以計(jì)算思維與ＰＢＬ 為導(dǎo)向的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

寧礦鳳 覃曉群

摘 要：文章提出一種以計(jì)算思維與問(wèn)題式學(xué)習(xí)模式（Problem-Based Learning，PBL）為導(dǎo)向進(jìn)行混合式教學(xué)的設(shè)計(jì)方案，并在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中構(gòu)建課程教學(xué)內(nèi)容與“計(jì)算思維”教學(xué)體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系，重點(diǎn)提出在 PBL項(xiàng)目創(chuàng)設(shè)的過(guò)程中，在設(shè)計(jì)具體問(wèn)題情境時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

關(guān)鍵詞：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)：PBL：計(jì)算思維：PBL問(wèn)題引導(dǎo)

中圖法分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

１ 引言研究表明，ＰＢＬ 是一種以學(xué)生為中心的設(shè)計(jì)和實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)與學(xué)習(xí)方式，能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)” 課程中采用ＰＢＬ 教學(xué)模式，可以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力與計(jì)算思維的能力。通過(guò)對(duì)我國(guó)計(jì)算思維培養(yǎng)模式的分析，實(shí)施以計(jì)算思維為指導(dǎo)的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”與ＰＢＬ 混合式教學(xué)實(shí)踐，重點(diǎn)研究“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程知識(shí)，構(gòu)建課程教學(xué)內(nèi)容與“計(jì)算思維”教學(xué)體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用ＰＢＬ 教學(xué)模式并在教學(xué)環(huán)節(jié)中切實(shí)滲透計(jì)算思維，注重培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和學(xué)會(huì)應(yīng)用計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以及綜合能力與創(chuàng)新能力。２ 基于計(jì)算思維與ＰＢＬ 混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”是非計(jì)算機(jī)專業(yè)新生的公共必修課程，課程的特點(diǎn)：內(nèi)容多且廣，課時(shí)少，實(shí)踐性強(qiáng)，教學(xué)對(duì)象涉及多個(gè)專業(yè)，學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊。若仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，則難以在有限的課時(shí)內(nèi)完成課程內(nèi)容和任務(wù)。此外，由于大班教學(xué)的原因，師生互動(dòng)較差，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，分層個(gè)性化教學(xué)更是遙不可及。然而，隨著“互聯(lián)網(wǎng)＋”時(shí)代的到來(lái)，各類新技術(shù)的出現(xiàn)為教育教學(xué)提供了便利、多樣的平臺(tái)和應(yīng)用，因此為解決上述傳統(tǒng)教學(xué)模式的問(wèn)題，本文基于計(jì)算思維和ＰＢＬ 對(duì)“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行了混合教學(xué)模式的設(shè)計(jì)和實(shí)踐［１］ 。

２．１ 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

筆者從事一線教學(xué)多年，結(jié)合“線上和線下”應(yīng)用ＰＢＬ 教學(xué)模式對(duì)“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中基礎(chǔ)知識(shí)模塊、思維拓展模塊和應(yīng)用模塊進(jìn)行了具體教學(xué)設(shè)計(jì)［２］ 。

（１）基礎(chǔ)知識(shí)模塊。教學(xué)者在“課前準(zhǔn)備→創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境→提出問(wèn)題→引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題→總結(jié)評(píng)價(jià)”的ＰＢＬ 教學(xué)流程中，應(yīng)用計(jì)算思維方法對(duì)整個(gè)課程情況進(jìn)行監(jiān)控和指導(dǎo)。學(xué)生在“課前預(yù)習(xí)→進(jìn)入問(wèn)題情境→明確問(wèn)題→解決問(wèn)題→分析問(wèn)題”的ＰＢＬ教學(xué)流程中，應(yīng)用啟發(fā)推理和關(guān)鍵點(diǎn)分離等計(jì)算思維方法進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)內(nèi)化知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、鍛煉合作以及自我管理等能力。

（２）思維拓展模塊。教學(xué)者在“設(shè)置問(wèn)題→提供資源→提供幫助→總結(jié)點(diǎn)評(píng)”的ＰＢＬ 教學(xué)流程中，應(yīng)用計(jì)算思維特點(diǎn)把握整個(gè)課程動(dòng)向。學(xué)生在“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→自主學(xué)習(xí)→探究合作學(xué)習(xí)→總結(jié)、評(píng)價(jià)”的ＰＢＬ教學(xué)流程中，應(yīng)用計(jì)算思維特點(diǎn)培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以及制定學(xué)習(xí)計(jì)劃的習(xí)慣。

