)[16-17]。雖然通過企業(yè)后期的培訓，能夠在一定程度上提高企業(yè)員工的個人素質(zhì)，但大學是培養(yǎng)青年人才創(chuàng)新思維的黃金階段。所以，將實際問題引入高校課堂，能夠為工程類企業(yè)輸送更多具有高水平創(chuàng)新能力的人才。

2.通過團隊學習的方式，提高學生合作精神，滿足企業(yè)社會化分工協(xié)作的需求

員工團隊協(xié)作能力決定著企業(yè)的凝聚力和向心力[18]，是生產(chǎn)力的直接體現(xiàn)。交流是促進團隊工作順利開展的有力工具。通過3～5年的團隊學習訓練，學生普遍具備了能夠適應(yīng)企業(yè)需求的協(xié)作能力[19]。奧爾堡大學每個學期都會安排學生參與一個以小組形式實施的項目，項目的選擇取決于學生的興趣，一般每個小組3～5人，每個小組配備兩名導師。項目一般是與專業(yè)相關(guān)的現(xiàn)實問題，導師只是處于幫助者的角色，不設(shè)定目標，即整個項目的完成情況、實施細節(jié)都由小組學生自己決定，導師根據(jù)書面報告、答辯以及回答問題情況給學生評定分數(shù)，既有小組報告的成績，也有學生個人的成績。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，若學生要在小組項目研究中取得好的成績，必須關(guān)注三個方面的內(nèi)容：以小組為單位的反思性實踐；小組實施整個項目中的邏輯以及保證學習質(zhì)量的小組決策過程[20]。學生在以小組形式思考問題、解決問題過程中，需要進行廣泛深入的討論，需要學會個人意愿服從小組意愿，不僅學會了如何表達自己的想法，更重要的是學會了與人交流，當出現(xiàn)分歧時，能夠達成一致意見并最終完成任務(wù)。這正是現(xiàn)代企業(yè)需要的協(xié)作精神的內(nèi)涵。所以，將小組學習引入教學環(huán)節(jié)，有助于學生提高團隊協(xié)作能力，提高自己的就業(yè)從業(yè)質(zhì)量。

三、基于問題導向式翻轉(zhuǎn)課堂教學設(shè)計思路

既然PBL教學法能夠訓練并且提高現(xiàn)代企業(yè)亟須的解決實際問題、團隊協(xié)作能力，那么如何在工程類翻轉(zhuǎn)課堂教學中實現(xiàn)呢？筆者根據(jù)自己在丹麥奧爾堡大學切身體會，以勘查技術(shù)工程專業(yè)的“巖石物理學”中巖石的彈性這一知識點的授課為例，詳細闡述基于問題導向式翻轉(zhuǎn)課堂教學設(shè)計思路。

1.問題設(shè)計

整個翻轉(zhuǎn)課堂的實施過程如下：在課程開始講授前，要求學生關(guān)注三個問題:（1）How,如何描述巖石的彈性；（2）What,影響巖石彈性的因素有哪些；（3）Where,在地質(zhì)工程領(lǐng)域，有哪些地方可以用到巖石的彈性性質(zhì)？圍繞這三個問題，學生首先以小組為單位自學該知識點，然后完成小組報告。讓學生帶著問題進行小組形式的學習，學習目標更明確。

2.課堂教學過程設(shè)計

在整個課堂教學過程中，以學生匯報、學生之間的討論、教師與學生的討論為主，核心仍是圍繞之前提出的三個問題進行。以一個教學時間單位90分鐘為例，前45分鐘，各學習小組完成匯報以及對立小組提問與回答，主要解決How與What的問題，因為從知識層次來看，這兩個屬于理解、概念型的問題，所以通過學生之間的問與答，應(yīng)該可以達到預(yù)期的教學效果。后45分鐘，主要是教師與學生的互動，在這個環(huán)節(jié)中有兩個核心任務(wù)：第一個任務(wù)是對于在第一階段中出現(xiàn)的問題進行明確，強化知識點的掌握；第二個任務(wù)是通過學生問，教師答的方式，讓學生主動掌握巖石彈性性質(zhì)在地質(zhì)工程領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。因為問題是學生自己提出的，所以能夠強化記憶與理解，相比傳統(tǒng)授課方式，更容易讓學生掌握。同時，教師也可以根據(jù)學生提出的問題進行拓展和延伸，舉一反三，擴大學生的知識面。

3.教學反思與改進

教學是教師創(chuàng)造性的活動，適時地反思教學過程中存在的問題，有利于提高教師的教學水平[21]。理工類課程與社會生產(chǎn)聯(lián)系密切，通過教學反思，教師能夠更好地將課堂的理論教學與行業(yè)發(fā)展動向連接起來，這也能夠起到激發(fā)學生關(guān)注本專業(yè)，從而對本專業(yè)產(chǎn)生更大興趣的目的。

在整個以問題為導向的翻轉(zhuǎn)課堂教學設(shè)計過程中，有兩個關(guān)鍵點要格外注意：一是在上課之前問題的設(shè)計；二是教師對學生所提問題的拓展和延伸。第一個關(guān)鍵點掌握的不好，就容易將學生的興趣點引到與知識點銜接不緊密的方向上去，所以設(shè)計的問題既要有一定的自由度，讓學生有發(fā)揮的空間，能夠引起學習的興趣，又要有一定的限定范圍，不能太過寬泛。所以根據(jù)課堂上學生對問題的理解和準備情況，教師可以對原有設(shè)計問題的內(nèi)容、表述方式進行進一步凝練。第二個關(guān)鍵點是對于知識點的較高層次的把握，在進行該層次的問題交流時，對教師的能力要求較高。所以，對于課堂上提出的問題，教師可以記錄下來，通過整理與反思，在夯實自己個人專業(yè)知識的同時，提高授課質(zhì)量，讓學生收獲更豐富。

