專業(yè)學(xué)位碩士研究生案例類課程PBL教學(xué)法的探索與實踐

楊慧 江學(xué)良

摘要：針對專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)方法陳舊、課程內(nèi)容聯(lián)系實際不強的問題，提出案例教學(xué)與PBL教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)方法。以地下工程施工案例分析課程為例，從課程內(nèi)容整合、教學(xué)案例設(shè)計和PBL項目設(shè)計、計劃制定、活動實施、成果交流與活動評價等方面詳細闡述了案例類課程PBL教學(xué)法的實施過程。實踐表明，PBL教學(xué)法能很好適應(yīng)專業(yè)學(xué)位研究生案例類課程教學(xué)的要求，可以顯著提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與探究能力、工程實踐能力與創(chuàng)新能力，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與團隊合作精神。

關(guān)鍵詞：專業(yè)學(xué)位碩士研究生課程;案例教學(xué);PBL教學(xué)法;PBL問題與對策

中圖分類號：G643.2 ? 文獻標(biāo)志碼：A ? 文章編號：1005-2909（2020）04-0131-06

專業(yè)學(xué)位是針對社會特定職業(yè)領(lǐng)域的需要，培養(yǎng)具有較強專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)、能創(chuàng)造性地從事實際工作的高層次應(yīng)用型專門人才的學(xué)位類型，以掌握研究方法和培養(yǎng)解決實際問題能力為目標(biāo)導(dǎo)向。2009 年教育部擴大專業(yè)學(xué)位研究生招生規(guī)模以來，中國專業(yè)學(xué)位碩士研究生教育迅猛發(fā)展，2017年全國專業(yè)學(xué)位研究生招生人數(shù)超過研究生招生總?cè)藬?shù)的50%[1]。從土木工程學(xué)院研究生招生規(guī)模來看，專業(yè)學(xué)位碩士研究生的招生人數(shù)已占招生總?cè)藬?shù)的2/3?？梢赃@樣講，中國專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)質(zhì)量很大程度上決定了研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，然而專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)實踐表明，中國專業(yè)學(xué)位研究生的課程教學(xué)環(huán)節(jié)還存在不少問題[2]。從課程教學(xué)的滿意度調(diào)查分析[3]來看，學(xué)生對教師教學(xué)水平普遍較為認(rèn)可，滿意度為74.4%，但對教師教學(xué)方法的滿意度僅為65.8%;從課程內(nèi)容的滿意度調(diào)查分析[4]來看，只有8.7%的學(xué)生“非常同意”課程內(nèi)容聯(lián)系了實際，26.8%的學(xué)生“比較同意”，而29.1%的學(xué)生“不怎么同意”和“非常不同意”課程內(nèi)容聯(lián)系了實際。課程教學(xué)方法陳舊，與課程內(nèi)容沒有緊密聯(lián)系實際是當(dāng)前專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)中存在的主要問題，因此，有必要加強對專業(yè)學(xué)位碩士研究生課程教學(xué)方法與內(nèi)容的改革，以提升課堂教學(xué)效果，提高培養(yǎng)質(zhì)量。

一、PBL教學(xué)法在專業(yè)學(xué)位研究生案例類課程教學(xué)中的適用性

課程教學(xué)是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，教學(xué)目的不僅是知識的獲得，而是傳播科學(xué)的探索過程和方法。研究生課程教學(xué)不同于本科生課程教學(xué)，是研究性、探究式的課程教學(xué)，只有用類似科學(xué)研究的方式組織教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生獲取、運用與創(chuàng)造知識，才能更好地培養(yǎng)研究生的工程實踐與創(chuàng)新能力?；陧椖康膶W(xué)習(xí)（Project Based Learning，簡稱為 PBL）是一種探究式的教學(xué)模式，由美國Barrows教授首創(chuàng)，強調(diào)以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為主，將學(xué)習(xí)設(shè)置在復(fù)雜、真實的問題場景之中，讓學(xué)生在主動學(xué)習(xí)與探究過程中，理解和掌握隱含在問題背后的科學(xué)知識，并形成解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的意識與能力[5]。PBL教學(xué)法在歐美國家應(yīng)用廣泛且成效顯著，中國雖在20世紀(jì)90年代引進了PBL教學(xué)理論，但一直發(fā)展緩慢。

