叢文博+王貴領(lǐng)+呂艷卓+殷金玲

摘要：通過(guò)在工科專業(yè)課中使用PBL教學(xué)法的教學(xué)改革研究，證明了其是適合培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的卓越工程師人才的教學(xué)法。PBL教學(xué)法能夠使學(xué)生掌握創(chuàng)新能力所需要的知識(shí)儲(chǔ)備，有效地提供了知識(shí)運(yùn)用的鍛煉，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作意識(shí)。應(yīng)用PBL教學(xué)法培養(yǎng)工程人才的創(chuàng)新能力，具有在工程專業(yè)教學(xué)推廣的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：PBL；創(chuàng)新能力；工程教育；卓越工程師

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）08-0136-02

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是國(guó)家和時(shí)代的要求。中國(guó)經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)總量已經(jīng)躍居世界第二，人民生活水平處于發(fā)展中國(guó)家前列。但我們也看到經(jīng)濟(jì)不會(huì)持續(xù)維持高增長(zhǎng)，即將面臨跨越中等收入陷阱的考驗(yàn)，這就要求中國(guó)必須成為創(chuàng)新推動(dòng)的工業(yè)強(qiáng)國(guó)。而建設(shè)創(chuàng)新型工業(yè)強(qiáng)國(guó)的堅(jiān)實(shí)的人力資源基礎(chǔ)就是大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量的科學(xué)家和工程師，為此《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》將大力進(jìn)行教育教學(xué)改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)定為國(guó)家的重大戰(zhàn)略選擇。教育部據(jù)此在2010年啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，要求高等學(xué)校強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。工程教育必須進(jìn)行改革和創(chuàng)新，在培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)內(nèi)容、培養(yǎng)制度和培養(yǎng)過(guò)程等方面大膽改革，全面提高工程人才包含創(chuàng)新實(shí)踐能力在內(nèi)的綜合素質(zhì)[1]。本文基于工程專業(yè)課程中應(yīng)用PBL教學(xué)法的教學(xué)改革實(shí)踐，論述了應(yīng)用PBL是適宜工程專業(yè)人才培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)方法。

一、創(chuàng)新能力培養(yǎng)對(duì)教學(xué)的要求

傳統(tǒng)專業(yè)課教學(xué)難以達(dá)到創(chuàng)新能力需要的知識(shí)儲(chǔ)備要求。任何創(chuàng)新的基礎(chǔ)在于相應(yīng)專業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備，豐富的知識(shí)儲(chǔ)備是創(chuàng)新的土壤。筆者認(rèn)為能夠?qū)?chuàng)新產(chǎn)生激勵(lì)的知識(shí)，一定是創(chuàng)新者有效掌握的結(jié)構(gòu)良好的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，絕不是僵化的，不知甚解的，如同孤島般沒(méi)有相互聯(lián)系的知識(shí)，如此才能利于觸類旁通、舉一反三，激發(fā)創(chuàng)新的靈感。傳統(tǒng)課堂教學(xué)在這一方面存在缺陷，教師要在有限課時(shí)完成大綱規(guī)定的內(nèi)容，必然要縮減這些輔助的與其他學(xué)科相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，其間的相互聯(lián)系不能多講或干脆置之不講。這樣學(xué)科間的交叉融合難以體現(xiàn)，對(duì)于學(xué)生建立有利于創(chuàng)新能力的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)極其不利。

傳統(tǒng)教學(xué)缺乏創(chuàng)新能力應(yīng)用訓(xùn)練，缺乏“思維”和運(yùn)用的訓(xùn)練。工科學(xué)校的專業(yè)課是最貼近學(xué)生畢業(yè)后工作實(shí)踐的，但是一方面各個(gè)工程專業(yè)發(fā)展到如今，知識(shí)體系非常繁雜，相應(yīng)要開(kāi)設(shè)各門專業(yè)基礎(chǔ)課及各個(gè)子領(lǐng)域的專業(yè)課程，另一方面專業(yè)課程學(xué)時(shí)有所縮減，而且實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)也不多，課堂上所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐中的所得往往不能很好的相互聯(lián)系，很少有運(yùn)用的機(jī)會(huì)，并且實(shí)踐機(jī)會(huì)往往與課堂教學(xué)不能保證時(shí)間上的同步或合理間隔，同樣成為聯(lián)系性差、易于遺忘的孤島知識(shí)。

