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PBL教学法在我院高等数学课程中的应用

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  【摘要】基于高等数学课程特征,总结了PBL教学法的特点,探讨了PBL教学法在高等数学教学中的应用。结合我院实际,将PBL教学法和传统讲授法相结合,实施到我院高等数学教学实践中,最后对我院高等数学教学推行PBL教学法提出了可行性的建议。教学实践表明,PBL教学有效调动了学员学习积极性和主动性,培养了学员的自主探究意识和团队精神,提高了学员解决实际问题能力,教学质量得到了较大的提高。
  【关键词】PBL教学法;传统讲授法;高等数学
  自2018年10月开始,我院在高等数学教学中试点PBL(Problem - Based Learning)教学法,实践表明,采用PBL教学法和传统讲授法相结合的教学模式,教学质量得到了较大的提高。
  1.PBL教学法理论概述
  1.1PBL教学法简介
  PBL直译是“基于问题的学习”,是以问题为导向,以小组为单位,通过收集资料、自主学习、小组讨论、合作探究来解决问题而构建知识体系的一种教学法。强调把学习过程设置到有应用价值的问题情景中,学习与解决问题同时进行,在解决问题过程中,学生能够意识到自己需要学习什么,从而主动地进行学习。这使得知识的获得成为解决问题过程中的组成部分。
  1.2PBL教学法的特点
  知识传授讲究系统性,教员按照教学大纲要求制定教学计划,设计教学内容,有目的有计划开展教学。PBL教学法与以学科为基础的传统讲授法有很大不同,它具有下面三个特点:
  1.2.1以问题为中心。PBL教学法围绕问题设计课程,教师提供一些结构不良的、真实的问题供学生研究,打破了学科间的界限,提高学员综合运用多学科知识去解决实际问题的能力。
  1.2.2以学员为主体。PBL教学法强调学员在学习中的主体地位,学员主动担负学习的责任,通过收集资料、小组讨论、自主探究解决问题,获取知识,充分发挥学员学习的主观能动性,发展学员的创造性思维。
  1.2.3以小组为单位。PBL教学法是以小组为单位解决问题来进行学习。在每个小组中,小组成员之间需要相互配合、合理分工、共同探索,在规定时间内解决问题。因此,PBL教学法可以有效促进学员团队合作能力。
  2.PBL教学法在我院高等数学课程中的实施
  2.1PBL教学法准备过程
  根据章节内容,将整个高等数学分为7大模块,分别是函数与极限、一元微分学、一元积分学、微分方程、多元微分学、多元积分学和无穷级数。对于这些模块的基本知识、基本理论使用传统讲授法,这样有利于学员获得扎实的理论基础,搭建知识框架。在每个模块的内容即将讲授完成时,启动相应的PBL任务,使用PBL教学法,培养学员应用高等数学知识解决实际问题的能力。
  2.2高等数学PBL问题库
  适宜的问题是PBL教学开展的核心。问题设计应将模块的主要知识点隐藏在问题中,使教学内容能够在问题解决的过程中,逐渐被学生所探索。同时难度适宜、应用性和趣味性强的问题才能更好的调动学员学习的主动性,提高教学效果。
  2.3PBL教学法实施过程
  具体实施过程包含4个环节。
  2.3.1分组环节。分组讨论是PBL教学的前提。PBL教学法实施之前先对学员进行分组。以作者所教授的试点期班为例,在教学开始前将整个期班共66名学员分为12个研讨小组,每个小组5- 6人,组员的构成考虑数学基础的层次性,同时每个小组确定一名小组长。小组长负责该小组的任务组织和工作分配。教员通过开展教学联席会,向学员介绍PBL教学实施过程和评价标准,提出要求,明确职责。
  2.3.2探究环节。以模块“函数与极限”为例,在第9教学周通过网络发布PBL问题:人口增长的指数模型,提供学员文献资料和数据,要求建立人口增长模型,利用模型预测人口数,并对预测结果进行评价分析。针对问题,各小组长组织小组成员讨论交流,小组成员之间合理分工,利用文献资料、网络资源找到解决问题的途径和方法。
  2.3.3答辩环节。教员利用一次晚自习辅导时间(约1.5小时)安排小组汇报答辩,汇报答辩分为小组汇报、质询交流和教员点评三个部分。选出的小组各派出一名代表,利用PPT、口头报告、图表等多种方式展示自己小组的研究过程和结果。在展示成果之后,接受其他小组的提问质疑,在学员讨论交流过程中,教员适时介入引导。通过各小组的讨论补充,最终得出统一的结论。最后教员对本次汇报答辩进行小结点评。
  2.3.4评价环节。教员要根据上交的论文和答辩表现对学员给予综合评价,主要包括学员学习的主动性、积极性、对问题的分析能力、解决能力、创新意识和团队意识。单次PBL教学成绩总分100分,其中书面论文占40%,研讨交流表现占60%。PBL教学学期总成绩由该学期各次PBL成绩平均而成。在学期结束后,该成绩作为形成性考核记入学员课程的总评成绩。同时根据每次PBL教学效果和学员的反馈,教员总结反思,并对下一个PBL任务作出有效调整。学期结束后,教员完成PBL教学改革实施总结报告,为后期持续开展提供借鉴。
  2.4实施效果分析
  教学实践表明,结合课程进程进行PBL教学,改变了学员的学习习惯和学习方式,激发学员学习兴趣,即使在传统教学课堂中,学员的探索劲头依旧很足,课堂参与性普遍提高,这在以往是没有出现过的现象。同时实行PBL教学有效解决了学用脱节、学不会用的问题,显著提高了学员用数学的意识和能力,学员参加数学建模竞赛意愿强烈,为后期全国大学生数学建模竞赛储备人才。
  3.对我院高等数学课程推行PBL教学法的建议
  3.1完善PBL问题库
  目前使用的PBL问题主要来源于数学建模中的案例,綜合性与应用性较高,但与高等数学内容切合度不够,针对性不强。另外有的PBL问题偏难,综合性太强,学员难以开展;有的问题解决方法又过于单一,不利于学员充分讨论。后期需要进一步遴选与教学内容结合紧密,难度适宜,又具有研究价值的问题。另外,基于军校学员的特殊性,如果遴选与军事相关的案例教学效果更佳。
  3.2丰富教学手段
  我们现在正处于“互联网+”的时代,教育的网络化、多样化、自主化已经是―种趋势。后期我们应加强军队网络平台建设,借助“互联网+教育”实施PBL教学。
  3.3改革评价模式
  为了引导PBL教学法深入开展,必须建立适应于PBL教学法的教学反馈评价体系。目前PBL教学的评分制度并不能全面衡量学员的能力素质。我们应该根据学员查阅资料情况、研讨交流情况、任务完成情况等,采取学员自评、组员互评、组间互评和教员评价形式,建立覆盖课前、课中、课后环节的多维评价体系,以提高学员参与的积极性,改进教学效果。
  4.结束语
  PBL教学法在许多方面明显优于传统教学模式,但PBL教学在我院高等数学的实施中也存在一定的不足,后期需要进一步改进。从研究效果看,PBL教学法在高等数学教学中是可行的。在教学过程中,可采用PBL教学法与传统讲授法相结合的教学模式,取长补短,灵活运用,不断提高教学质量。
  【参考文献】
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  [4]惠晓娟.PBL教学法在高职院校数学教学中的应用研究[D].石家庄:河北师范大学,2015
  (空军预警学院,湖北武汉430019)
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