基于PBL教學(xué)法的課堂教學(xué)改革嘗試*
——以“牛頓引力定律的失效”為例

王 俊

(云南大學(xué)物理與天文學(xué)院 云南 昆明 650091)

1 引言

關(guān)于本科教育質(zhì)量的話題,自20世紀(jì)末本科生開始擴(kuò)招以來就不絕于耳.通過“211工程”“985工程”和“優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺”等舉措的實施,我國高等教育的整體水平得到了提升.隨著辦學(xué)實力和科研水平的進(jìn)一步提升,我國高等教育卻出現(xiàn)了“教學(xué)邊緣化”的現(xiàn)象.高校教師不再愿意把時間和精力“浪費”在教學(xué)工作方面,轉(zhuǎn)而“全身心”地投入到科研工作中.由此引發(fā)了本科教育質(zhì)量的下滑.“平時度假,期末趕考”成為本科生的學(xué)習(xí)常態(tài).以至于坊間出現(xiàn)“現(xiàn)在的本科生還不如原來的高中生”的傳言.

2018年6月,時任教育部部長的陳寶生在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議上表示:“‘玩命的中學(xué)、快樂的大學(xué)’這一現(xiàn)象必須扭轉(zhuǎn)”[1].為加快振興本科教育,充分認(rèn)識本科教育在人才培養(yǎng)中的核心地位、在教育教學(xué)中的基礎(chǔ)地位、在新時代教育發(fā)展中的前沿地位,2018年8月,教育部專門印發(fā)了《關(guān)于狠抓新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議精神落實的通知》(教高函〔2018〕8號),提出“各高校要全面梳理各門課程的教學(xué)內(nèi)容,淘汰‘水課’、打造‘金課’,合理提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度,切實提高課程教學(xué)質(zhì)量”[2].

課堂是課程教學(xué)的主戰(zhàn)場,課堂教學(xué)的效果對課程教學(xué)質(zhì)量具有直接的影響,而課堂教學(xué)效果的關(guān)鍵在于教學(xué)方法的選擇.長期以來,在本科課堂教學(xué)中,教學(xué)方法的通用模式是講授,即教師占據(jù)課堂教學(xué)的主導(dǎo)地位,學(xué)生只能被動地接受教師講授的知識.由于忽視學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位,加上教師教學(xué)方法的單一化、機(jī)械化,造成本科生課堂學(xué)習(xí)的積極性普遍不佳.課堂教學(xué)的效果也就可想而知.“金課”基本內(nèi)涵中的創(chuàng)新性要求教學(xué)形式要體現(xiàn)先進(jìn)性和互動性,將學(xué)生由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),在課堂上能夠與教師和同學(xué)進(jìn)行良性互動,通過探究發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果[2].

為打造“金課”,并踐行以學(xué)生為中心的教育理念,筆者在本科課程“物理宇宙學(xué)”的課堂教學(xué)中引入PBL(problem based learning)教學(xué)法,以此引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的獲得感,達(dá)成課程教學(xué)質(zhì)量的提升.

2 課堂教學(xué)改革嘗試

2.1 PBL教學(xué)法

Problem based learning(PBL)教學(xué)法是以學(xué)生為中心,以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法.教師通過問題的設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究,并在自主探究的過程中獲取知識,以此培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.顯然,PBL教學(xué)法要求課堂教學(xué)的主體是學(xué)生.PBL教學(xué)法最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代的醫(yī)學(xué)教育中.當(dāng)時,加拿大麥克馬斯特大學(xué)的教師們發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)教學(xué)并未教會學(xué)生如何運(yùn)用基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識解決臨床問題[3].通過PBL教學(xué)法的引入,問題得到了解決.時至今日,PBL教學(xué)法已在各級各類學(xué)校教育中得到了廣泛的應(yīng)用.

在課堂教學(xué)中,PBL教學(xué)法常以小組討論的形式來實施.教師組織學(xué)生圍繞某個具體問題開展小組討論,引導(dǎo)學(xué)生在查閱資料、交流討論和探究思辨等經(jīng)歷和體驗中獲取知識.與傳統(tǒng)講授教學(xué)法不同,PBL教學(xué)法使學(xué)生能夠深度參與到課堂的教學(xué)活動中,激發(fā)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性,促使學(xué)生從知識的被動接收者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的主動獲取者.PBL教學(xué)法有利于給學(xué)生帶來全新的課堂體驗.

2.2 改革嘗試

下面以本科課程“物理宇宙學(xué)”中的教學(xué)節(jié)段“牛頓引力定律的失效”為例,介紹PBL教學(xué)法在課堂教學(xué)中的改革嘗試.本教學(xué)節(jié)段含有兩個教學(xué)環(huán)節(jié),每個教學(xué)環(huán)節(jié)各設(shè)置兩個問題.在復(fù)習(xí)導(dǎo)入環(huán)節(jié)中,設(shè)置的問題如下.

