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PBL教学法在我国高等院校地理学的应用

  • 教育论文
  • 2021-04-22

陈伟 孙从建

[摘 要] 该研究采用丹麦奥尔堡大学PBL教学模式,紧密结合中国国情提出了“课程+实践+项目”的设计,帮助高校学生建构知识。从教师和学生两个角度诠释PBL教学法下的课程改革,知识建构应用了同辈学习、自主学习和团队学习相结合的过程,这三部分在评价体系中分别占50%、30%和20%的分数。设计试图找到适合我国高校的PBL模式,让学生在实践中提高分析、合作、表达、行动、写作和管理的能力,提升土壤地理学的教学效果。

[关键词] PBL教学法;高等院校;课程改革

[作者简介] 陈 伟(1987—),女,辽宁铁岭人,农学博士,山西师范大学地理科学学院副教授,主要从事PBL教学与土壤学研究;孙从建(1986—),男,河北沧州人,自然地理学博士,山西师范大学地理科学学院副教授(通信作者),主要从事PBL教学与水文学研究。

[中图分类号] P343:G642.0   [文献标识码] A  [文章编号] 1674-9324(2021)06-0133-04  [收稿日期] 2020-06-15

土壤地理学是高等院校地理学课程的范畴,主要研究土壤和地理环境相互关系的学科,涉及土壤的发生和演变、土壤分类、土壤分布、土壤区划和土壤资源评价等多方面内容。土壤作为一种重要的自然资源,在合理的开发利用下才能保持良性循环。但是近年来,随着人口的日益增多,人与他人的资源关系也日趋紧张,集中表现在耕地退化、土壤污染、土壤沙化、盐渍化和水土流失等重大问题。面对日益严重的土壤资源问题,也对基础土壤地理学的学习与教学实践提出更高的要求和挑战。土壤地理学是一门综合性很强的科学,其应用范围也很广泛,要使土壤地理学发挥更大的作用,必须加强学科的交叉与渗透,运用生态科学和系统科学的方法加强综合性的学习和研究。作为高师地理学专业一门很重要的学位专业课,土壤地理学的教学效果以及对人才的培养模式越来越重要,现有授课通常是采用赫尔巴特教育学的理论,以教师、教材和课堂“三个中心”模式下的传统课堂,实施过程是直接向学生传授知识,而教学模式的主要形式是班级教学体系。自工业革命以来,这种模式一直是全球教育系统中最稳定和广泛使用的教学模式,已经使用了三百多年,在实践过程中存在诸多问题。

一、存在的问题

(一)缺乏学习动机

一项英语的学习数据显示,学生对他们的学习目标感到困惑[1],学生的期望与传递的知识有很大差距,课堂上基本就是灌输式教学,所以学生因为理想与现实之间存在很大差距而缺乏学习的兴趣。

(二)缺乏好奇心和探索精神

传统课堂教学中,老师是知识载体的权威人士,学生对老师那里得到的信息全盘接受,几乎没有质疑,只是简单的记忆和稍加理解,学生处于被动学习。清华大学教育研究院对中国985院校和美国研究型大学做了一番比较,调查数据显示,超过20%的中国大学生选择“从不”在课堂提问,而同一调查中美国大学生的比例仅为3%,只有10%的中国学生选择“频繁提问”或“经常提问”,而选择这种方式的美国大学生约有63%,这一系列调查数据表明,中国学生在大学学习过程中,往往缺乏好奇心和探索的精神[2]。

(三)忽视团队协作能力

一个好学生的标准是在考试中取得高分,在比赛中取得优异成绩。良好的教育资源是稀缺的,如果想获得更多的资源,你必须成为教育系统规则中更好的学生。这样的教育哲学使我们忽视了团队协作学习的重要性。地方高校的调查显示,40.5%的学生认为最好与同学之间保持一定的距离,13.6%的学生与同班、同宿舍的人处理不好关系[3]。

