基于PBL模式的《軟件開發與實踐》實驗教學改革探討

何 巍

(長春理工大學計算機科學技術學院，長春 130022)

高校是高素質創新型人才的培養基地。社會的發展，對于新型人才提出了越來越高的要求。尤其是隨著網絡和信息技術的高速發展，人類進入了知識爆炸的新時代。對于計算機科學與技術專業的教學，尤其是培養學生實際動手能力的實驗教學，如何適應社會需求，尋求有效的教學方式和模式，培養具有創新意識和實踐能力的高校畢業生，縮短學習和就業之間的差距，使其更好地適應社會，這是高等教育必須面對和解決的問題，因此高校計算機專業實驗教學方法的改革迫在眉睫［1］。

現在高校的計算機課程大部分是原理性的，而非案例性的。當學生學過程序設計、數據庫原理、計算機網絡、軟件工程等相關課程之后，仍然無法對于企業實際的團隊開發模式、項目實際控制過程等有綜合的實踐能力。因此，《軟件開發與實踐》作為計算機科學與技術專業的一門獨立、實用、綜合的特色課程，參考機械學科的工程訓練和管理學科的MBA案例教學課程，借鑒其實踐訓練教學思想和方法，綜合運用知識，解決軟件人才培養的實用化問題。其中的實驗教學環節尤為重要。將軟件企業的團隊開發模式移植到班級某個小組，借助網絡互動、會議討論等方式，使學生體驗分工協作的團隊精神，最終對項目、知識進行整合建構，具有深遠意義。PBL［2］(problem-based learning)具備的以問題為基礎、以學生為中心、小組合作、自我引導等特點，決定著該模式可以較好地應用于《軟件開發與實踐》課程實驗教學中。

一、PBL教學模式

PBL模式由美國神經病學教授Barrows首創并于1969年在加拿大McMaster大學首先實行，經過幾十年的改革創新，它已成為國際上廣受歡迎的一種教學方法［3］。PBL模式是把學習設置于復雜的、有意義的問題情境中，通過讓學生以小組合作的形式共同解決實際問題，來學習隱含于問題背后的科學知識，提高解決實際問題能力、綜合思考能力、團隊協作能力和自主學習能力等。大致分為問題提出、資料查閱、討論研究和總結反思等幾個主要步驟［4］。每個問題沒有固定的解決方法，學生之間互相合作、共同探究，逐步尋找問題的解決方法。教師則處于輔助地位，是學生學習的引導者，在學習過程中建議或提示學生發現問題，并完成學習進展的紀錄和評估。

二、PBL在《軟件開發與實踐》實驗教學中的應用

《軟件開發與實踐》實驗課程，是一門基于程序設計語言、數據結構、數據庫原理、計算機組成原理、計算機網絡、軟件工程等專業課程基礎之上的綜合設計性實驗課程。以下分別從PBL教學模式實施的前期準備和具體實施方案等方面對基于PBL模式的《軟件開發與實踐》實驗教學改革過程加以詳細闡述。

(一)PBL教學模式實施的前期準備

1.給學生講授基本PBL模式理論

在嘗試使用PBL教學模式之前，需要進行實驗前期基礎內容的講授，并初步講解PBL的基礎理論，包括定義、特征、教學流程等，使學生對PBL有一個感性的了解和認識。

2.確定成員與小組劃分

PBL模式是以小組學習為主要方式的。根據自愿的原則，同時協調每組學生的男女比例、成績水平等多方面因素，保證成員在實踐過程中的積極性以及團隊的協作性，將學生劃分成不同的小組。同時由組內成員推選一名同學作為組長。

(二)基于PBL模式的實驗教學具體實施方案

1.問題設置與提出

根據高校本科《軟件開發與實踐》教學大綱的教學要求，我們精心設計了8個模擬項目，這相當于PBL中的problem(問題)［5］。在設置問題的過程中，充分考慮學生們的知識背景、計算機專業的特點、《軟件開發與實踐》課程的特點和重點。這些模擬項目符合社會需要，具有實用性、前沿性和拓展性，能最大程度地滿足未來大學生就業時可能會實際遇到的場景和任務。比如，“某管理信息系統公司競標規劃”、“某旅游景點的Flash介紹”等。在實驗課程開始前兩周，由指導教師布置和發布設計課題，讓學生有充分時間進行選題。

2.自主調研和學習

該階段是學生在教師的指導下去發現problem(問題)。看到問題后，小組成員之間合理分工，針對學習的問題尋找支撐的材料，引導學生通過圖書館查閱書籍、期刊，借助互聯網進行調研、搜集資料、查找答案等，并給出各自的解決問題的方法。

3.小組分析與討論

學生在學習本課程之前，已經學習過軟件工程、數據庫原理等相關專業課程。為了讓學生對自己所選模擬項目中需要解決的問題進行深入剖析，正確運用所學知識，避免解決方案出現大的偏差，每次課使用10分鐘左右進行綜合分析，討論和學習各小組共性的問題。

