PBL教学法在电机与电气控制技术课程的探讨

刘 明

（安徽工贸职业技术学院电气与信息工程系， 安徽 淮南232007）

《电机与电气控制技术》课程是机电类、电气类等专业的主干课程，它不仅是培养相应专业学生电气控制技术能力的核心课程，而且还是维修电工职业资格证考核的重要内容。该课程具有很强的实践性、开放性和职业性［1］。因此，目前国内各高职院校在教学中逐步重视知识的实用性和学生的实践能力，如采用项目化教学法、任务化教学法等，其目的是为了改变传统“填鸭式”教学模式。本文针对该课程教学中存在的问题与不足，引入PBL教学法，旨在寻找更为有效的教学模式，提升学生的综合素质，提高教学效果。

一、引入PBL教学法的必要性

《电机与电气控制技术》课程是《电机与拖动》和《工厂电气控制设备》两门课程的综合，其主要内容有：三相异步电动机、直流电动机、控制电机、常用低压电器、继电－控制系统基本环节、典型设备的电气控制、电气控制系统设计等。该课程专业性较强，对学生实践能力要求较高，依靠传统教学易造成知识脱节，另外，其电路图构成复杂，工作原理及性能内容复杂，其包涵许多陌生的元器件，造成学生读图困难等［2］。

以问题为导向的教学方法（Problem－Based Learning，简称PBL），源自医学教育，由加拿大McMaster大学Barrow教授提出并首次实施，其教学过程分为：提出问题－自学解疑－课堂讨论－总结归纳。该教学方法强调以学生自主学习为中心，与多种学习途径相结合，强调交流合作，强调支持与引导等作用［3］。PBL教学法最大程度提高学生对课堂的参与度，提高上课质量，着力解决理论与实践相脱节的教学问题，有助于提高高职教育的教学质量［4］。

二、PBL教学法引入的优势

PBL教学以能力培养为中心，从课程开发到教学实施再到成绩考核，都以培养学生实际应用能力为主线，重视综合素质与职业能力的提高。PBL教学法的精髓在于发挥问题对学生学习过程的指导作用，调动学生的主动性和积极性，培养学生创新能力与团队合作能力，提高综合素质。

（一）培养学习兴趣，提高学生学习的主动性

兴趣是最好的老师，它是获取知识的巨大推动力，激发学生的兴趣，直接影响到他们对知识的探索和追求。PBL教学在学习初始就提出问题，引导学生去主动学习，激发学生自主性，学生历经对知识的学习、判断、比较、选择、分析、概括等认识活动，锻炼学生多方面能力，如文献检索、查阅资料的能力，归纳总结、综合理解的能力，逻辑推理、口头表达的能力等，在学习的过程中使学生逐步获得思考、分析与解决问题的能力［5］。另外，从解决问题实际出发，学生的学习由被动变为主动，学习的目的从盲目性变成有目的性，激发学生主动探索解决问题的答案，其实质就是逐步培养他们学习的主动探索性。

（二）培养学生创新能力与团队协作的能力

综合应用知识能力、实践能力和自我教育能力是创新的基础［6］。创新能力实际上是对学生能力的培养。在PBL教学中，学生自主学习，查阅资料，在小组讨论中完成对解决问题途径或方法的构思、设计、实践，完成理论与实验的有机结合，形成知识学习与应用的良好互动，实现学生对知识的理解与灵活运用。各小组完成自行设计的综合性实验来验证解决教学问题的正确性，其整个教学过程，学生的设计能力、创新能力以及团队合作能力得到充分的培养。各讨论组在制定解决问题的方案时，经成员之间的讨论交流，还突出了个性化设计，解决问题方案的制定过程中，学生的创新思维和动手能力，都在潜移默化中得到较好的锻炼与提高。

