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基于问题学习的教学在工科专业课程中的实施 摘要：工科专业课的学习，往往放在高年级的本科阶段，经过两到三年基础课程知识的储备，学生已具备一定的专业知识。通过在高年级的专业课讲授中实施基于问题学习的教学方法，学生在解决老师设计的问题过程中，能够有效提高自主学习和查阅收集资料能力，能够实现关联基础课程知识的融会贯通，能够培养学生团队合作与集体意识，塑造创新性与批判性思维，进而提高学生解决问题的能力，增加对专业课的兴趣和认同，使学习效果事半功倍。关键词： 基于问题学习 自主学习 问题设计 问题解决 工科专业课【中图分类号】G640 基于问题学习（Problem-Based Learning 简称PBL）是和填鸭式教学（Spoon-Fed Education）与题海战术（Drill-and-Kill）截然不同的一种学习方法，该法是由美国神经病学教授Barrows于1969年在加拿大首创。其核心思想是学生必须对自己的学习任务怀有高度的责任心，需要在解决问题的时候全心全意投入，强调在整个学习环节必须调动学生的自主性。该方法在构建主义教育改革中，一直是西方学者奉行的一条基本改革思路[1]。由于PBL不再是传统教育中单纯以教师讲授为主，也不再是教师照本宣科的教授方式，其实施的关键是在教学中，教师结合课程学习大纲，用少量的知识构建一个相对复杂的问题，并对问题的最终解决目标做出合理引导，以便学生形成共识[2、3]。在学生探索过程中，往往以小组为单位，形成一个良好的学习讨论氛围，集思广益，以实现任务的分解，资料的收集，所获信息的评判与资料的消化整理等。在问题解决过程中，倡导自主探索，激发学生的高水平思维，鼓励探讨与争论，并对学习的内容和过程进行反思，充分考虑拟解决的问题与其他问题的异同，在概括原有知识体系的基础上，理解新知识新的应用可能，从而达到自主学习的目的[4、5、6]。为了提炼他们所学到的东西，学生们要有意反思问题解决的过程。要考虑这个问题与以前所遇到问题的共同点与不同点，这可以帮助他们概括和理解新知识的应用情境，从而使学生夯实基础知识，发掘解决问题能力，塑造创新性与批判性思维，养成终身学习的习惯[7、8、9]。目前关于PBL在教学中的应用，侧重的是理论上的研究和对某个专业及某个学科的影响，及其在一些具体课程上的实施[3、10]。本文结合作者近几年承担的四川大学材料物理/材料化学专业课程的教学活动，在大三学生群体中实施PBL，强调在教学中以解决问题为中心，引导学生对相关学科知识进行整合，在讨论交流中，发挥支持和引导的作用。通过问题的设计与解决，探索PBL学习方式在高年级工科专业课中的应用模式。 一、 PBL实施 本次实施PBL目的是培养学生主动学习，以团队为单位，在理解、掌握专业课程知识的基础上，形成良好的互动合作学习风气，解决教师设计的各种问题。涉及四川大学材料科学与工程学院材料系大三课程《纳米材料与技术》，具体实施过程如图一所示。 本研究属四川省科技支撑计划资助（2013GZX0145） ①分组：在探索问题之前，学生首先要组成一个学习小组，学生们要互相了解或认识，为合作学习创造一个良好的人际氛围。由于是大三的学生，互相比较了解，小组学习有良好的人际氛围，为不失样本的通用性，本实验按照学号顺序选取60名学生为试验对象，按照4人一组，分为15个小组进行，每个小组安排一个学生作为组长。在实际实验过程，每小组均按照面对同一问题，独立分析解决。 ②设计问题：这个环节是实施PBL的关键，决定了PBL教学的可行性和合理性。在设计问题时，作者和几位合作教师反复商讨，结合材料科学系专业培养和《纳米材料与技术》教学大纲要求，尽量为学生设计真实可行，操作性好，能反映学生专业基础知识综合应用的问题。在设计时，尽量用较少的信息传递相对综合复杂的问题，并和学生交流沟通，形成共同的理解。比如其中一题为：原子力显微镜如何推动纳米材料和纳米技术的发展？ ③开始问题：在问题提出时，首先激发学生解答问题的兴趣，做好角色的转变，教师由单一上课者变为问题提出和解决问题的促进者，在开始问题时，做好引导和促进的作用[11]。 ④解决问题：在这个过程，小组组长开始发挥作用，负责成员的召集并分解任务，对成员收集的资料进行汇总讨论，甄别信息的来源及是否可靠[12]，及时和教师沟通交流。解决问题的过程，是学生自主学习的重要环节，以上一个问题为例，对于解决原子力显微镜如何推动纳米材料和纳米技术的发展问题，由于学生之前学习了《现代材料分析技术》和《现代材料制备科学技术》等课程，对于现代材料的发展和测试分析手段的应用有了知识的储备，在解决问题时，能够较好的应用之前所学的相关知识点。 ⑤讨论汇报：对于各小组形成的结论，根据不同小组获取资料、消化资料的方式不同，实验倡导采用多种形式报告。在汇报中，大多数