四、問題導向式翻轉(zhuǎn)課堂教學存在困難的原因分析

問題導向式翻轉(zhuǎn)課堂的建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，除了改變傳統(tǒng)授課模式之外，更重要的是提供問題教學方法的外部環(huán)境，包括教學法規(guī)與政策，學校能夠提供的教學資源，教師個人能力水平，學生之間的信任程度，等等[22]。在PBL中國化的過程中，也出現(xiàn)了一些積極的討論和實踐[23-24]，但總體來看，難度很大。

1.教學理念與當?shù)氐纳鐣宋沫h(huán)境密切相關(guān)，中國本土社會環(huán)境與P B L教學模式存在差異

第一，教育對大多數(shù)人而言是一種對已有知識的傳遞，所以教學理念符合國情現(xiàn)狀、文化特點是一個前提。以丹麥為例，從幼兒園開始，學校就提供了讓學生分組討論的教學設(shè)施，校園內(nèi)供學生小組討論的桌椅隨處可見；學生在課堂上也可以進行小組討論而不用理會老師。小學一年級學生就有“真刀真槍”的手工課，三年級就要自己開始學著做飯。在丹麥，高中畢業(yè)后學生就要與父母分開居住，而且自己要負責自己的生活費。所以，在整個學習生涯中，學習是學生自己的事情，老師、家長只是處于幫助者的角色；第二，合作意識、小組分工也是在低年級階段就形成。正是有了這些潛移默化的熏陶，丹麥大學生很容易接受這種教學方式。然而中國的學前教育、小學教育、中學教育沒有提供這種土壤，如果很突兀的在高等教育階段完全實現(xiàn)PBL教學，效果肯定不樂觀。所以，在PBL的中國化進程中，應(yīng)該根據(jù)中國基礎(chǔ)教育現(xiàn)狀、大學生學習特點進行適當引入，切忌照搬。

2.相比西方發(fā)達國家，我國人均教學資源少是制約 “小班教學”的重要因素

問題導向的翻轉(zhuǎn)課堂教學設(shè)計中，要以小組為單位開展學習，每個小組都應(yīng)配套相應(yīng)的教學資源，包括場地、教師等。相比西方發(fā)達國家，我國人均教學資源是很少的。例如奧爾堡大學經(jīng)濟系的一個班，全班14人，分三個小組開展課題研究，每個小組都能得到兩個導師的直接指導，各種教學資源也是配套的。而在我國，平均一個自然班是30～50人，若以5人為一小組進行學習，可以分成6～10組，若每組要配置兩名不同專業(yè)的導師，則一個班就需要12～20名專業(yè)教師，而一般國內(nèi)一個教研室教師數(shù)量也就這么多。所以，雖然我國的在校大學生人數(shù)位列世界前茅，但師生比是很低的。這也制約了小班教學、小組指導教學的全面實施。

3.課程體系的設(shè)置與教師個人發(fā)展問題

我?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)學生在二年級下學期以及三年級上學期這段時間內(nèi)專業(yè)課程很重，這兩個學期平均學分都在25分左右，涉及7～9門課程，且都要求一定的數(shù)理基礎(chǔ)，學生學習起來比較吃力，導致學生在課下開展自主學習、小組討論的時間有限。加之平時授課一般是兩個自然班合班授課，人數(shù)50～70人，每個人發(fā)言的時間有限。丹麥奧爾堡大學平均每個學期學生只有三門課，保證了學生課下時間的充足。所以，教師與學生的互動，雖然能夠很好地促進學生自主學習、自我激發(fā)的學習，但受時間限制，問題討論不充分，也直接影響學習效果。

另一個因素是老生常談的教師個人發(fā)展問題，具體而言就是教師上課內(nèi)容與自己研究領(lǐng)域的一致性問題。受國內(nèi)教師考核中關(guān)于學時等工作量的影響，一些專業(yè)課教師講授的課程與自己研究領(lǐng)域并不匹配，一方面導致教師的教學投入不大，另一方面也影響學生對本門課程學習的興趣，達不到良好的學習效果。

五、結(jié)語

翻轉(zhuǎn)課堂通過激勵學生課前學習，彌補了行業(yè)知識的變化在課堂教學時間內(nèi)的不足；基于問題的學習方法在培養(yǎng)學生解決實際問題和團隊協(xié)作能力上有明顯優(yōu)勢。社會人文環(huán)境、教學資源配置、課程體系及教師發(fā)展等因素不同國家和地區(qū)存在差異，就目前來看，中國也不能照搬在丹麥奧爾堡大學取得成功的PBL教學法。本文根據(jù)學校課程設(shè)置實際情況，介紹了將奧爾堡大學PBL教學法中兩個核心元素問題導向和小組學習引入到“巖石物理學”翻轉(zhuǎn)課堂中的方法與思路。

在改革中尋求進步一直是我們努力的方向。翻轉(zhuǎn)課堂也好，PBL教學法也罷，其目的都是為了促進教學，讓學生不僅能夠?qū)W習專業(yè)知識，更能提高個人學習素養(yǎng)。在目前國內(nèi)高等教育大環(huán)境下，緊密圍繞現(xiàn)代企業(yè)亟須的解決實際問題以及團隊協(xié)作能力這兩個主要方面，將PBL教學法中的問題導向、小組學習與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合，對已有的教學方法、教學手段進行修改完善，是解決目前高校理工類課程授課時間緊、學生學習熱情不高的一個有效途徑。