江學良，楊 慧，b

（中南林業(yè)科技大學a.土木工程與力學學院；b.流變力學與材料工程研究所，湖南 長沙 410004）

研究生教育是我國高等教育的最高層次，承擔著培養(yǎng)高層次創(chuàng)造型人才的任務。目前，我國的研究生的招生規(guī)模雖然已居世界前列，但是教育質量下降、研究生創(chuàng)新能力不足卻已成為社會的共識。課程教學是研究生培養(yǎng)的基礎環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力方面起著舉足輕重的作用，但我國高校在研究生課程教學方面存在著諸多問題［1］：

（1）課程體系不夠系統(tǒng)、課程設置缺乏層次。課程體系沒有與培養(yǎng)目標緊密結合，存在著“因人設課”、“因課設人”的情況；有些教師的授課內容和方法比較隨意、與課程無關或關聯(lián)度不高，課程有名無實；在課程設置上，有些學校存在研究生教學“本科化”的傾向，課程內容沒有體現(xiàn)出研究生教育的特點。

（2）課程教學內容陳舊、更新速度慢。不少研究生課程內容跟不上知識更新的速度，對學科發(fā)展的最新知識、最新進展與最新成果介紹不夠，導致學生無法把握學科發(fā)展的最新動態(tài)。

（3）課程教學方法不科學。大多采用傳統(tǒng)的灌輸式教學方法，研討、實驗和調查研究等方法應用不足，師生之間缺乏互動，學生課程學習的積極性不高。碩士研究生課程教學有著明顯不同于本科生課程教學的本質特性，主要體現(xiàn)在教學內容的學術性與前沿性、教學過程的未知探索性、教學方式的指導性與教學關系的互補性等方面［2］。傳統(tǒng)的研究生課程教學模式顯然無法很好地滿足其本質特性，探索新的研究生課程教學模式、加強研究生創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個迫切需要深入研究的課題。

基于項目的學習（Project－Based Learning），簡稱為PBL，是一種探究式的學習模式，在教學理念、實施方式及教學效果評估等方面與傳統(tǒng)的學習模式（Lecture Based Learning，簡稱 LBL）有著根本區(qū)別。在LBL學習模式中，教師占有主導地位，決定著教學的內容、方法與進度，而學生始終處于被動接受知識的地位，不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師教學方式單一，主要采取灌輸式教學，不關心個體的學習興趣、能力與個性特征。在PBL學習模式中，教師主要起引導作用，學生在老師的引導下，經(jīng)過提出問題、建立假設、自學解疑、論證假設的邏輯過程獲取知識［3］。國外大量的研究與實踐證明，PBL學習模式是對傳統(tǒng)學習模式的顛覆，需要重新構建課程體系、課程教學內容與教學方法，PBL學習模式的實施有利于提高學生的自主學習能力、創(chuàng)新能力與工程實踐能力，也有利于培養(yǎng)學生的團隊精神與團隊協(xié)作能力。

一、研究生課程教學應用PBL的現(xiàn)狀分析

PBL學習模式是美國Barrows教授首先創(chuàng)立，最早在醫(yī)學教育領域得到了廣泛應用，后來被歐美國家廣泛應用到生物學、生理學、心理學、工程學、經(jīng)濟學、管理學等多個學科領域的教學中，并取得了顯著的教學成果。我國在上世紀90年代就引入了PBL理論，但由于我國高等教育總體上還是“以學科為基礎”的課程體系，招生規(guī)模大，相對不足的師資力量和教學資源難以支撐課程體系的顛覆性改變，PBL真正應用于教學實踐的還是非常有限，主要是一些醫(yī)學教育工作者在某些醫(yī)學課程的教學中應用或借鑒PBL教學模式，進行了有益的嘗試和探索。

