PBL教學(xué)模式在高?！癈++程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中的應(yīng)用研究

江濤

摘 要：PBL是一種基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning）模式，文章以“C++程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)為例，嘗試將PBL教學(xué)方法引入“C++程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中，探討PBL教學(xué)模式的特點(diǎn)以及在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該注意的一些基本環(huán)節(jié)，望能經(jīng)此研究為此領(lǐng)域教學(xué)實(shí)踐提供些許借鑒。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)模式；基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式；C++程序設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

“C++程序設(shè)計(jì)”是高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心課，在學(xué)習(xí)這門(mén)高級(jí)編程語(yǔ)言課時(shí)，不僅要求學(xué)生能夠掌握和理解語(yǔ)法規(guī)則以及常用算法，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和編程思維，提升學(xué)生活學(xué)活用、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在目前傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)的重心是概念和語(yǔ)法知識(shí)的講解以及結(jié)合代碼范例對(duì)算法思想進(jìn)行描述，上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)也主要是側(cè)重于對(duì)已有程序的驗(yàn)證，學(xué)生自始至終是處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)。不少學(xué)生只是掌握了編程語(yǔ)言的語(yǔ)法，在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，無(wú)法靈活地運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)去分析和解決問(wèn)題，學(xué)習(xí)效果得不到體現(xiàn)，創(chuàng)新思維得不到有效地提升[1]。因此，怎樣提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，是當(dāng)前程序設(shè)計(jì)教學(xué)中迫切需要解決的問(wèn)題。本文嘗試引入以問(wèn)題為中心的教學(xué)模式，對(duì)部分“C++程序設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容的教學(xué)組織和實(shí)施的過(guò)程進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以問(wèn)題情境作為基石，以解決問(wèn)題作為線索，讓學(xué)生在分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程中，相互討論和思考，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生靈活的組織和運(yùn)用知識(shí)，提升自己實(shí)際動(dòng)手能力的目的。

1 PBL問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法簡(jiǎn)介

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，是一種對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)流程的有效突破，它是一種以問(wèn)題為基礎(chǔ)、以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，將學(xué)生放置于一個(gè)具體的、有意義的問(wèn)題情境中，通過(guò)教師的引導(dǎo)，同一小組同學(xué)之間討論與合作，讓學(xué)生主動(dòng)去搜索相關(guān)資料來(lái)尋找問(wèn)題的解決方法。這不僅能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握理論知識(shí)，更能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)生在逐步解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得成就感，意味著有了不斷學(xué)習(xí)、不斷地吸收更多知識(shí)來(lái)充實(shí)自己的動(dòng)力，因此，鍛煉了學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識(shí)和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力，有效地解決了傳統(tǒng)教學(xué)流程所面對(duì)的問(wèn)題。

2 PBL問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法應(yīng)用在“C++程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中

基于問(wèn)題學(xué)習(xí)模式的“C++程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)活動(dòng)，總體設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程如圖1所示。

對(duì)于其中幾個(gè)重要的環(huán)節(jié)，在此做出必要的剖析。

2.1 設(shè)置PBL教學(xué)的目標(biāo)

在課程開(kāi)始前，應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明本次課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)明確地知道自己的學(xué)習(xí)方向，同時(shí)也會(huì)對(duì)本次課的學(xué)習(xí)成果有一個(gè)預(yù)期。除此之外，學(xué)生在明確了本次課的學(xué)習(xí)任務(wù)、教學(xué)目標(biāo)后，可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)去查找和收集相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

2.2 創(chuàng)建問(wèn)題情境

PBL教學(xué)模式實(shí)施的好壞，問(wèn)題情境的創(chuàng)建起到重要作用，而以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)思路，需要向?qū)W生提出一些基于真實(shí)情境的、學(xué)生熟悉且感興趣，同時(shí)具有一定價(jià)值與意義的問(wèn)題，也要注意這些問(wèn)題還需與大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)知水平相接近[2]。

在創(chuàng)建問(wèn)題時(shí)，也要思考問(wèn)題之間的相互關(guān)聯(lián)。如果所提出的問(wèn)題比較分散，那么會(huì)對(duì)知識(shí)關(guān)聯(lián)以及教學(xué)組織造成不利影響。如果問(wèn)題比較集中，對(duì)教學(xué)的正常開(kāi)展及知識(shí)分解會(huì)造成不利影響。因此，在課堂教學(xué)中，需要從根本上做到講授的知識(shí)點(diǎn)從點(diǎn)到線、自線至面的緊密連接。

2.3 學(xué)生自主思考、探索與討論分析

問(wèn)題提出后，學(xué)生對(duì)于老師提出的問(wèn)題情境，分組進(jìn)行討論。要求學(xué)生通過(guò)收集和研究與問(wèn)題相關(guān)的資料，明確問(wèn)題的含義，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，剖析和探究問(wèn)題的本質(zhì)，運(yùn)用逐漸明晰的知識(shí)，形成問(wèn)題的解決方法。在這個(gè)過(guò)程中，分組討論是很有必要的，通過(guò)交流，小組的成員可以相互啟發(fā)和學(xué)習(xí)，在討論過(guò)程中，小組各成員可以發(fā)表自己的觀點(diǎn)，也可以聽(tīng)取其他成員的想法和思路，互相學(xué)習(xí)和提高。

