摘要:“基于問題學習”(Problem-Based Learning、簡稱PBL)模式是由當前盛行的建構(gòu)主義學習理論衍生出來的。本文探索了“高級語言程序設(shè)計(VC++)”課程新的教學方式，教學實踐證明PBL模式利于發(fā)揮學生學習的主動性、能動性、獨立性，增強學生的編程能力，發(fā)展與提高學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

關(guān)鍵詞:PBL模式;程序設(shè)計;自主學習

“高級語言程序設(shè)計(VC++)”課程是我校為非計算機專業(yè)理工類學生掌握和應用計算機而開設(shè)的通識性計算機基礎(chǔ)課程之一，是大學生入學后的第一門程序設(shè)計課程。建立程序設(shè)計思想、培養(yǎng)基本的程序設(shè)計能力與應用開發(fā)能力是該課程的主要目標。

傳統(tǒng)的程序設(shè)計類課程教學中，教學過程以語法知識為主線進行線性教學，從概念到算法，再到語法的步驟，側(cè)重于語法知識的傳授而忽視了編寫程序、調(diào)試程序能力的培養(yǎng)，學生始終處于被動地位。在課程教學結(jié)束時，學生往往覺得對該課程所學到的知識很茫然，有的能讀懂簡單的程序，有的連最基本的程序結(jié)構(gòu)都不能掌握，在面對一個實際問題時無從下手，更談不上編寫出正確的程序。這樣的結(jié)果一方面對學生的學習積極性是很大的打擊，另一方面對學生學習與之相關(guān)的后續(xù)課程有很大的影響。由此可見，傳統(tǒng)的教學方法對程序設(shè)計類課程的教學并不適合，必須改變教學模式，才能達到課程教學的目的。

為此，我們在計算機教學改革過程中，對程序設(shè)計類課程教學引入了新的教學理念和方法——基于問題的學習模式，以程序設(shè)計為主線組織教學，授課重點放在程序設(shè)計方法、算法設(shè)計與實現(xiàn)上，以培養(yǎng)學生的實際編程能力為目標，講課直接從問題入手，啟發(fā)學生思考，引導學生在問題解決中構(gòu)造算法進而掌握相關(guān)的概念、語法、功能及應用。這樣不僅能發(fā)揮學生的主體性，培養(yǎng)學生的好奇心與創(chuàng)造力，還能使學生學會學習，有效地解決問題。

1基于問題的學習模式

1.1基于問題的學習模式概述

基于問題的學習PBL (Problem-Based Learning)，最初于20世紀60年代，由美國的Howard Barrows教授提出，并應用在加拿大McMaster大學的醫(yī)學教育中，在近40年的發(fā)展和推廣過程中，PBL教學方法已經(jīng)為醫(yī)學教育之外的許多學科教育所采用。

PBL是基于現(xiàn)實世界的問題、以學習者為中心的教學模式，強調(diào)把學習設(shè)置到有意義的、綜合性問題情景中，通過學習者的合作與不斷反復、改進來解決實際問題，達到學習隱含在問題背后的科學知識的目的，并形成解決問題的技能(Problem-solving Skills)、自主學習的能力(Self-directed Learning Skills)和團隊協(xié)作的技巧(Team Skills)[1-2]。

1.2PBL的三個基本要素

PBL的三個基本要素包括:問題情境、學生和教師[3]。

問題情境是課程的組織核心，也是學習的開始，問題作為學習的最初動機和挑戰(zhàn)，它的結(jié)構(gòu)是不明確的，沒有簡單、固定、唯一的正確答案，但它能激起學生探索、尋求解決方法的欲望，構(gòu)建繼續(xù)學習的需要和聯(lián)系。當學生身處可以從多個角度看待事物的環(huán)境時，問題情境可以吸引并維持學生的興趣，使他們積極地尋求解決問題的方法。期間，學生是致力于解決問題的人，他們識別問題的癥結(jié)，尋找解決問題的良好方法，并努力探求、理解問題的現(xiàn)實意義，成為具有自主學習能力的學習者。教師是學生解決問題時的工作伙伴，也是學生解決問題過程中的指導者，為學生積極創(chuàng)造出一種支持開放性探究學習的環(huán)境[4]。

1.3PBL與傳統(tǒng)教學模式的比較

(1) 傳統(tǒng)教學模式。往往有固定的內(nèi)容，基本統(tǒng)一的教學程序，以“講授—演示”的形式給學生傳授

知識，用一些結(jié)構(gòu)良好的問題編成試卷，測試學生是否掌握了知識。簡單說就是老師教，學生學。學生的被動學習使其缺乏主動性與參與性，學生為學習而學習，為考試而學習，考前死記硬背，考后很快忘記，喪失了學習的興趣，同時學生也缺乏自學能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

(2)PBL教學模式。把學生置于混亂的、結(jié)構(gòu)不良的情境中，并讓學生成為該情境的主人，讓學生自己去分析問題，學習解決該問題所需的知識，一步步的解決問題。教師把實際生活中的問題設(shè)計為教學材料，不斷激發(fā)學生去思考、探索、最終解決問題。簡單說就是學生學，老師幫。PBL教學模式可以提高學生的素質(zhì)教育，包括自學能力、思維能力等方面的教育[5-6]。