傳統(tǒng)專業(yè)課教學(xué)缺乏團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作意識(shí)的培養(yǎng)。協(xié)作精神包括個(gè)人良好性格，與他人相處能力，融入團(tuán)體的能力，學(xué)會(huì)在與人合作中進(jìn)行創(chuàng)新?，F(xiàn)代科學(xué)研究和工程技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新已經(jīng)很難由一個(gè)人來(lái)獨(dú)立完成，這就要求每一個(gè)參與其中的工作者都必須學(xué)會(huì)與別人進(jìn)行協(xié)作。團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作意識(shí)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外工程教育者公認(rèn)的創(chuàng)新能力的重要要素。

根據(jù)教育部開(kāi)展的“卓越工程師計(jì)劃”要求，高等工程教育一方面應(yīng)制定符合企業(yè)要求的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，企業(yè)積極參與學(xué)生培養(yǎng)，提供學(xué)生大量的工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)；另一方面要進(jìn)行教學(xué)方式的改革，用先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)方式取代傳統(tǒng)教學(xué)方式，在專業(yè)知識(shí)的教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該給予學(xué)生創(chuàng)新能力的鍛煉機(jī)會(huì)。

二、應(yīng)用PBL教學(xué)法培養(yǎng)創(chuàng)新能力

所謂的PBL（Problem-Based Learning），即以問(wèn)題為中心的學(xué)習(xí)模式，以小組為單位開(kāi)展學(xué)習(xí)和討論，以解決其在未來(lái)的工程領(lǐng)域可能遇到的結(jié)構(gòu)不良的實(shí)際問(wèn)題。該教學(xué)法強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與，教師協(xié)助指導(dǎo)學(xué)生實(shí)施如同專家解決現(xiàn)實(shí)中問(wèn)題相類似的探索過(guò)程。PBL教學(xué)法不是由教師把知識(shí)簡(jiǎn)單地教授給學(xué)生，而是由學(xué)生感受、理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)體系[2]。

PBL教學(xué)法非常適宜工程教育類培養(yǎng)卓越工程師的課程教學(xué)。目前工科專業(yè)課程教學(xué)缺乏充分的鍛煉應(yīng)用知識(shí)的機(jī)會(huì)，使得知識(shí)和知識(shí)應(yīng)用脫節(jié)，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，往往需要社會(huì)和企業(yè)花費(fèi)大量成本繼續(xù)培育，才能成為合格的工程技術(shù)人才。PBL教學(xué)法在工程專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用，由于專業(yè)課程往往是小班授課，易于分組，教師能夠和每一名學(xué)生互動(dòng)，利于指導(dǎo)和管理。該方法使學(xué)生能夠更好地記憶、理解、運(yùn)用與課程內(nèi)容相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，解決教學(xué)中存在的問(wèn)題。

本文將PBL教學(xué)法在電化學(xué)工程專業(yè)課上進(jìn)行了實(shí)踐研究，主要在大三的工程專業(yè)課上實(shí)施，原因是學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)降低了考研和找工作等壓力對(duì)教學(xué)帶來(lái)的影響。實(shí)施途徑如下：首先將PBL和MOOC（massive open online courses，大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程）結(jié)合，大量的專業(yè)概念原理由學(xué)生在課前通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)自主學(xué)習(xí)，并不占用課堂時(shí)間，課堂上主要進(jìn)行圍繞問(wèn)題的分組闡述、辯論、討論等，這種結(jié)合完美解決了PBL占用大量時(shí)間導(dǎo)致的教學(xué)內(nèi)容不能完成的問(wèn)題。課程教師組成員要組織教學(xué)討論，參照大量PBL研究方法及應(yīng)用模式，結(jié)合實(shí)施課程的實(shí)際情況進(jìn)行教學(xué)素材的開(kāi)發(fā)整理，編寫(xiě)新的教學(xué)課件，以多年教案、國(guó)內(nèi)外研究專著、論文、科研和實(shí)際工程上實(shí)施的項(xiàng)目為來(lái)源，為初步掌握本專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)生提供具有真實(shí)意義的綜合性的能引發(fā)興趣的多組“問(wèn)題”。不刻板照搬PBL教學(xué)法經(jīng)典內(nèi)容和步驟，因?yàn)閷I(yè)學(xué)時(shí)有限，要根據(jù)專業(yè)課的具體情況（難度、復(fù)雜性、綜合性）改進(jìn)。其次改進(jìn)PBL模式，通過(guò)與案例教學(xué)相結(jié)合的方式降低課外工作量，提高課堂參與熱情和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。教學(xué)實(shí)踐表明，PBL教學(xué)法可以有效克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面的不足，極大地改善了教學(xué)質(zhì)量。endprint

