學生視角下高校土木工程專業(yè)PBL教學模式改革思考

曹永紅，張乃元

(1.重慶大學 土木工程學院，重慶 400045；2.同濟大學 土木工程學院，上海 200092)

高校土木工程專業(yè)教學模式對課堂教學效果有著重要的影響，因此，應圍繞服務學生的成長成才和知識能力的提高，著力推進高校教學模式改革，以有效提升教學效果，培養(yǎng)更多土木工程領域卓越的專業(yè)人才。然而，目前高校教學改革研究很少基于學生學習的體驗與效果來開展，更多的是從教師的角度自上而下地進行。這樣的研究往往會偏于理論性的探索，使得所預定的改革目標與學生的實際體驗和收獲之間存在一定的距離。本文將從學生所獲得的實際感受與效果出發(fā)，對土木工程專業(yè)課堂教學模式改革進行思考和探索。

一、土木工程專業(yè)傳統(tǒng)課堂教學模式的弊端

目前土木工程專業(yè)課堂教學模式主要是單純的“教師臺上講、學生臺下聽”，即所謂的“滿堂灌”“一言堂”，教師借助板書與PPT講授教材中的知識點，學生全程被動聽講接受。學生課下只需完成教師布置的習題即可。這種傳統(tǒng)教學模式雖然節(jié)省了教師在課堂教學方面所投入的精力和時間，也能順利推進課程教學進度，然而，從學生所獲得的實際感受與效果來說，傳統(tǒng)課堂教學模式存在許多弊端。

(一)難以控制和保證學生課堂接受知識的程度和質(zhì)量

傳統(tǒng)課堂教學中，由于缺乏師生之間的互動，學生很少有機會及時向教師和同學展示自己接受課堂知識的情況，表達對課堂知識的理解，或反饋對教學內(nèi)容的疑問。教師也僅單純地根據(jù)自己所安排的知識內(nèi)容進行按部就班的教授，對學生課堂實際接受知識的情況缺少了解，也無法控制。學生普遍采取考前突擊復習和課下自學教材來應對課程考核，這樣一來學生對課堂學習更不重視?？傊瑐鹘y(tǒng)課堂教學模式難以控制和保證學生接受知識的程度和質(zhì)量，無法通過課堂教學的有效設計和安排提高教學效果。

(二)學生學習缺乏主動性，學習興趣、創(chuàng)新思維無法得到激發(fā)

華中科技大學的一項調(diào)查結(jié)果顯示，在“最能增強學生課程學習興趣”的選項中，位列第一的是“在學習中不斷體驗到的快樂和收獲”；“最希望的專業(yè)學習方式”位列第一的選項是自主學習[1]。然而，在傳統(tǒng)課堂教學中教師只注重講授教學內(nèi)容，而不注重引導學生主動思考，課堂上師生缺乏互動，學生只能被動接受教師安排的教學內(nèi)容及節(jié)奏，完成課堂聽講任務。課下學生也只需復習相應知識點即可完成教師布置的作業(yè)。整個學習過程中學生缺乏自主探究和思維創(chuàng)新，以及主動同他人合作交流、討論的意識。這種缺乏主動性和興趣激發(fā)的教學模式，難以使學生體驗學習的快樂，當然也不利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

(三)學生對知識理解不到位，缺乏實踐應用

實踐出真知，理論知識只有經(jīng)過實踐應用，才能被真正理解和牢固掌握。學生在課堂上被動接受知識，基本缺乏主動理解、探究和實踐應用的過程，課下又僅僅依靠自己復習教材進行知識的吸收，所以常常不能透徹、牢固地掌握所學習的知識。學習效率低，對知識掌握不到位，以致普遍存在考前突擊復習、死記硬背知識點的現(xiàn)象。而這種僅靠短期記憶而非實踐應用獲得的知識，考試后便會很快遺忘，根本無法保障教學效果。

顯然，傳統(tǒng)的課堂教學模式已不能滿足當代高校學生對課堂學習的需求，亟待推進深層次的改革。本文正是基于土木工程專業(yè)學生的學習需求和課堂體驗，對土木工程專業(yè)課堂教學模式的改革進行探索。

