計算機類專業PBL 教學法的教學策略探究與實踐

徐 靜

(西安外事學院,陜西 西安 710077)

0 引言

工業4.0 背景下,隨著信息技術的快速發展,計算機類專業課程要與當前科技發展方向相對接,專業結構、知識體系、課程內容、教學方法等需要深度變革以適應時代發展的需要[1]。 PBL 是“基于問題的學習”(Problem-based Learning)的簡稱,是以問題為中心的教學方法,可以使學生在解決問題中學習問題背后的知識,從而獲得解決問題的能力,完成知識體系的架構。

1 當前計算機類專業課程教學現狀

通過多年的教學實踐,分析當前計算機類專業課程教學中存在的問題[2]:(1)大部分專業課程仍然是以教師為主導,教師是知識的灌輸者,學生是被動的,學生的自主學習能力不足。 (2)理論和實踐脫節,工程教育實踐不足,學生滿足于理論知識的學習與記憶,而對于實際工作環境中的具體問題束手無策。 (3)專業課程中教學案例、實驗設計的創新性相對薄弱,缺乏團隊交流合作的空間[3]。 (4)大部分課程已開始進行線上課程建設,但是受到傳統教學體制、教育理念、教師對先進教育信息技術的掌握程度等多方因素影響,還未能深度融入傳統的課堂教學。 線上教學缺乏明確的教學方法和過程設計,多數情況下僅作為資源庫和線上測試的工具。

2 PBL 教學法的實施

PBL 的學習是開放的,要創造一種開放的教學環境,豐富的課程內容,讓學生主動查閱資料、動手實踐、展開討論、深入探究,在學習過程中促使其以積極的態度參與各項教學活動,活躍思維,從而促進教學效果的動態生成。 PBL 教學法的實施如圖1 所示。

圖1 PBL 教學法的實施

引導學生主動學習和提高學習能力是實現PBL 的關鍵,PBL 教學的實施主要分為5 個步驟:在問題分析設計的基礎上確定問題;教師引導與輔助學生思考確立教學目標;利用開放的資源輔助學生自我學習,分析問題尋找解決方案;在教師引導下利用新學知識解決問題;對教學過程進行反思、總結,進行教學評價。

驅動問題是教師教學設計的重要環節,反映教師的教,學生有價值、有見地地探尋答案是學生的學,教師在課堂上要及時調整或改變問題設計,遵循學生的學習答案展開教學并獲得成功。 問題設置時,先從教學內容中提煉知識點的概念、原理和方法,獲得學生的需求,再將這些內容設計成帶有應用情境的問題,盡可能貼近實際,以促進知識的獲取[4]。 引導學生在解答過程中得到合理的反饋,讓學生自然而然地得到問題的解答,使學生構建一個清晰靈活的知識鏈。

3 PBL 教學法在計算機類專業教學中的應用策略

3.1 重視問題設計

教師在設計問題前,要對教學內容包含的知識有一定深度的感悟,教師對知識的體驗和理解直接影響著問題設計的質量和最終答案的生成。 教師設計的問題應該是開放的、靈活的,不能是單一的、呆板的,這樣才能讓產生的答案具有一定的可探索性。 如圖2所示是通過PBL 教學策略設計的計算機網絡原理課程的問題樹。

圖2 計算機網絡原理課程的問題樹

在進行教學設計時,每個教學環節,如提問、討論、實驗、設計方案、小組合作等,都需要充分留出學生自主思考和發言回答的時間。 要考慮問題解答的空間,針對學生思考并理解的答案,要能從問題的角度做出多種問題預設,通過多種途徑引導學生將有一定偏差的答案轉化為教師層面的答案。 預設每次課上哪些時候可能是答案產生的生長點,并指導產生答案的原因。如果學生自主探究答案,應預設教師介入的時機和次數。

3.2 把握答案生成的有效性和隨機性

在計算機類專業課程教學中,多探索和拓展學科前沿知識,開闊學生的視野,讓學生聯系生活實際和所學的知識主動思考,有意識地將學生的問題作為PBL教學法實施的驅動問題,通過發現問題,重新組織課程教學內容,彈性地考慮PBL 實施的隨機性。 利用PBL的問題驅動,結合開放式的教學方法,例如探究式、合作式、體驗式、質疑式、實踐操作式等,多元結合,引發學生的主動性。 考慮PBL 實施的有效性,教學評價需要多元化,在教學過程中,要將教學實施過程中的即興評價和課程評價相結合,注意保護學生課堂上學習的積極性,讓學生的學習成就感獲得滿足,促使課堂的互動性更加靈活和豐富。

