李 晶，杜 鋒，高 藝，曾麗娜

（1.長春理工大學機電工程學院，吉林長春，130022；2.裝甲兵技術(shù)學院機械工程系，吉林長春，130117）

“問題式”教學模式在過程控制專業(yè)課程教學改革中的應(yīng)用

李 晶1，杜 鋒2，高 藝1，曾麗娜1

（1.長春理工大學機電工程學院，吉林長春，130022；2.裝甲兵技術(shù)學院機械工程系，吉林長春，130117）

“問題式”教學模式作為一種教育理論新思潮，將其恰當?shù)囊肟菰锒蛛y理解的過程控制專業(yè)課程建設(shè)和改革，必然有助于促進學生形成發(fā)散性思維和解決實際問題能力，同時豐富專業(yè)課教學方法?；凇斑^程檢測技術(shù)”和“過程控制系統(tǒng)”課程，闡述了“問題式”教學模式在課程內(nèi)容學習和教學方法的應(yīng)用，同時探究了過程控制專業(yè)課程教學中應(yīng)用“問題式”教學模式要注意的相關(guān)問題，展望了這種教學方法的應(yīng)用效果。

“問題式”教學模式；過程控制專業(yè)；教學方法

本科生教育和教學一直是各高等院校建設(shè)的主流。不同時期、不同大學、不同學科、以及不同傳授者都會在其自身特定的環(huán)境因素影響下形成不同的本科教學特色，展示不同的變式。在建設(shè)本科生課程中為突出專業(yè)特色、體現(xiàn)學科特點，各高校時時進行專業(yè)課程的建設(shè)和改革，探索新的教學模式和方法［1］?！皢栴}式”教學模式即基于“問題”學習，是美國神經(jīng)病學教授Howard Barrows于1969年首創(chuàng)的以問題解決為中心的教學方法。目前這種教學方法已在不同國家的教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用［1］。對“問題式”教學模式在過程控制專業(yè)課程教學中的應(yīng)用和相關(guān)問題進行了初步探究。

一、“問題式”教學模式的認識

對于這種教學方法的認識［2］，可以從其教學目標上進行考察：Barrows等（1995）和Hmlo等（1997）都認為，基于“問題”學習的目標包括：幫助學生建構(gòu)發(fā)散而靈活的知識基礎(chǔ)；開展有效的終身學習和獨立解決問題的技能；最終成為有效的合作者、內(nèi)在的自我促進者。基于“問題”學習對學與教兩個方面的作用和價值是不同的。從學習方式的角度來看，它使學習者通過小組協(xié)商合作、自主學習等形式獲取了知識；從教學的角度去理解，通過提出問題，讓學習者在問題解決的過程中獲取相關(guān)的知識，實現(xiàn)教與學的互動。

這種模式的典型教學過程可用如圖1表示：

圖1 典型教學過程

學生或?qū)W生小組通過已獲取的知識，對“問題”展開討論，在討論過程中為促進問題的解決需要不斷的補充新知識，甚至可能產(chǎn)生新議題；學生們就需要再次獲取知識、展開討論，直到問題得到解決。

“問題式教學”模式作為一種教育理論新思潮，其教學模式是直接從問題入手來組織教學，將專業(yè)知識隱含在解決問題的過程中，讓學科知識服務(wù)于學生解決實際問題能力的培養(yǎng)。問題是“問題式”教學模式的核心，所有學習活動都是圍繞問題而展開的，知識是解決問題的工具和手段，因具體問題不同而產(chǎn)生變異，學生的解決問題能力、創(chuàng)新能力和自主學習能力將在學生獲取知識并應(yīng)用知識解決問題的過程而得到發(fā)展。將其恰當?shù)囊肟菰锒蛛y理解的專業(yè)課程建設(shè)和改革［3］，必然有助于促進學生形成發(fā)散性思維和解決實際問題、發(fā)展合作與自主學習能力。特別對當前重實踐能力和創(chuàng)新能力為核心的素質(zhì)教育改革背景下，以問題為基礎(chǔ)展開學習和教學過程已經(jīng)成為專業(yè)課程建設(shè)和改革的一條基本思路。這種教學方法能夠促進這一改革的發(fā)展和目標的實現(xiàn)，當然需要考慮在哪個時期、哪所大學、哪門學科，以及哪些傳授者的自身特定的環(huán)境因素影響［4］。

