基于PBL教学模式的水力学网络课程建设
张新燕+朱德兰
[摘 要]PBL教学法符合建构主义学习理论及教学原则。通过开展基于PBL教学模式的水力学网络课程建设的应用实践，可以探讨水力学网络课程建设内容及教学设计方法。水力学网络课程教学模式包括学习目标设定、教学资源配置以及教学活动设计三部分，是实施高等函授教育的一种现代教育方式。
[关键词]PBL；水力学；网络课程
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0083-02
引言
高等函授教育是高等教育体系中的重要组成部分，是成年学员获取高等学历教育的主要途径，也是成人教育和远距离教育中正规化、标准化程度最高的教育形式。但其现有的教学手段和教学模式，存在着教学模式单一、交互性差、内容针对性不强、实用性和灵活性不够等问题，这些问题影响了学员的学习积极性和学习兴趣。随着网络新技术的发展，实施网络远程教育，构建网络时代的成人高等教育网络化教学模式，是函授教育进一步发展和提高的关键。
水力学是水利类各专业的一门专业基础课，其具有很强的理论性和实践性，内容庞杂，学员学习起来比较困难，课程需要学员具有较好的数学基础和物理知识。根据教育部制订的《现代远程教育资源建设技术规范》中的有关要求，我们在学校的网络与远程教育平台上启动了水力学网络课程建设，以保证水力学网络课程的教学质量。
一、PBL教学模式
PBL（ Problem Based Learning）教学模式的主旨是让学习者带着问题进行学习，是一种由辅导教师提出问题，并以问题为导向，学习者通过自己解决问题从而掌握知识的教学方法。该方法最早应用于医学教育，由美国的神经病学教授 Barrows首创。定义PBL既是一种课程又是一种学习方式，即围绕某一问题，在教师的协助下，学习者通过查阅文献资料、自主学习、相互讨论的形式，应用所学相关理论知识，设计出解决方案，独立自主地解决问题，并从中获取知识。
PBL教学模式对培养学习者的自主学习和协作学习能力，培养学习者高级认知思维能力和解决问题的能力具有积极的作用。函授教育学员具有较强的实践能力和丰富的实践经验，其注重所学内容的实用性。因此，从实际问题出发引导学员发挥自身潜能，充分调动学员的学习主动性和独立解决问题的能力，让学员通过问题的解决来掌握课程内容，符合函授教育教学目标，有利于提高学员的学习兴趣和学习积极性。这种方式具有较强的针对性、实用性，符合建构主义学习理论及其教学原则。
二、水力学网络课程建设
水力学网络课程建设基于PBL教学模式进行，建设内容包括课程基本信息和教学内容两部分。
（一）课程基本信息
課程基本信息包括课程介绍、教学大纲、教学计划、教师信息等内容。课程介绍是对课程基本情况的说明，包括课程的性质及地位、授课对象、教学特点及学习方式、教材和参考书目、实践能力以及特色介绍、考核方式等基本信息。教学大纲是以知识点为单位的学习要求、学习重点、难点以及教学任务。教学计划是以时间为单位的学习进度安排。教师信息是本课程任课教师的基本信息，包括课程负责人、主讲教师、实验实习指导教师等人员的研究方向、研究特色、教学成果及教学特色等。
（二）课程教学内容设计
课程教学内容设计主要分为学习目标设定、教学资源配置以及教学活动设计三部分。
1.学习目标设定为能够完成课程教学大纲的任务和要求，熟练掌握教学内容。水力学课程要求学员通过学习，全面掌握水流运动的基本概念、基本理论与分析方法，理解不同水流运动的特点，学会水利工程中常见的水力计算，包括基础理论的掌握和实践能力的培养，为后续课程的学习和从事专业技术工作打下基础。
2.教学资源配置有学习指导、电子教案、教学课件及视频、参考资料及网络资源链接、特色资源库（案例素材库）。学习指导是对如何学习课程内容给出指导性意见，并提供每个单元的学习目的和要求、重难点、基本内容、考核知识点、考核要求等。电子教案是与课堂讲授相配套的教师讲稿。教学视频是教师讲授课程的全程录像。结合水利类专业教学大纲要求，水力学课程教学时数为48学时，每学时约40分钟，分别由具有多年丰富教学经验的4位教师主讲，内容涵盖了水静力学、水动力学基础、有压管流、明渠恒定流、渗流等。参考资料及网络资源链接提供该课程的参考书目及与本课程有关的有利于学员素质提高和知识拓展的相关网络素材。特色资源素材库提供一些工程案例分析、水力学网络课程网站、测量仪器设备、水流现象演示、水力计算等的动画库、图片库、视频库、软件库等。
3.教学活动设计。教学活动基于PBL教学模式进行。