（三）促进教师对自身要求，培养教学团队

PBL教学中，一方面，教师在教学策划过程中须投入更多的时间与精力，如分析学生自主学习与课程教学目标是否保持一致；采取合适的引导策略调控课程教学发展方向等；教师如何从教学主导地位转变为学生自主学习的引导者等方面［7］。教师从传统的研读教学内容向研究教学问题方面转变，针对学生在认识和解决问题时，备课中应加强他们所需要的相关知识、信息，全面收集整理资料，给学生提供帮助；另一方面，由于教学问题的设计不仅涉及本学科的各方面专业知识，还可能涉及跨专业、跨学科知识，因此，PBL教学中亟须教师组成教学团队，以丰富与充实解决问题所需要的各学科知识，构建优质教学资源，其不仅保证了教学学习资源的开放，还可为团队中的教师提供教学资源帮助，确保教师成为学习资源的组织和提供者［7］。教学团队还能定期对PBL教学改革中遇到的问题进行研讨与分析。

三、PBL的教学组织与实施

（一）教学前准备

实施PBL前，学生应掌握一定的课程基础知识，如各类电动机的结构、工作原理；掌握一些元器件的作用与结构，如刀开关、熔断器、接触器、热继电器等；掌握一些线路的工作原理，熟知线路图涉及到的各类代码符号等基础知识。在前期的学习中要求学生达到这样的知识目标，为PBL教学打下良好的基础。

（二）提出问题

课前，教师给出设计的教学问题实例，实例的结果可设计为非唯一性，这样更加有利于学生分组讨论，如电动机自锁控制线路中出现：电动机运转后，按下停止按钮，电动机不能停止。此例中故障可能原因如：接触器主触头熔焊；停止按钮被击穿；线路中自锁触点两端连接导线短路；接触器铁心端面被油垢粘牢不能脱开等。围绕提出的问题，让学生结合平时的学习，课前的知识准备，学习寻找解决问题的方法，调动学生学习的兴趣［8］。问题解决的结果多种性，将更能很好的帮助学生提高思考问题的全面性、统筹性和联系性。

（三）自学与课堂讨论

教师将班级学生分成若干小组，要求每位学生对知识点先进行自主学习，掌握电气设备的基本构造与功能，各小组内进行先期讨论，针对老师提出的教学问题进行分析，组内成员共享知识，教师及时指导每个小组讨论中遇到的难点与疑点，引导学生自主学习，培养他们的自主学习精神，把学习、讨论交给学生，教师不再是学生唯一的知识库，学生自主查阅相关教材、文献等资料，针对问题，充分预习教材知识点。

每组选派代表发言，对问题的知识点陈述，对问题解决的方案进行讨论。此过程中，各组可针对本组的解决方案优点，或其他组方案存在的疑问进行提问。观点不同的，则加以深入讨论，教师在全程负责对讨论问题进行引导，其角色是参与讨论，鼓励学生提出问题，师生加强互动交流。在轻松、自主的学习氛围中，学生积极地畅所欲言，充分表达自己或小组的观点。筛选故障解决方案，把明显行不通的方案否决后，由学生动手实施线路组装、运行，验证方案可行度，如一些电器故障问题，是否被正确检测出来等，分析设计实验方案，讨论实验结果。学生经过自主学习、查询资料、小组讨论、提出并讨论实施方案、动手验证实验操作、总结与讨论，完成PBL教学学习。

（四）教师总结与教学评价

问题被学生深入讨论后，教师对各组设计的方案进行点评，找出优点，指出不足。对学生讨论较为激烈的知识点给出科学解释。另外，结合学生具体实验操作，教师应指出存在的问题，帮助学生改正错误观点或不合理的结论。最后，教师还应对各组讨论的组织实施情况予以总结，帮助学生提高组织能力。

实行PBL教学后，对学生评价的总评成绩应包括：学习表现成绩、学习能力成绩，书面考核成绩等，评价可采用学生自评、小组互评、教师评分相结合的方式，为保证评分结果的公平、可靠，评分可参考各小组活动记录、成员分工及讨论记录、个人合作态度、每次讨论结果等全面地、全方位地评定成绩。学生也可根据教师指导情况，总结情况等方面进行评教。