二、過程控制專業(yè)課程教學現(xiàn)狀

過程控制專業(yè)課程涉及的專業(yè)基礎(chǔ)知識廣、與工程實際結(jié)合緊密，元器件的工作原理較難理解。其相關(guān)的專業(yè)課程設(shè)置中，包括多個課程體系：“控制工程基礎(chǔ)”、“過程檢測技術(shù)及儀表”、“過程控制系統(tǒng)”等。當前，各高校專業(yè)課程教學都面臨即要有效地完成有限的學時的教學內(nèi)容，又要保證學生學習和領(lǐng)會與運用的教學效果的境況。那么，對這些課程進行教學內(nèi)容的優(yōu)化和教學方法的改進顯得尤為重要和緊迫?！斑^程控制系統(tǒng)”是過程控制專業(yè)的一門：過程控制系統(tǒng)的建模方法、調(diào)節(jié)規(guī)律、串級控制、特殊控制、補償控制、模糊控制、先進控制以及計算機過程控制等，針對不同控制對象實施的控制方案和控制結(jié)構(gòu)。且在教學方法上要豐富、要融合各種現(xiàn)代教學手段。這就要求教育者要不斷地學習和引用新的教學手段和教學思維。“問題式”教學模式作為被多個國家的教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種教學模式和思維，為過程控制專業(yè)課程的教學內(nèi)容的優(yōu)化和教學方法的改進提供一種很好的選擇［5］。

三、“問題式”教學模式在過程控制專業(yè)課程中的應(yīng)用

基于“過程檢測技術(shù)”和“過程控制系統(tǒng)”兩門課程，分析“問題式”教學模式在單門課程和兩門課程之間的應(yīng)用。

（一）將“問題式”教學模式應(yīng)用于“過程控制系統(tǒng)”課程的教學中

首先教師從教學大綱出發(fā)，精心組織教學，使學生在課堂上對課程的理論知識有了一定的初步認識，再結(jié)合實踐教學加深學生對所學知識的理解；教師注重理論與實踐結(jié)合，制造教學興奮點，創(chuàng)設(shè)具有現(xiàn)實意義且有針對性的問題。“過程控制系統(tǒng)”課程設(shè)置在大四的第一學期，學生的外廠實習教學環(huán)節(jié)也在這個學期之內(nèi)，因此學生可以帶著教師創(chuàng)設(shè)的問題去企業(yè)場地進行實物參觀和思考。比如，熱處理爐是企業(yè)對焊接設(shè)備進行焊后消除殘余應(yīng)力處理的一種設(shè)備，它是如何實現(xiàn)對溫度的調(diào)控的？他采用哪種控制規(guī)律和控制回路結(jié)構(gòu)？學生將理解所學的理論知識和實際設(shè)備聯(lián)系起來，形成一系列的問題，并在實踐過程中找到答案和思考差異。這樣使得學生的注意力會更集中，并且還能注意到課堂上由于時間關(guān)系沒有深入的一些細節(jié)。最后根據(jù)教師的“問題”，讓學生各抒己見，展開討論，找出最佳的解決問題的方法，既加深了對理論知識的理解，又成功地聯(lián)系了實踐。

（二）將“問題式”教學模式應(yīng)用于“過程檢測技術(shù)及儀表”和“過程控制系統(tǒng)”課程教學中

“過程控制系統(tǒng)”課程解決的問題或目標是對某工業(yè)過程實施控制。在對某工業(yè)過程進行控制時，需要對某個或某些參數(shù)進行某種形式的控制。比如：某鍋爐供熱過程的控制，基于不同的目標需要對其入口和出口流量、爐內(nèi)壓力、溫度和液位等參數(shù)進行控制；在實施控制過程中可能采用多種控制方案，比如：單回路控制、復雜回路控制、或先進控制，這是過程控制系統(tǒng)要解決的問題。而在實施不同控制方案時，對參數(shù)的檢測要求是可能不同的。這就可以產(chǎn)生議題：這種方案的這個參數(shù)是如何實現(xiàn)檢測的？由此可以討論某種參數(shù)的檢測原理、方法及實現(xiàn)的儀器儀表等相關(guān)知識。對控制參數(shù)相關(guān)知識的討論就可以追溯到“過程檢測技術(shù)及儀表”課程中重點介紹的關(guān)于幾大參數(shù)檢測的原理、方法等知識的論述。同樣，在“過程檢測技術(shù)及儀表”課程教學過程中可以設(shè)下問題：這種參數(shù)的檢測主要應(yīng)用于哪些過程工業(yè)的控制過程，為什么要學習一個參數(shù)的多種檢測原理和方法等知識。這樣，兩門課程互為設(shè)問，又互為解答，通過“問題式教學”模式將兩門課程的內(nèi)容學習緊密聯(lián)系，同時豐富了教學方法。