（1）问题设计。水力学网络课程的教学内容采用模块化设计，以章为教学单元，每个单元由若干小节组成，每一小节又分为若干知识点。学员在开始学习前，不能急于进入课件直接接触教学内容，首先应完成各章学习前设计的问题。这些问题是针对每章内容设计的、用于启发学员思考的实践性问题。比如，学员在学习明渠均匀流内容时要先回答两个问题，一是设计渠道时需设计哪几项内容？二是渠道在实际运行中人们比较关注哪些水力要素？这两个问题基本涵盖了明渠均匀流部分需要学员掌握的学习内容。明渠均匀流是进行渠道设计的理论依据，让学员从设计思路考虑很容易使其掌握明渠的类型、基本的水力要素及其对水流的影响，也能让其了解到书本上的知识都是和实际紧密相关的。这对其以后的发展有重要作用，能提高其学习的积极性和学习兴趣。学员可以针对问题结合自己现有知识基础和实践经验进行思考，也可以借助网络资源查阅、咨询或找其他学员进行研讨，通过这样的方式来寻求答案。
（2）课程内容学习。在对前述所提问题有了初步的认识并寻找到答案后，即可进入第二步学习。在各章教学内容之前学员需根据问题答案的若干选项进行选择，若选择正确即可进入相应的教学内容学习。这些教学内容学习有对应的教学课件、教学视频以及电子教案作支撑，内容详尽，能结合实际问题，有利于学员自学掌握。
（3）答疑讨论。学员自主学习课程内容的过程中，对于查找不到的问题和课程中不能理解的内容可通过实时交互进行答疑讨论。利用网络虚拟现实等交互技术能实现学员和教师间的答疑交流。水力学网络课程采用实时和异步两种交互模式。实时交互模式以Internet聊天室、网络ICQ等形式进行。学生可利用网络与在线的其他学员和教师以聊天的形式交流学习体会、进行讨论，并获得解答。当然，教师也可以在网上对学生进行学习指导，辅导答疑。异步交互模式是利用网络BBS和E-mail等方式进行，当学员或教师有一方不在线时，可采取该种方式。交互模式克服了时空的限制，学员之间、学员与教师之间可随时随地进行交流、答疑，这提高了学员的学习效率。
（4）学习评价。学习评价是对教学效果的评判。在水力学课程教学中，有自我学习评价和总结性评价两种方式。自我学习评价以作业习题和在线自测的形式进行。水力学课程以教学单元为单位配备自测习题、试题库，围绕着教学内容，以章为单位，根据每个教学单元的知识点发布6-8道习题，学员在学习过程中可通过完成作业习题来巩固教学内容和评判掌握情况。试题库建设分为两种形式：一种是试题库，一种是试卷库。试题库按题型分类建设，有单选题、判断题、填空题、名词解释、问答题、计算题、论述题、证明题等，每种题型均设置有若干数量的试题，涵盖教学的全部内容。针对不同的学习阶段和学员的不同要求可从题库中任意选择试题组合成试卷进行测试或考核。试卷库由成套的试卷组成，每套试卷以综合考查为目标，全面测试学员掌握程度是否达到大纲要求。总结性评价以课程问卷和研究型教学的形式完成，通过课程问卷调查学员对课程教学内容和方式的意见和建议，在网络教学平台上开展基于小组协作的研究型学习模式，并通过研究型学习成果汇报的形式进行总结评价，以对该课程进行教学改革。
三、结语
以实际问题为导向进行水力学网络课程学习，不仅适应了高等教育信息化的要求，突破了时空的局限，实现了网络教学的资源共享，而且满足了函授教育学员特殊性的要求，更能引起学员的学习兴趣，提高学员的积极主动性，有利于增强学员理论联系实践结合的能力，有利于提高学员的学习效率和质量，为成人高等教育实现创新发展提供了可能和保证。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 冯大鸣译.Implement problem based learning in leadership development[M].上海：上海教育出版社，2002.
[2] 张劲.基于水力学网络课程的 PBL 教学设计[J].广东水利电力职业技术学院学报，2010（8）：31-33.
[3] 张新燕，吕宏兴.PBL 教学模式在水力学综合性实验教学中的应用探讨[J].长春工程学院学报（ 社会科学版），2013（3）：136-138.
[4] 朱葉秋.“翻转课堂”中批判性思维培养的 PBL 模式构建[J].高教探索，2016（1）：89-94.
[5] 薛红霞. PBL下数学项目化实验教材的编写与实践[J].教育理论与实践，2016（8）：42-44.
[6] 宋淑丽.基于 PBL 的高校实践教学模式创新[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2016（1）：55-56.