朱慶林等［4］將PBL教學法應用在牙體牙髓病學研究生臨床教學中，提出了在問題提出、資料收集、集中討論、臨床操作和歸納總結等環(huán)節(jié)的實施方法；劉星霞等［5］在研究生干細胞課程中采用了PBL教學法，一定程度上克服了傳統(tǒng)教學方法的弊端，提高了研究生的科研素質與創(chuàng)新能力；胡冬梅等［6］研究了PBL教學法在研究生衛(wèi)生統(tǒng)計學實驗教學中的應用效果，認為PBL教學法能有效提高研究生實驗教學的質量；杜麗堅等［7］將PBL教學理念引入醫(yī)學碩士研究生實驗教學課程，通過對傳統(tǒng)教學法與PBL教學法的實施效果的對比分析，認為PBL教學法提高了學生的創(chuàng)新思維能力、自主學習能力、實驗操作能力和團隊合作精神；祖雅瓊等［8－9］設計了PBL教學質量評價問卷，分析了問卷的信度與效度，并對PBL的教學效果與影響因素進行了評價。

在醫(yī)學以外的其他領域研究生課程教學中，PBL教學法也有一些有益嘗試，如張維剛［10］將PBL教學法應用到了電視紀錄片創(chuàng)作的課堂教學中，對實施步驟與實施效果進行了研究；鄭翔等［11］將PBL教學法引入到工科研究生有限元分析課程，通過改革課程體系、創(chuàng)新評價體系，整合知識、優(yōu)化教學內容，加強了學生自學能力與科學研究能力的培養(yǎng)。

在課程教學中引入PBL教學法，借鑒了PBL小組討論、案例學習的理念和方法，但學習和討論的內容局限于課程或某一學科內部，不涉及多學科的滲透和融合。雖然此種方式為國內外許多推崇PBL教育理念的教育專家所詬病，認為它沒有體現(xiàn)跨學科的知識融合與應用，本質上并沒有貫徹PBL的內在精神。但應該說它是比較符合我國教育國情和學生特點的初步嘗試，有其存在的合理性和不應低估的價值和意義。

土建類專業(yè)大學畢業(yè)生經(jīng)過大學四年的本科學習，具備了較為深厚的數(shù)學、力學、結構設計等基礎知識，但是卻缺少有效的教學平臺與教學途徑將有關知識整合起來，提高學生發(fā)現(xiàn)問題與解決實際工程問題的能力。將PBL教學法引入到土建類研究生的課堂教學過程是一條提高學生創(chuàng)新能力的有效途徑，它以問題為中心，以學生為主體，在教師的整體把握和指導下，進行自主學習，自主解決問題，在解決問題的過程中可以提高學生實踐動手能力與創(chuàng)新能力。目前在土建類研究生課程教學中還少有應用PBL教學法的先例，所以有必要對PBL教學法引入土建類研究生課程教學的實施步驟與效果進行有益探索。

二、土建類研究生課程PBL教學實踐

將PBL教學法引入土建類碩士研究生的課程教學，以研究生課程《地下結構》為例，說明PBL教學法的實施過程。

（一）整合課程內容，完善知識結構

首先對《地下結構》的教學內容進行了整合，對各部分教學內容的學時進行了調整，改變原來以理論教學為主的傳統(tǒng)教學模式，增加了地下結構分析軟件的學習、應用的學時，加強了對地下結構研究學術前沿相關內容的授課學時，構建了基于地下結構基本理論、MIDAS GTS軟件操作及開發(fā)、地下結構研究前沿三位一體的課程體系，實現(xiàn)了地下結構課程教學的模塊化與項目式教學。在課程教學中，引入教師的科研項目與設計院的實際工程項目，并將科研項目與工程項目的解決思路、分析方法與解決方案介紹給學生，使教學與科研項目、工程項目相結合，提高學生解決工程實際問題的能力、創(chuàng)新能力與科研水平。

通過整合地下結構課程涉及的內容，將基礎理論分為地下結構靜力分析理論與方法、地下結構動力分析理論與方法、地下結構試驗與測試技術三個模塊，其中地下結構靜力分析理論與方法包括荷載－結構法、地層結構法、信息反饋設計方法等。這些內容每一項都十分繁雜，涉及到巖土力學、結構設計、數(shù)值分析、動力學與試驗技術等許多方面，課堂教學的學時不可能將各個知識點都講透徹，為此，大量壓縮了那些在本科教學中涉及過的知識或是學生經(jīng)過自學能夠理解的知識的講授課時。