2.4 總結(jié)與提高

在各組同學(xué)完成討論和提出問(wèn)題的解決方案后，教師應(yīng)結(jié)合相應(yīng)的具有典型性特點(diǎn)的程序案例對(duì)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，幫助學(xué)生整理思維過(guò)程，加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行反思[3]。最后，教師還要引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的最優(yōu)化解決方案，并從問(wèn)題的特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行發(fā)散、推廣和延伸，發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題并為下一輪學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。

下面是通過(guò)一個(gè)具體的教學(xué)實(shí)例，說(shuō)明PBL在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程的實(shí)施過(guò)程。（1）教師設(shè)置問(wèn)題情境：編寫(xiě)一個(gè)加法練習(xí)程序，隨機(jī)產(chǎn)生2個(gè)整數(shù)，用戶(hù)輸入2個(gè)整數(shù)的求和結(jié)果，程序判斷用戶(hù)輸入的結(jié)果是否正確。（2）學(xué)生分析確認(rèn)問(wèn)題的關(guān)鍵：隨機(jī)函數(shù)、輸入輸出方法以及分支結(jié)構(gòu)。（3）學(xué)生畫(huà)流程圖，設(shè)計(jì)算法并編程實(shí)現(xiàn)。（4）在該問(wèn)題的討論和總結(jié)過(guò)程中，有學(xué)生提出做多次加法練習(xí)的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有了新的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在教師引導(dǎo)學(xué)生可以使用循環(huán)結(jié)構(gòu)后，學(xué)生收集和研究相關(guān)資料，并用新的知識(shí)完成多次加法練習(xí)實(shí)現(xiàn)。（5）教師再次引導(dǎo)學(xué)生思考后續(xù)的2個(gè)問(wèn)題：①編寫(xiě)一個(gè)50以?xún)?nèi)的加法練習(xí)程序，可以產(chǎn)生10道隨機(jī)題，用戶(hù)答題正確每題加3分，答題錯(cuò)誤的不給分，計(jì)算總分并計(jì)算答題的正確率。②將加法練習(xí)器改進(jìn)為加減法練習(xí)器。新問(wèn)題的提出不僅是對(duì)已有知識(shí)做出歸納和總結(jié)，也是為新知識(shí)的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。

3 PBL教學(xué)模式的主要優(yōu)勢(shì)

（1）分組討論的方式可以讓小組成員互相交流所知所得，并對(duì)獲得的信息進(jìn)行整合，提出、設(shè)計(jì)并驗(yàn)證問(wèn)題的解決方法，對(duì)比常規(guī)的灌輸式教學(xué)，會(huì)使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有很深刻的理解和記憶，同時(shí)能在探索過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題和解決新問(wèn)題，有助于學(xué)生思維的發(fā)散。

（2）可以讓學(xué)生各個(gè)方面的能力和思維得到鍛煉，比如查閱和檢索資料的能力，整理加工信息以及使用信息的能力，與人交流的能力，自我總結(jié)、自我評(píng)價(jià)思維習(xí)慣等。

（3）改變了學(xué)生角色，在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生從被動(dòng)接受學(xué)習(xí)方式變?yōu)榱酥鲃?dòng)地參與到學(xué)習(xí)的過(guò)程中。在此過(guò)程中，教師適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)，可以讓學(xué)生有更高的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。

4 PBL教學(xué)法中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）時(shí)間的安排：由于課程教學(xué)學(xué)時(shí)的限制，PBL的實(shí)施過(guò)程中要注意各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間上的安排。“問(wèn)題情境的提出”和“問(wèn)題的總結(jié)和延伸”可以在理論課上進(jìn)行，“小組任務(wù)分工”“問(wèn)題的交流和討論”可以在上機(jī)課或者課余時(shí)間進(jìn)行。

（2）教師的要求：PBL對(duì)教師的素質(zhì)有較高的要求。首先，要求教師適應(yīng)在教學(xué)中的角色轉(zhuǎn)變。在PBL中，教師是學(xué)生的引導(dǎo)者，學(xué)生是教學(xué)的中心。教師引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生小組討論、協(xié)作完成問(wèn)題的分析和解決，必要時(shí)教師可以給予一定的指導(dǎo)，但不能代勞，要給學(xué)生留下思考的空間。其次，對(duì)教師課堂教學(xué)技巧和組織管理能力也有很高要求，教師要能夠在課堂引導(dǎo)學(xué)生去積極主動(dòng)探索，也要能夠?qū)?wèn)題歸納、總結(jié)和評(píng)價(jià)。最后，還要求教師對(duì)教學(xué)目標(biāo)和課程知識(shí)點(diǎn)非常熟悉，能夠針對(duì)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)出最適合的問(wèn)題情境。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)際教學(xué)發(fā)現(xiàn)，PBL教學(xué)法無(wú)論是在課堂授課環(huán)節(jié)還是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，都能取得一定的效果，能有效提高學(xué)生對(duì)程序語(yǔ)法的理解，對(duì)算法的理解的能力，能提高學(xué)生的實(shí)際編程能力。教學(xué)改革是一個(gè)要在教學(xué)實(shí)踐中不斷研究和摸索的長(zhǎng)期過(guò)程，筆者將繼續(xù)去發(fā)現(xiàn)和實(shí)踐“C++程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)的新方法。

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