PBL和 CBL学习法在织造学实验教学中应用

PBL和 CBL学习法在织造学实验教学中的应用
【摘要】在织造学实验课程中应用pbl和 cbl学习法，提高了学生的学习主动性，特别是有助于对培养学生独立思考、分析问题、解决问题能力和创新能力。

【关键词】pbl学习法；cbl学习法；织造学实验；应用
织造学实验课程是纺织专业学生的专业必修课，是与织造学课程对应同步教学的一门独立实验课程，属工程学科，同织造工程实际的关系十分紧密。

课程的主要内容是机织物制造过程中各工序的工艺设计原则及具体方法，各工序生产设备的机械结构及工作原理，半制品和成品的质量控制指标及其影响因素和检测方法，检测仪器的工作原理及使用方法等实验项目。

课程教学的目的是使学生在综合运用专业知识和实验技能的基础上，具备机织物制造过程中的各工序生产工艺初步设计和方案实施的能力。

该课程不仅是一个专业知识积累和专业实验技能训练的过程，更是一个培养学生独立思考、分析问题、解决问题能力和创新能力的过程。

传统课程教学内容中以验证性实验为主，其教学方法是教师在教学过程中扮演“主动”角色，从实验原理、实验方案、实验设备和仪器的操作方法、实验注意事项一一讲解，面面俱到。

这样使学生置于“被动”的地位，导致学生无需动脑，只按实验指导书上要求的步骤去完成即可，课程过程中学生只是一个操作工[1]。

即使作答实验思考题，也很少提出独立的见解。

这种基于教学的学习法（lecture-bssed learning， lbl）很难激发学生的主观能动性，
对学生各项能力的培养有限，使教学效果大大降低。

为了适应现代教育技术的发展，从培养学生的发现问题、分析问题、、解决问题的综合素质出发，我们尝试在织造学实验课程教学中引入基于问题的学习法（problem-bssed learning， pbl）和基于案例的学习法（case-bssed learning， cbl）。

1.pbl和 cbl学习法
pbl学习法（problem-bssed learning， pbl）又称为基于问题的学习模式，是相对于lbl学习法的一种新型学习法，最早源于医学教育，是美国神经病学barrows教授于上世纪六十年代在加拿大mcmarster大学医学院为解决当时医学教育中学生死记硬背基础理论而忽视实践能力的训练，探讨出的如何培养学生主动学习的能力而开始试行的一种新的学习模式[2]。

它强调把学习设置于复杂的、有意义的问题情景（以所教学的知识为背景）中，让学生成为学习的主体，由他们自己去分析问题，学习解决该问题所需要的知识，进而通过团队合作解决问题。

教师通过提问的方式，不断地激发学生去思考，去探索，培养学生自主学习的能力[1]。

pbl的基本模式是小组讨论学习，以学生为中心，教师为引导，围绕问题编制综合课程。

采用提出问题——建立假设——收集资料——论证假设——总结五段式教学——学习模式，教师事先精心设计一个问题，并引导学生一步步通过自主学习来解决问题[3]。

自上世纪九十年代起，国内的一些医学院对pbl学习法进行了研究和探索，并在医学教育方面陆续采用，取得了不错的效果。

近年来，pbl学习法在法学及
理工科学教育也获得了推广和应用。

cbl学习法（case -bssed learning， cbl）又称为基于案例的学习模式，在1910年于美国哈佛大学医学院和法学院形成和运用后，迅速在商业与企业管理学的教学中获得推广和运用。

cbl学习法同lbl学习法在许多方面类似：如都强调以学生为主体，都采用启发式，都以问题或案例为情景，都强调学习过程的共同参与性。

两种学习法的各自特点在于：pbl学习法注重从具体问题细节着手，主要着眼与提高学生解决具体问题的能力，而cbl学习法则从整体综合应用着手，主要着眼与提高学生运用所学理论综合解决问题的能力[4]。

2.pbl和 cbl学习法在教学中的应用
如能将两种学习法有机地结合起来，取长补短，则是相得益彰。

织造学实验课程是我校纺织工程专业在大三上学期开设的专业必
修课，之前学生已修学了纺织机械基础、纺织材料学、纺织材料学实验、纺纱工艺学等专业基础课程和专业课程，具备专业知识背景，有条件在织造学实验课程中应用pbl和 cbl学习法。