(四)忽视跨学科融合

社会、科技快速发展的今天,经常出现跨界创新和“全生态系统”的破坏性演替,社会对高校培育出人才的要求越来越高,往往需要有很好的学科知识融合体系,才能够很好的去解决问题。统计数据显示,从1901-2008年间,自然科学类诺贝尔奖(物理、化学、生物学或医学奖三项)中学科交叉的研究成果占获奖总数的52%[4],并且各个时间段获奖的交叉学科比例呈上升趋势。而我们的学科组织划分过细,在结构层面上对科学的融合造成了壁垒,不利于培养从事交叉学科的研究型人才[5]。

(五)注重总结性评估

中国评估体系通常采用结果性评价,学生做的是机械性的记忆,解决问题的方法在框架中是固定的,他们需要做的是复制并且没有好奇心和探索精神的去粘贴,像编好的程序一样去考试。Kolb的学习理论认为,人脑中的知识建构符合螺旋形上升的趋势[6],而且人脑中的知识掌握到什么程度,很难在现实中去真正给予评判,我们只用分数来区分学生过于片面。

二、丹麦奥尔堡大学PBL教学方法

丹麦奥尔堡大学PBL(Problem based learning)是以问题为基础,以项目为导向的方法,被认为是对上述挑战的一种解决方案,该方法已被公认是实现教育改革的有效方法[7],例如更有利于培养学生的过程技能(如协作、项目管理、创新、创造力、沟通),增加学习动机、创业精神、与周围社会的合作和区域发展,这都是因为PBL强调学习者在学习过程中的参与性和建设性活动。PBL的学习原则可以归纳为三种:1.认知学习方法。学習是围绕问题组织起来的。这是激励发展的核心原则。问题提供了学习过程的起点,将学习置于情境中,建立在学习者经验的基础上;2.学习以项目为基础。学生必须完成一项独特的任务,包括复杂的情景问题分析和问题解决策略,内容方法涉及跨学科学习,可以跨越传统学科相关的界限和方法。学习过程涉及理论分析方法和问题解决方法;3.团队合作学习,联合国将学习过程定位为一种社会行为,学习是通过对话和交流进行的,学生学习分享知识,组织协作学习的过程,还包括参与者定向学习的概念,这表明了学习过程的集体所有权,特别是问题的形成[8]。

三、PBL教学模式的设计及实施

“土壤地理学”中“学和教”的过程,可以从以下两个角度去理解。

(一)学生角度

开学第一节课,教师帮助学生搭建学习框架,并且抛出数个源于现实生活中的关于土壤地理学的真实问题,学生有相同兴趣的人分为一个小组,此项目将贯穿整个“土壤地理学”课程。学生需要课后花费更多的时间去学习相关的知识,完成项目的压力会推动学生去自主学习和团队讨论(同辈学习),此过程中有知识的分享、资料搜集,分析问题能力和解决问题的思路培养,团队关系的建构和磨合等。项目在运行过程中会涉及交叉学科知识的运用,可以让学生把以前学过的内容再次温故知新或者去找学习渠道自主学习,来保证项目的顺利完成时建构足够的知识储备。在这一部分,从课堂转向关注学习环境,更加关注学习过程。通过同伴学习和自学的训练,培养学习能力,并为终身学习打下良好的学习习惯,同时为学生创造一个情境,符合建构理论的情境中分享和体验。

(二)教师角度

教师根据项目需求设置课程内容,把控整体节奏(见下图)。

课程:设置为17个学时。让学生清楚的了解通过此门课程的学习可以掌握什么内容。教师通过情境的创设结合一些课堂技巧的使用,可以轻松实现本门课程的目标。本研究将“KWL,5-3-1”的教学手段应用到课程教授中。课程设计根据教学内容和目标在教师指导,同伴指导和自我指导的模式中灵活变化。教师会定期收集学生在做项目过程中遇到的问题,把相关问题总结后在课堂上统一解答,因为问题源于自己的发现,那么在解答的过程中学生会带有更浓厚的兴趣,直到把问题解释清楚为止,是一种很好的刺激学习的手段。

