融合新冠肺炎疫情背景的PBL 教学法在线上“工程材料”课程中的应用

赵 倩 乔志霞 张海军 常 青

（天津商业大学机械工程学院，中国 天津 300134）

1 PBL 教学法在线上教学过程中的应用优势

PBL 即Problem-Based Learning， 是以问题为导向的教学方法。PBL 教学法始于20 世纪50 年代的医学教育， 改变了传统的以教师为授课中心的教学方式，重新审视学生在教学活动中的地位，逐渐发展为以学生为中心的先进教学方法，并从医学学科推广至其他各个学科[1]。 不平凡的2020 年，新冠肺炎疫情首当其冲， 在极短的时间内颠覆了原本的生活模式，教育教学工作作为其中的一个缩影，经历了前所未有的挑战。 在这样的理论背景和教学环境下，尝试将PBL教学法运用到“工程材料”的线上教学过程中，在延迟开学的情况下顺利完成了教学任务。 总体来看，PBL教学法在线上教学过程中的应用优势主要体现在两个方面。

1.1 以更加灵活的方式吸引学生注意力、 提升学生学习兴趣

当代大学生以“00 后”为主，电子设备及多元文化的交织作用下，年轻一代的大学生思维活跃、爱好广泛，往往对传统的教学模式感到乏味，对教学活动是一种挑战。 但“00 后”学生的明显优势在于，对有新意的人和事物能够即刻产生浓厚的兴趣。而PBL 教学法则以学生为中心、以问题为导向。 在实际应用的过程中， 问题的提出可以立足学生兴趣进行发散性引导。心理学家认为兴趣是人们力求认识某种事物和从事某项活动的意识倾向，是一种积极的情绪反应[2-3]。疫情的影响下，线上课程的开启使师生的面对面授课转变为线上教学，教师无法再通过学生的坐姿、神态等把握学生对所讲授内容的反馈情况。 因此，从心理学的角度出发、结合PBL 教学法，从学生的视角提出能够提起学生兴致的问题，引导学生在线上课堂中渐入佳境，对线上教学能够起到事半功倍的教学效果。

1.2 拉近师生关系，促进良好交流与互动

线上教学与传统面对面授课相比，缺乏师生的直接交流， 教师对学生的情绪把握不如线下教学精准。而PBL 教学法的引入，能够促使教师关注并留意当代“00 后”学生的兴趣点，是提高教师对学生了解程度的有效途径。 知己知彼，方能常胜。 教学活动中，师生关系、 师生间的默契度是影响教学质量的一个关键因素，也是决定学生是否对该课程有兴趣的一个重要方面。当学生对教师的教学思维、教学方式感兴趣时，对课程内容的接受程度则更高，更加能够提高学生自主学习的动力[3-5]。 PBL 教学法是一个从学生兴趣出发，决定教师授课切入点，进而将设计好的教学内容反馈给学生的一个良性循环。此种教学方法在线上教学过程中如鱼得水，使得在“云端”相聚的师生可以平等交流与讨论， 既增进了彼此的了解， 又在潜移默化的PBL 模式中将课程内容掌握。

2 抗疫行动与工程材料课程内容的联系

“工程材料” 是机械及近机械类专业的一门专业必修课。 该门课涉及的专业知识与其他专业课不同，有大量内容需要学生记忆。 因此，学生在学习的过程中感觉像是学习文科，觉得枯燥乏味。在疫情期间，笔者借助线上教学的契机和抗击疫情的大背景，尝试对工程材料课程的教学模式进行改革。 结合备课内容、形式及学生反馈的不断变化，使教学效果逐渐得到提高，在线上直播授课的形式下，学生参与话题讨论时热情高涨， 从立足于实际的问题中不断进行发散，并与课堂知识进行了紧密结合。良好的教学效果主要取决于适时、适当地将抗疫行动与“工程材料”课程相结合，二者结合的切入点主要体现在两个方面。

2.1 抗疫行动中的“工程意识”