為了加強學生對地下結構前沿學術問題研究的了解，在課程教學中設置了專題理論研究，如地下結構抗震設計研究前沿、長大深埋隧道研究前沿、隧道施工技術研究前沿等。另外，為培養(yǎng)學生的動手能力與創(chuàng)新能力，結合教師科研項目與實際工程，還設置了以項目為導向的專題應用研究，以加強學生對試驗方案設計能力培養(yǎng)以及對實際工程項目的建模和分析訓練。地下結構課程體系的結構示意圖如圖1所示。

圖1 地下結構課程內容體系

（二）PBL教學法的實施步驟

PBL教學法強調學生參與、強調小組學習與交流，它的實施步驟可以分為選定與設計項目、制定計劃、活動實施、成果交流與活動評價5個步驟，如圖2所示?；陧椖康膶W習對學生來說是一種全新的模式，所以在實施前將PBL教學的基本理念、方法與過程對學生進行了介紹與說明。

圖2 PBL的實施步驟

1.PBL教學法的項目設計

PBL的項目是指針對課程教學內容設計的由學生或學習小組獨立完成的任務。項目設計時注意把握以下幾個原則：

（1）項目是開放的，是能夠自由探索，對學生來說具有一定的挑戰(zhàn)性，以此來激發(fā)學生的學習、探究的熱情。

（2）項目在實施過程中要能夠引導學生掌握課程涉及的基本概念、基本理論與基本方法。

（3）項目應接近現(xiàn)實或具有真實情景，應該與教師科研項目或工程實際問題結合。

（4）項目的設計也要考慮到課程的教學目標能否實現(xiàn)，與學生的知識結構、技能水平與時間是否匹配。

根據(jù)以上原則與選課的學生人數(shù)，一共設計了兩個項目，一是“淺埋偏壓隧道地震災變行為與抗震性能評價”（以下簡稱項目1），要求學生撰寫一份國內外研究現(xiàn)狀的報告，并完成試驗方案的設計；另一個是“三維隧道施工階段分析”（以下簡陳項目2），要求利用MIDAS GTS完成隧道的建模與分析。

2.PBL教學法的計劃制定

PBL的計劃是指教師根據(jù)具體項目制定的指導性計劃與學生制定的個人或小組計劃。鑒于2012級碩士研究生有8人選修了《地下結構》，將8人分成了2個小組，每個小組4人，設小組長1人，每個小組都要完成項目1與項目2的任務。教師制定的指導性計劃如下表1所示。

3.PBL教學法的活動實施

《地下結構》課程PBL教學主要分為三個階段進行實施。

第一階段（第1周～第4周）為地下結構基本理論與MIDAS GTS基本原理與基本操作學習階段。地下結構課程的理論性較強，涉及面很廣，必須保留一定的理論教學學時，與傳統(tǒng)教學不同的是：（1）內容精煉，課時壓縮；（2）教師授課時由工程實際問題入手展開對知識點的講解，以激發(fā)學生學習熱情，引導學生由此建構知識體系；（3）要求學生針對某一主題查閱文獻，課堂討論與交流，最后由教師點評。

表1 PBL指導性計劃

第二階段（第5周）為地下結構前沿學術問題專題理論研究。要求每個學生選擇 “地下結構抗震設計研究前沿”、“長大深埋隧道研究前沿”、“隧道施工技術研究前沿”三個專題中的一個專題，獨立查閱文獻資料并制作PPT課件，每個學生都要上臺演講匯報，并與同學、老師討論。

