基于PBL的本科計算機基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)計研究

周珺

四川師范大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院 成都 610101 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū) 成都 611130

基于PBL的本科計算機基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)計研究

周珺

四川師范大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院 成都 610101 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū) 成都 611130

基于問題的學(xué)習(xí)（PBL）是20世紀50年代中期起源于美國醫(yī)學(xué)教育的一種新興學(xué)習(xí)方式。PBL的核心思想是以學(xué)生為中心，強調(diào)利用知識和技能解決實際問題，從而達到建構(gòu)經(jīng)驗的學(xué)習(xí)過程。對某高校本科計算機類課程進行教學(xué)試驗，對PBL模式引入計算機類學(xué)科教學(xué)提出相應(yīng)的參考方案。

PBL；本科計算機教學(xué)；教學(xué)設(shè)計

Author’s addressComputer Science Institute of Sichuan Normal University, Chengdu, China 610101;Chengdu Campus of Sichuan Agricultural University Chengdu, 611130

1 PBL基本理論

PBL（Problem-based Learning，基于問題的學(xué)習(xí)）起源20世紀中期美國的醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域。目前學(xué)術(shù)界比較認可的理解為：PBL是一種教學(xué)策略，在其中，學(xué)生面對的是許多真實情景中的劣構(gòu)性問題，這些問題需要學(xué)生努力去尋找有意義的解決方案[1]。PBL的核心是以學(xué)生為中心，把學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)到一個復(fù)雜且有意義的問題情境中，利用所具備的知識和技能，通過與其他學(xué)習(xí)伙伴的合作來解決實際問題。隨著學(xué)習(xí)方式不斷變革，PBL的應(yīng)用范圍越來越廣。

1.1 PBL學(xué)習(xí)原理模型

隨著PBL的應(yīng)用領(lǐng)域的不同，不同的學(xué)習(xí)實踐可能基于不同學(xué)習(xí)理論，但Graaff和Kolmos（2003）將PBL學(xué)習(xí)原理歸納為3個方面：認知學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)以及學(xué)習(xí)內(nèi)容[2]。

1.2 PBL與傳統(tǒng)教學(xué)方法的區(qū)別

1）PBL注重學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，這是傳統(tǒng)說教式教育方式不能比擬的。PBL注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科學(xué)思維能力，能充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的自主性。傳統(tǒng)“填鴨式”的應(yīng)試教育，不僅學(xué)習(xí)效果不好，也大大縮減了學(xué)生主動探究的動力。

2）PBL加強了學(xué)科間的無縫連接，促進學(xué)生的全面發(fā)展。這是傳統(tǒng)單科教學(xué)不可比擬的創(chuàng)新。PBL注重學(xué)習(xí)者解決問題的過程，在此基礎(chǔ)上的解決方案將綜合多門學(xué)科的學(xué)習(xí)內(nèi)容。這是一個學(xué)科融合的過程，能更好地促進學(xué)生對全科知識的融會貫通，也是傳統(tǒng)單科教學(xué)達不到的。

3）PBL能加強學(xué)生的團隊合作能力，這是傳統(tǒng)教學(xué)中很難實現(xiàn)的。PBL過程中，學(xué)生難免遇到各種困難，這就需要其加強與教師、同伴及其他人員的交流，重視團隊合作的重要性，才能合力完成一項任務(wù)。這種訓(xùn)練在傳統(tǒng)教學(xué)中也難達到。

計算機類學(xué)科是一門應(yīng)用性很強的學(xué)科，理論與實踐聯(lián)系緊密，在教學(xué)上單靠課堂的灌輸是遠遠不能達到教學(xué)效果的，因此要充分利用學(xué)科優(yōu)勢，在教學(xué)中引入PBL，能有效改善教學(xué)效果。

2 CAI輔助PBL的工具平臺簡介

在CAI（Computer Aided Instruction，計算機輔助教學(xué)）輔助PBL中，應(yīng)用最多的平臺有WebQuest和VCT。WebQuest是一種“網(wǎng)絡(luò)專題調(diào)查”平臺，學(xué)習(xí)者可通過海量的網(wǎng)絡(luò)資源進行交流，通過各種網(wǎng)絡(luò)活動任務(wù)完成學(xué)習(xí)的全過程。

VCT（the Virtual Classroom Tour，虛擬教室漫游）是微軟公司全球推出的“創(chuàng)新教師”項目（Microsoft Innovative Teachers）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的重要組成部分。VCT提供統(tǒng)一、簡介、易用的PPT（PowerPoint）模板，任何教師都能套用。

