基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)法在計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)中的應(yīng)用

于凱

摘 ? 要：基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)是將基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)與啟發(fā)式教學(xué)二者有機(jī)結(jié)合起來(lái)的一種新型教學(xué)模式，既強(qiáng)調(diào)問(wèn)題的解決，也強(qiáng)調(diào)分析的過(guò)程。文章以UBC計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)為例，分析了基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)的內(nèi)涵、模式構(gòu)建及其應(yīng)用要點(diǎn)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，提出今后在國(guó)內(nèi)高校相應(yīng)的改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)l(fā)式教學(xué);計(jì)算機(jī)專業(yè);國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家的高等教育已經(jīng)形成了一整套成熟的培養(yǎng)體制和教學(xué)模式，其教學(xué)質(zhì)量和科研水平在國(guó)際上多數(shù)處于領(lǐng)先水平。雖然中西方在多方面存在差異，但不可否認(rèn)的是，發(fā)達(dá)國(guó)家在高校培養(yǎng)體制和教學(xué)模式方面給我國(guó)提供了諸多借鑒[1]。本文以在加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)（University of British Columbia，UBC）教育學(xué)院訪學(xué)期間的經(jīng)歷為基礎(chǔ)，討論基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)法在國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)學(xué)科本科教學(xué)中的應(yīng)用。

始建于1908年的UBC位于加拿大溫哥華市，是不列顛哥倫比亞省歷史最悠久的大學(xué)，與多倫多大學(xué)、麥吉爾大學(xué)并稱加拿大大學(xué)“三強(qiáng)”。在經(jīng)歷了百余年的長(zhǎng)足發(fā)展后，UBC逐漸成為在世界上享有盛譽(yù)的綜合研究型大學(xué)，始終位居世界高校綜合實(shí)力排名的前列。在2018年US.News和QS世界大學(xué)排名中，UBC排名分別為全球第27位和51位。UBC擁有眾多學(xué)院、科研院所以及世界一流的實(shí)驗(yàn)室，在林學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)、法學(xué)、醫(yī)學(xué)/藥學(xué)和計(jì)算機(jī)等學(xué)科領(lǐng)域擁有較高的知名度和國(guó)際聲譽(yù)[2]。

計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，主要探討信息與計(jì)算的理論基礎(chǔ)以及它們?cè)谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中如何實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用的實(shí)用技術(shù)。隨著學(xué)科幾十年的發(fā)展，確立了一些重要領(lǐng)域，包括軟件工程、人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、操作系統(tǒng)等。這些研究領(lǐng)域與師生的日常活動(dòng)，如軟件開(kāi)發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別、交通出行、圖像處理等結(jié)合也非常緊密。針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)和課程特點(diǎn)，嘗試通過(guò)基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)方法（Problem Based Heuristic Teaching，PBHT）進(jìn)行教學(xué)，探索這種教學(xué)方法的應(yīng)用模式與實(shí)踐狀況。

本文在對(duì)UBC計(jì)算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)體制和課堂教學(xué)模式進(jìn)行總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上[3]，對(duì)基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)法在該專業(yè)本科教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析，并結(jié)合我國(guó)高等教育計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)體制和模式中存在的問(wèn)題，提出了國(guó)內(nèi)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)改革的若干建議。

1 ? ?PBHT方法內(nèi)涵

當(dāng)前，分別研究基于問(wèn)題式學(xué)習(xí)（Problem-based Learning，PBL）和啟發(fā)式教學(xué)的高校教學(xué)方法成果較多，前者強(qiáng)調(diào)問(wèn)題的解決，后者強(qiáng)調(diào)分析的過(guò)程，將兩者結(jié)合起來(lái)的研究較少。基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)就是結(jié)合了基于問(wèn)題和啟發(fā)式教學(xué)理論提出的教學(xué)方法。因此，PBHT教學(xué)方法的核心在于：從問(wèn)題入手，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考的習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維[4]。

2 ? ?PBHT教學(xué)在UBC課堂中的組織和實(shí)施

2.1 ?以PBHT為主體的多樣化教學(xué)手段

UBC教師傳統(tǒng)板書(shū)授課方式很少見(jiàn)，大多數(shù)教師授課方式多樣而且靈活。其中，計(jì)算機(jī)學(xué)院大部分教師都采用 PPT或互動(dòng)方式授課。另外，在講課過(guò)程中，教師經(jīng)常通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)的方式（提問(wèn)題）進(jìn)行師生互動(dòng)，有時(shí)直接點(diǎn)名，有時(shí)由學(xué)生自由舉手或輔助工具（如i-Clicker）作答。學(xué)生通過(guò)課堂互動(dòng)能夠很好地參與教學(xué)過(guò)程，并逐步養(yǎng)成積極和獨(dú)立思考問(wèn)題的習(xí)慣。

例如，UBC主講“高級(jí)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”課程的Ed教授在講授數(shù)據(jù)庫(kù)中索引Indexes知識(shí)點(diǎn)一節(jié)時(shí)，圍繞圖1中類似于思維導(dǎo)圖的學(xué)生表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)展開(kāi)，提問(wèn)了若干個(gè)需要學(xué)生上課回答的問(wèn)題，從而引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)內(nèi)容并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