试验:设置为7个学时。可以让学生从表层学习转向深度学习。例如试验,讨论,调查等等。同学们可以通过实践交换观点,学会在团队中尊重他人的意见,通过沟通,学生可以深度思考自己的内在认知,并且通过团队合作形成头脑风暴。例如选择关于土壤污染的项目,教师会积极帮助学生团队联系实验室,在实验员的帮助下,测定团队采集的土壤样品,为自己的项目运行提供科学可靠的实验数据支持,学生可以根据相关的数据分析,在教师的把关之下,得出更具有科学性的结论。

项目:设置为10个学时。项目贯穿整个学期,这10个学时穿插在学期的不同时段,根据学生小组项目的具体情况而定,是教师给各小组答疑解惑和小组彼此交流的时间。项目的运行为学生提供了应用理论知识的机会,项目进行中,随时和指导老师保持联系,沟通项目进度和遇到的问题,指导教师根据大家做项目的情况合理安排这10个答疑的课时,对项目的运行进度和深度进行把控。学生们通过项目,能够激发学习热情,提高应用知识解决问题的能力。

评估:“土壤地理学”的教学改革运用过程性评价+传统教学的定量性总结评价相结合的方式。主要分为3个部分,即“课程+试验+项目”(见上图)。课程笔试部分占总成绩的50%,实验占总成绩的20%,项目报告占30%。

对象与方法:团队对山西师范大学和山西师范大学现代文理学院2016级和2015级地理科学专业、自然地理与资源环境专业的本科生,共6个班且均参加PBL课程学习的学生进行调查问卷,本次调查采用不记名的方法进行,调查学生对于PBL课程中合作的看法,共收回有效问卷166份。调查问卷分为12个问题,5个量表范围选项,参与调查问卷的学生需要从量表中选择1-5来评价其在学习中对于合作的看法。量表范围:1:从未或偶尔发生;2:有时发生;3:有一半时间会发生;4:经常发生;5:总是或通常会发生。12个问题分别为:Q1.在探询的过程中,我们不断地改善我们的想法;Q2.通过和他人一起工作,我们的观点和视野不断得到拓展;Q3.我们会把不同小组成员的想法整合产生新知识;Q4.班级成员在学习过程中,可以从不同的角度提出不同的想法;Q5.班级不同成员的想法都同等重要;Q6.学习过程中,目标的设定和进展规划很重要;Q7.交换想法可以增加我们的知识;Q8.我们团队在学习过程中会反思和自我评价我们对知识的理解;Q9.不同小组之间的交流,是互利共赢的学习途径;Q10.我们会对不同来源的参考信息进行验证,从而用于建构新知识;Q11.我们团队的题目和现实问题相关;Q12我们的想法和知识,既包括校园教育背景,也涉及校外社会环境。

PBL的方式就是通过项目的方式把知识点贯彻到整个项目实践过程中,参与的学生学习方法和传统的教学有很多不同。在团队合作过程中,大部分学生在摸索和探寻的过程中改變了自己原有的思维方式,而这个结果是很伟大的,因为人的习惯一旦形成就很难改变,而习惯又成自然,渗透到生活中的方方面面,通过PBL的方式,参与的学生改变了旧有的做法,成员之间彼此分享与合作,观点和视野不断得到拓展,并且可以整合出新知识,更重要的是大家彼此之间学会了尊重,在表达自己想法的同时,也学会了倾听他人的想法,这就是头脑风暴诞生的前提条件,不断的反思最终达到互利共赢的结果。这种合作学习过程中的思维方式以及个人知识结界的突破,是学生培养过程中最大的成果,得到了学生的一致认可,非常值得推广。

