PBL教学方法在汽车拆装实训中的应用探索

魏晓旭 田哲文

摘要：随着教学改革的发展，PBL教学法逐渐被应用于更多的理工类专业课程中。文章阐述了在汽车拆装实验中应用PBL教学法的必要性，并以发动机的拆装环节为例展开具体的实施方案，采用教师、小组和其他小组三部分分数加权平均的评价体系对学生进行公正和客观的评价。通过PBL教学法，学生在动手性较强实验教学中不仅能够掌握理论课堂的知识点，而且可以培养学生独立思考、判断和解决问题的能力，提高学生的综合素质。

关键词：PBL教学法；汽车拆装实验；实验教学

PBL（Problem-Based Learning）教学模式由McMaster University Medical School于1969年首次提出，以引导学生解决实际问题为主、教师讲授为辅的一种小组讨论式自主学习模式。随着PBL课程的普遍推广，已由起源的医学专业逐步应用于生物学、生理学、心理学、工程学、经济学及管理学等多个学科领域的教学中。与传统的基于主题学习的教学模式比较，PBL教学模式在传授知识的同时，更注重于在分析解决问题的过程中，提高学生自主学习的意识，锻炼学生发散思维的能力，培养学生协同合作的精神。

1应用PBL教学方法的必要性

汽车拆装实训是在汽车构造和汽车理论课堂教学环节完成后或与课程教学同步进行的一个实践实训教学环节。实践实训与理论课堂教学存在一定的差异性，一般实训多是对理论的应用与验证，使学生加深对理论知识的理解，这种教学活动的主体必须是学生而非教师。汽车拆装实训平台可以为学生提供查阅资料、分组讨论学习、动手操作、解决问题的机会，以巩固和检测理论课堂所学的汽车结构和原理等基础知识，使学生领悟理论与实践的结合，弥补理论教学中所缺少的自主学习环节。汽车拆装实验平台为PBL教学法提供了真实的课程情境，可以利用发动机虚拟拆装软件、发动机台架、底盘拆装平台等设施，帮助学生对问题进行深入分析和应用。

2应用PBL教学方法的探索设计

传统的实训教学环节，一般是教师先将实验进行分步讲解，然后要求学生按照实验指导书完成实验，在这样的教学模式下，学生无法从根本意义上作为教学活动的主体。在基于PBL教学法的实验探索设计中，无论学生是作为决策者、实践者还是评价者，即使角色不同，但始终是活动的主体，教师则作为教学活动中的指导者和督促者。在传统的实验教学中，教师根据实验需求设计的问题多是为了帮助学生理解某一实验现象或结论，这些辅助问题的设计并不能帮助学生解决实际问题，也无法锻炼学生分析解决问题和协同创新的能力。“以学生为中心”和“以问题为中心”是PBL教学法的两个主要特征，所以基于PBL教学方法的“汽车拆装实验”探索设计架构如图1所示。

3应用PBL教学方法的探索实施方案

PBL教学方法的实施流程一般可以概括为确立实训目的、提出问题、学生分组解决问题、展示研究成果和教师总结评价。下面以发动机的拆装为例，具体阐述如何将PBL教学法应用到实验教学环节。

3.1确立实训目的

汽车拆装实训能够巩固学生在课堂所学理论知识，培养学生实际动手能力。根据发动机拆装环节的具体实验内容对实训目的进行详细阐述：通过对各零部件和总成在发动机上位置的了解，对各个系统及其相互之间的连接关系的分析，对发动机的拆装方法和正确步骤的掌握，加深学生对汽车构造及汽车理论课程理论知识的理解，为以后专业课程的学习奠定基础； 通过对拆装设备、工具和量具的正确使用，对拆装零件位置的正确分类与摆放，培养学生良好的工作习惯；通过对发动机上各零部件的拆卸与安装，锻炼学生团队合作与动手实践能力。