[7] 张霞，杨其宇.融合 PBL 教学法的工科电类双语课程教学探索[J].大学教育，2016（4）：72-73，97.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]PBL教学法符合建构主义学习理论及教学原则。通过开展基于PBL教学模式的水力学网络课程建设的应用实践，可以探讨水力学网络课程建设内容及教学设计方法。水力学网络课程教学模式包括学习目标设定、教学资源配置以及教学活动设计三部分，是实施高等函授教育的一种现代教育方式。
[关键词]PBL；水力学；网络课程
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0083-02
引言
高等函授教育是高等教育体系中的重要组成部分，是成年学员获取高等学历教育的主要途径，也是成人教育和远距离教育中正规化、标准化程度最高的教育形式。但其现有的教学手段和教学模式，存在着教学模式单一、交互性差、内容针对性不强、实用性和灵活性不够等问题，这些问题影响了学员的学习积极性和学习兴趣。随着网络新技术的发展，实施网络远程教育，构建网络时代的成人高等教育网络化教学模式，是函授教育进一步发展和提高的关键。
水力学是水利类各专业的一门专业基础课，其具有很强的理论性和实践性，内容庞杂，学员学习起来比较困难，课程需要学员具有较好的数学基础和物理知识。根据教育部制订的《现代远程教育资源建设技术规范》中的有关要求，我们在学校的网络与远程教育平台上启动了水力学网络课程建设，以保证水力学网络课程的教学质量。
一、PBL教学模式
PBL（ Problem Based Learning）教学模式的主旨是让学习者带着问题进行学习，是一种由辅导教师提出问题，并以问题为导向，学习者通过自己解决问题从而掌握知识的教学方法。该方法最早应用于医学教育，由美国的神经病学教授 Barrows首创。定义PBL既是一种课程又是一种学习方式，即围绕某一问题，在教师的协助下，学习者通过查阅文献资料、自主学习、相互讨论的形式，应用所学相关理论知识，设计出解决方案，独立自主地解决问题，并从中获取知识。
PBL教学模式对培养学习者的自主学习和协作学习能力，培养学习者高级认知思维能力和解决问题的能力具有积极的作用。函授教育学员具有较强的实践能力和丰富的实践经验，其注重所学内容的实用性。因此，从实际问题出发引导学员发挥自身潜能，充分调动学员的学习主动性和独立解决问题的能力，让学员通过问题的解决来掌握课程内容，符合函授教育教学目标，有利于提高学员的学习兴趣和学习积极性。这种方式具有较强的针对性、实用性，符合建构主义学习理论及其教学原则。
二、水力学网络课程建设
水力学网络课程建设基于PBL教学模式进行，建设内容包括课程基本信息和教学内容两部分。
（一）课程基本信息
課程基本信息包括课程介绍、教学大纲、教学计划、教师信息等内容。课程介绍是对课程基本情况的说明，包括课程的性质及地位、授课对象、教学特点及学习方式、教材和参考书目、实践能力以及特色介绍、考核方式等基本信息。教学大纲是以知识点为单位的学习要求、学习重点、难点以及教学任务。教学计划是以时间为单位的学习进度安排。教师信息是本课程任课教师的基本信息，包括课程负责人、主讲教师、实验实习指导教师等人员的研究方向、研究特色、教学成果及教学特色等。
（二）课程教学内容设计
课程教学内容设计主要分为学习目标设定、教学资源配置以及教学活动设计三部分。
1.学习目标设定为能够完成课程教学大纲的任务和要求，熟练掌握教学内容。水力学课程要求学员通过学习，全面掌握水流运动的基本概念、基本理论与分析方法，理解不同水流运动的特点，学会水利工程中常见的水力计算，包括基础理论的掌握和实践能力的培养，为后续课程的学习和从事专业技术工作打下基础。
2.教学资源配置有学习指导、电子教案、教学课件及视频、参考资料及网络资源链接、特色资源库（案例素材库）。学习指导是对如何学习课程内容给出指导性意见，并提供每个单元的学习目的和要求、重难点、基本内容、考核知识点、考核要求等。电子教案是与课堂讲授相配套的教师讲稿。教学视频是教师讲授课程的全程录像。结合水利类专业教学大纲要求，水力学课程教学时数为48学时，每学时约40分钟，分别由具有多年丰富教学经验的4位教师主讲，内容涵盖了水静力学、水动力学基础、有压管流、明渠恒定流、渗流等。参考资料及网络资源链接提供该课程的参考书目及与本课程有关的有利于学员素质提高和知识拓展的相关网络素材。特色资源素材库提供一些工程案例分析、水力学网络课程网站、测量仪器设备、水流现象演示、水力计算等的动画库、图片库、视频库、软件库等。
3.教学活动设计。教学活动基于PBL教学模式进行。