（３）應(yīng)用模塊。教學(xué)者在“創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境→提出問(wèn)題→提供資源→效果評(píng)價(jià)→總結(jié)”的ＰＢＬ 教學(xué)流程中，應(yīng)用計(jì)算思維方法指導(dǎo)整個(gè)教學(xué)過(guò)程。學(xué)生在“進(jìn)入問(wèn)題情境→確定問(wèn)題→自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)→評(píng)價(jià)交流→鞏固知識(shí)、內(nèi)化知識(shí)和拓展遷移”的ＰＢＬ教學(xué)流程中，應(yīng)用簡(jiǎn)約和轉(zhuǎn)化等計(jì)算思維方法進(jìn)行課堂活動(dòng)。教學(xué)設(shè)計(jì)圖如圖１ 所示。

教師充分利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)、移動(dòng)ＡＰＰ 的交互功能，結(jié)合面對(duì)面的師生交流，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行參與式、探究式的深度學(xué)習(xí)。針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容， 設(shè)計(jì)并開(kāi)展實(shí)例探究、ＰＢＬ 分組任務(wù)、討論分享、生生互評(píng)，以及在線搶答等多種形式的“線上和線下”融合的教學(xué)活動(dòng)，開(kāi)展與創(chuàng)設(shè)所學(xué)問(wèn)題情景、游戲、故事分享、學(xué)生講課、思維導(dǎo)圖制作等主題活動(dòng)。對(duì)各種教學(xué)活動(dòng)設(shè)置相應(yīng)的課程積分，以對(duì)學(xué)生進(jìn)行獎(jiǎng)懲，以差異化的教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展［３］ 。

２．２ 教學(xué)模式實(shí)踐

２．２．１ 構(gòu)建課程教學(xué)內(nèi)容與“ 計(jì)算思維” 教學(xué)體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系

深度挖掘“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中“計(jì)算思維”的核心思想，梳理和刪減現(xiàn)有課程教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建課程教學(xué)內(nèi)容與計(jì)算思維教學(xué)體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系。課程部分教學(xué)內(nèi)容如表１ 所列。

將ＰＢＬ 問(wèn)題引導(dǎo)模式和計(jì)算思維培養(yǎng)相結(jié)合，組織課堂教學(xué)，分階段地逐步完成學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。以問(wèn)題為課程起點(diǎn)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中注重小組自主探究學(xué)習(xí)、任務(wù)分配，以及問(wèn)題構(gòu)思設(shè)計(jì)與實(shí)施解決，可以增強(qiáng)學(xué)生解析問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力，有助于學(xué)生形成計(jì)算思維。

２．２．２ 優(yōu)化“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”在線課程，打造基于計(jì)算思維的特色化教學(xué)資源

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)制作并優(yōu)化課件、微課等教學(xué)資源，對(duì)現(xiàn)有的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)” 在線課程進(jìn)行補(bǔ)充和完善。在線課程應(yīng)覆蓋完整的課程知識(shí)體系，并應(yīng)用信息技術(shù)手段將計(jì)算思維中抽象的理論內(nèi)容轉(zhuǎn)化為問(wèn)題求解，以直觀、形象化的動(dòng)畫(huà)演示形式使教學(xué)內(nèi)容易懂且生動(dòng)，呈現(xiàn)出趣味性、啟發(fā)性和高階性。在線課程學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)包括微課視頻、原理性知識(shí)點(diǎn)動(dòng)畫(huà)，多媒體課件、習(xí)題庫(kù)、試卷庫(kù)、討論話題庫(kù)、拓展資料等豐富資源，并根據(jù)教學(xué)應(yīng)用情況持續(xù)更新優(yōu)化，以“用”促建促改，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源建設(shè)與日常教學(xué)工作的緊密結(jié)合［４］ 。

２．２．３ 在設(shè)計(jì)具體問(wèn)題情境時(shí)需注意的問(wèn)題

（１）ＰＢＬ 是以服務(wù)學(xué)生的學(xué)習(xí)為目標(biāo)建立的。因此，學(xué)生在解決每一個(gè)目標(biāo)問(wèn)題時(shí)，需自主學(xué)習(xí)并應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)自己的計(jì)算思維，以及自我管理、團(tuán)隊(duì)合作能力。

