PBL教学法在课堂教学中的实践思考

课堂教学中引入PBL教学法的思考

唐　俊　张明清　郝　清

(信息工程大学电子技术学院一系，河南郑州450004)

摘　要　在建模与仿真系列课程的教学过程中，发现部分学员存在学习兴趣不浓、动手能力偏弱等问题，究其原因，主要是采用了“只注重知识传授、不注重能力培养”的LBL(Lecture-Based Learning)教学法。为了解决上述问题，本文将以学员为主体的PBL(Problem-Based Learning)教学法引入到建模与仿真系列课程课堂教学中，并探讨了引入PBL教学法后需要解决的几个关键问题。

关键词　PBL教学法; LBL教学法;课堂教学;建模与仿真

一、引言

仿真科学与技术是以建模与仿真理论为基础，以计算机系统、物理效应设备及仿真器为工具，根据研究目标，建立并运行模型，对研究对象进行认识与改造的一门综合性、交叉性学科^［1］。仿真科学与技术已成为人类认识与改造客观世界的重要方法，在关系国家实力和安全的关键领域，如航空航天、信息、生物、教育、军事等领域，发挥着不可或缺的作用。国际上，美国、英国、德国、俄罗斯等国家百余所高校/研究所从事建模与仿真的研究与学位教育。国内的大学，如清华大学，北京航空航天大学、国防科技大学、北京理工大学等军地高校也都在开展仿真科学与技术学科的人才培养工作。

学院近年来也非常重视仿真技术人才的培养，2005年新制(修)订的人才培养方案中，在部分本科、硕士和博士专业中新增了“计算机仿真技术”、“系统仿真”、“系统建模与仿真”、“装备仿真技术与应用”、“装备仿真与测评认证”等课程。我室作为以建模理论和仿真技术为主要研究内容的教研室，承担以上全部课程教学内容。经过五年多教学实践，掌握了建模与仿真系列课程的教学规律，探索出了一些适合不同层次教学对象的教学模式和教学方法，取得了较好的教学效果。但同时在教学过程中也发现存在部分学员学习兴趣不高、动手实践能力不强、课堂气氛不够活跃等现象。因此，有必要进一步分析课堂教学现状，查找出现问题的深层次原因，并开展先进的教学方法和手段研究，以提高今后的课堂教学质量。

二、教学现状及原因分析

(一)存在问题

目前，在我院开设的仿真技术类课程大多为选修课，一般为30或40学时，没有实验课时，课堂教学主要采用传统的以授课为基础(Lecture-Based Learning，LBL)的教学法。在教学过程中，我们注重基本知识的讲解和学员分析解决问题能力的培养，运用各种方法和手段来激发学员学习兴趣，活跃课堂气氛，但仍然还存在一些问题，主要表现在以下几个方面:

(1)部分学员学习兴趣不浓。学院设置的仿真技术类课程，以建模与仿真的基本理论为基础，重点讲解仿真技术在军事领域的应用，可以锻炼学员分析和解决实际问题的能力。与理论性较强的课程相比，理应更能引发学员的学习兴趣，但从实际教学效果来看，还存在部分学员学习主动性不强，课前课后的准备不够充分，布置的作业完成质量不高等现象。

(2)一些学员动手能力较弱。仿真技术类课程重视理论与实践相结合，也有很多成熟的仿真软件和工具，比如离散事件系统仿真软件Arena和网络仿真软件Opnet，它们可以用于装备维修保障能力评估、军事通信网络性能分析等仿真应用，课堂上教员也列举了很多类似例子，布置了一些加强动手能力培养的课后上机作业。但从反馈的情况来看，一些学员还不能很好地完成，反映出了这部分学员的动手能力比较弱。

(3)个别学员等学思想严重。个别学员习惯于教员把书本中所有的问题都讲清楚、讲透彻，教员讲什么，他们就学什么，教员不讲的内容，他们就不学。这些学员没有养成通过互联网、图书馆、文献数据库等资源来分析问题和解决问题的习惯，对教员有较强的依赖性，具有严重的等学思想。

