基于PBL的本科計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)計(jì)研究

周珺

四川師范大學(xué)計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)計(jì)研究

周珺

四川師范大學(xué)計(jì)算機(jī)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(wèn)題的學(xué)習(xí)（PBL）是20世紀(jì)50年代中期起源于美國(guó)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(qiáng)調(diào)利用知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題，從而達(dá)到建構(gòu)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程。對(duì)某高校本科計(jì)算機(jī)類(lèi)課程進(jìn)行教學(xué)試驗(yàn)，對(duì)PBL模式引入計(jì)算機(jī)類(lèi)學(xué)科教學(xué)提出相應(yīng)的參考方案。

PBL；本科計(jì)算機(jī)教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)

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(wèn)題的學(xué)習(xí)）起源20世紀(jì)中期美國(guó)的醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域。目前學(xué)術(shù)界比較認(rèn)可的理解為：PBL是一種教學(xué)策略，在其中，學(xué)生面對(duì)的是許多真實(shí)情景中的劣構(gòu)性問(wèn)題，這些問(wèn)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(gè)復(fù)雜且有意義的問(wèn)題情境中，利用所具備的知識(shí)和技能，通過(guò)與其他學(xué)習(xí)伙伴的合作來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。隨著學(xué)習(xí)方式不斷變革，PBL的應(yīng)用范圍越來(lái)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(shí)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(gè)方面：認(rèn)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(shuō)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(wèn)題、解決問(wèn)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(dòng)探究的動(dòng)力。

2）PBL加強(qiáng)了學(xué)科間的無(wú)縫連接，促進(jìn)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(wèn)題的過(guò)程，在此基礎(chǔ)上的解決方案將綜合多門(mén)學(xué)科的學(xué)習(xí)內(nèi)容。這是一個(gè)學(xué)科融合的過(guò)程，能更好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)全科知識(shí)的融會(huì)貫通，也是傳統(tǒng)單科教學(xué)達(dá)不到的。

3）PBL能加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，這是傳統(tǒng)教學(xué)中很難實(shí)現(xiàn)的。PBL過(guò)程中，學(xué)生難免遇到各種困難，這就需要其加強(qiáng)與教師、同伴及其他人員的交流，重視團(tuán)隊(duì)合作的重要性，才能合力完成一項(xiàng)任務(wù)。這種訓(xùn)練在傳統(tǒng)教學(xué)中也難達(dá)到。

計(jì)算機(jī)類(lèi)學(xué)科是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，理論與實(shí)踐聯(lián)系緊密，在教學(xué)上單靠課堂的灌輸是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到教學(xué)效果的，因此要充分利用學(xué)科優(yōu)勢(shì)，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(tái)簡(jiǎn)介

在CAI（Computer Aided Instruction，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）輔助PBL中，應(yīng)用最多的平臺(tái)有WebQuest和VCT。WebQuest是一種“網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)題調(diào)查”平臺(tái)，學(xué)習(xí)者可通過(guò)海量的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行交流，通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)任務(wù)完成學(xué)習(xí)的全過(guò)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(xiàng)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(jiǎn)介、易用的PPT（PowerPoint）模板，任何教師都能套用。

在本文進(jìn)行的教學(xué)試驗(yàn)中選取VCT平臺(tái)模板。

3 用PBL進(jìn)行教學(xué)試驗(yàn)的具體情況

PBL教學(xué)活動(dòng)分為提出問(wèn)題、創(chuàng)設(shè)情境、收集資料、驗(yàn)證結(jié)論、總結(jié)交流5個(gè)階段。以下為針對(duì)某高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程的PBL教學(xué)試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)介。

3.1 展開(kāi)教學(xué)前，問(wèn)卷調(diào)查，初步了解學(xué)生基本情況

測(cè)試教學(xué)班學(xué)生共計(jì)227人，分別來(lái)自13個(gè)不同院系，其中94.3%的學(xué)生為非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，90%以上學(xué)生“不知道計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作技巧”；98%的學(xué)生“希望教師能用生動(dòng)的方式教學(xué)”。

表1 PBL教學(xué)效果評(píng)價(jià)問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)表

3.2 結(jié)合學(xué)生需求和教學(xué)大綱，制定適當(dāng)“問(wèn)題”

在符合教學(xué)目標(biāo)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(wèn)題設(shè)計(jì)原則。因此，該課程的PBL問(wèn)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(wèn)題。

3.3 逐步給學(xué)生呈現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行角色分配

PBL要求教師不能一開(kāi)始就把所有問(wèn)題和盤(pán)托出，應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)講授必要的前置知識(shí)（即在解決這個(gè)問(wèn)題中需要用到的相關(guān)前置知識(shí)或技能）后，逐步提出不同階段的問(wèn)題。這就需要教師酌情把握提出問(wèn)題的時(shí)機(jī)。在完成項(xiàng)目之前還要根據(jù)學(xué)生選取問(wèn)題的不同，自己組建學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，才能順利解決問(wèn)題。

3.4 收集整理，總結(jié)交流，共享資源

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

3.5 PBL教學(xué)效果統(tǒng)計(jì)

本測(cè)試按總?cè)藬?shù)227人計(jì)算：1）初次完成學(xué)習(xí)任務(wù)的（即在規(guī)定時(shí)間之內(nèi)完成）有179人；2）學(xué)習(xí)過(guò)程結(jié)束后能基本解決問(wèn)題的學(xué)生有133人；3）對(duì)問(wèn)題的解決方案清楚，并能在教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行展示的學(xué)生有15人。具體教學(xué)反饋問(wèn)卷227份，具體統(tǒng)計(jì)如表1所示。

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

4 展望

PBL模式應(yīng)用于本科計(jì)算機(jī)類(lèi)課程是一種新嘗試，通過(guò)以上教學(xué)實(shí)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(dòng)的知識(shí)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(dá)到的教學(xué)目的的問(wèn)題，但并不意味著所有學(xué)科都適用這種方式，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)酌情選取。

4.2 問(wèn)題的選擇尺度探討

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

4.3 教學(xué)平臺(tái)的選擇與應(yīng)用探討

利用PBL的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)還不多，研發(fā)出更多通用性強(qiáng)的軟件平臺(tái)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