高校轉(zhuǎn)型視閾下應(yīng)用型人才培養(yǎng)的問題解決教學(xué)法

李麗民，陸仁強(qiáng)，劉衛(wèi)東，羅雄文

(湖南科技學(xué)院 土木與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 永州 425199)

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高校轉(zhuǎn)型視閾下應(yīng)用型人才培養(yǎng)的問題解決教學(xué)法

李麗民，陸仁強(qiáng)，劉衛(wèi)東，羅雄文

(湖南科技學(xué)院 土木與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 永州 425199)

為順應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、社會(huì)轉(zhuǎn)型和高等教育發(fā)展的需要，培養(yǎng)應(yīng)用型人才已是地方高校的必然選擇，而我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不能勝任應(yīng)用人才培養(yǎng)的需要。為解決這一問題，提出了轉(zhuǎn)型視閾下應(yīng)用型人才培養(yǎng)的問題解決教學(xué)法，并結(jié)合其教學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)闡述，為解決應(yīng)用人型才培養(yǎng)教學(xué)這一關(guān)鍵問題構(gòu)建了有效的實(shí)現(xiàn)途徑。

高校轉(zhuǎn)型；應(yīng)用型人才培養(yǎng)；問題解決教學(xué)法

2014年6月，國(guó)務(wù)院在《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》中明確表明：“采取示范引領(lǐng)、試點(diǎn)推動(dòng)等方式，引導(dǎo)一批普通本科向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型，重點(diǎn)舉辦本科職業(yè)教育?！辈⑾嗬^出臺(tái)了《關(guān)于地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見》《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃》(2014-2020年)等一系列重要文件，地方本科高校的轉(zhuǎn)型發(fā)展已是大勢(shì)所趨。培養(yǎng)社會(huì)需要的應(yīng)用型人才已成為地方高校的當(dāng)務(wù)之急。高等學(xué)校能否培養(yǎng)出適應(yīng)并滿足現(xiàn)代社會(huì)要求的應(yīng)用人才，關(guān)鍵在于以社會(huì)發(fā)展和市場(chǎng)需求來引導(dǎo)教育改革，更新教育觀念，改變教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)性和可雇傭性[1]。因此，研究用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　問題解決教學(xué)法的內(nèi)涵

目前，多數(shù)心理學(xué)家和教育學(xué)家贊同美國(guó)學(xué)者Newell和Simon的觀點(diǎn)，認(rèn)為問題解決中“問題”是一種情景，在這種情景中個(gè)體知道想做某件事，但不能馬上知道這件事所需要采取的一系列行動(dòng)。問題解決就是由一定的目標(biāo)，應(yīng)用各種認(rèn)知活動(dòng)、技能等，經(jīng)過一系列思維操作，使問題得以解決的過程[2]。對(duì)于如何進(jìn)行問題解決教學(xué)，1997年Jonassen提出了如下問題解決教學(xué)步驟[3]：對(duì)原理、規(guī)則和概念進(jìn)行復(fù)習(xí)；提出問題領(lǐng)域的因果模型或概念模型；出示樣例；呈現(xiàn)練習(xí)問題；幫助學(xué)生成為更好的問題解決者。問題解決教學(xué)法可歸納為：教師通過設(shè)定問題情境來闡述問題的理論和實(shí)際背景，提出教學(xué)要求和目的；學(xué)生根據(jù)教師提出的問題進(jìn)行認(rèn)識(shí)活動(dòng)；教師通過歸納總結(jié)問題解決過程、提出新問題等進(jìn)一步系統(tǒng)強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)識(shí)過程。問題解決教學(xué)法流程見圖1。