每個小組成員帶著自己的答案與本小組的其他成員進行意見交換，大家相互交流，相互補充，相互評論，發表自己的見解，每個小組成員都有解決問題的不同的方法和技巧，要想得出共同解決問題的方法，需要在每個成員的意見基礎上，歸納總結。對于大家持有不同意見的問題，還要按照小組重新討論的形式，繼續研究。同時不斷強化討論分析過程，鼓勵學生不僅自己找到解決問題的最佳方案，更要聽聽其他同學的思路和方法，找出優缺點，通過交流進一步加深對于課程內容的理解。

此外，隨著實驗教學的過程，學生會對其課題所涉及問題的理解不斷深入，不斷提出新問題。要針對新問題，繼續進一步提出新的對應的解決方案，如此反復，最終在指導教師的引導下，形成最后的解決方案。

4.結果評價與總結

各小組將項目的最終解決方案、項目文檔、程序流程、運行結果等形成書面材料，通過多媒體課件的形式，向指導教師和同學們做展示。根據解決問題的方案的大小，展示的時間也不相同。指導教師和所有的學生都可以就上面的闡述，任意提出問題，匯報的同學對于提出的問題進行認真解答。通過匯報和解答，以及每個小組的展示和答辯，學生不僅匯報了自己的思想，同時又給那些沒有經歷該問題的同學提出了解決問題的方法和答案，讓同學們學到更多知識，豐富閱歷，提高發現、分析和解決問題的能力，為以后的學習積累經驗。同時，這種多課題多角度相互展示成果的模式，能將問題的重點和難點進一步加深。在各個小組匯報完后，由指導教師就同學們的匯報做點評。通過肯定和指出不足，堅定學生信心，提高學生自主學習的能力。

三、基于PBL模式的實驗教學改革效果及存在的問題

為檢驗基于PBL模式的《軟件開發與實踐》實驗教學改革效果，對學生的親身體驗、學習過程的實施效果以及學習效果的提高程度等，進行了問卷調查和訪談［6］，得出了實驗教學改革的效果及存在的問題。

(一)PBL模式實驗教學改革效果

有100%的學生反映，實驗課變得生動有趣，而且自主能力強。在查閱文獻、思考和分析實驗題目、設計解決問題方案時有充足的成就感;有100%的學生反映，通過PBL教學法，提高了自己利用網絡資源進行文獻調研的能力;有95%的學生認為，通過PBL模式中小組協作的模式，使自己體會到團隊開發的重要性，提高了自己的與人交流和溝通的能力;有90%的學生反映PBL模式教學法能提高自己發現、分析和解決問題的能力。

(二)PBL模式實驗教學改革存在的問題

1.基礎差的學生積極性不高。多年的傳統教學模式，造成部分學生對于主動學習這種方式比較難接受。有些學生思考問題比較片面，面對課題設計的內容無從下手，使用網絡進行調研的能力不足，會有“認真查閱了，怎么都查不到”的情況。

2.資源不足。學校的圖書館要擴大藏書量，增加指導教師的數量，提高網速等。

3.相關教材及教輔資料不足。雖然可以使用現在的《軟件開發與實踐》的教材，但如果有基于PBL方式的課程學習指南、實驗指導教程等，效果會更好。

4.小組討論時間過多。28%的學生認為小組討論所占用的時間過多，希望根據本組的情況適當增加或減少，不要限次數，學生自己安排。討論時間過長，不僅浪費學生的學習時間，也會使學生產生厭倦的情緒，不利于學生學習效果的提高。

5.缺乏科學的評價體系。目前缺乏對學生個人及學習效果全面、科學、客觀的評價標準，如何在有限的時間內評價PBL的學習效果是在引進PBL教學方法的同時應進行研究的課題。

四、結束語

在經濟全球化的今天，高校畢業生面臨很多競爭。培養自主學習能力、解決問題能力和創新精神強的畢業生，是高校教育教學應該重點培養的目標和方向。將課程內容與真正的社會應用、企業需求緊密聯系，不斷深化高校課程改革，具有非常重要的意義。我們嘗試將PBL模式應用于《軟件開發與實踐》的實驗教學課程，取得了較好的效果。今后我們將嘗試在更多專業實驗課教學中推廣這種教學方法，為高校計算機專業實驗教學改革提供新思路。

［1］譚柳斌.淺析高校計算機實驗教學的改革［J］.學科與電腦，2011(6):42－44.

［2］孫丕波，周利江.PBL在計算機軟件教學中的研究［J］.學科建設與教學改革，2011(3):80 －82.

［3］黃英，李貴林，雷菁，等.PBL教學模式在專業實驗教學中的應用研究［J］.中國電力教育，2012(35):23－26.

［4］王海波，王建治，蘇俊鵬.基于PBL教學法的微機原理及應用實驗課改革［J］.中國醫學教育技術，2010(8):53－55.

［5］張華.PBL教學法在高職院校教學中的應用研究［D］.石家莊:河北師范大學，2010.

［6］王永花.PBL在高校教學中的應用初探［D］.南京:南京師范大學，2007.