基于PBL模式的課程教學(xué)在教學(xué)理念、實施方式及教學(xué)效果評估等方面與基于LBL模式（Lecture Based Learning）的傳統(tǒng)教學(xué)有根本區(qū)別。在PBL模式中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，通過提出問題、建立假設(shè)、自學(xué)解疑、論證假設(shè)的邏輯過程獲取知識[6]，更切合研究生課程教學(xué)的要求與培養(yǎng)目標(biāo)。專業(yè)學(xué)位研究生案例類課程教學(xué)，是把實際工程中真實的情景加以典型化處理， 形成供學(xué)生思考分析和決斷的案例，通過獨立研究和相互討論的方式，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，其出發(fā)點和目標(biāo)與PBL教學(xué)法不謀而合，從這一點上講，PBL教學(xué)法更適合專業(yè)學(xué)位研究生案例類課程的教學(xué)。

當(dāng)然，從實施路徑上，兩者存在一些差別，為此，課題組在建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生案例類課程教學(xué)實踐中開展了PBL教學(xué)方法的探索。

二、專業(yè)學(xué)位研究生案例類課程的PBL教學(xué)實踐

專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)不同于學(xué)術(shù)型學(xué)位，是面向社會特定職業(yè)培養(yǎng)高層次應(yīng)用型專門人才，為此，在建筑與土木工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)方案中增設(shè)了工程案例分析類課程，在巖土工程設(shè)計與施工技術(shù)方向的課程設(shè)置中開設(shè)地下工程施工案例分析課程。以該課程為實踐對象，探索了基于PBL模式的課程教學(xué)方法，取得了較為顯著的教學(xué)效果。

（一）整合課程內(nèi)容，搭建課程知識結(jié)構(gòu)體系

地下工程施工案例分析課程旨在通過工程案例分析，使學(xué)生掌握當(dāng)前地下工程施工的最新技術(shù)原理、方法與工藝流程，并能依據(jù)工程的特點、資源與條件創(chuàng)造性地利用所學(xué)知識解決工程中遇到的技術(shù)難題，在課堂上接受創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的訓(xùn)練，掌握前沿地下工程施工技術(shù)，提升發(fā)現(xiàn)、分析與解決工程實際問題能力。地下工程施工技術(shù)涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，在課堂教學(xué)中不可能涉及所有內(nèi)容，必須對課程內(nèi)容進行優(yōu)選與整合，搭建適于PBL教學(xué)的知識結(jié)構(gòu)體系。為此，按照“主流、新穎、創(chuàng)新”的標(biāo)準(zhǔn)，將課程的知識結(jié)構(gòu)體系分為明挖法與暗挖法兩大類，并針對典型工法選擇重大與代表性工程作為案例，如表1所示。

（二）教學(xué)案例的設(shè)計

地下工程施工案例分析課程采用案例教學(xué)的方式實施，其精髓不在于讓學(xué)生認(rèn)同和理解某種既定的觀點，更重要的是讓學(xué)生用批判性的思維拓寬思路，創(chuàng)造性地尋找解決問題的切入點。案例教學(xué)的效果在一定程度上取決于代表性工程的選擇與教學(xué)案例的設(shè)計，為此，選擇了當(dāng)前國內(nèi)外代表性的工程作為案例，包括北京、上海、廣東的代表性地鐵工程、超大超深基坑工程、特大斷面淺埋隧道工程、港珠澳沉管隧道與拱北隧道工程等。在教學(xué)案例的設(shè)計上，按照中國專業(yè)學(xué)位教學(xué)案例中心的教學(xué)案例具體要求撰寫案例，在教學(xué)課件的設(shè)計上按照工程項目背景與施工技術(shù)挑戰(zhàn)、施工技術(shù)原理與方法、施工技術(shù)的工程應(yīng)用與創(chuàng)新、總結(jié)與探討四部分編排教學(xué)內(nèi)容。