PBL教學(xué)法可以使學(xué)生掌握創(chuàng)新能力所需要的知識(shí)儲(chǔ)備。一方面學(xué)生為了解決問(wèn)題，需要通過(guò)圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及所學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課大量檢索和回溯尋找能夠幫助他們的知識(shí)，這樣大量的原有知識(shí)被激活，再結(jié)合教師在課堂上給予有效的輔導(dǎo)，同學(xué)之間的相互交流更有助于促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的吸收內(nèi)化過(guò)程。在這一過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)新舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)間的反復(fù)、雙向的相互作用過(guò)程對(duì)知識(shí)獲得新的理解，有效培養(yǎng)了學(xué)生獲取、運(yùn)用、創(chuàng)造知識(shí)的意識(shí)和能力。另一方面允許多學(xué)科的復(fù)雜情景圍繞著教學(xué)主題展開(kāi)，同時(shí)保持其完整性，讓學(xué)生領(lǐng)悟知識(shí)的整體性、學(xué)科交叉性和融合性。知識(shí)之間的互相滲透，綜合性的跨學(xué)科知識(shí)運(yùn)用，通過(guò)解決問(wèn)題的過(guò)程，學(xué)生點(diǎn)亮的是一片知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，有助于學(xué)生建立工程專業(yè)知識(shí)的鏈條和網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高創(chuàng)新的積極性。

PBL教學(xué)法實(shí)現(xiàn)了給學(xué)生更多的創(chuàng)新能力應(yīng)用訓(xùn)練的目的。PBL教學(xué)法是以問(wèn)題為基礎(chǔ)來(lái)組織學(xué)生學(xué)習(xí)的，學(xué)生通過(guò)對(duì)一個(gè)個(gè)問(wèn)題的探索和解決過(guò)程，不但獲得了知識(shí)，而且學(xué)會(huì)了解決問(wèn)題的思路和方法。我們把工程實(shí)踐中首先要進(jìn)行的設(shè)計(jì)、規(guī)劃的任務(wù)搬到課堂上，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行解析，教師多多鼓勵(lì)這樣的頭腦風(fēng)暴過(guò)程。PBL教學(xué)法有效地提供了理論知識(shí)運(yùn)用的鍛煉，把理論知識(shí)學(xué)習(xí)到工程應(yīng)用的過(guò)渡向課堂端轉(zhuǎn)移，架起了理論知識(shí)和工程技術(shù)應(yīng)用的橋梁。

PBL教學(xué)法有效培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、協(xié)作意識(shí)。學(xué)生通過(guò)闡述、辯論，培養(yǎng)了積極向上、開(kāi)朗、勇于擔(dān)當(dāng)、樂(lè)于表達(dá)的性格。通過(guò)協(xié)作學(xué)習(xí)過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生調(diào)試成員關(guān)系、協(xié)作分工的能力。我們有理由相信，經(jīng)過(guò)PBL教學(xué)法培養(yǎng)的學(xué)生在以后的工程實(shí)踐中也會(huì)易于融入團(tuán)隊(duì)，展現(xiàn)合作精神，發(fā)揮出積極作用。

三、結(jié)語(yǔ)

培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的工科人才是我國(guó)建設(shè)創(chuàng)新強(qiáng)國(guó)的必然要求，這就要求教師必須在課程教學(xué)中改變?cè)心Ｊ?，使用先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)方法。在教學(xué)中應(yīng)用PBL教學(xué)法并結(jié)合MOOC能夠幫助學(xué)生建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，還能更多的提供鍛煉機(jī)會(huì)，做好理論知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用的橋梁作用，為學(xué)生盡快適應(yīng)工程，成長(zhǎng)為創(chuàng)新型工程技術(shù)人才打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周緒紅.中國(guó)工程教育人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新的現(xiàn)狀與展望——在2015國(guó)際工程教育論壇上的專題報(bào)告[J].高等工程教育研究，2016，（1）.

[2]何曉瑾，金實(shí)，曹晶，等.創(chuàng)新人才培養(yǎng)視閾下的大學(xué)教學(xué)模式變革——基于PBL模式的教學(xué)實(shí)踐研究[J].江蘇高教，2016，（6）.endprint