問題是問題解決教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力來源和起點(diǎn)，教師是整個(gè)教學(xué)過程中的促進(jìn)者和引導(dǎo)者，教師應(yīng)研透教材，深刻把握教學(xué)內(nèi)容，組織和選擇好教學(xué)素材，精心備課，做好課堂設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)接近真實(shí)情況或真實(shí)生活的問題情境，激發(fā)學(xué)生的好奇的天性，使學(xué)生盡快進(jìn)入學(xué)習(xí)準(zhǔn)備狀態(tài)，意識(shí)到解決和研究問題的必要性；應(yīng)精心設(shè)計(jì)和選擇問題，用錄像或文本的形式為學(xué)生提供與學(xué)科內(nèi)容密切相關(guān)或源自生活的科學(xué)問題，注重聯(lián)系舊知識(shí)構(gòu)建新知識(shí)、突出關(guān)鍵知識(shí)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使學(xué)生在解決問題的過程中獲取相關(guān)知識(shí)，提高解決實(shí)際問題的能力，發(fā)展對(duì)未來工作和生活的素養(yǎng)。

圖1　問題解決教學(xué)法流程

問題解決教學(xué)法中，師生關(guān)系的構(gòu)建對(duì)教學(xué)起著十分重要的作用。哲學(xué)家Martin Buber 提出的“我與你(I-you)”的觀點(diǎn)值得借鑒。I-you觀點(diǎn)認(rèn)為“我與你’關(guān)系的特點(diǎn)是發(fā)自兩人內(nèi)心的友誼，它需要的是理解和熱情。在這種關(guān)系中，我與你都是主體，不存在控制和被控制、利用和被利用的問題，應(yīng)該互相理解，互相信任，互相肯定、歡迎和真誠(chéng)地賞識(shí)對(duì)方。該關(guān)系充分體系了人本原則，強(qiáng)調(diào)了雙方的成長(zhǎng)和尊重[4-5]。問題解決教學(xué)法中的師生關(guān)系是雙向平等關(guān)系，學(xué)生始終處于主動(dòng)地位，是學(xué)習(xí)過程的驅(qū)動(dòng)者和受教育者，教師僅是引導(dǎo)者和促進(jìn)者，雙方互相賞識(shí)對(duì)方，歡迎、接納對(duì)方，互相支持與理解、互相肯定對(duì)方，在“交流”與“對(duì)話”中共同成長(zhǎng)；雙方通過溝通、理解、促進(jìn)而成為朋友、同伴，可以無話不談，以形成有利的課堂氣氛，使學(xué)生親其師信其道，主動(dòng)接受知識(shí)、形成自我學(xué)習(xí)能力；教師通過言傳身教，健全學(xué)生的心智和品性，學(xué)生反過來也會(huì)激發(fā)教師的靈感，凈化教師的品性，達(dá)到師生雙贏。

問題教學(xué)法執(zhí)行過程中，教師不是提供問題的正確答案，而是引導(dǎo)學(xué)生思考、分析和解決問題，只起啟發(fā)、指導(dǎo)、促進(jìn)和激勵(lì)學(xué)生的作用。教師應(yīng)充分尊重、關(guān)心、理解和信任學(xué)生，通過提問、討論等多種形式，讓學(xué)生自主參與到教學(xué)中來，促進(jìn)學(xué)生積極、愉快、自發(fā)地學(xué)習(xí)，自主尋找問題解決辦法，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力；當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生難以完全解答問題時(shí)，采取再提問或給予適當(dāng)提示的辦法給學(xué)生以啟發(fā)，使學(xué)生自己在真實(shí)的情景中找到解決的問題方法，最終完成學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生必須通過查閱相關(guān)資料和閱讀教材等對(duì)教師已講內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，對(duì)教師要講的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，充分做好課前準(zhǔn)備。課堂內(nèi)應(yīng)積極思考、交流和討論，明確解決問題的概念、理論和知識(shí)，從教師的教學(xué)過程中受到啟發(fā)，學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)提高自身能力和素質(zhì)，為終身學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

2　問題解決教學(xué)法的應(yīng)用

下面以一次力學(xué)課來展示問題教學(xué)法的具體實(shí)施。

圖2　錦江大橋垮塌現(xiàn)場(chǎng)