二、土木工程專業(yè)課堂教學改革的現(xiàn)狀

(一)課堂教學改革的總體趨勢

針對傳統(tǒng)教學模式的弊端，目前課堂教學改革大多遵循以學生為主體、個性化因材施教、以培養(yǎng)學生能力為主等原則[2]，重塑新型的知識觀、課程觀和教學觀，強調(diào)有效的學習是學習者個人的探究活動，要求打破以教師為中心的課堂格局，采取探究式教學方式組織課堂并傳授知識，引導學生通過自主學習或合作討論的方式獲取知識甚至進行創(chuàng)新探究[3]?？傊?，這些教學理念相比傳統(tǒng)觀念更加關注學生在課堂學習中的主體地位，注重調(diào)動學生自主學習的積極性，著力培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的創(chuàng)新能力。

(二)課堂教學改革的探索

土木工程專業(yè)對學生的綜合素質(zhì)和技能要求較高。土木工程學科知識體系構(gòu)成復雜多樣，包含許多不同的課程類型，從教學內(nèi)容進行分類，主要包括以結(jié)構(gòu)力學、混凝土結(jié)構(gòu)基本原理等為代表的力學基礎與結(jié)構(gòu)設計理論課程，以工程經(jīng)濟學、建設項目管理等為代表的工程經(jīng)濟與管理類課程，以土木工程施工為代表的施工技術與管理課程，以及以各類課程設計、工程實驗和生產(chǎn)實習為代表的實踐應用課程。

目前，相關學者積極開展土木工程專業(yè)課程教學改革的探索。例如，華中科技大學土木工程與力學學院龍曉鴻等對結(jié)構(gòu)力學課程自主學習模式進行了探討，提出以案例問題引導學習、學生分組上臺授課、引進企業(yè)工程師講課等課堂教學方式[4]；西安工業(yè)大學建筑工程系郭慶軍等對工程項目管理課程教學改革理念與實踐進行了總結(jié)，提出了課堂教學中各方面內(nèi)容的主次原則，構(gòu)建了“課堂教學(含案例分析)+多媒體錄像教學+課程設計+現(xiàn)場參觀”的多元教學模式[5]。這些有效的探索，為土木工程專業(yè)不同類型課程課堂教學改革提供了寶貴的經(jīng)驗。

三、基于學生需求的PBL教學模式在土木工程專業(yè)教學中的應用

(一)基于學生需求的PBL教學模式的作用

大學階段的學習需要較強的主動性，一種好的課堂教學模式應能調(diào)動學生主動學習知識的興趣和熱情，保障學習的質(zhì)量和效果。從高校土木工程專業(yè)學生的學習狀況來看，經(jīng)過中小學的學習階段后，許多本科生對被動接受的學習方式和功利性的應試學習目標較為適應甚至非常依賴，期望以最少的時間精力和成本獲得“最好的”考核成績，自主探究新知、解決實際問題的意識和興趣不足，最終表現(xiàn)為對專業(yè)知識缺乏好奇，對學習缺少耐心和動力。從學生心理角度來看，造成上述問題的重要原因在于許多學生未能充分認識所學知識的重要性，認為“大學的知識在以后的工作中真正用到的很少”，學習只是為了通過考試、滿足畢業(yè)要求而迫不得已的行為。此外，學習知識的最終目的是要解決實際問題，如果只空談理論而對真正需要解決的實際問題缺少關注，學生探求知識、創(chuàng)新求索的興趣和熱情也難以得到激發(fā)。如果采取一種符合學生內(nèi)在學習需求的教學模式，創(chuàng)設由實際問題驅(qū)動學生求知的情境和氛圍，就能有效提高學生自主學習的興趣和動力，而PBL教學模式恰好具有這樣的特點。

