基于PBL的在線教學(xué)模式研究
——以C語言程序設(shè)計課程的應(yīng)用為例

郭小粉

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451450）

1 引言

2020年的疫情催生了在線教育的廣泛應(yīng)用，幾乎替代了傳統(tǒng)課堂，在線教學(xué)已成為現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的趨勢。線上教學(xué)的關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，調(diào)動學(xué)生參與線上教學(xué)的主動性。混合在線學(xué)習(xí)模式也已經(jīng)被大多數(shù)高校采用，是課堂教學(xué)的有效延伸。

PBL教學(xué)模式是以項目為主線，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行小組討論學(xué)習(xí)，教師積極引導(dǎo)學(xué)生將理論運用到實際問題的教學(xué)模式，近年來在國際、國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用和推廣。

C語言程序設(shè)計課程是計算機(jī)和電子類專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程之一，該課程理論、抽象性強(qiáng)，知識點零碎，算法枯燥，學(xué)生難于學(xué)習(xí)和掌握。在教學(xué)中怎樣將基礎(chǔ)知識、計算思維有效應(yīng)用到實際項目中，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維和有效解決問題的能力，是程序類課程亟待解決的共性問題之一。為此，我們嘗試將PBL 教學(xué)法與程序設(shè)計教學(xué)相結(jié)合，在這次疫情階段網(wǎng)課的在線教學(xué)中取得了較好的效果。

2 程序設(shè)計類課程教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 “理論+上機(jī)”的傳統(tǒng)教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)模式采用的是灌輸方式，學(xué)生被動地接收知識，課堂參與度不高，課堂反饋不及時。學(xué)生在上機(jī)時目的性不強(qiáng)，不能很好地內(nèi)化知識。這種方式使學(xué)生的理論和實踐嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生不能獨立思考，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。另外，傳統(tǒng)教學(xué)中教師理論教學(xué)占據(jù)大量時間，實際項目聯(lián)系很少，學(xué)生不能構(gòu)建完整的知識體系，所學(xué)內(nèi)容和企業(yè)所需的技能相差甚遠(yuǎn)。

2.2 “課堂+平臺”的混合式教學(xué)模式

混合式教學(xué)是線下課堂結(jié)合學(xué)習(xí)通、得實、云課堂等教學(xué)平臺講授知識點，教師通常將知識點按照模塊進(jìn)行劃分，融入具體項目中，從項目的規(guī)劃到具體實施，學(xué)生完全參與其中，啟發(fā)了學(xué)生的思維，激發(fā)了學(xué)生的興趣。在整個學(xué)習(xí)過程中教師是一個引導(dǎo)者，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)方向和具體目標(biāo)，通過教師的有效引導(dǎo)和評價，實現(xiàn)學(xué)生知識的真正內(nèi)化，在項目中實現(xiàn)創(chuàng)新。但這種方式實施時仍存在一些問題，比如，教師自身的資源量少、更新不及時等，不能緊密結(jié)合企業(yè)的實際需求，課堂問題設(shè)置形式單一，不能真正引導(dǎo)學(xué)生思考。怎樣實現(xiàn)程序類課程課堂教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化，是值得教師思考的問題。

3 PBL教學(xué)模式

3.1 PBL教學(xué)過程四要素

PBL 教學(xué)模式四要素是：內(nèi)容、活動、情境、結(jié)果。內(nèi)容應(yīng)源于生活，并包含有完整的知識點，還要是開放性的問題，學(xué)生可以自己尋找不同的解決途徑；活動則強(qiáng)調(diào)探究學(xué)習(xí)的過程，通常采用個人和小組協(xié)作完成的方式來實現(xiàn)；情境強(qiáng)調(diào)的是有效性，學(xué)生能夠?qū)⒅R與實際項目產(chǎn)生鏈接，運用所學(xué)知識解決實際問題；結(jié)果是指學(xué)生學(xué)習(xí)后的輸出形式和評價方式，結(jié)果可以是形式多樣的，包括論文、報告、多媒體作品等，在每一個問題完成和每個課程單元結(jié)束時要進(jìn)行自我評價和小組評價。