（1）问题设计。水力学网络课程的教学内容采用模块化设计，以章为教学单元，每个单元由若干小节组成，每一小节又分为若干知识点。学员在开始学习前，不能急于进入课件直接接触教学内容，首先应完成各章学习前设计的问题。这些问题是针对每章内容设计的、用于启发学员思考的实践性问题。比如，学员在学习明渠均匀流内容时要先回答两个问题，一是设计渠道时需设计哪几项内容？二是渠道在实际运行中人们比较关注哪些水力要素？这两个问题基本涵盖了明渠均匀流部分需要学员掌握的学习内容。明渠均匀流是进行渠道设计的理论依据，让学员从设计思路考虑很容易使其掌握明渠的类型、基本的水力要素及其对水流的影响，也能让其了解到书本上的知识都是和实际紧密相关的。这对其以后的发展有重要作用，能提高其学习的积极性和学习兴趣。学员可以针对问题结合自己现有知识基础和实践经验进行思考，也可以借助网络资源查阅、咨询或找其他学员进行研讨，通过这样的方式来寻求答案。
（2）课程内容学习。在对前述所提问题有了初步的认识并寻找到答案后，即可进入第二步学习。在各章教学内容之前学员需根据问题答案的若干选项进行选择，若选择正确即可进入相应的教学内容学习。这些教学内容学习有对应的教学课件、教学视频以及电子教案作支撑，内容详尽，能结合实际问题，有利于学员自学掌握。
（3）答疑讨论。学员自主学习课程内容的过程中，对于查找不到的问题和课程中不能理解的内容可通过实时交互进行答疑讨论。利用网络虚拟现实等交互技术能实现学员和教师间的答疑交流。水力学网络课程采用实时和异步两种交互模式。实时交互模式以Internet聊天室、网络ICQ等形式进行。学生可利用网络与在线的其他学员和教师以聊天的形式交流学习体会、进行讨论，并获得解答。当然，教师也可以在网上对学生进行学习指导，辅导答疑。异步交互模式是利用网络BBS和E-mail等方式进行，当学员或教师有一方不在线时，可采取该种方式。交互模式克服了时空的限制，学员之间、学员与教师之间可随时随地进行交流、答疑，这提高了学员的学习效率。
（4）学习评价。学习评价是对教学效果的评判。在水力学课程教学中，有自我学习评价和总结性评价两种方式。自我学习评价以作业习题和在线自测的形式进行。水力学课程以教学单元为单位配备自测习题、试题库，围绕着教学内容，以章为单位，根据每个教学单元的知识点发布6-8道习题，学员在学习过程中可通过完成作业习题来巩固教学内容和评判掌握情况。试题库建设分为两种形式：一种是试题库，一种是试卷库。试题库按题型分类建设，有单选题、判断题、填空题、名词解释、问答题、计算题、论述题、证明题等，每种题型均设置有若干数量的试题，涵盖教学的全部内容。针对不同的学习阶段和学员的不同要求可从题库中任意选择试题组合成试卷进行测试或考核。试卷库由成套的试卷组成，每套试卷以综合考查为目标，全面测试学员掌握程度是否达到大纲要求。总结性评价以课程问卷和研究型教学的形式完成，通过课程问卷调查学员对课程教学内容和方式的意见和建议，在网络教学平台上开展基于小组协作的研究型学习模式，并通过研究型学习成果汇报的形式进行总结评价，以对该课程进行教学改革。
三、结语
以实际问题为导向进行水力学网络课程学习，不仅适应了高等教育信息化的要求，突破了时空的局限，实现了网络教学的资源共享，而且满足了函授教育学员特殊性的要求，更能引起学员的学习兴趣，提高学员的积极主动性，有利于增强学员理论联系实践结合的能力，有利于提高学员的学习效率和质量，为成人高等教育实现创新发展提供了可能和保证。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 冯大鸣译.Implement problem based learning in leadership development[M].上海：上海教育出版社，2002.
[2] 张劲.基于水力学网络课程的 PBL 教学设计[J].广东水利电力职业技术学院学报，2010（8）：31-33.
[3] 张新燕，吕宏兴.PBL 教学模式在水力学综合性实验教学中的应用探讨[J].长春工程学院学报（ 社会科学版），2013（3）：136-138.
[4] 朱葉秋.“翻转课堂”中批判性思维培养的 PBL 模式构建[J].高教探索，2016（1）：89-94.
[5] 薛红霞. PBL下数学项目化实验教材的编写与实践[J].教育理论与实践，2016（8）：42-44.
[6] 宋淑丽.基于 PBL 的高校实践教学模式创新[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2016（1）：55-56.
[7] 张霞，杨其宇.融合 PBL 教学法的工科电类双语课程教学探索[J].大学教育，2016（4）：72-73，97.
[责任编辑：陈 明]