（２）在問(wèn)題解決過(guò)程中，教師應(yīng)設(shè)計(jì)有意義、挑戰(zhàn)的新問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主思考。

（３）需為學(xué)生提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生能夠更好地進(jìn)行提問(wèn)與尋找相關(guān)解決問(wèn)題的資源信息并進(jìn)一步思考提問(wèn)。

（４）在具體的問(wèn)題情境中，把知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題相結(jié)合，既可以激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)題的興趣，又可以引導(dǎo)其對(duì)真實(shí)世界展開(kāi)思考和觀察，利用計(jì)算思維的方式，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的問(wèn)題進(jìn)行理性分析和解決。

（５）充分給予學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中的自主選擇權(quán)，如計(jì)劃的制訂、修改、設(shè)計(jì)、反思、重構(gòu)和評(píng)估等。

（６）教師需引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)、項(xiàng)目進(jìn)行有效地評(píng)價(jià)和反思，進(jìn)而使其產(chǎn)生改進(jìn)的需求，從而激發(fā)新的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

（７）讓學(xué)生在持續(xù)的反思中，得到不同的反饋，并不斷地把控項(xiàng)目執(zhí)行，以及及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目?jī)?nèi)容，從而完成項(xiàng)目產(chǎn)品的迭代，提升學(xué)生的知識(shí)構(gòu)建水平。

（８）在項(xiàng)目完成后，應(yīng)給學(xué)生提供展示研究成果的機(jī)會(huì)，使學(xué)生在展示過(guò)程中學(xué)會(huì)整理知識(shí)體系，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)向上的過(guò)程，能夠不斷地完善他們的知識(shí)構(gòu)建。

２．２．４ 創(chuàng)新多元化課程評(píng)價(jià)方式

實(shí)施多元化教學(xué)評(píng)價(jià)，能夠充分發(fā)揮混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)：線上和線下考核互補(bǔ)，過(guò)程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)結(jié)合。課堂上，除了正常的教學(xué)活動(dòng)，還可在多媒體教室借助各種信息技術(shù)手段組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)成果的展示與分享，學(xué)生可以相互點(diǎn)評(píng)。這實(shí)際就是學(xué)生開(kāi)闊視野、展示自我、提高能力的過(guò)程，學(xué)生之間取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而對(duì)作品進(jìn)行優(yōu)化，開(kāi)展自主探究、討論協(xié)作；除了對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)交流，教師還需對(duì)學(xué)生參與各項(xiàng)活動(dòng)的情況（包括參與教學(xué)活動(dòng)、觀看微課資源、提問(wèn)、參與交流討論、作業(yè)、點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)成果、分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)等）進(jìn)行跟蹤記錄以及綜合評(píng)價(jià)。

３ 結(jié)束語(yǔ)

“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程是高等學(xué)校學(xué)生的必修課程，本文依托２０２０ 年度湖南省普通高校教學(xué)改革項(xiàng)目———以計(jì)算思維與ＰＢＬ 為導(dǎo)向的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》線上線下教學(xué)研究與應(yīng)用進(jìn)行改革實(shí)踐，課程組教師努力挖掘“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中的計(jì)算思維元素，同時(shí)以計(jì)算思維為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)ＰＢＬ 問(wèn)題情境，將其貫徹到每一堂課的教學(xué)中并形成記錄，以持續(xù)改善教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

［１］ 史亞麗．基于計(jì)算思維導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程ＰＢＬ 教學(xué)模式研究［Ｊ］．科學(xué)咨詢，２０２０（４４）：１９３．

［２］ 單俊豪，閆寒冰．美國(guó)ＣＳＴＡ 計(jì)算思維教學(xué)案例的教學(xué)活動(dòng)分析及啟示［Ｊ］．現(xiàn)代教育技術(shù)，２０１９（４）：１１７?１２５．

［３］ 朱蕾蕾．計(jì)算思維導(dǎo)向的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》ＰＢＬ 教學(xué)模式研究［Ｊ］．課程教育研究，２０１９（４０）：６４．

［４］ 鄒帆．計(jì)算思維導(dǎo)向的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)ＰＢＬ 教學(xué)模式研究［Ｊ］．計(jì)算機(jī)教育，２０１７（１２）：８１?８５．

作者簡(jiǎn)介：

寧礦鳳（１９８０—），本科，講師，研究方向：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)、大數(shù)據(jù)技術(shù)。