3.2 PBL教學(xué)模式四部曲

根據(jù)PBL 教學(xué)過程四要素，將教學(xué)過程分為教學(xué)四部曲：（1）創(chuàng)建小組。設(shè)定游戲規(guī)則，營造舒適、合作共進(jìn)的學(xué)習(xí)氣氛。（2）提出問題。課前發(fā)放預(yù)習(xí)資料，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生自主探索。（3）項目探究。課堂上學(xué)生主要采用匯報的方式，總結(jié)自己對項目的認(rèn)識，自己所采取的探究的方式等，這部分更注重學(xué)生解決問題的能力和分析問題背后的關(guān)系機(jī)制的能力。（4）課后反思。幫助學(xué)生總結(jié)知識點和知識點之間的關(guān)系，以及他們在實際項目中的應(yīng)用場景，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

4 基于PBL教學(xué)模式在C語言程序設(shè)計課程的應(yīng)用

4.1 課前情景創(chuàng)設(shè)

PBL 教學(xué)模式中，課前情景是首要環(huán)節(jié)，模擬真實情景提出需要解決的問題，情景和問題要將本節(jié)課的目標(biāo)、知識點有效引入，這對教師的個人能力有著很大的考驗，本環(huán)節(jié)可以借助校企合作力量來實現(xiàn)，將公司中的真實情景分割，教師可以根據(jù)知識點進(jìn)行情景組合重現(xiàn)，根據(jù)情景引出問題，激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動學(xué)生自主思考的積極性。

4.2 教學(xué)資源設(shè)計

（1）創(chuàng)建關(guān)聯(lián)知識樹。根據(jù)C語言程序設(shè)計課程知識點多、難度跨度大等特點，針對學(xué)生入門容易、精通難的特點，教師在上課前將首先將本門課程的所有知識點抽離出來，劃分成83 個難度不同的知識點，再將這些知識點連接成一棵“知識樹”，然后再對“知識樹”上的每個知識節(jié)點進(jìn)行難易程度標(biāo)注。經(jīng)過統(tǒng)計得到標(biāo)記為“難”的知識點有14個，標(biāo)記為“中等”的知識點有43 個，標(biāo)記為“容易”的知識點有43 個。教師還能很容易地從“知識樹”上看到這些知識點的關(guān)系，并且為后續(xù)按難易程度和相關(guān)知識點開展教學(xué)做充分準(zhǔn)備，更有利于實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計思維，真正把C語言作為解決實際應(yīng)用的工具的教學(xué)目標(biāo)。

（2）課前任務(wù)單。任務(wù)單是在線學(xué)習(xí)過程的一個重要工具，它可以引導(dǎo)學(xué)生有效利用課前教師發(fā)布的資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。課前任務(wù)單至少應(yīng)包含四個部分：學(xué)習(xí)任務(wù)、資源鏈接、個人完成情況、問題反饋等。學(xué)生需要在課前課外完成任務(wù)單，有了自學(xué)這層保障，學(xué)生對后續(xù)課堂內(nèi)容的開展也有更加明確的目標(biāo)。學(xué)生通過自學(xué)，完成課前任務(wù)，提交作業(yè)，教師可以根據(jù)學(xué)生的課前任務(wù)完成情況，了解到學(xué)生存在的問題，從而在后續(xù)課堂中，采取相應(yīng)的教學(xué)策略重點解決這些問題。學(xué)生在課堂中和教師一起探討問題，這樣的課堂更有針對性，教學(xué)內(nèi)容更符合學(xué)生需求，也更容易讓學(xué)生在課堂中集中注意力，全身心參與到課堂學(xué)習(xí)中。

（3）課后“任務(wù)成果樹”。由于程序類課程的靈活性，在PBL 教育模式中，教師提出的“任務(wù)單”和課堂中拋出的“問題”都沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，教師需要對學(xué)生進(jìn)行有效引導(dǎo)，將學(xué)生課前或課堂針對某個問題的不同“優(yōu)秀任務(wù)成果”進(jìn)行展示、評價交流，引導(dǎo)學(xué)生拓展思路；并將這些“成果”形成一個“任務(wù)成果樹”，最終組成學(xué)習(xí)資源庫，實現(xiàn)優(yōu)秀資源的積累。隨著教學(xué)的深入，這棵“樹”會逐漸變大，學(xué)生也能看到自己的成果日積月累的過程，既增加了學(xué)生的成就感，也對學(xué)生后續(xù)模塊的學(xué)習(xí)產(chǎn)生動力。