(4)有时课堂气氛不够活跃。在课堂教学中，学员是主体，教员是主导。但有时我们发现，上课成了教员一个人的独角戏，教员在台上口若悬河，而部分学员却在台下昏昏沉沉，注意力不集中。教员在课堂上提的问题，有些学员也不积极回答，或仅仅是简单地回答，而不进行深入的思考，从而造成课堂气氛较为沉闷。

(二)原因分析

从表面上看，上述存在的问题有多个方面，造成不同问题的原因差异也不尽相同。但仔细分析，存在的问题之间并不是毫不相干，相反它们之间有着密切的联系。学员的学习兴趣不高，学习积极性就很难调动起来，课堂气氛就不可能活跃，这样就会直接影响到学员对授课内容的掌握和理解;进一步地，学员就不愿意把更多的精力投入到课程的学习中去，自然课后作业完成质量就不会高，也不会动手去分析解决问题，导致动手能力得不到锻炼。归结到一点，存在问题的根源是学员的兴趣问题和学员的课堂参与性问题，而这一点与我们采用传统的LBL教学方法密切相关。

LBL教学方法的特点是“只注重知识传授、不注重能力培养”，以教员为主体，以知识为本位，在教学过程中学员处于被动的地位，知识流向是单向的(即教员到学员)，学员的学习也只能跟随教员的思路为学知识而学习，不能发挥学员的探索性和主动性。为解决这一问题，必须探索新的教学模式，在今后的课堂教学中引入新的教学方法，从而提高课堂教学效果和教学质量，培养出更多高素质和强能力的信息英才。

三、PBL教学法

以问题为基础的学习(Problem-Based Learning，PBL)是近年来广泛受到重视的教学模式，它由美国神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创，先后在多所医科学校中试用^［2］。PBL教学法具体实行的基本步骤包括:(1)课前老师提出论题，学员充分准备讨论资料;(2)课上学员组内发言、讨论，提出新问题;(3)组间学员发言、讨论，提出新问题，直至解决问题^［3］。教员在整个教学过程中进行详细的问题设计，同时对学员的讨论进行有限的纠正、总结。整个学习过程中学员是主体，教员90%的时间退居幕后，处在教学的陪衬地位。

PBL教学法强调培养学员的自学能力、实践能力、团队合作精神，设计理念体现了以人为本的先进教育思想，是一种新型的教学模式，在西方教育发达国家和地区取得了良好的教学效果^［4］，是西方主流教学模式之一。我国部分院校也试行了PBL教学，反映效果良好，并逐渐被更多的院校接受和采用。PBL教学法与传统的LBL教学法有很大不同，主要体现在以下三个方面:

(一)教学主体的转变:从“以教员为主体”转变为“以学员为主体”

PBL教学法不是传统的LBL教学中强调的以教员讲授为主，而是教员根据教学目标、教学内容有针对性地提出需要学员掌握的问题，在教学过程中，教员主要担当提问者，引导学员搞懂理论产生的背景、工作原理、应用前景。改变“教员只讲，学员只听”的传统教学方法，让呆板孤立的知识片段化做整体知识链，起到触类旁通的效果;同时突出“课堂是灵魂，学员是主体，教员是关键”的教学理念，PBL教学过程中教员仅在关键时刻起到点拨、支架与教练的作用，教员不再是唯一的知识库，而是知识建构的促进者和信息的咨询者。

(二)学习动力的转变:从“要我学”转变为“我要学”

PBL教学法强调以学员的主动学习为主，而不是以教员讲授为主，同时学员必须要有对他们自己学习任务的责任心，将学习与更大的任务或问题挂钩，使学员投入于问题中。通过设计真实性任务，鼓励自主探究，激发和支持学员的高水平思维。通过PBL教学法的实施，学员学习主动性将大大增加，从传统模式中的“要我学”转变为“我要学”。

(三)学习方式的转变:从“课后作业”转变为“全程思考”