1)創(chuàng)設(shè)問題情境。①某現(xiàn)澆二層鋼筋混凝土框架工廠，施工單位完成首層施工后，便開始第二層施工。為加快施工進(jìn)度，同時(shí)進(jìn)行底層裝修和第二層預(yù)制板吊裝，第一層大梁未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度就對(duì)其下立柱進(jìn)行了拆除，結(jié)果快完成第二層預(yù)制板吊裝時(shí)，發(fā)生倒塌，造成當(dāng)場(chǎng)多人被壓死的重大事故。②2010年6月8日20時(shí)30分，一輛載重126噸的貨車強(qiáng)行通過吉林省道302錦江大橋時(shí)，K194 +100米處橋梁突然垮塌，貨車連同橋面墜入錦江，一輛出租車駛到垮塌大橋處時(shí)墜入橋下(見圖2)，貨車與出租車上共7人，6人受傷。這些事故的發(fā)生跟哪些知識(shí)有相關(guān)呢？學(xué)生們思考討論后教師導(dǎo)入本次課的教學(xué)內(nèi)容：梁的強(qiáng)度計(jì)算，提出本次課教學(xué)目的與要求：掌握梁的強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及其應(yīng)用；進(jìn)一步熟悉掌握工程力學(xué)的分析方法；根據(jù)已有知識(shí)學(xué)會(huì)獨(dú)立求解工程問題。

圖3　懸臂梁

2)提出工程問題。對(duì)于圖3所示懸臂梁：①若發(fā)生斷裂，為什么是A截面最先失效？為什么又是A截面的上沿點(diǎn)最先失效？②若材料和尺寸已知，為保證梁的安全，F(xiàn)p最大能大到多少？③若材料和Fp已知，為保證梁的安全，梁的尺寸最小能小到多少？

3)探求解決問題方法，運(yùn)用新知識(shí)解決問題。學(xué)生自主復(fù)習(xí)梁彎曲時(shí)內(nèi)力方程的建立及應(yīng)力公式等知識(shí)點(diǎn)，在教師指導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)強(qiáng)度設(shè)計(jì)——指將桿件中的最大應(yīng)力限制在允許的范圍內(nèi)，以保證桿件正常工作，即不僅不發(fā)生強(qiáng)度失效，而且還具有一定的安全裕度；梁的彎曲強(qiáng)度條件：σmax[σ]，式中：[σ]為彎曲許用應(yīng)力，[σ]=σs/ns(韌性材料)，[σ]=σb/nb(脆性材料)等新知識(shí)。教師引領(lǐng)：為什么強(qiáng)度條件里沒有考慮切應(yīng)力？學(xué)生思考討論后進(jìn)行回答。教師啟發(fā)：由材料的拉伸、壓縮力學(xué)性能可知，脆性材料的抗拉、壓性能不同。對(duì)于抗拉、壓強(qiáng)度不相等的材料，強(qiáng)度條件應(yīng)為什么？學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)，得到：對(duì)于抗拉、壓強(qiáng)度不相等的材料，強(qiáng)度條件可以改寫為：/nb，式中：[σ]+為許用拉應(yīng)力，[σ]-為許用壓應(yīng)力。教師促進(jìn)：根據(jù)強(qiáng)度條件可以解決哪三類強(qiáng)度計(jì)算問題？學(xué)生自主分析討論得到：根據(jù)上述強(qiáng)度條件，可以解決三類強(qiáng)度問題：強(qiáng)度校核、截面尺寸設(shè)計(jì)、確定許用載荷。接著教師對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)過程進(jìn)行強(qiáng)化：懸臂梁受力及截面尺寸如圖4所示，[σ]-=60 MPa，[σ]+=30 MPa ，求梁的橫截面尺寸(其中h=2b)？學(xué)生自主求解并回答前面提出的工程問題。然后教師進(jìn)行歸納總結(jié)強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)識(shí)過程：①根據(jù)圖5，由力的平衡條件有∑Fy=0，即FQ(x)-1 000=0，得到FQ(x)=1 000 N；∑Mo(F)=0，即-1 000×(2-X)-M(x)=0，M(x)=-1 000×(2-x)N.m。②求Mmax。當(dāng) x=0時(shí)，Mmax=-2 000 N.m。由此可知：為什么A截面最先發(fā)生斷裂，為什么A截面的上沿點(diǎn)最先失效。③尺寸設(shè)計(jì)。=Mmax/Wz，Wz=bh2/6，得到b≥46.4 mm，h≥92.8 mm。由此可知：若材料和Fp已知，為保證梁的安全，梁的尺寸最小能小到多少？并提出問題：為什么沒有進(jìn)一步根據(jù)強(qiáng)度條件[σ]-進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)，二者取大值？以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和概念的理解。