問題1:牛頓的萬有引力定律的內(nèi)容是什么?它的適用范圍如何?

問題2:牛頓萬有引力定律的意義何在?

在新課教學(xué)環(huán)節(jié)中,設(shè)置的兩個問題如下.

問題3:牛頓萬有引力定律在宇觀尺度上是否適用?

問題4:牛頓萬有引力定律失效的原因是什么?

4個問題均采用分組討論的模式進(jìn)行教學(xué).前兩個問題的教學(xué)時間分配相對較短,后兩個的相對較長.

對于問題1和2,分別組織學(xué)生進(jìn)行5 min的小組討論,通過組內(nèi)合作探究的方式形成答案.然后,每組隨機(jī)抽點一名學(xué)生作為代表介紹本組對相關(guān)問題討論的結(jié)果.對于同一問題不同小組給出的不同答案,引導(dǎo)學(xué)生通過生生互評達(dá)成共識.復(fù)習(xí)導(dǎo)入環(huán)節(jié)的目的是讓學(xué)生在以問題為基礎(chǔ)的討論中對牛頓萬有引力定律的基本內(nèi)容建立起清晰的認(rèn)知.

對于問題3和4,在學(xué)生進(jìn)行分組討論的過程中,教師輪流到各組進(jìn)行引導(dǎo),重點關(guān)注學(xué)生對問題討論的方向性,同時協(xié)調(diào)爭議,確保每個學(xué)生都有效地參與到小組討論中.討論結(jié)束后,每組隨機(jī)抽點一名學(xué)生作為代表展示本組討論的結(jié)果.新課教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生在討論的過程中由表及里地認(rèn)識牛頓萬有引力定律在宇觀尺度上失效的原因.

由于問題3涉及的內(nèi)容是本教學(xué)節(jié)段的重點內(nèi)容,在小組討論結(jié)果展示完畢后,需要進(jìn)一步分別從定性和定量兩個方面引導(dǎo)學(xué)生對問題3進(jìn)行剖析.最后,結(jié)合兩方面的分析引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論:牛頓的萬有引力定律在宇觀尺度上不適用.在定性討論中,宇宙學(xué)原理和哈勃定律是引導(dǎo)的關(guān)鍵點.在定量討論中,提示學(xué)生注意牛頓的無限宇宙觀,以及由此導(dǎo)致的Seelinger佯謬.

問題4涉及的內(nèi)容是本教學(xué)節(jié)段的難點.在分組討論中,重點引導(dǎo)學(xué)生從背景時空的角度入手來分析、討論和尋找牛頓萬有引力定律在宇觀尺度上失效的原因.

3 效果與分析

在課堂教學(xué)中引入PBL教學(xué)法后,最顯著的變化是學(xué)生“動”了起來.這讓課堂教學(xué)的氛圍比以往活躍不少.無論是自愿還是被迫,選課學(xué)生都要參與分組討論.在討論過程中,學(xué)生不僅要動腦,還要動口,有時還需要動手(推演、作圖).在這樣的課堂氛圍中學(xué)習(xí),學(xué)生能夠保持較高的學(xué)習(xí)積極性.另外,討論過程中思想火花的碰撞,使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力得到提升.特別是部分學(xué)生在討論過程中,能從他人分享的信息中快速捕獲要點,進(jìn)而迅速找到問題解決的關(guān)鍵和突破口.相較于講授教學(xué)法,學(xué)生的課堂獲得感更強(qiáng),課堂學(xué)習(xí)效率更高.分組討論結(jié)束后,學(xué)生還要再次動口,以此展示小組討論的結(jié)果.這不僅使學(xué)生鍛煉了膽量,而且還鍛煉了口頭表達(dá)能力.

在合作與分享的過程中,學(xué)生之間存在分歧是在所難免的.如何通過求同存異實現(xiàn)合作共贏是學(xué)生們面臨的共同問題.這對教師協(xié)調(diào)應(yīng)變的能力提出了更高的要求.在達(dá)成共識的過程中,師生雙方的綜合能力都得到了提升.

雖然PBL教學(xué)法對課堂教學(xué)效果的改善有著積極的作用,但它并非萬能的良方.筆者在課堂討論環(huán)節(jié),也曾遇到過生生互動冷場,或只有個別學(xué)生活躍,而師生互動則存在學(xué)生明知不答,避重就輕,不敢質(zhì)疑等場景.生生之間以及師生之間的互動不暢導(dǎo)致課堂討論的效果大打折扣,甚至失效.這對課堂教學(xué)效果的提升不僅沒有起到促進(jìn)作用,反而誤傷了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性.導(dǎo)致上述情況出現(xiàn)的主要原因,筆者認(rèn)為可以歸結(jié)為如下幾個方面.