上課之前，將教學(xué)案例文字版發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)有關(guān)知識，掌握相關(guān)地下工程施工技術(shù)的基本原理、主要施工工藝與施工步驟，課堂上，學(xué)生根據(jù)教師的講授內(nèi)容開展研討，深化對相關(guān)知識的理解、掌握與運用。

（三）PBL教學(xué)法的實施

PBL教學(xué)法分為選定與設(shè)計項目、制定計劃、活動實施、成果交流與活動評價5個實施步驟[7-8]，如圖1所示。PBL教學(xué)法強調(diào)學(xué)生參與、小組學(xué)習(xí)和小組交流，其實施過程不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式，對學(xué)生來說是一種全新的體驗，也存在一定的施行阻力，為此，在實施前對學(xué)生進行了動員并詳細解讀PBL的基本理念、實施過程及要求。

1.PBL教學(xué)法的項目設(shè)計

PBL項目是針對課程教學(xué)內(nèi)容由教師預(yù)先設(shè)計的由學(xué)生或?qū)W習(xí)小組獨立完成的任務(wù)，旨在通過學(xué)生的深度參與激發(fā)其探究精神與創(chuàng)新能力。PBL的項目是開放的，能自由探索，且具有一定的難度與挑戰(zhàn)性，又與學(xué)生當(dāng)前知識結(jié)構(gòu)、技能水平與學(xué)習(xí)時間相匹配，另外，PBL項目應(yīng)接近現(xiàn)實或具有真實情景，能引導(dǎo)學(xué)生掌握課程涉及的基本概念、基本理論與基本方法。為此，針對地下工程施工案例分析課程，一共設(shè)計了兩個項目：一是“超大斷面超淺埋隧道施工技術(shù)現(xiàn)狀分析”（以下簡稱項目1），要求學(xué)生收集國內(nèi)外施工案例，撰寫一份國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的報告;另一個是“基于地表沉降控制的盾構(gòu)隧道穿越建筑物的施工方案優(yōu)化”（以下簡稱項目2），要求利用MIDAS GTS完成隧道穿越施工的建模與分析。

2.PBL教學(xué)法的計劃制定

PBL的計劃是教師根據(jù)具體項目制定的指導(dǎo)性計劃。根據(jù)每年專業(yè)學(xué)位碩士研究生選修該課程的人數(shù)、學(xué)生的專業(yè)背景與知識結(jié)構(gòu)，將選課學(xué)生分成2個小組，每小組3～5人，設(shè)組長1人，每個小組要完成兩個項目的學(xué)習(xí)任務(wù)，具體要求如表2所示。

3.PBL教學(xué)法的活動實施

地下工程施工案例分析課程PBL教學(xué)主要分為3個階段實施。

第一階段（第1周～第3周）為課堂案例講授階段，以重大與典型工程為代表，采用案例分析的方式，講授地下工程施工的基本原理、基本方法與施工工藝，并結(jié)合具體工程的特點與難點剖析其工法創(chuàng)新的原理、方法、流程與實施效果。地下工程施工技術(shù)涉及的內(nèi)容與知識點十分廣泛，實踐性與理論性較強，采用案例教學(xué)與PBL教學(xué)相結(jié)合的形式開展教學(xué)，與傳統(tǒng)教學(xué)存在顯著區(qū)別：（1）課前要求學(xué)生預(yù)習(xí)與自主學(xué)習(xí)教學(xué)案例所涉及的知識點，課堂上針對授課內(nèi)容開展研討;（2）由實際工程的具體問題入手展開對知識點的講解，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生由此建構(gòu)知識體系;（3）內(nèi)容精煉，課時壓縮。

第二階段（第4周～第7周）為課外完成PBL項目階段。要求每組學(xué)生利用課余時間，分工協(xié)作一起完成表2所示的PBL項目，包括“超大斷面超淺埋隧道施工技術(shù)現(xiàn)狀分析”與“基于地表沉降控制的盾構(gòu)隧道穿越建筑物的施工方案優(yōu)化”兩個項目。在此期間，學(xué)生一起學(xué)習(xí)、一起探索、一起討論與交流，協(xié)力完成各個項目對應(yīng)的成果，遇到問題可隨時咨詢。