此外，教師還經(jīng)常組織學(xué)生進(jìn)行分組討論學(xué)習(xí)（Team-Based Learning，TBL），針對(duì)某一項(xiàng)目學(xué)習(xí)（Case-Based Teaching，CBL）或有爭(zhēng)議的問(wèn)題，先將學(xué)生分成小組，經(jīng)過(guò)15～25 min組內(nèi)討論之后，再由各組學(xué)生分別作答或組織小組間辯論，最后，由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。

2.2 ?Jigsaw在PBHT方法中的應(yīng)用

拼圖教學(xué)法（Jigsaw Method）是一種被時(shí)間證明過(guò)的有效的合作學(xué)習(xí)法，該學(xué)習(xí)法非常有助于培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，在學(xué)生人數(shù)超過(guò)百人的課堂中同樣可以達(dá)到良好的教學(xué)效果。如UBC的Brett Gilley在“Foundations of Pedagogy in Higher Education”課堂中，通過(guò)精心設(shè)計(jì)專家組和混合組的啟發(fā)式問(wèn)題、恰當(dāng)準(zhǔn)備分組閱讀材料，在啟發(fā)式問(wèn)題的引導(dǎo)下，通過(guò)Jigsaw分組閱讀學(xué)習(xí)、混合組討論辨析和教師個(gè)別答疑等步驟和方式，學(xué)習(xí)者完整掌握了3種基本教學(xué)理論，并且課堂教學(xué)氣氛輕松活潑、討論熱烈，最終出色地完成了該課程的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)效果。

3 ? ?應(yīng)用PBHT在國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)學(xué)科本科教學(xué)中存在的問(wèn)題及解決方案

3.1 ?存在的問(wèn)題

針對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科相關(guān)課程，如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”等，大部分知識(shí)點(diǎn)之間彼此都具有一定的相關(guān)性。如講解知識(shí)點(diǎn)A時(shí)需要學(xué)生先掌握知識(shí)點(diǎn)B和C，因此，教師需要提前計(jì)劃講授此3個(gè)知識(shí)點(diǎn)的順序，整個(gè)過(guò)程需要較長(zhǎng)時(shí)間專注的講授和聽(tīng)課。不難想像，學(xué)生容易感到枯燥而倦怠。

在觀課過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，UBC的教師在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中（課前、課中和課后）均注重提出啟發(fā)性的問(wèn)題，讓學(xué)生勤于思考和討論，即從之前的“Teacher/ Teaching Centered”轉(zhuǎn)變?yōu)椤癓earner/Learning Centered”。后者的教學(xué)理念要求教師從教學(xué)目標(biāo)設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容選取、教學(xué)方法應(yīng)用、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)到教學(xué)成果評(píng)價(jià)都進(jìn)行重新思考和教學(xué)再設(shè)計(jì)，不再過(guò)多關(guān)注知識(shí)的識(shí)記型要求，而更關(guān)注對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[5]。因此，教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變是PBHT方法在國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)學(xué)科本科教學(xué)中有效應(yīng)用時(shí)面臨的主要問(wèn)題，同時(shí)，也是其有效實(shí)施的根本和基礎(chǔ)。

3.2 ?解決方案

在實(shí)施PBHT教學(xué)模式和方法時(shí)，首先，建議縮短講課環(huán)節(jié)時(shí)間，留出更多寶貴的課堂時(shí)間培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。針對(duì)上述學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的情況，教師在清晰講解B和C點(diǎn)的同時(shí)，讓學(xué)生明晰A點(diǎn)的定義和如何通過(guò)B和C得到A的思路（啟發(fā)式問(wèn)題）。接下來(lái)的時(shí)間，需要學(xué)生自己繪制A知識(shí)點(diǎn)的草圖。最后，老師給出深入總結(jié)和針對(duì)性解釋，如圖2所示[6]。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

本文以UBC計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)為例，分析了基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)的內(nèi)涵、模式構(gòu)建及其應(yīng)用要點(diǎn)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)學(xué)科本科專業(yè)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，提出今后在國(guó)內(nèi)高校相應(yīng)的改進(jìn)策略。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]趙榮欽，劉英，張戰(zhàn)平，等.加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)（UBC）教學(xué)模式對(duì)我國(guó)高校教學(xué)改革的啟示[J].高等理科教育，2018（6）：87-93.

[3]UBC.Center for teaching，learning and technolgoy[EB/OL].（2019-02-14）[2019-08-20].https：//ctlt.ubc.ca/learning-technologies/.

[4]彭芬，劉李豫.基于問(wèn)題的啟發(fā)式教學(xué)方法與實(shí)踐—以“組織行為學(xué)”本科教學(xué)為例[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2013（3）：65-67.

[5]何保榮.本科計(jì)算機(jī)教學(xué)中的啟發(fā)式教學(xué)模式構(gòu)建與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2018（11）：286.

[6]SHAOXI W，RU H，MENG Z，et al.Improving teaching efficiencywith heuristic teaching method in information technology[J].Advances in Information Technology and Education，2011（201）：454-458.