四、應(yīng)用“問題式”教學模式要掌握的原則

以問題為基礎(chǔ)來展開學習和教學過程是過程控制課程改革的基本思路。它的應(yīng)用使教師授課內(nèi)容和方法不拘泥于現(xiàn)象的羅列、知識的灌輸。但任何教育理念都有其適應(yīng)性、偶然性、協(xié)調(diào)性、科學性等特征，其應(yīng)用過程應(yīng)包括辯證性、整合性和時代性［6］。所以應(yīng)用“問題式”教學模式要適度掌握以下一些原則：

1.要立足于靈活的基礎(chǔ)知識建立學習目標：教與學都要強化課程的基礎(chǔ)知識，做到內(nèi)容清晰，這樣應(yīng)用時才能思維活躍，得心應(yīng)手。

2.發(fā)散與收斂思維相結(jié)合：針對“問題”，思維不能僅拘謹于書面內(nèi)容，而要結(jié)合生產(chǎn)實際形成發(fā)散問題，同樣要適時收斂思維—解決“問題”。

3.要正確處理問題與課程知識之間的辯證關(guān)系：在學習兩門課程時，教師在教授時應(yīng)明確兩門課程內(nèi)容之間關(guān)系。比如，在教授“過程檢測技術(shù)”課程時應(yīng)設(shè)下問題：對幾大參數(shù)檢測的多重目的、采用不同原理對參數(shù)檢測的多重意義等，引導學生對現(xiàn)代過程控制的實現(xiàn)的理解和應(yīng)用價值的認識。

4.要切實發(fā)揮學生的自主性和教師的促進作用，啟發(fā)學生去主動尋求知識，獲取信息，發(fā)現(xiàn)真理，并能運用已有的知識和能力去分析問題并解決問題。

總之，“問題式”教學模式的應(yīng)用豐富了過程控制專業(yè)課程教學方法，可以調(diào)動學生學習的積極性與主動性，培養(yǎng)學生自學能力和積極探索精神，進而提高實踐創(chuàng)新能力。

在當前特色教育改革背景下，“問題式”教學模式將具有嶄新的活力。結(jié)合不斷更新和優(yōu)化的專業(yè)課程知識，進行教師、學生、教材、教學技術(shù)手段、教學制度等多要素的建設(shè)，這種模式會展現(xiàn)其與時俱進性、時時反饋性和整體歸一性的特點?！皢栴}式”教學模式應(yīng)用于過程控制課程建設(shè)應(yīng)該是整體建設(shè)，要有整體的、全局的觀念和視野。這樣才能對促進學生主動學習、終生學習和提高教師的教學效果起到積極的作用和導向。當然這種模式本身也存在一些不足［7］，在應(yīng)用過程中一定要從實際出發(fā)，在特定背景下，批判繼承和學習，使其發(fā)揮更加有效的作用。作為這種模式的實施者的教師要廣泛吸收先進的教學經(jīng)驗，積極整合優(yōu)秀教改成果，同時也要不斷進行自我反思和評價，總結(jié)所獲得的知識和思維技能，以適應(yīng)新時期社會、政治、經(jīng)濟、科技的發(fā)展對人才培養(yǎng)提出的新要求。

［1］ 任英杰.在中華文化背景下開展基于問題式學習的探究［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2005，15（2）：45-48.

［2］ 曲洪美.關(guān)于問題教學的再認識［J］.臨沂師范學院學報，2005，27（4）：124-127.

［3］ 葉取源，等.創(chuàng)新人才培養(yǎng)的思考與實踐［J］.中國大學教育，2002（1）：48.

［4］ 韓德.談問題教學的藝術(shù)［J］.科教創(chuàng)新，2007（14）：60-61.

［5］ 金以慧，王詩宓.過程控制的發(fā)展與展望［J］.控制理論與應(yīng)用，1997，14（2）：39.

［6］ 王作權(quán).課程體系創(chuàng)新與哈佛大學的課程改革［J］.現(xiàn)代教育科學，2003（5）.

［7］ 宋麗娟，郭芳.有關(guān)問題解決教學的研究［J］.教育學，2004（10）：31-35.

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李晶（1975-），女，碩士研究生，講師，研究方向為工程仿生學。