第三階段（第8周）為PBL項目匯報階段。要求全體選課學(xué)生參加，由2個學(xué)習(xí)小組指定匯報人分別對兩個項目的完成情況進行匯報，匯報時學(xué)生與教師可隨時質(zhì)疑和討論。

4.PBL教學(xué)法的成果交流

在實施地下工程施工案例分析課程PBL教學(xué)法的每個階段，注重學(xué)生之間、師生之間以及任課教師之間的交流與研討，在PBL項目匯報階段，還邀請了地下工程系的教師參與討論與交流。通過成果交流，學(xué)生鞏固了知識，開闊了視野，熟悉了創(chuàng)新流程與方法，提高了文獻查閱能力、實踐動手能力與解決問題的能力，教師則進一步深化了對PBL教學(xué)法的認(rèn)識，提升了PBL教學(xué)課堂掌控能力，豐富了PBL教學(xué)的手段與技巧。

5.PBL教學(xué)法的活動評價

地下工程施工案例分析的PBL教學(xué)實踐已經(jīng)進行了3年，教師已適應(yīng)了這種新的教學(xué)方式，但對于學(xué)生來說，這種模式還是個新鮮事物。與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，學(xué)生投入的時間與精力成倍增加，學(xué)生對此并不太適應(yīng)，但從師生訪談與調(diào)查的結(jié)果來看，該課程采用PBL教學(xué)法的教學(xué)效果得到了學(xué)生與教師的一致肯定。教學(xué)成效主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）實施PBL教學(xué)法后，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣比以前顯著提升，自主學(xué)習(xí)的積極性明顯提高，課堂氣氛比傳統(tǒng)教學(xué)活躍，學(xué)習(xí)質(zhì)量大幅度提升。

（2）PBL教學(xué)法非常符合案例類課程的特點，學(xué)生自由度較高，學(xué)術(shù)研討氛圍較濃，能更好培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、自主探究能力、創(chuàng)新能力與解決工程實際問題的能力。

（3）PBL教學(xué)法實施過程中密切了師生關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊合作精神。

（4）PBL教學(xué)法的實施對師生都提出了更高的要求，增加了教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的壓力，反向促進了教師教學(xué)水平的提高與學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提高。

三、實施PBL教學(xué)法的問題與對策

（一）課內(nèi)學(xué)時與課程內(nèi)容的矛盾

地下工程施工案例分析課程只有16學(xué)時，無法滿足課程教學(xué)內(nèi)容的要求，采取PBL教學(xué)法更顯不足，課內(nèi)學(xué)時與課程教學(xué)內(nèi)容之間存在很大的矛盾。為此，系統(tǒng)梳理了該課程的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建了課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，以重大工程的具體施工技術(shù)為媒介串聯(lián)該課程的主要知識點，并以案例講授與分析的形式呈獻給學(xué)生。在案例講授階段（第一階段），要求學(xué)生依據(jù)教學(xué)案例預(yù)習(xí)，掌握相關(guān)施工技術(shù)的原理、方法與工藝。另外，在PBL項目階段（第二階段），教師先講解項目的要求、實施步驟與方法，學(xué)生按照要求利用課外時間完成相關(guān)內(nèi)容，遇到問題通過答疑來完成，不采取集中授課形式，不占用課程教學(xué)學(xué)時。這種方式有效解決了課內(nèi)學(xué)時不足與教學(xué)內(nèi)容過多之間的矛盾，保證PBL教學(xué)法的正常運行。但多門課程同時實施PBL教學(xué)，在學(xué)生負(fù)擔(dān)呈幾何級數(shù)增加的情況下，其PBL教學(xué)法的效果是否如單門課程顯著，則有待深入研究。

