PBL教学法在力学教学中的应用探究

张珂 安徽广播电视大学城建学院，安徽 合肥 230001

PBL教学法在力学教学中的应用探究

张珂 安徽广播电视大学城建学院，安徽 合肥 230001

力学课程是土建类专业的重要基础课之一，其教学效果的好坏直接影响后续专业结构课程学习的好坏。本文探讨了在力学课程的教学中，引入了“以问题为基础”的PBL和多媒体相结合的教学法，并阐述了该方法的过程，为后续的力学教学改革提供一定的理论依据。

PBL；多媒体教学法；力学教学

力学是“大工业的真正科学的基础”，既历史悠久又充满活力，多年来它本身一直在不断发展，同时还与其它学科交叉渗透产生了许多新学科和新方向，形成从经典到现代的诸多力学分支。要使学生掌握现代力学的精粹，力学教学就必须不断关注力学的发展，及时更新教学内容、改进教学方法。

近年来，随着我国职业教育的迅速发展，通过广播电视大学来进行教育和培训的市场需求在稳步增长，其中作为应用十分广泛、就业前景的土木工程类专业，更是受到广大青年学子和有关在职工作者的欢迎。但是，力学学科本身的一些特点和在教学一线长期存在的一些不足，导致学生会不自觉地把力学简化为干巴巴的概念和数学公式，以致一定程度上形成学生认为力学难学、教师认为力学难教的误区。因此，如何结合学科特点和电视大学职业教育的要求，探讨力学教育一些新的理念和方法具有十分重要的意义。

传统的教学方法是“以教师为主体，以讲课为中心”的，教师向学生全程灌输知识，学生始终处于消极的被动地位，最后导致学生的思维能力、创新能力、团队合作能力相对较低，针对这种不足，在力学课程中的教学过程中引入PBL教学方法。PBL教学方法能够为学生营造了一个主动的学习氛围，使学生能积极主动的表达自己的观点，也可以使有关课程的问题尽可能多地展现出来。并加以讨论，在讨论中可以加深对问题的理解。在传统教学方式的基础上使用PBL教学方法能够调动学生学习的积极性并能达到良好的效果，使得学生的动手能力得到较大的提高。

1、PBL教学法

PBL（problem based learning）教学法[1]是“以问题为基础”的教学方法，是一种在教师的指导下，以学生为主体，以问题为核心进行的研究性学习教学方式；此方法属于建构主义理论的范畴，最早起源于20世纪50年代的西方医学教育，后来扩展到教育学院、商学院及工程学院等的教学改革中，是建构主义教学改革设想中的一条被广泛采用的核心思路；现已成为国际上流行的教学方法。此方法与传统以学科为基础的教学法有很大的不同，强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中强调的以教师讲授为主。美国的南依利诺斯大学的霍华德·白瑞斯(H o w a r d Barrows)和安·凯尔森(Ann Kelson)博士[2]给PBL下了一个定义：“PBL既是一种课程又是一种学习方式”。作为课程它包括精心选择和设计的问题，而解决这些问题要求学习者能够获取关键的知识，具备熟练的解决问题的技能、自主学习的策略以及参与小组活动的技能；作为一种学习方式，学习者要有使用系统的方法去解决问题以及处理在生活和工作中遇到的难题的本领，锻炼了学生多方面的能力，如文献检索、查阅资料的能力、综合理解的能力、逻辑推理、口头表达的能力，自主学习的能力[3,4]。这些都为以后的学习过程打下坚实的基础。PBL教学方法将学习与问题关联起来，以问题为学习的起点，即把学习置于复杂的有意义的问题情境中，以学生为中心，强调学习者的认知主体作用，要求学习者投入问题中，担负起学习的责任，通过学生以小组合作的形式共同解决复杂的、实际的问题，使学生在早期就能够自主探究并思考问题，充分发挥学生学习隐含于问题背后的知识的主动性，激发和支持学习者讨论，这样有助于培养学生的解决问题的能力、利用信息资源的能力和主动学习的能力。通过以小组讨论的形式，注重培养学生的语言表达能力和团队协作精神。

2、P B L教学法在力学教学中的应用研究

2.1 力学课程的特点及改革

力学是土建类专业的技术基础课[5]，它为设计出能满足适用、安全、经济要求的结构提供依据和方法，是我们学习后续专业结构课程的基础。在力学课程中会出现许多新的概念、理论及公式，这些理论和公式又比较抽象，教师难讲，学生难接受。并且现在很多的高校还将力学课程的学时进行压缩，如何在较少的学时中将难讲难学的课程上好呢？这是现在许多力学老师面临的问题。要想解决这一问题需要从两个方面入手，一是改革力学课程的教学体系，模糊课程界限，建立知识体系，突出专业气息，在教学内容上，应当压缩或删减过深、过繁的理论推证和理论分析；强调学生对基本概念和理论的理解和掌握，加强理论与实践的结合；重点突出应用及增设应用例子；二是改革教学方法，传统的教学手段采用黑板、粉笔，教师在课堂上讲得单调、乏味，没能给学生留出充分的思维空间, 不能调动学生学习力学课的兴趣和积极性，如果采用先进的教学方法比如PBL教学方法。