春节期间， 武汉的疫情牵动着全国人民的心，为了更好地救治病人，火神山医院应声而建，千万网友在线观看火神山医院建设的直播视频。医院建设过程中用到的大型设备、建筑材料均与材料学科有着密切联系。 火神山医院建设同时又是一项前所未有的、需要短时高效率完成的重大工程。 以该事项为背景、找出合适的教学题材，并与课程知识点相结合，能够有效提升学生的专业认同感和自豪感。通过此种途径将平时停留于书本中的平面知识借助实际的工程案例实现立体化，不断激发学生的工程意识[6-7]。 当学生意识到自己目前所学的知识与工程实际紧密相连时，会产生浓厚的学习兴趣，进而以更认真的态度去学习当前知识，最终达到一个良好的学习效果。

2.2 抗疫行动中的“爱国意识”

疫情的突然出现使国家和人民面临诸多考验，如今疫情已得到良好控制，这份来之不易的成果得益于举国上下齐心协力的奋战。爱国情怀在每一个为抗疫做出贡献的平凡人身上熠熠生辉，当代大学生作为未来社会的建设者与重要参与者， 更应该从自身出发，树立爱国意识，以爱国情怀作为努力奋斗的另一个激发点[9-10]。 “工程材料”这门课程可以从多个角度出发，以各种工程实例为教学案例， 融合课本中的知识点，让学生从大国工程中树立爱国意识，促进知识的吸收与掌握，实现从理论到实践的转换。

3 “工程材料”PBL 教学法实施方案实例

教学活动一直以来的重点难点就是如何吸引学生的注意力，如何激发学生的兴趣。 想让学生喜欢上一门课，绪论部分是非常重要的一个切入点。 在疫情防控的关键阶段，无法面对面进行授课，为教师掌握学生学习状态带来巨大挑战。PBL 教学法的实施则为解决这一问题提供了有力帮助。图1 为PBL 教学法在《工程材料》绪论部分的应用实例。通过大家都听过又没有那么了解的故事作为前测， 引导学生进行思考，进而在参与式学习环节进行广泛交流、形成一个头脑风暴。 通过这样的方式，中华民族的灿烂文化在学生心中有了明确的、鲜活的印象，爱国意识也得以潜移默化地深入学生心中。这样的教学方案不仅能够提起学生对本门课程的浓厚学习兴趣，同时又能够拓宽学生的视野、培养爱国主义情怀，是一种一举三得的好方法。

图1 PBL 教学法在工程材料课程中的实施方案实例

在绪论部分讲到高分子材料时，以火神山医院的建设为背景， 为学生介绍医院地面铺设时所用到的HDPE（高密度聚乙烯）防渗膜，该防渗膜就是一种高分子材料。将知识融于身边发生的重点事件和万人瞩目的重点工程项目中，能为学生建立一个“理论到实践”的积极响应。在这样的时事背景下，更有利于提升学生对知识的掌握程度，也更利于将工程意识和爱国意识内化于课堂之上。 除了绪论部分，在具体的知识讲解时，如晶体缺陷、碳钢、合金钢、典型工件的结构设计等，均不断运用PBL 教学法。结合课前发送试题、知识讲解之后再次发送测试题等形式来实施PBL 教学法。此外，在讲解具体知识点时，以身边的工程实际作为出发点、重点关注与抗疫有关的工程实际。比如，在讲模具钢时，给大家播放口罩模具的视频，以当前的热点话题作为知识的载体，加深学生的印象。 同时让学生介绍我国在口罩生产中的优势和劣势，再次培养学生的工程意识和爱国意识。

4 教学效果反馈与评价

工程材料课程首次采用PBL 教学法进行授课，也是整个课程首次以线上授课的形式进行。在线上授课的过程中有随堂测试、课后作业，期末考试是在学生返校后在线下进行的。图2 为机械专业学生工程材料课程期末成绩对比图。 采用PBL 教学法之后，18 级学生“工程材料”的期末成绩有了明显提升，分数处在80～89 区间的人数成倍增长， 成绩不足60 分的学生人数减半。 借助抗疫背景，将专业知识适度与时事热点结合，并借助PBL 教学法实施线上教学过程，为学生提供了一种新颖的学习模式，激发了学生的学习兴趣，取得了良好的教学效果。

图2 17 与18 级学生“工程材料”期末成绩对比图

5 结论

本文论述了在疫情期间采用PBL 教学法实施“工程材料”授课过程的优势、切入点及具体的实施案例。融合疫情背景的PBL 教学法教学效果良好，开拓了教师的教学思路，未来将进一步尝试将PBL 教学法与身边的热点事件相融合，不断推进教学方法的改革和多种教学思路的研究工作。