基于PBL的本科計算機基礎教學設計研究

周珺

四川師范大學計算機科學學院 成都 610101 四川農業大學成都校區 成都 611130

基于PBL的本科計算機基礎教學設計研究

周珺

四川師范大學計算機科學學院 成都 610101 四川農業大學成都校區 成都 611130

基于問題的學習（PBL）是20世紀50年代中期起源于美國醫學教育的一種新興學習方式。PBL的核心思想是以學生為中心，強調利用知識和技能解決實際問題，從而達到建構經驗的學習過程。對某高校本科計算機類課程進行教學試驗，對PBL模式引入計算機類學科教學提出相應的參考方案。

PBL；本科計算機教學；教學設計

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，基于問題的學習）起源20世紀中期美國的醫學教育領域。目前學術界比較認可的理解為：PBL是一種教學策略，在其中，學生面對的是許多真實情景中的劣構性問題，這些問題需要學生努力去尋找有意義的解決方案[1]。PBL的核心是以學生為中心，把學習創設到一個復雜且有意義的問題情境中，利用所具備的知識和技能，通過與其他學習伙伴的合作來解決實際問題。隨著學習方式不斷變革，PBL的應用范圍越來越廣。

1.1 PBL學習原理模型

隨著PBL的應用領域的不同，不同的學習實踐可能基于不同學習理論，但Graaff和Kolmos（2003）將PBL學習原理歸納為3個方面：認知學習、合作學習以及學習內容[2]。

1.2 PBL與傳統教學方法的區別

1）PBL注重學習者學習能力的培養，這是傳統說教式教育方式不能比擬的。PBL注重培養學生發現問題、解決問題的科學思維能力，能充分發揮學習的自主性。傳統“填鴨式”的應試教育，不僅學習效果不好，也大大縮減了學生主動探究的動力。

2）PBL加強了學科間的無縫連接，促進學生的全面發展。這是傳統單科教學不可比擬的創新。PBL注重學習者解決問題的過程，在此基礎上的解決方案將綜合多門學科的學習內容。這是一個學科融合的過程，能更好地促進學生對全科知識的融會貫通，也是傳統單科教學達不到的。

3）PBL能加強學生的團隊合作能力，這是傳統教學中很難實現的。PBL過程中，學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。這種訓練在傳統教學中也難達到。

計算機類學科是一門應用性很強的學科，理論與實踐聯系緊密，在教學上單靠課堂的灌輸是遠遠不能達到教學效果的，因此要充分利用學科優勢，在教學中引入PBL，能有效改善教學效果。

2 CAI輔助PBL的工具平臺簡介

在CAI（Computer Aided Instruction，計算機輔助教學）輔助PBL中，應用最多的平臺有WebQuest和VCT。WebQuest是一種“網絡專題調查”平臺，學習者可通過海量的網絡資源進行交流，通過各種網絡活動任務完成學習的全過程。

VCT（the Virtual Classroom Tour，虛擬教室漫游）是微軟公司全球推出的“創新教師”項目（Microsoft Innovative Teachers）網絡學習資源的重要組成部分。VCT提供統一、簡介、易用的PPT（PowerPoint）模板，任何教師都能套用。

在本文進行的教學試驗中選取VCT平臺模板。

3 用PBL進行教學試驗的具體情況

PBL教學活動分為提出問題、創設情境、收集資料、驗證結論、總結交流5個階段。以下為針對某高校計算機網絡基礎課程的PBL教學試驗過程簡介。

3.1 展開教學前，問卷調查，初步了解學生基本情況

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

表1 PBL教學效果評價問卷統計表

3.2 結合學生需求和教學大綱，制定適當“問題”

在符合教學目標要求下，最大限度地滿足學生的學習需求，才是合理有效的問題設計原則。因此，該課程的PBL問題選定為“如何提高網絡交流的能力及網絡的使用水平”，教師可靈活根據不同的學習階段制定不同的階段小問題。

3.3 逐步給學生呈現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學生選取問題的不同，自己組建學習團隊，才能順利解決問題。

3.4 收集整理，總結交流，共享資源

在PBL活動的最后環節安排總結交流活動，能讓學生通過展示、共享，不斷修正或提升自己的結論，從本質上促進新知識的獲取。

3.5 PBL教學效果統計

本測試按總人數227人計算：1）初次完成學習任務的（即在規定時間之內完成）有179人；2）學習過程結束后能基本解決問題的學生有133人；3）對問題的解決方案清楚，并能在教學活動中進行展示的學生有15人。具體教學反饋問卷227份，具體統計如表1所示。

可以看出，85.9%學生能接受PBL方式，有超過半數的學生希望繼續采用這種教學模式，對教師的滿意率也達到94%以上。

4 展望

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

4.1 PBL模式的適用性探討

PBL的初衷是希望培養學生主動的知識建構技能，轉變傳統教學中不適應于應用性或實踐性教學中不能達到的教學目的的問題，但并不意味著所有學科都適用這種方式，在應用時應酌情選取。

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當具備：1）充分的趣味性，能激發學生的探索欲望；2）在問題的解答中能蘊含明顯的相關概念或技巧；3）問題應當有多種解法，各解法涉及不同分支或領域；4）所列的問題能夠加以推廣。

4.3 教學平臺的選擇與應用探討

利用PBL的網絡教學平臺還不多，研發出更多通用性強的軟件平臺可成為眾多教育技術工作者的研究課題。

[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：大學課程的改革與創新[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