4.3 教學(xué)活動設(shè)計

（1）組隊團(tuán)體編程。在實際開發(fā)中，程序員會采用結(jié)對編程的形式來共同完成編程任務(wù)。在軟件工程領(lǐng)域，這被稱為一種敏捷軟件開發(fā)的方法。我們把軟件產(chǎn)業(yè)界的結(jié)對編程方式引入實踐教學(xué)過程，要求學(xué)生組成學(xué)習(xí)互助小組，以宿舍或好友為單位，課上和課下能一起討論問題，然后分工操作，最后教師以共同評價的方式對小組進(jìn)行成績評定，從而達(dá)到引導(dǎo)學(xué)生共同進(jìn)步的目的。

（2）課堂教學(xué)案例設(shè)計。由于C語言課程知識點多而零散，每節(jié)課很難實現(xiàn)一個綜合案例，因而可以將每節(jié)課的課堂小案例進(jìn)行功能擴(kuò)展，最終形成一個階段大案例，這樣可以體現(xiàn)知識的連續(xù)性，逐漸培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。這些案例的分析和討論需要在小組中進(jìn)行，每個小組結(jié)合課前任務(wù)和已學(xué)知識提出解決方案或建議，最后由小組協(xié)同完成案例編程，推選一名學(xué)生匯報小組方案，教師匯總優(yōu)秀方案并整理后，掛上“任務(wù)成果樹”。

4.4 雙向過程性教學(xué)評價設(shè)計

教學(xué)評價是教與學(xué)過程中一個重要環(huán)節(jié)，評價的最終目的是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而提高教學(xué)效果。評價方式采用多因素、分段方式進(jìn)行，主要綜合課前任務(wù)完成情況、課堂表現(xiàn)、在線學(xué)習(xí)時長、在線討論參與度、課堂小組評分、隨堂測試、課后作業(yè)等情況作出評價。從課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)中學(xué)生的參與程度、貢獻(xiàn)大小、參與效果等維度進(jìn)行判斷，對學(xué)生進(jìn)行客觀、全面、真實的綜合性評價。

另外，鼓勵學(xué)生參加計算機(jī)技能競賽、藍(lán)橋杯、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等大賽，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，拓展思路，開闊視野。將技能競賽的成績或競賽獲獎作為課程加分項。

4.5 完整教學(xué)流程設(shè)計

本文提出的基于PBL 教學(xué)模式，如圖1 所示，每個教學(xué)模塊都分成了三個環(huán)節(jié)：課前提出問題、學(xué)生自主研究；課中引入案例、課堂討論；課后鞏固拓展三個環(huán)節(jié)。將PBL 教學(xué)模式的四個關(guān)鍵核心有效融入到實際教學(xué)當(dāng)中，從課前的在線問題情境設(shè)計、教學(xué)資源設(shè)計，到課堂的活動設(shè)計，再到課后的線上學(xué)習(xí)評價，整個教學(xué)過程沒有脫離線上，而是將線上線下有效混合，該模式可以有效利用現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)線上教學(xué)資源，充分調(diào)動學(xué)生的自主性，有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

5 效果評價

基于PBL 問題導(dǎo)向的教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的固定式授課，在整個教學(xué)過程中，始終以學(xué)生為中心，根據(jù)知識樹內(nèi)容設(shè)定遞進(jìn)式案例，在問題導(dǎo)向的研討式教學(xué)過程中，充分調(diào)動學(xué)生的主動性，讓學(xué)生在教師設(shè)定的有效問題引導(dǎo)下，科學(xué)地思考、討論、創(chuàng)新、應(yīng)用，有效地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，遇到問題不是束手無策，也不是首先去求助教師，而是主動查閱文獻(xiàn)，通過小組討論提出實踐方案并上機(jī)驗證。教學(xué)實踐表明，PBL 教學(xué)法能夠更好地激發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。這種創(chuàng)新計算思維的人才培養(yǎng)方式，更符合程序類課程的需要，也可推廣到其他計算機(jī)相關(guān)課程。