第三階段（第6周～第15周）為PBL項目實施階段。要求2個學習小組按照PBL指導計劃表的要求完成相關任務。

4.PBL教學法的成果交流

在PBL教學法實施的各個階段，學生之間、學生與任課教師之間都廣泛開展了討論與交流，并且在第三階段的學生過程匯報時，還邀請了地下工程教研室的其他教師參與討論與交流，通過成果交流，學生開闊了視野，提高了實踐動手能力與創(chuàng)新能力。

5.PBL教學法的活動評價

在《地下結構》課程開展PBL教學，還只在2012級碩士研究生中實施過一次，學生對此還有些不大適應，但是教學效果還是得到了學生與教師的一致好評，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）PBL教學法能夠激發(fā)學生的學習興趣，學生自主學習的積極性明顯提高，課堂氣氛明顯要比傳統(tǒng)教學法活躍，學習質量有顯著提升。

（2）PBL教學法符合研究生課程的學習特點，能夠比較切實地滿足研究生課程的本質要求，學生自由度較高，學術研討氛圍較濃厚，能夠更好地培養(yǎng)學生的自主學習能力、解決工程實際問題的能力、創(chuàng)新能力與科研能力。

（3）PBL教學法密切了師生關系，增進了同學之間的感情，培養(yǎng)了團隊合作精神。

三、PBL教學法實踐過程中的難點與對策

（一）教學學時與教學內容的矛盾

《地下結構》課程只有40學時，采取PBL教學模式是遠遠不夠的，如何解決學時與教學內容之間的矛盾是一個很現(xiàn)實的問題。我們在PBL教學中采取了拉長教學時間跨度，利用學生課外時間進行學習的方法來解決這一矛盾，取得了較好的效果。第一階段與第二階段的學習，每周安排一次3～4學時的集中教學，在課堂上留下許多問題或作業(yè)要求學生在課后利用課外時間進行自主學習；在第三階段的學習，也每周安排一次2～3學時的集中教學，主要解決學生在項目實施過程中的疑問，項目的實施主要依靠學生的課外時間完成。這種做法在《地下結構》課程教學中有效，但如果有多門課程同時實施PBL教學，勢必使學生的負擔加重，如何確保教學效果有待進一步深入研究。

（二）理論教學與工程應用的矛盾

地下結構理論涉及的學科較多，知識內容豐富，以往的教學經(jīng)驗表明，學生在理解基本理論方面有一定的難度，并難以將基本理論與工程應用結合起來。在PBL教學實踐中，借助教師的科研項目、實際工程項目與MIDAS GTS軟件，架設起理論教學與工程應用之間的橋梁，引導學生在制定試驗方案、應用軟件解決工程實際問題中，加深對基本理論的理解，并提高分析問題與解決問題的能力。這一做法的效果得到了大多數(shù)同學的證實，但也有個別同學反映，這種做法要求太高，理論知識與軟件操作都沒有學好。

（三）PBL教學法與傳統(tǒng)教學法之間的矛盾

PBL教學法是一個新生事物，教師與學生都習慣了傳統(tǒng)的教學模式，其角色轉變需要時間和過程，在教學實踐中，還有許多明顯留有傳統(tǒng)教學模式的痕跡，體現(xiàn)在：

（1）教師角色轉換不到位。PBL教學模式要求教師由“知識的提供者”向“學習的促進者”轉化，教師在教學中的任務是監(jiān)控和引導學習過程。教師既不能告訴學生所謂的“標準答案”，又不能隨意干涉學生、限制或阻斷其思維，如何把握干預的尺度是很費思量的。

（2）學生主動學習的意識有待加強

PBL教學模式對學生素質提出了很高的要求，強調學生自主學習、強調協(xié)作包容和平等互動。由于受到傳統(tǒng)教學模式的影響和大學評估體系的整體導向，使學生重視考試分數(shù)而忽視素質培養(yǎng)，這種風氣在一定程度上削弱了學生自主學習的驅動力。

PBL教學法與傳統(tǒng)教學法之間沖突與矛盾的出現(xiàn)有其必然性與合理性，它的解決必須借助PBL教學法的持續(xù)、廣泛、深入的開展，這是一個較為長期的過程。

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