PBL教学模式在电路原理课程教学改革中的探索和实践

摘 要： 《电路原理》是医学高校中生物医学工程本科学生的专业基础课。针对电路原理课程教学现状，本文以PBL教学改革为主线，在传统教学的基础上引入PBL这一基于问题的交互式教学模式，将其应用到电路教学的理论和实验环节中， 并通过具体示例进行详细阐述，通过客观分析评价探讨PBL的总体教学效果。

关键词： 电路原理 PBL教学 教学改革

1.引言

《电路原理》是理工科教育的一门专业基础学科，该课程理论性很强，对实践性要求很高，在学生的专业培养和知识获取中具有承前启后的作用。以往教学中，电路原理的教学一直都是完全采用LBL（1ecture-based Leaning）教学方法。所谓LBL，就是以教师授课为基础的学习，即传统的教学模式。LBL教学法对基本概念的讲授较为深刻、全面，尤其是对于没有太多知识背景的低年级学生显得更重要，是当前最主要的教学方法[1]。虽然LBL教学讲解全面，但教学模式单一，加上电路原理课程具有内容多、理论性强、计算繁杂的特点，学生普遍反映该课程枯燥难学，缺乏兴趣。即使是电路实验教学，基本上也是以LBL教学为主，学生只是按部就班地完成实验内容，无形中限制了学生的思维，整个实验下来完全不能充分发挥学生的积极性、主动性和创造性，基本无法达到实验教学目的。

综合以上电路原理课程的教学现状，无论是理论课还是实验课，单一的LBL教学模式显然存在诸多弊端，该课程的教学改革势在必行。

2.解决问题的思路及理论依据

完全的LBL教学模式的结果是学生学习很被动，创新能力和独立思考解决问题的能力受到了很大限制。为了提高教学质量，增强学生的自主学习能力、解决问题能力和创新能力，本次教学改革中提出了以PBL（Problem—Based Learning，以下简称PBL）[3]教学模式为主线，有选择性地在理论教学和实验教学中渗透，以消除电路课程教学的弊端。

PBL的基本思路是：以问题为基础展开学习和教学过程，是一种以学生为中心的教学方式。1969由美国神经病学教授Barrows首创于加拿大麦克马斯特大学，是让学生通过解决一些结构不良的真实问题而进行的一种有针对性、实践性的学习[4]。

考虑到学生一直以来已经习惯了LBL教学，且当前学生多、教师少，我们根据电路课程的特点，在教学改革中把PBL与LBL两者有机结合，采取在教学中逐步渗透，有针对性地选取某些章节进行PBL的教学实践调动学生的学习积极性，强化教学效果。

3. PBL教学在《电路原理》课程教学中的实践

3.1 PBL教学的实施方案

3.1.1 学生PBL教学培训

考虑到学生一向都是接受LBL教学，对PBL几乎没有概念，首先要花点时间对学生进行培训。无论是理论课还是实验课之前，在准备实施PBL教学时，都需要预先给学生提供2-3学时的PBL教学模式进行培训，使学生明确PBL教学的方法、要求、目的及评价方法等。

3.1.2建立学习小组

本次《电路原理》课程的教学改革实施对象是2013级的生物医学工程本科专业，一共4个班级，每个班级大约30人。将其中2个班级设立为PBL教学实验组，6O名学生分为4个学习小组，每组在15人左右。每组选一名学习组织能力和责任心强、学习成绩较好的学生担任组长，负责本小组成员的组织和分工。

3.1.3根据内容发放问题

教师根据《电路原理》课程理论教学大纲和实验教学内容，参考学生的学习水平和参考资料，有选择性地针对某一内容设计3至5个相关的电路问题。在上课前1～2周发放给学生，供学生思考、准备。

3.1.4 学生自主学习

学生根据教师发放的问题着手准备答案。在此期间学生可以对教师设立的学习目标预先学习相关理论知识，通过图书馆、互联网、参考书等多种资源自学，然后由小组通过讨论解答问题或提出新的问题。对新的问题小组可再次查找资料、讨论，尝试解决。

3.1.5 课堂集中讨论

课堂上以学生为中心，以小组为单位，教师组织学生自由讨论，召开问题讨论会。在此过程中，每个小组都会提出在分析过程中遇到的难题和困惑。每个组员都可以畅所欲言，将自己的想法在小组讨论会上宣读，这样既能充分调动学生的学习热情，又能加强生生间的交流。经过讨论，小组最后总结出一个解决问题的最佳方案。此方案将由各个小组在全班课堂上进行汇报，并由教师作点评。