PBL(Problem-Based Learning，以問題為導向)教學模式是以真實情境問題的提出和解決為主要過程的教學方式。與傳統(tǒng)教學模式相比，它以學生為中心，將解決某一實際問題的需要作為學生學習的動力，促使學生為了解決問題而主動學習相關的知識，進行創(chuàng)造性的思考，由此提高學生的學習興趣，強化學生思維的開放性和學習的主動性，培養(yǎng)學生自主學習、團隊協(xié)作溝通、解決實際問題的綜合能力。在解決問題的過程中，自然加深了學生對知識的理解與掌握程度。

總之，從學生的學習體驗、內(nèi)在需求和心理特點出發(fā)，采用PBL教學模式提高土木工程專業(yè)學生學習的主動性與積極性，將學生的學習從被動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?，提高學生自主思考和解決問題的能力，最終培養(yǎng)創(chuàng)新型土木工程專業(yè)人才。

(二)基于土木工程專業(yè)學生學習需求的PBL問題設計

在PBL教學模式中，“問題”是貫穿學習過程的核心和關鍵。需要注意的，一是“問題”的設定要符合教學大綱的要求，并圍繞課程的教學目標、學生已有的知識或即將獲得的知識來確定[6]。二是“問題”必須符合現(xiàn)實情境，具有開放性，沒有標準答案和固定的解決步驟，需要學生自己思考和分析才能解決。三是“問題”應引起學生探究的興趣，如果學生對教學中提出的“問題”沒有興趣，缺乏學習的積極性和主動性，不愿付出更多的時間和精力，PBL教學模式就難以收到預期的效果。因此，在PBL教學模式中，教師應了解學生想要通過學習滿足自身什么需求，將所提出的“問題”與學生內(nèi)在的需要相關聯(lián)，通過基于學生實際需要的“問題”設計，激發(fā)其內(nèi)心解決問題的學習動力。

調(diào)查表明，許多學生專業(yè)學習的主要動機是為了滿足未來專業(yè)工作和職業(yè)發(fā)展的需要，并希望在畢業(yè)后進一步深造。教師可利用這一心理，將土木工程行業(yè)實際工程中的各種項目、案例、情境設置為教學中的“問題”，讓學生感到課堂學習的知識以及要求解決的問題，與未來自己從事的工作相關，以此吸引學生注意力，調(diào)動學生的學習興趣，將課堂上學生的角色由被動接受的記憶機器轉(zhuǎn)化為主動獲取知識的土木工程行業(yè)未來的從業(yè)者，引導學生了解所學專業(yè)知識對未來職業(yè)的意義，提前鍛煉學生解決實際問題的能力。

例如：在建設項目管理課程“施工安全管理”這部分，可以針對施工管理者的崗位職責，向?qū)W生拋出“為何施工現(xiàn)場傷亡事故時有發(fā)生”的問題，引導學生作為一名項目經(jīng)理來思考解決方法，促使學生查閱現(xiàn)有施工安全防護措施，了解傷亡事故發(fā)生原因，進而深入思考安全規(guī)范存在缺陷的問題、規(guī)范落實不力的問題、工程施工質(zhì)量缺陷的問題、工人自身缺乏防護意識的問題等，并進一步梳理這些問題背后的各層次原因和作為項目經(jīng)理可實施的解決方法。在混凝土結(jié)構(gòu)課程“高層建筑結(jié)構(gòu)的類型與布置”部分，可以將學生帶入設計人員的角色，給出某工程的所在位置、地質(zhì)條件、建筑平面圖、設計要求等，要求學生自行選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系、設計承重結(jié)構(gòu)的布置圖，從中評選最佳設計。為此，學生必須仔細研究不同建筑結(jié)構(gòu)體系的異同和優(yōu)劣，掌握各類承重結(jié)構(gòu)布置的基本要求、適用性、注意事項等，了解結(jié)構(gòu)選型需要考慮的各種因素，在此過程中切實體驗設計人員的工作。在土木工程施工課程中，可以通過“某工程施工中，混凝土結(jié)構(gòu)在拆模時出現(xiàn)坍塌”的真實案例，引導學生從各個角度自行分析造成事故的原因，在此過程中主動學習混凝土結(jié)構(gòu)施工對運輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護等的要求。諸如此類，基于不同的課程和章節(jié)知識要點，教師可設計不同的“問題”。當學生直接面對未來實際工作中需要解決的問題，就能有目的地學習課程。當學生發(fā)現(xiàn)所學知識除了應對考試還有更重要的應用價值，也會更主動更有興趣地學習。