第一,傳統(tǒng)“滿堂灌”的教學(xué)方法對學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣影響較深.在高等教育階段的課堂教學(xué)中,講授教學(xué)法是學(xué)生接觸到的主要,甚至是唯一的教學(xué)方法.在講授教學(xué)法的課堂教學(xué)中,教師只管講,學(xué)生只管聽,兩者之間基本沒有互動.月積年累,學(xué)生已經(jīng)被成功地塑造成為課堂教學(xué)活動中的聽眾,而課堂就是聽講的場所.在學(xué)生毫無準(zhǔn)備的情況下,突然改變教學(xué)方法,強(qiáng)行將臺下的聽眾變成臺上的演員,結(jié)果是可想而知的.

第二,以學(xué)業(yè)成績論成敗的單一評價導(dǎo)向?qū)е律g的合作難見實效.考考考,老師的法寶;分分分,學(xué)生的命根.這在當(dāng)下依然有效.學(xué)業(yè)成績與學(xué)生的切身利益息息相關(guān).例如,在獎學(xué)金的評定、保研資格的確定以及各種榮譽(yù)的評審中,學(xué)業(yè)成績均起著決定性的作用.在生生之間的合作中,學(xué)生既期望獲得好成績,以此保持學(xué)業(yè)成績方面的優(yōu)勢,同時又擔(dān)憂個人的意愿會成為合作成績不理想的“原因”,于是往往采取保守姿態(tài),不求立功,但保無過.在這樣的局面下,生生合作自然難見實效.

第三,思維模式的差異.由于學(xué)生之間成長環(huán)境的不同,造成學(xué)生個體之間在認(rèn)知水平方面表現(xiàn)出差異,進(jìn)而影響個體思考問題的方式.因此,在課堂討論中,對同一個問題的回答,會出現(xiàn)“百花齊放”的場景.另外,師生之間由于生活的時代背景不同,造成兩者之間思維模式存在代溝.因此,在課堂討論中,教師有時會踩不到學(xué)生的“點”,造成兩者失聯(lián).教師精心設(shè)計的問題,學(xué)生毫無體感,造成有問無答的尷尬局面.師生之間和生生之間思維模式的差異,對教師引導(dǎo)課堂討論的能力提出了挑戰(zhàn).

此外,由于每學(xué)期選課學(xué)生的人數(shù)不同,導(dǎo)致分組問題的出現(xiàn).分組過少,學(xué)生個體的參與度顯著降低.分組過多,在相對有限的時間內(nèi),教師很難實現(xiàn)引導(dǎo)的全覆蓋.在選課人數(shù)較多的學(xué)期,這是一個比較突出的矛盾.

4 結(jié)束語

教與學(xué)是相互的,恰當(dāng)?shù)剡x取教學(xué)方法對課堂教學(xué)的效果和質(zhì)量將會產(chǎn)生直接的影響.PBL教學(xué)法的使用雖然對學(xué)生課堂角色的轉(zhuǎn)變、課堂學(xué)習(xí)積極性的提升有一定的促進(jìn)作用,但它不是萬能的.如何對課堂討論中的學(xué)生進(jìn)行有效引導(dǎo),是達(dá)成學(xué)生自主釋疑目標(biāo)的關(guān)鍵.這既是對教師引導(dǎo)能力的挑戰(zhàn),也是PBL教學(xué)法的核心關(guān)鍵.為此,在課堂教學(xué)中必需以學(xué)生為主體,積極主動探索符合學(xué)生身心規(guī)律的引導(dǎo)策略,并在實踐中不斷改進(jìn)、完善,循序漸進(jìn)地讓學(xué)生逐步轉(zhuǎn)變固有的學(xué)習(xí)習(xí)慣,適應(yīng)新的教學(xué)方法,努力營造使學(xué)生敢問、敢答、敢質(zhì)疑的課堂氛圍,同時給予學(xué)生更多的鼓勵,以此達(dá)成預(yù)期的教學(xué)效果.同時,應(yīng)該避免教學(xué)方法從“滿堂灌”走向“滿堂問”的情況.不能為了提問而提問.討論該有就有,莫要強(qiáng)求.實事求是地設(shè)置問題,積極合理地引導(dǎo)學(xué)生才能發(fā)揮出PBL教學(xué)法的最大效益.

冰凍三尺非一日之寒,課堂教學(xué)的改革是一個長期的過程,不是一朝一夕就能夠完成的.PBL教學(xué)法僅為課堂教學(xué)改革的一條途徑.如何更好地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,促進(jìn)本科教育質(zhì)量的提升,我們還需要進(jìn)行更多的探索與嘗試.