PBL教學模式在高校“C++程序設計”教學中的應用研究

江濤

摘 要：PBL是一種基于問題的學習（Problem-Based Learning）模式，文章以“C++程序設計”課程教學為例，嘗試將PBL教學方法引入“C++程序設計”教學中，探討PBL教學模式的特點以及在教學過程中應該注意的一些基本環節，望能經此研究為此領域教學實踐提供些許借鑒。

關鍵詞：PBL教學模式；基于問題的學習模式；C++程序設計；教學改革

“C++程序設計”是高校計算機科學與技術專業的一門核心課，在學習這門高級編程語言課時，不僅要求學生能夠掌握和理解語法規則以及常用算法，更重要的是要培養學生的創造力和編程思維，提升學生活學活用、解決實際問題的能力。在目前傳統的教學過程中，教學的重心是概念和語法知識的講解以及結合代碼范例對算法思想進行描述，上機實踐環節也主要是側重于對已有程序的驗證，學生自始至終是處于被動學習的狀態。不少學生只是掌握了編程語言的語法，在面對實際問題時，無法靈活地運用知識點去分析和解決問題，學習效果得不到體現，創新思維得不到有效地提升[1]。因此，怎樣提高教學質量和教學效果，是當前程序設計教學中迫切需要解決的問題。本文嘗試引入以問題為中心的教學模式，對部分“C++程序設計”課程內容的教學組織和實施的過程進行重新設計，以問題情境作為基石，以解決問題作為線索，讓學生在分析問題和解決問題的過程中，相互討論和思考，從而達到培養學生靈活的組織和運用知識，提升自己實際動手能力的目的。

1 PBL問題驅動教學方法簡介

問題驅動教學模式，是一種對傳統教學流程的有效突破，它是一種以問題為基礎、以學生為中心的教學方式，將學生放置于一個具體的、有意義的問題情境中，通過教師的引導，同一小組同學之間討論與合作，讓學生主動去搜索相關資料來尋找問題的解決方法。這不僅能讓學生在學習過程中掌握理論知識，更能培養學生應用理論知識解決現實生活中實際問題的能力。學生在逐步解決問題的過程中獲得成就感，意味著有了不斷學習、不斷地吸收更多知識來充實自己的動力，因此，鍛煉了學生自主學習知識和靈活運用知識的能力，有效地解決了傳統教學流程所面對的問題。

2 PBL問題驅動教學方法應用在“C++程序設計”教學中

基于問題學習模式的“C++程序設計”課程的教學活動，總體設計與實施過程如圖1所示。

對于其中幾個重要的環節，在此做出必要的剖析。

2.1 設置PBL教學的目標

在課程開始前，應向學生說明本次課的學習目標，這樣學生在學習過程中會明確地知道自己的學習方向，同時也會對本次課的學習成果有一個預期。除此之外，學生在明確了本次課的學習任務、教學目標后，可以根據教學目標去查找和收集相關的學習資料，從而培養學生自主學習的能力。

2.2 創建問題情境

PBL教學模式實施的好壞，問題情境的創建起到重要作用，而以問題為導向的教學思路，需要向學生提出一些基于真實情境的、學生熟悉且感興趣，同時具有一定價值與意義的問題，也要注意這些問題還需與大多數學生的認知水平相接近[2]。

在創建問題時，也要思考問題之間的相互關聯。如果所提出的問題比較分散，那么會對知識關聯以及教學組織造成不利影響。如果問題比較集中，對教學的正常開展及知識分解會造成不利影響。因此，在課堂教學中，需要從根本上做到講授的知識點從點到線、自線至面的緊密連接。

2.3 學生自主思考、探索與討論分析

問題提出后，學生對于老師提出的問題情境，分組進行討論。要求學生通過收集和研究與問題相關的資料，明確問題的含義，發現問題相關知識點之間的聯系，剖析和探究問題的本質，運用逐漸明晰的知識，形成問題的解決方法。在這個過程中，分組討論是很有必要的，通過交流，小組的成員可以相互啟發和學習，在討論過程中，小組各成員可以發表自己的觀點，也可以聽取其他成員的想法和思路，互相學習和提高。