圖4懸臂梁受力及截面尺寸

圖5計(jì)算單元

4)引申出更多問題和運(yùn)用新知識(shí)解決問題。教師提問與要求：如何根據(jù)梁的彎曲強(qiáng)度條件解決另外兩個(gè)強(qiáng)度計(jì)算問題：梁的強(qiáng)度校核、確定梁的許用載荷？解決課后兩個(gè)相關(guān)習(xí)題，找出本次課開始時(shí)創(chuàng)設(shè)情境中的工程事故問題發(fā)生的原因。通過上述環(huán)節(jié)，很好地完成了教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到了既定教學(xué)目的和要求，學(xué)生學(xué)習(xí)效果良好。

3　結(jié)語

解決問題教學(xué)方法，以解決真實(shí)或生活問題為出發(fā)點(diǎn)，易于使學(xué)生明白所學(xué)知識(shí)的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。該教學(xué)方法改變了傳統(tǒng)教學(xué)以教師、教材和知識(shí)為中心的灌輸法教學(xué)模式，是討論法、案例法、質(zhì)疑式、啟發(fā)式、開放式、問題式、辯論式等教學(xué)方法的綜合運(yùn)用；能使課堂教學(xué)充滿活力。該教學(xué)方法以學(xué)生為中心進(jìn)行探究式教學(xué)，能培養(yǎng)學(xué)生分析、發(fā)現(xiàn)問題，解決實(shí)際問題的能力、交流溝通與表達(dá)能力、自學(xué)能力和創(chuàng)新精神，體現(xiàn)了“授之以魚”的同時(shí)更注重“授之以漁”的教學(xué)理念，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。該教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)了教師樂教、學(xué)生樂學(xué)的良性教學(xué)循環(huán)，是轉(zhuǎn)型視閾下應(yīng)用型人才培養(yǎng)的必然選擇，也是我國(guó)大學(xué)“全人”培養(yǎng)教學(xué)的必然趨勢(shì)，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。

[1] 馬慶棟.應(yīng)用技術(shù)型人才的內(nèi)涵與地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展[J].職教論壇,2015(4):34-38.

[2] Anderson J R，Corbett A T，Koedinger K R, etal. Cognitive tutors: Lessons learned[J]. The journal of the learning sciences,1995,4(2):167-207.

[3] 丁小明.大學(xué)本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究[D].桂林:廣西師范大學(xué),2012.

[4] 王偉廉.高校課程綜合化的途徑與方法[J].教育研究,2011(3):45-47.

[5] Gijselaers W. Connecting Problem-Based Practices with Educational Theory. L.W. HGijselaers(Eds.), Bringing Problem-Based Learning to Higher Education: Theory and practice[J]. New Directions for teaching and learing, 2008(68):251-255.

(責(zé)任編校朱正余)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.09.019

20160427

湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度課題(XJK015CGD020)

李麗民(1974-)，男，湖南邵陽人，副教授，博士，主要從事土木工程研究。

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1674-5884(2016)09-0057-04