四、PBL教学模式的思考

（一）教师角色的转变

PBL教师不再是课堂的主角与知识的源头，其角色从“知识的提供者”向“学习的促进者”转变，主要任务是引导与监控学生学习。教师应关注辅助与指导学生学习，有技巧的启发学生如何利用所学的知识去解决实际问题。在各小组的讨论中，教师应成为一个聆听者或旁观者，侧重指导学生如何去检索有用的知识，启发学生思索解决问题的想法，帮助他们怎样进行信息沟通，知识交流，使小组讨论更加富有成效。PBL教学下，要求教师熟练掌握本专业、本课程内容以及相关学科知识，具备提出问题与解决问题的能力、灵活运用知识的能力、良好的组织管理能力等。怎样制定有针对性的讨论提纲，设计好的教学案例，怎样提高引导学生的技巧以及把握干预学生讨论的尺度，需要教师认真地思考与探索。

（二）学生角色的转变

PBL教学中，打破学生依赖于传统教育方式方法，逐步培养他们从自身出发，完成从被动的学习者转变为学习的主人角色的转换。教学中，教师利用案例问题设计、知识讲解的引导，来激发学生主动学习的兴趣。学生以小组为活动单位，积极准备知识材料，查询相关材料，加强交流沟通，同心协力解决问题，得出最佳结论。在实验室具体操作中，学生还须要独自完成诸如电路连接，故障检测操作等实训内容，验证解决方案是否可行，其不仅加强了学生实践能力的培养，还加强了其理论知识与实践操作的知识的融会贯通。目前，高职院校学生基础偏差，主动学习意识差，在PBL教学模式对学生素质高要求的背景下，学生角色的转变还亟待进一步诱导与培养。

（三）教学问题的选择与设计

实施PBL教学法的关键是如何设计课堂教学问题实例，设计的问题合适与否，关系着PBL教学的成功与失败，PBL是以“问题”为学习基础，教学案例的学习目标如何确定，包含多少知识点，如何把握难易度，如何由易到难设计教学内容等，因此设计的教学实例问题是PBL教学的关键。PBL教学法实例与通常的实例分析不同，区别在于PBL教学中，教师先讲解教材，在学生掌握一定的知识前提下，然后做实例分析，教师须掌握学生实际能力、熟悉教学目标，给学生提供脉络清晰，目标明确的课程构架，利用设计出的合理的教学问题，帮助学生有效学习，达到学习目的。因此，教学问题的设计不仅应具有普遍性，激发学生学习的兴趣与积极性，而且还须要切合课程教学重点与难点，具备一定的难度梯度［9］。

总之，通过教学实施，发现PBL教学方法有助于强化教学过程的实践性、开放性，提高学生学习主动性，开放学生学习思维。学生经过课程学习，能灵活掌握课程知识点，研究解决故障的方法并动手解决。PBL教学法还突出了学生实践能力和创新能力的培养，有助于提升学生的综合素质，同时，还加强了师生之间的思维互动，全面提高教学效果，因此，PBL教学法值得在高职院校的课程教学中借鉴与推广。

［1］卓书芳.基于工作过程中的“电机与电气控制技术”课程开发探讨［J］.福建信息技术教育，2012（1）：56－58.

［2］郑勇，李言武.《电机与电气控制技术》课程建设与改革实践［J］.淮南职业技术学院学报，2014（2）：85－87.

［3］刘银萍，彭端，蒋力立.PBL教学模式在综合性实验中的应用［J］.实验科学与技术，2011，9（3）：78－81.

［4］李开梅，赵锋利，孙照琨.PBL教学模式浅析［J］，中国中医药现代远程教育，2012，10（1）：64－65.

［5］郭洪，王艳艳，宋敏等.临床医学八年制医学遗传学PBL教学模式探讨［J］.基础医学教育，2013，15（2）：101－103.

［6］韩焱，王召巴，杨风暴.电子信息工程专业课程设置与学生能力培养［J］.华北工学院学报（社科版），2001（4）：34－36.

［7］李丽萍.PBL教学中教师角色功能定位与思考［J］.上海中医药大学学报，2010，24（1）：17－19.

［8］杨慧，江学良.PBL教学模式的现状及其在工程力学中的应用［J］.创新与创业教育，2013，4（1）：67－69.

［9］张海燕，胡如夫，郜丽君等.PBL教学法在模拟电子技术课堂教学中的应用［J］.宁波工程学院学报，2014（2）：91－94.