2.4 總結與提高

在各組同學完成討論和提出問題的解決方案后，教師應結合相應的具有典型性特點的程序案例對問題進行總結，幫助學生整理思維過程，加深學生對課程內容的理解，同時還應當指導學生對問題進行反思[3]。最后，教師還要引導學生去發現問題的最優化解決方案，并從問題的特點出發，對問題進行發散、推廣和延伸，發現新問題并為下一輪學習做準備。

下面是通過一個具體的教學實例，說明PBL在程序設計語言課程的實施過程。（1）教師設置問題情境：編寫一個加法練習程序，隨機產生2個整數，用戶輸入2個整數的求和結果，程序判斷用戶輸入的結果是否正確。（2）學生分析確認問題的關鍵：隨機函數、輸入輸出方法以及分支結構。（3）學生畫流程圖，設計算法并編程實現。（4）在該問題的討論和總結過程中，有學生提出做多次加法練習的問題，這個問題激發了學生的學習興趣，有了新的學習目標，在教師引導學生可以使用循環結構后，學生收集和研究相關資料，并用新的知識完成多次加法練習實現。（5）教師再次引導學生思考后續的2個問題：①編寫一個50以內的加法練習程序，可以產生10道隨機題，用戶答題正確每題加3分，答題錯誤的不給分，計算總分并計算答題的正確率。②將加法練習器改進為加減法練習器。新問題的提出不僅是對已有知識做出歸納和總結，也是為新知識的學習做準備。

3 PBL教學模式的主要優勢

（1）分組討論的方式可以讓小組成員互相交流所知所得，并對獲得的信息進行整合，提出、設計并驗證問題的解決方法，對比常規的灌輸式教學，會使學生對知識點有很深刻的理解和記憶，同時能在探索過程中發現新問題和解決新問題，有助于學生思維的發散。

（2）可以讓學生各個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、自我評價思維習慣等。

（3）改變了學生角色，在學習活動中，學生從被動接受學習方式變為了主動地參與到學習的過程中。在此過程中，教師適當地引導，可以讓學生有更高的學習興趣和學習動力。

4 PBL教學法中應注意的問題

（1）時間的安排：由于課程教學學時的限制，PBL的實施過程中要注意各個環節時間上的安排。“問題情境的提出”和“問題的總結和延伸”可以在理論課上進行，“小組任務分工”“問題的交流和討論”可以在上機課或者課余時間進行。

（2）教師的要求：PBL對教師的素質有較高的要求。首先，要求教師適應在教學中的角色轉變。在PBL中，教師是學生的引導者，學生是教學的中心。教師引導和鼓勵學生小組討論、協作完成問題的分析和解決，必要時教師可以給予一定的指導，但不能代勞，要給學生留下思考的空間。其次，對教師課堂教學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學生去積極主動探索，也要能夠對問題歸納、總結和評價。最后，還要求教師對教學目標和課程知識點非常熟悉，能夠針對教學目標設計出最適合的問題情境。

5 結語

通過實際教學發現，PBL教學法無論是在課堂授課環節還是實驗環節中，都能取得一定的效果，能有效提高學生對程序語法的理解，對算法的理解的能力，能提高學生的實際編程能力。教學改革是一個要在教學實踐中不斷研究和摸索的長期過程，筆者將繼續去發現和實踐“C++程序設計”課程教學的新方法。

[參考文獻]

[1]馬軍.PBL教學法在《管理信息系統》課程中的應用研究[J].開封教育學院學報，2017（8）：119-120.

[2]葛嫣婷.淺談計算機教學中自主學習模式的應用[J].科技信息（學術版），2006（4）：302.

[3]夏麗華，齊景嘉，鄭俊.問題式學習模式在程序設計教學中的應用[J].中國科技信息，2008（9）：252-253.