LBL教学方式中，教员每次课后都会根据相应的授课内容布置作业题，作业也只是简单地从课本到作业本的一种搬移，很多学员就会把做作业当成一种负担，作业会出现雷同情况，作业的答案大多没有新意;而利用PBL教学法是课前准备教员提出的问题、课中在教员引导下积极思考、课后完成实践操作的“面对问题，全面参与”的多种学习途径相结合的教学策略，通过鼓励学员课堂争论和对学习内容的反思等方式，可强化学员对基本知识的记忆与理解，活跃学员思维。(www.xing528.com)

四、引入PBL教学法需要解决的几个问题

仿真技术类课程当前采用的是传统的LBL教学思想与方法，学员和教员也习惯了这样的教学模式，引入PBL教学法必然面临一系列问题与矛盾。要保证PBL教学法顺利实施与发展，必须从不同角度、不同方面科学地解决一系列相关问题。

(一)区分教学目标

不同层次、不同专业的学员接受能力不同，应该设置不同的教学目标。过高或过低的教学目标都不利于课堂教学的开展。仿真技术类课程对于本科生和研究生的培养目标可以区分为:

(1)本科生

·基本掌握建模与仿真理论、技术和方法;

·能够熟悉操作使用部分常用建模与仿真工具;

·具有一定的应用建模与仿真技术解决实际问题的能力。

(2)研究生

·熟悉并掌握建模与仿真理论、技术和方法;

·了解建模与仿真技术的发展趋势和最新研究热点;

·具有较强的应用建模与仿真技术解决本学科领域实际问题的能力。

(二)设计教学问题

引入PBL教学法面临的一个重要问题是教学问题的开发，必须精心开发出一系列科学、适用、系统的教学问题。首先这些教学问题应具备发散性，这样才能有利于课堂讨论和学习的展开;其次这些教学问题应具备系统性，问题本身及其拓展基本可以覆盖学习的全部内容;再次这些教学问题要与专业教学紧密联系。在仿真技术类系列课程中，教学问题应以军事仿真应用中的实例或相关问题为主，具有启发性、引导性，力求基本理论与学科专业相融合，问题相互之间有联系和呼应，能够体现教学思路和内容的基本轮廓。

(三)提高教员素质

PBL教学法对教员自身的素质和教学技巧都有很高的要求，教员不但对课程内容要熟练掌握，还应当扎实掌握相关学科知识，并要具备提出问题、解决问题、灵活运用知识的能力。更重要的一点是具有良好的组织管理能力，要善于调动学员的积极性，寓教于乐，掌握控制课堂节奏的技巧。因此，教员必须不断学习知识、更新知识、积累知识，不断拓宽知识面，才能把PBL教学法用好，收到满意的教学效果。

(四)建设配套设施

PBL教学中，学员是主体，需要学员的主动配合，要充分调动学员学习的积极性，但相应的也需要给学员提供自主学习的良好环境。对于每堂课，学员都需要付出大量的精力和时间，课前进行查阅资料，课后完成上机实验，所以必须进一步加强仿真实验室、图书资料室的建设，购置常用仿真软件和相关图书资料，为PBL教学法的实施提供良好的教学辅助环境。

五、结束语

与传统的教学方法相比，PBL教学法在提高学员学习兴趣，培养动手能力等方面具有更好的效果。但这并不能说明PBL教学法在各个方面都优于LBL教学法。传统的LBL教学方法在理论传授上依然有其不可替代的作用。在教学过程当中，应结合实际情况，采用PBL与LBL相结合的教学方法进行教学。当然，由于教学资源和学员自身条件等的限制，具体应用PBL教学法还会遇到很多问题。这需要我们在今后的课程教学中摸索实践，不断积累总结经验，从而最大限度地发挥PBL教学法的优势。

参考文献

［1］程健庆.军用系统建模与仿真技术发展与展望.指挥控制与仿真，2007，29(4): 1-8.

［2］Donner R S，Biekley H.Problem based learning in American medical education: An overview.The Bulletin of the Medical Library Association，1993，81(3): 294-298.

［3］崔炳权，何震宇，等.PBL教学法的研究综述和评价.中国高等医学教育，2009(7): 105，118.

［4］Price K J，Eijs P W，Boshuizen H P.General competencies of problem-based learning(PBL) and non－PBL graduates.Med Educ，2005，39(4): 394-401.