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。
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（空军预警学院，湖北武汉430019）
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