2.2、PBL教学法在电大力学课程中的应用研究

在力学课程中的教学中，有效的应用PBL教学法对教师的教和学生的学都有较大的帮助。但在力学教学采用单纯的PBL模式，对学习资求较多，费用较大，也比较耗费时间；另外，由于课堂教学时间有限，而往往缺乏系统性。且PBL模式较少使用记忆，可能会使学生的力学基础知识稍嫌不足，不利于其后续课程的学习。因此，目前在国内单纯采用PBL教学法不切合实际。应该将该教学模式的优点与其它较传统的教学方法如多媒体教学法结合[6]。将多媒体和PBL教学模式两者有机结合起来，授课老师在准备PBL案例和问题的同时，准备多媒体课件，进行多媒体知识点讲授的同时，将重点内容在进行详细的面授讲解，然后结合讨论，把反映出来的问题予以点评；然后完整地归纳案例、问题的知识点，公布正确的探索问题的思路，并对不同PBL小组的结论进行评价，肯定其优点，指出其不足。这种教学方法可以发挥多媒体和PBL各自的优势。达到取长补短的目的。

尤其是在电大的力学教学中，面对学生学习的学习能力及将来的应用能力分析，在教学过程中，首先应用PBL的教学理念，设计一些简单的工程实例，让学生去思考这些工程是如何设计出来的，它的根据又是什么，进而引发学生的学习兴趣。然后引入力学的知识，让学生明白这些结构的设计都是通过力学知识来完成的，这样就充分调动了学生的学习积极性。

2.3 PBL结合多媒体的教学法在力学课程教学的过程

2.3.1 结合多媒体的优势提出问题

首先，将学生分成8～10人组成的PBL学习小组，教师引导同组学生进行相互交流，营造愉快活跃的学习讨论气氛。然后教师通过多媒体课件提供典型工程案例，并根据案例提出相关问题，设置悬疑，提出由浅入深、合乎逻辑的问题，启发学生积极思考，引起学生对该问题的兴趣，然后用一到两个课时的时间，通过多媒体课件对力学的基本概念和理论等知识点进行系统讲解。同时将案例的前提条件等一部分基本资料发给学生。让学生感性地认识一个复杂的问题，从而再提出一系列学习问题。如一个简支梁的设计可以作为一个案例来学习相关的结构构件的受力分析、力的平衡，进而学习内力图的画法（如基本的剪力图和弯矩图的画法）等相关知识。在这过程中，教师应对学生提出的问题进行甄别以保证教学的顺利进行。

2.3.2 通过学习解析问题

学生通过查阅资料、利用互联网和数据库，或者与教师、同学讨论等方式来对自己设定的问题进行研究探索和学习，以寻找问题的答案。之后，教师给学生提供案例剩余资料，这些资料为学生提供了更为详细和有效的信息。帮助学生在自主学习的基础上更进一步地探索问题。学生将这些信息和之前有用的信息进行整合，形成一个完整的知识框架，从而得出最终问题的答案。在这个过程中，难免会出现较多的难点，例如剪力、弯矩的计算等，这时我们就利用课堂进行重点的讲解，进而对学生解惑，来圆满的完成问题的解析。在解析一些较大的问题是，教师可以主动引导他们掌握一些工程软件，让学生将繁琐的计算交给机器，那么学生不仅可以有更多的时间和精力去巩固他们的理论基础，同时也能掌握与本专业相关的计算机应用知识，这样就能大大提升了学生的社会竞争力，从而进一步提高提高他们对力学课程的学习兴趣。

2.3.3得出结论

教师组织学生进行课堂集体讨论，每个组的学生都要总结发言，以制作多媒体课件等形式对学习研究结果作出报告，这是对知识的概括总结，也是对学习的总结。在这一过程中，教师不仅仅是评价学生的阐述问题的答案，而是要抓住时机，有效点拨，使学生的思维及时归位。教师需要具有扎实的基础理论知识和临床知识，以很好地引导学生自主学习。教师综合不同PBL小组的报告结果，通过制作图文并茂、形象生动的多媒体课件进行系统总结，归纳出问题最终的解决思路和结果，并要求学生反思问题解决的整个过程。每个PBL小组应当对该案例的学习进行反思，不仅需要反思自己的学习态度、效率和成效，思考改进的方法，而且需要反思如何增进团队之间的有效合作，使小组在接下去的案例学习中发挥更大的效能。

综上所述。PBL结合多媒体教学法是一种新型的充分体现了多媒体和PBL各自的优点的教学法，也是提高力学学生素质教育极其有效的教学改革途径；同时还满足了力学课程对综合能力培养—清晰的、完整的表述和理论与实际的紧密结合是对一个工程工作者长期的培养要求；目前，PBL结合多媒体教学模式还处于摸索和发展阶段，需要广大力学教育者的积极推动，同时也需要广大力学学生的热情参与。随着PBL结合多媒体教学法在力学课程教学中的应用。我们有理由相信它必将在医学生物化学教学中发挥强大的作用。

[1]王志军,用P B L教学方法培养学生创新实践能力.实验技术与管理,2009,V01.26,No.6:23～24

[2]Barrows HS.A taxonomy of problem—based learning methods.Med Educ.1986,20,(6):48l～486

[3]Prince KJ, Van Eijs PW，Boshuizen HP，ed at.General competencies of problem-based learning(PBL) and non—PBL graduates.Med Educ,2005,39:394～401

[4]Kwan CY.Problem-based1earning and teaching of medical pharmacology.Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol,2002,366(1):10～17

[5]张银会,高职《建筑力学》教学中学生能力培养浅析.科技信息,2009,23:252～253

[6]张海方,P B L结合多媒体的教学法应用于医学生物化学课程教学的思考.考试周刊,2010,32:203 ～204

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.158

张珂 女 汉族 1980.3

职称：讲师 学位：博士

接受教育经历：1998.9—2003.6 中国地质大学2004.9—2010.12 华中科技大学作者单位：安徽广播电视大学。