(三)PBL教學模式促進學生學習的策略

PBL教學模式不僅可以幫助學生較好地理解和掌握相關知識，更重要的是能促使學生對問題主動思考、自我探索乃至創(chuàng)造性地尋求解決辦法，培養(yǎng)學生解決問題和終身學習的能力。當代大學生普遍具有多元的價值追求，有較多的自由時間和豐富的課外活動，但也缺乏獨立思考學習的主動性。以問題為導向的PBL教學模式正是通過設計問題來引導學生思考，激發(fā)學生的專業(yè)學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力，使課堂成為學生消除思維惰性、集中思考問題、推動問題解決、引發(fā)更多討論互動、激發(fā)求知興趣的重要場所。

值得注意的是，所設計的“問題”本身必須內(nèi)含一定的復雜性，沒有現(xiàn)成或明顯的答案，需要并能夠引起學生內(nèi)在積極主動的思考、分析、探索，而非僅僅通過查閱資料就能順理成章地“回答或解決”問題。只有這樣才能創(chuàng)造學生積極思考的課堂教學情境，而非只是變相的課堂或課后答疑。

此外，基于學生的個性和心理特點，教師可采用與PBL教學模式相適應的多種教學手段或技巧，促使學生對所提出的問題進行思考和探究。

(1)在提出“問題”的同時，教師應及時在課堂上說明此問題對職業(yè)發(fā)展和實際生活的意義，并和學生就問題進行完全開放式的互動，營造思維碰撞和自由探討的氛圍，讓學生充分表達各種看法，使學生對此問題產(chǎn)生濃厚的興趣，便于學生進一步積極開展課后自學。

(2)在學生查閱資料并進行獨立思考后，組織課堂討論，教師可充分介入每個小組的討論，以平等的身份傾聽學生提出的任何意見或方案，并幫助學生梳理自己的思路，引導學生進行更深入的思考。

(3)小組匯報階段，改變各組自行推選代表匯報的方式，由教師隨機抽取組內(nèi)成員代表小組上臺發(fā)言，使每一位學生都進行思考、參與討論，為發(fā)言做好準備。

(4)利用學生競爭求勝的心理，可形成小組間相互競爭的機制，如引入積分制度，對組內(nèi)成員課堂主動發(fā)言、高質(zhì)量提問、糾正他人知識性錯誤等表現(xiàn)記入小組積分，最后公布積分榜，并給予相應的獎懲。

(5)取消各組匯報成果后立即對其打分的評價方式，調(diào)整為由教師記錄并最終列出各小組解決問題的方案，師生共同進行評比并最終推選優(yōu)勝方案。

上述課堂教學策略，可以更好地引導學生關注“問題”，參與“問題”的思考和討論，激發(fā)學生主動解決問題的欲望。當學生從被動獲取知識進入自主思考、探索，主動參與討論的狀態(tài)時，學習效果自然會提高，教學目的也就達到了。

四、結(jié)語

針對土木工程專業(yè)傳統(tǒng)教學模式在學生對課堂時間的有效利用、課程知識的吸收掌握、自主學習能力和興趣的培養(yǎng)、創(chuàng)新思維的激發(fā)和解決實際問題能力的訓練等方面存在的不足，從學生學習的實際感受和效果出發(fā)，基于土木工程專業(yè)學生的學習體驗、內(nèi)在需求和心理特點，將PBL教學模式應用于土木工程專業(yè)課程教學中，通過基于學生發(fā)展需要的“問題”設計，激發(fā)其內(nèi)在解決問題的學習動力，切實調(diào)動學生的學習興趣與主動性，獲得最佳的教學效果。