2.1教材设计
在lbl学习法的要求下，实验指导书从实验目的与要求、实验器材、实验原理、实验内容与步骤等方面一一详尽，唯恐遗漏万一，类似一个计划执行书或一本设备操作手册，学生只需按照实验步骤即可完成。

为适应pbl学习法，我们重新编写了实验指导书，保留了实验目的与要求部分，弱化了实验器材、实验原理部分，略去了
实验内容与步骤，改为问题的提出。

2.2 pbl学习法的应用
在与织物制造工序相对应的实验项目的教学中，我们采用pbl学习法。

改变传统教学的学习法：教师按部就班，依次教学实验目的与要求、实验器材、实验原理、实验内容与步骤等，然后学生依照执行。

在pbl学习法中，先将全班学生进行分组，每组5～6人。

整个教学---学习分五个环节进行。

第一环节（提出问题）首先说明该实验项目对应的制造工序的原料和半成品以及对半成品的质
量要求，然后提出问题：如何完成这一任务？第二环节（建立假设）中首先要介绍一些专业背景知识，以便学生能目的明确地进入到第三环节（收集资料）中，也可以把实验思考题的内容作为子项问题在第二或第三环节中提出，以引导学生逐级检索资料、收集资料和分析资料。

在此基础上，先组织学生组内交流，根据所分析的资料提出各组解决问题的方法。

然后组织全班学生课堂讨论，讨论以小组为单元，各自提出解决问题的方法，并可提出尚未解决的疑惑。

小组间应有相互提问和解答。

教师引导讨论的方向，解答讨论中尚未解决的疑惑，纠正违背科技工程规律的想法或不符合逻辑推理的结论，再介绍一些实验项目常用设备仪器的工作原理及最新进展。

最后制定出实验方案。

一般情况下，实验方案是全班统一的，但允许各组自主选择实验参数，这样即使同一个实验项目，实验内容也丰富多彩，学生从实验中获得的专业知识也会多一些。

第四环节（论证假设）主要是实施实验方案，获得实验结果，验证实验假设。

第
五环节（总结）以实验报告形式体现，在lbl学习法中，所有实验报告缺乏个性，特别是实验原理、实验内容与步骤部分千篇一律，而在pbl学习法中，各小组的实验报告就不尽相同：
即便实验数据接近，可能实验结论会不一样；即便实验结论相同，可能验证方法不一样。

这主要取决于各组的自主学习的广度和深度。

2.3 cbl学习法的应用
在课程末期，我们设置一个案例：要求学生设计某一机织物品种的织造工艺或不同机织物品种的工序工艺。

有前期pbl学习法的锻炼，学生进入自主学习的角色要自如多了。

教师在引导学习时着重两点：一是课程中所有实验项目都有前因后果的关系，二是要综合运用专业理论知识和实验项目的论证结论。

经过资料的综合分析，每个小组都提交一份案例解决方案，虽然有不少缺陷，也不尽完美，但算是一份织造工艺单的草案了。

2.4应用效果
经过两个阶段的学习，学生们不仅掌握和了解了课程的内容，初步完成了织造工艺的设计，较好地达到课程教学的目的，还通过pbl 和 cbl学习法，培养了独立思考，分析问题、解决问题的能力，也提高了自主学习和创新能力。

3.应用体会
在现行情况下，pbl和 cbl学习法的应用还有些难点：第一是与lbl学习法相比，课程学时要多；第二是教师的工作量大大增加，
执教水平也需相应提高；第三是受实验设备种类和台数的限制，在某些实验类课程上无法推广。

参考文献：
[1] 孙长艳，李文军，董彬，陆慧丽.“pbl”教学模式在无机化学实验课程中的应用[j].实验室研究与探索，2012，31（5）135-137.
[2] hmelo，c.e.problem-based learning：effects on the early acquisition of cognitive skill in medicine[j].thejournal of the learningscience，1998，7（2）：173-208.
[3] 龙云飞，葛圆圆，李志礼. pbl教学法在化工原理教学改革中的应用[j]. 化工高等教育，2011，（4）：97-99.
[4] 杨春波，张丽. pbl教学法与案例式教学法在高校教学中的结合应用研究[j].首都教育学报，2012，6（6）：89-93.
基金项目：
本文（研究）受上海工程技术大学学科专业建设项目（xkcz1207）资助。