3.2提出问题

基于由浅入深，由外部到内部，由部件到系统的原则，提出本次发动机拆装环节需要完成的几个问题及任务：

第一，查阅资料类：主要考察学生对资料搜集和整理的能力。实验发动机为上汽通用五菱1.2L排量汽油机，描述发动机传感器的名称、作用、工作过程及安装位置，确定该款发动机的零件及总成在发动机上的位置，能够针对不同的部件选取正确的拆装工具。根据发动机的两大机构和五大系统，确定发动机的拆卸顺序，并在虚拟拆装平台验证，为顺利完成发动机的拆装提供保障。

第二，动手实践类：主要考察学生根据资料处理实际问题的动手能力与团队合作能力。根据确定的发动机拆卸步骤，将实验室台架的发动机进行拆解，并填写如图2所示的“发动机拆装节点控制表”，表中须要填写拆卸零部件的位置及紧固件的相关信息等，确保可以安装。根据节点表中的记录信息，将拆解的发动机进行重新安装。

第三，思考谈论类：主要是考察学生团队思考、分析、解决问题的综合能力。简述发动机机油泵的位置，并阐述发动机润滑系统的工作过程以及与发动机冷却系统的联系。简述如何利用蓄电池12V的电压实现高压点火，并阐述燃油供给系统与配气机构的工作过程。

3.3学生分组解决问题

学生根据各班学生总数及实验资源进行分组，每组学生人数为6～8人。由组长根据教师提出的问题和任务，将每组成员进行精细划分为：工具组、拆卸组、安装组和文案组等。查阅资料讨论，动手实践并确定解决问题方案，是PBL教学法的核心内容，在这个过程中，充分发挥学生自主学习、独立思考和独立判断的能力。在实际动手操作环节，小组成员要团结协作，共同完成，互帮互助，在一定程度上，PBL教学法有助于加强班级凝聚力和学生团队意识的培养。

3.4展示研究成果

展示研究成果主要包括团队报告展示和发动机实物拆装展示两部分。团队报告展示部分主要包括查阅资料的信息提炼，基本拆卸顺序的制定，实践中数据的记录情况，以及对所提问题的归纳整理。不同小组的同学之间可以相互学习，对比各组之间拆卸顺序的不同，对比各组测量数据的差异。发动机实物拆装展示部分是小组成员共同协调合作的实践产物，要求小组根据制定的拆卸步骤对发动机进行拆卸然后再进行重新安装。大部分小组可以顺利完成，不会出现明显的问题；个别小组重新安装后的发动机外表与拆卸之前相差无几，但是零件箱内会剩余一些螺栓等小器件，线束也比较随意地零散在发动机周围。所以报告与实物拆装两部分展示才能够真实地反映出学生对发动机拆装实训的掌握情况，同时也能够检验出学生对理论与实际相结合处理问题的能力，体现PBL教学法的精髓。

3.5教师总结评价

教师将学生在分组讨论中没有体现的问题进行总结与概括，补充发动机重要零件的清洗及检查方法等知识点进行介绍与讲解，并对各组的表现进行总体的评价。在对每个学生的表现进行打分时，采用加权平均评价体系，评价体系主要由教师对小组整体评价分数、小组成员互评分数和其他小组的参考分数三部分组成，如下式所示。

其中xi，yi，zi为教师、小组成员及其他组成员对该学生的个体评价分数，默认权重相同。w1，w2，w3为三部分分数所占该学生总分数的权重，小组成员互评分数所占的权重最大，他们是PBL教学活动小组的最直接参与者；其次是教师对小组成果展示的总体评价分数，这个分数是小组成员共同得到的，所以同一小组成员之间这个分数是相同的；其他小组的参考分数所占权重最小，以尽量保证每位学生都可以得到客观和公正的分数，同时也可以督促学生共同进步，向榜样学习。

4应用PBL教学方法的探索总结

随着PBL教学法的不断改进，逐渐被应用于更多的理工类专业课程中。PBL教学法的优势在于培养学生自主学习的意识，激发学生独立思考解决问题的潜力，加强学生团队之间的交流。尤其在动手性较强的实验教学课程中，应用PBL教学法学生不仅能够掌握所要传递的知识点，更重要的是在查阅资料和小组讨论过程中，学会思考，学会质疑，学会判断，提高学生的综合素质。