四、教学效果比较研究

(一)教师职能的转变

PBL强调让教学成为一种共享的活动,更关注于教师是否在培养学生成为积极和独立的学习者的能力。例如:教师担任主持人的角色培养学生自主学习的能力。通过谈判和学生们一起决定教学活动,教师的角色是给学生提供帮助和建议的顾问。传统的教学模式下,教师更有权威,主要体现在两个方面:(1)知识权威。尽管学生有足够的能力在技术的帮助下进行自主学习,但是在指导和学习策略上仍然有一定程度依赖老师,尤其是初学者;(2)民主权威。大多数教师在课程上扮演着权威者的角色,维持纪律和创造有利的学习环境,认为这对学生的学习很重要,但是这些权威的形象会让一部分学生感到害怕,并且不敢表达自己的想法。但是PBL的情景下,教师的权威和中国的传统意义完全不同,这种权威主要表现在应该知道什么时候对学生说“是”和“不是”,把自己定义为更有知识的人和成年伙伴,强调民主和专业,否定了家长式的教师角色,强烈反对在师生关系中实行高度控制。

(二)学生能力提升

已有充分的研究表明,问题越复杂,学习者就越难用被动学习的方法来解决问题[9]。通过PBL教学,学生实践了如何进行文献检索、培养做报告的信心和如何给予和接受建设性的同伴反馈。在PBL的学习过程中,参与者反复提出和回答问题,需要什么知识;根据已有的知识,是否可以解决假设;解决方案还需要什么知识;在解决问题的过程中,运用了收集信息、分析、分类和推理的技能。

五、結论和讨论

本课程的设计结合了中国传统教学和丹麦奥尔堡大学(AAU)的PBL理念,试图从教学和学习两个方面进行改革,以提高我国高等教育的教学质量。设计结合“课堂+实践+项目”来,帮助学生建构自己的知识。在此过程中强调同伴学习、自我学习和团队合作的重要性。评估包括考试和报告,以评估学生的知识建构程度。笔者希望通过本课程设计,提高学生分析、合作、表达、写作、规划的能力和技能,培养学生终身学习的良好习惯。

参考文献

[1]李永秋,李小藏,陶丽蓉,等.理工科专业大学生英语学习动机缺失因素研究[J].海外英语,2012(21):95-97.

[2]吴磊,刘建荣.地方高校大学生人际交往状况的调查研究[J].江西理工大学学报,2006,27(5):60-62.

[3]陈其荣.诺贝尔自然科学奖与跨学科研究[J].上海大学学报(社会科学版),2009,16(5):146-149.

[4]胥秋.学科融合视角下的大学组织变革[J].高等教育研究,2010(7):20-27.

[5]Kolb, D.A..Organizational psychology:readings on human behavior in organizations.1984.

[6]Nielsen J F D,Du X, Kolmos A. Innovative application of a new PBL model to interdisciplinary and intercultural projects[J].International Journal of Electrical Engineering Education,2010,47(2):174-188.

[7]陶丹玉.奥尔堡大学PBL教育模式基本原则[J].嘉兴学院学报,2015(5):117-121.

[8]Wang L, Xiangyun D U.Chinese Teachers Professional Identity and Beliefs about the Teacher-Student Relationships in an Intercultural Context[J].Frontiers of Education in China,2014,9(3).

[9]孙从建,陈伟,郝艳红,张文强.PBL教学法在高校水文学教学中的应用研究[J].高师理科学刊,2018.38,(11).

Abstract: Based on the PBL teaching model put forward by Aalborg University of Denmark, and combined with China's national conditions, this paper designs a model of "lecture + practice+ project" to help college students construct their knowledge. The design tries to reform from the aspects of both teaching and learning. Peer-learning, self-learning and teamwork-learning are applied during the process of knowledge construction. These three components respectively account for 50%,30% and 20% of the scores in the evaluation system. The design attempts to find a PBL model suitable for colleges and universities in China, so that students can improve their ability of analysis, cooperation, expression, action, writing and management in practice, and the teaching effect of Soil Geography can be improved.

Key words: PBL teaching method; colleges and universities; curriculum reform

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