3.3 正確處理問題預設與答案生成的關系

在傳統教學方式中,教師多數是通過教案將授課內容講授給學生,是按部就班的過程,強調教師的核心地位,注重知識的傳授和講解。 在教學方法改革中,尤其是應用PBL 教學法時,關注的重點應該側重于問題的預設上。 教師在授課前應該預設學生可能會提出什么問題,想通過什么方式學習,有沒有和問題提出相關的生活經驗,在此基礎上去設置問題。 要從空間上給予問題一定的彈性,因為學習的主體是學生,學生之間存在一定的差異性,如學生對自我經驗的積累、對新知識的理解等,每個學生的答案生成都有一定的特殊性,教師要在教學實施過程中,設計多種教學路徑,彈性地體現課程的靈活、多樣,而不應該把每一個問題,每一個環節都預設好,只有這樣,才能不阻滯問題預設,更好地處理問題預設和答案生成的關系,更好地起到引導和鼓勵的作用,把教學的中心還給學生。

3.4 PBL 教學法中教師角色的轉換

PBL 教學法的理念是創建一種立體多維度的問題情境,讓學生在對問題分析的基礎上,主動探索問題的答案,從而自主解決問題。 PBL 教學活動的主體是學生,但是,要想將傳統教學模式中教師的主體地位變為學生,就要讓教師意識到PBL 實施過程中教師角色的轉變。

如圖3 所示的閉環體系,根據PBL 方法設計教學活動,訓練和提升學生的專業能力、實踐能力。 通過PBL 法在教學過程中的實施,使教師意識到需要提升對于PBL 教學法的深刻理解,會投入更多時間做教學方法研究,掌握更多知識,設計有彈性和隨機性的問題,承載多樣性的答案生成。 構建豐富的教學資源,支撐PBL 教學實踐,在學習過程中發揮引導作用。 教師要認識到在教學實踐過程中,只有不斷提高和完善自己的能力,才能適應PBL 教學的要求,使PBL 教學法不斷完善和發展,同時使教師的教學方式和教學水平不斷提升和改進,這樣才能形成一個不斷迭代提升的閉環體系,實現教師和學生的共贏。

圖3 “方法—設計—訓練—提升”的閉環體系

教學管理人員也要為問題式學習模式提供良好的教學氛圍,為教師提供豐富的培訓機會和平臺,逐漸完善PBL 教學的評估和管理體系,這樣才能更好地推廣PBL 教學,提高教學質量,促進教育發展。

4 PBL 教學法在計算機類專業教學中的實施效果

通過在物聯網工程專業計算機網絡原理和物聯網通信技術課堂上實施PBL 教學法,教學呈現了以下諸多方面的改變。

(1)課堂氣氛活躍。 學生的學習主動性顯著提升,教學過程中,學生對課程表現出濃厚興趣,主動參與各項實驗,進行相互討論交流,對教師提出的問題積極思考并做出回答。

(2)學生受益面大。 不同層次的學生在原有基礎上都有進步。 通過實施PBL 教學法的課程的學習,學生對知識的理解不僅僅停留在書本上,而是上升到對技術本身的理解以及技術的應用層面。 大多數學生能夠較好地掌握課程內容,并且能融會貫通地解決實際生活中遇到的問題。

(3)通過課程的學習,學生對于知識的渴求程度顯著提高,有約50%的學生主動報名參加全國計算機等級考試-三級網絡技術科目,表現出了要進一步學習的意愿,期望通過努力達到網絡工程師的理論和技術的基本要求。

5 結語

PBL 教學方法的研究,旨在真正將PBL 教學方法落實到課程實踐當中,通過對現有教學方法和模式的研究,提出了計算機類專業課程應用PBL 教學方法的策略。 教師應重新思考課堂教學,提高自身能力,正確認識問題預設與答案生成的關系,使師生雙方的教學活動在輕松、開放、靈活的氛圍中開展,真正成為學生學習的引導者和促進者。