（二）理論教學(xué)與工程應(yīng)用的矛盾

地下工程施工技術(shù)包括眾多施工原理與工法，涉及的知識十分廣泛，加上當(dāng)前的專業(yè)學(xué)位研究生主要以應(yīng)屆本科畢業(yè)生為主，絕大多數(shù)學(xué)生缺乏實際工程歷練與工程經(jīng)驗，如何針對來自不同專業(yè)、不同實踐背景的學(xué)生，將理論性較強的原理、方法類知識與工程實際應(yīng)用聯(lián)系起來培養(yǎng)其工程實踐能力，是一個很大的挑戰(zhàn)。為此，該課程的講授階段（第一階段）全部采用案例教學(xué)形式，依托具體工程，按照工程項目背景與施工技術(shù)挑戰(zhàn)、施工技術(shù)原理與方法、施工技術(shù)的工程應(yīng)用與創(chuàng)新、總結(jié)與探討四部分組織教學(xué)內(nèi)容，使各個知識點的學(xué)習(xí)完全處在工程實際應(yīng)用的場景之下，以此來強化學(xué)生理論知識的實際應(yīng)用能力。另外，在第二階段PBL項目設(shè)計時，針對項目2“基于地表沉降控制的盾構(gòu)隧道穿越建筑物的施工方案優(yōu)化”，要求學(xué)生通過MIDAS GTS軟件的建模計算與分析，模擬盾構(gòu)隧道穿越建筑物時，不同施工工藝、不同施工參數(shù)與地表沉降之間的對應(yīng)關(guān)系，從而架設(shè)起理論教學(xué)與工程應(yīng)用之間的橋梁。這種做法的實施效果得到了多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可，但也有學(xué)生反映這種方法要求太高，實施小組中個別學(xué)生積極性不高，基本上依靠小組中其他學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（三）PBL教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法之間的矛盾

教師側(cè)重于“教”，學(xué)生側(cè)重于“學(xué)”的傳統(tǒng)教學(xué)模式在PBL教學(xué)實踐中的影響無處不在，師生角色的轉(zhuǎn)變需要一個過程、一個外部的壓力和實施PBL教學(xué)的良好氛圍，僅僅依靠個別教師的自發(fā)和自覺行動，PBL的教學(xué)效果難以達到預(yù)期目標(biāo)，需要學(xué)校層面，至少學(xué)院層面體制機制的配套與完善。PBL教學(xué)法要求教師角色由“知識的提供者”向“學(xué)習(xí)的促進者”轉(zhuǎn)變，學(xué)生角色由“被動的學(xué)習(xí)者”向“主動的學(xué)習(xí)者和探索者”轉(zhuǎn)變，愿不愿意轉(zhuǎn)變涉及外部壓力與內(nèi)生動力的問題，如何轉(zhuǎn)變涉及轉(zhuǎn)變的方法、過程與標(biāo)準(zhǔn)等問題。這些問題都需要更系統(tǒng)、深入的思考與研究，這些問題的解決需要體制機制方面的改革與創(chuàng)新，更需要PBL教學(xué)法持續(xù)、廣泛、深入的實踐。

四、結(jié)語

PBL教學(xué)法適合于專業(yè)學(xué)位碩士研究生案例分析類課程的教學(xué)，能顯著提升學(xué)生對課程教學(xué)的滿意度，較好解決課程內(nèi)容聯(lián)系實際不強的問題。

PBL教學(xué)法有利于培養(yǎng)專業(yè)學(xué)位碩士研究生的創(chuàng)新精神與實踐能力，但在其實施過程中遇到了來自學(xué)生、教師與體制機制等多方面的阻力，需要在制度的頂層設(shè)計、PBL教學(xué)氛圍的營造、PBL教學(xué)法的師生培訓(xùn)等方面加大改革力度，更有效地推行PBL教學(xué)。

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Abstract：?The paper put forward the teaching method combined PBL teaching method and case teaching method to resolve the problems that the satisfaction degree of postgraduates is lower， course contain is not closely related to practice. Taking the case course of underground engineering construction as an example， the concrete steps of PBL were detailed expounded including course content conformity， case design， PBL project design， planning， implementation， communication and evaluation. The difficulties of PBL were pointed out and the countermeasures were proposed. The ?practice shows PBL teaching method ?can increase the student abilities of autonomic learning， independent inquiry， engineering practice and innovation. It is propitious to train students initiative spirits and group cooperative spirits.

Key words： specialty degree postgraduates course; case teaching; PBL teaching method; problems and countermeasure of PBL

（責(zé)任編輯 周 沫）