在本文進行的教學(xué)試驗中選取VCT平臺模板。

3 用PBL進行教學(xué)試驗的具體情況

PBL教學(xué)活動分為提出問題、創(chuàng)設(shè)情境、收集資料、驗證結(jié)論、總結(jié)交流5個階段。以下為針對某高校計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程的PBL教學(xué)試驗過程簡介。

3.1 展開教學(xué)前，問卷調(diào)查，初步了解學(xué)生基本情況

測試教學(xué)班學(xué)生共計227人，分別來自13個不同院系，其中94.3%的學(xué)生為非計算機專業(yè)。通過問卷調(diào)查，90%以上學(xué)生“不知道計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念”；83%的學(xué)生“希望教師能夠多多講授計算機網(wǎng)絡(luò)操作技巧”；98%的學(xué)生“希望教師能用生動的方式教學(xué)”。

表1 PBL教學(xué)效果評價問卷統(tǒng)計表

3.2 結(jié)合學(xué)生需求和教學(xué)大綱，制定適當“問題”

在符合教學(xué)目標要求下，最大限度地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，才是合理有效的問題設(shè)計原則。因此，該課程的PBL問題選定為“如何提高網(wǎng)絡(luò)交流的能力及網(wǎng)絡(luò)的使用水平”，教師可靈活根據(jù)不同的學(xué)習(xí)階段制定不同的階段小問題。

3.3 逐步給學(xué)生呈現(xiàn)問題并進行角色分配

PBL要求教師不能一開始就把所有問題和盤托出，應(yīng)當在適當講授必要的前置知識（即在解決這個問題中需要用到的相關(guān)前置知識或技能）后，逐步提出不同階段的問題。這就需要教師酌情把握提出問題的時機。在完成項目之前還要根據(jù)學(xué)生選取問題的不同，自己組建學(xué)習(xí)團隊，才能順利解決問題。

3.4 收集整理，總結(jié)交流，共享資源

在PBL活動的最后環(huán)節(jié)安排總結(jié)交流活動，能讓學(xué)生通過展示、共享，不斷修正或提升自己的結(jié)論，從本質(zhì)上促進新知識的獲取。

3.5 PBL教學(xué)效果統(tǒng)計

本測試按總?cè)藬?shù)227人計算：1）初次完成學(xué)習(xí)任務(wù)的（即在規(guī)定時間之內(nèi)完成）有179人；2）學(xué)習(xí)過程結(jié)束后能基本解決問題的學(xué)生有133人；3）對問題的解決方案清楚，并能在教學(xué)活動中進行展示的學(xué)生有15人。具體教學(xué)反饋問卷227份，具體統(tǒng)計如表1所示。

可以看出，85.9%學(xué)生能接受PBL方式，有超過半數(shù)的學(xué)生希望繼續(xù)采用這種教學(xué)模式，對教師的滿意率也達到94%以上。

4 展望

PBL模式應(yīng)用于本科計算機類課程是一種新嘗試，通過以上教學(xué)實踐，提出一些建議。

4.1 PBL模式的適用性探討

PBL的初衷是希望培養(yǎng)學(xué)生主動的知識建構(gòu)技能，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)中不適應(yīng)于應(yīng)用性或?qū)嵺`性教學(xué)中不能達到的教學(xué)目的的問題，但并不意味著所有學(xué)科都適用這種方式，在應(yīng)用時應(yīng)酌情選取。

4.2 問題的選擇尺度探討

PBL的基本要素之一是“問題”。一個相對好的問題應(yīng)當具備：1）充分的趣味性，能激發(fā)學(xué)生的探索欲望；2）在問題的解答中能蘊含明顯的相關(guān)概念或技巧；3）問題應(yīng)當有多種解法，各解法涉及不同分支或領(lǐng)域；4）所列的問題能夠加以推廣。

4.3 教學(xué)平臺的選擇與應(yīng)用探討

利用PBL的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺還不多，研發(fā)出更多通用性強的軟件平臺可成為眾多教育技術(shù)工作者的研究課題。

[1]Rhem J. Problem-Based Learning: An Introduction[EB/OL].http://www.ntlf.com/html/pi/9812/pbl_1.htm

[2]杜翔云,Kolmos A, Holgaard J E. PBL：大學(xué)課程的改革與創(chuàng)新[J].高等工程教育研究,2009(3):29-35

Research of Computer Teaching Methods of Undergraduate based on PBL

//Zhou Jun

Problem-based Learning originated in Case Western Reserve University Medical School of USA since 1950s. The central part of PBL is focusing on the students. PBL emphasizes the use of knowledge and skills to solve practical problems. It will be constructed by the experience of the study process. We have experimented on a university course in the computer class which was used of VCT platform. With the result of the test, we made the reference to the scheme.

PBL; computer teaching methods of undergraduate; teaching of design

G642.4

B

1671-489X(2011)12-0056-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.12.056