3.1.6 教师总结

当各个小组均汇报完自己的解决方案后，将由教师对各小组的发言质量、解决问题的方案是否可行等，并针对各小组的讨论提出完善的理论分析，让学生对该问题建立更深一步的认识，从而使学生得到思考方法和分析方法的指导。

3.2 PBL在《电路原理》教学过程中的应用

在PBL教学法中，问题的设置是关键。考虑到学生对PBL教学模式的陌生和有限的课时，我们参考教学大纲，有选择性地对几个章节进行问题设置，同时尽量与实验相联系，让学生能直接利用实验验证理论的正确性，以此加深理解和巩固知识点。

例如《电路》邱光源第五版第二章，电阻电路的等效变换，在学习本章中有关实际电压源和电流源的等效变换时， 可以设置如下问题：理想电压源和理想电流源具备什么特点？实际电压源与实际电流源与理想模型有什么不同？你能根据自己对等效变换的理解自行设计一个验证实际电压源和实际电流源等效变换的实验吗？

这些问题提前1-2周发给学生，学生分别通过自学和查找相关资料获得答案，通过小组分析讨论后将各组的答案连同疑惑一起在课上汇报，最后经教师点评、归纳后，引导学生得出正确答案，但对于学生设计的验证实验暂时保留意见。此时教师适时引导学生了解实验讲义中的相关实验，学生可以通过书上的说明与自己的设计相比较后，再次组织小组讨论和实验。这样不仅有助于学生加深对实验的了解，关键是大大激发了他们对实验的兴趣和热情，到做该实验时，学生基本已经对原理和步骤相当熟悉，而且可以将自己的设计付诸实践。整个教学过程中理论与实验相结合，培养了学生的创造性思维，促进了相互沟通，锻炼了对知识的应用能力和实验操作能力，使学生的综合素质得到了进一步提高。

在讲动态电路的分析和计算等，学生往往觉得枯燥又难以理解，教师可以利用PBL教学模式，利用精心设置的问题引导学生学习、讨论、实验，再讨论，再实验，逐步加深学生对知识点的理解，这里不再重复论述。

4 .效果评价

选择了本校2013级生物医学工程专业学生进行电路原理课程PBL教学模式的改革实践，以无记名问卷调查方式对PBL教学进行评价，参加人数60人，收回问卷60份。问卷调查结果如表1所示。

从问卷调查来看，大部分学生还是愿意接受PBL教学的，并且具有一定的效果。从平时的课堂效果来看，实行PBL教学班的学生的学习积极性比另外两个班明显提高，课堂气氛较之活跃，学生普遍反映电路课程没有那么枯燥了。

5.结语

从PBL教学的效果和学生反映来看，本次以PBL教学模式为主线的电路课程教学改革的结果还是令人满意的，在今后教学中可以进一步加以推广。PBL教学方法在提高学生学习兴趣、培养自学能力和创新能力方面与LBL教学方法相比有着极大的优越性。但PBL模式教学也存在不少问题。比如设计问题是关键，要生动有趣且要密切结合理论授课内容，同时难度要适中，这些是教师在设置问题时必须把握的关键。另外，由于学生长期接受的是以教师讲解为主的LBL授课方式，对传统教育模式有一定的依赖性，且有的学生性格内向腼腆，不愿发言参与讨论，PBL教学并非适用于所有学生。只有将PBL教学逐渐融入传统教学，两者有机结合，相辅相成，才能最大限度地培养学生的创造力、责任感和团队意识。

参考文献：

[1]林多，陈伟伟等.《医学物理学》教学中的PBL教学过程初探[J].课程教育研究，2014（13）：243-244.

[2]赵昕.工作过程知识导向的职业教育课程开发[J].职业技术教育（理论版），2007，28（7）：45-47.

[3]成词松等.大班授课模式下的PBL教学评价[J].中医药管理杂志，2010（8）：705-707.

[4]邓磊.PBL对网络学习者的学习成绩与班级归属感影响研究[J].中国电化教育，2010（12）：50-54.

温州医科大学2014年课堂教学改革项目：《电路原理理论及实验课程教学改革》，教改课题编号：YBKG201443

温州医科大学《医学超声仪器原理》教学及实验内容改革，教改课题编号：YB2012057。