2PBL在教學實踐中的應用

2.1PBL的基本操作步驟

對于PBL的過程，不同的學者提出不同的模型，我們采用了布迪(David Boud)和弗來悌(Grahamel Feletti)提出來的實施策略模型，把基于問題的學習過程分為4個環(huán)節(jié):

(1) 給學生呈現(xiàn)一個問題(例如一個個案、研究論文、錄像帶等)。學生以永久小組形式組織與問題相關(guān)的已有知識和思想。

(2) 通過討論，學生以疑問的形式提出問題的不解之處，并圍繞這些疑問進行討論。

(3) 學生按照重要程度給學習要素排序，決定哪些問題由全組負責研究，哪些問題由個人負責研究，然后教給組里的其他人。

(4) 把學生重新召集起來，共同探討學習要素，把獲得的新知識運用于問題情境。隨著問題的解決，學生繼續(xù)明確需要研究的學習要素。

2.2PBL教學案例

從PBL的實施過程可以看出，PBL的關(guān)鍵在于通過提出和解決問題實現(xiàn)知識經(jīng)驗的建構(gòu)，在于設(shè)計一個問題作為學習的起點[7]。在“高級語言程序設(shè)計(VC++)”課程教學中，由教師根據(jù)教學的內(nèi)容與目標來進行問題情境的設(shè)計。以下是我們采用PBL模式實施教學的一個具體案例。

本次課的教學內(nèi)容是循環(huán)的使用，目的是使學生理解循環(huán)的流程，學會使用VC++中的循環(huán)語句(for，do-while和while)解決具有重復操作的實際問題。重點是循環(huán)的實現(xiàn)，難點為循環(huán)過程的理解，即循環(huán)的過程并不是簡單的重復過程，而是以某一終結(jié)點為目標的螺旋式過程。具體的實施步驟如下:

(1) 教師給出問題情境。兩個同學之間通過紙條傳遞信息，為防止他人明白紙條內(nèi)容，約定使用英文并對其加密，加密規(guī)則為:將原文中的字母用字母表中其他的字母替換，其它字符不變。由于人工轉(zhuǎn)換太麻煩，請大家?guī)椭@兩個同學設(shè)計加密與解密程序。

問題情境的設(shè)計依據(jù)是教學內(nèi)容和教學目標，做到有的放矢。教師在創(chuàng)設(shè)具體問題情境時，要順應學生的認知規(guī)律，能充分利用學生已有的經(jīng)驗，并考慮學生的理解程度、盲點和誤區(qū)。問題情境的表現(xiàn)形式可以有多種，如生活中的實際問題，趣味性的故事等。

(2) 學生分小組開展討論，提出疑問。如加密規(guī)則中字母替換的規(guī)律(加密過程和解密過程)是什么，加、解密過程如何選擇，紙條內(nèi)容如何輸入，如何判斷紙條內(nèi)容是不是字母，如何進行字母的轉(zhuǎn)換、如何處理多個字母，怎樣知道紙條中的內(nèi)容已處理完等。

(3) 小組分工，解決以上的疑問。由小組討論問題處理的流程，確定程序的主體結(jié)構(gòu)，由小組成員根據(jù)自己的具體情況選擇任務(解決以上的疑問)，利用教科書自主學習，在此過程中，小組成員之間要積極交流，互助互教，主動解決問題，完成任務。各自的任務解決方案以程序段的形式提交，并讓其他成員理解。最后各小組匯總每個成員的程序段，組合成一個完整的程序，并對該程序中的細節(jié)進行必要的修正、完善。

在(2)和(3)步驟中，教師以流動指導者身份出現(xiàn)，在各小組之間巡視查看學生的學習過程，掌握學生的學習進度，并適時引導學生對問題進行深入分析，鼓勵學生多交流、主動尋找解決問題的方法，但一定要注意，教師只能逐步對學生進行提示和引導，指點學生學習的方向，不能明確告訴學生具體的解決方法，要讓學生的思維一直處于活躍狀態(tài)，如在完善程序時，可以引導學生尋找修改的切入點，但不能直接指出要修改的位置，甚至幫學生修改。

(4) 總結(jié)。首先從各小組抽取一個成員進行總結(jié)，介紹解決此問題的算法及每個疑問解決的方法，并對自己的程序進行評價，提出繼續(xù)探究的方向。然后由教師總結(jié)，重點是循環(huán)部分如何實現(xiàn)，提醒學生

注意循環(huán)的準備、循環(huán)過程、循環(huán)終止條件的設(shè)定等，并提出新的問題有待學生探究，如在程序中如何保存紙條內(nèi)容(原文和密文)，如何將紙條內(nèi)容長期保存，循環(huán)還可以解決哪些實際問題等。

2.3PBL教學中的得與失

經(jīng)過“高級語言程序設(shè)計(VC++)”課程的PBL教學實踐，筆者有以下一些體會。

(1) 對程序設(shè)計類課程教學中采用PBL模式，對于編程能力較弱的非計算機專業(yè)學生來講是最容易接受，在教學效益方面具有獨特的優(yōu)點，也有很強的可行性。如果該課程的教學能直接在機房進行，能鍛煉學生的實踐能力，有助于提高學生實際編程能力、程序調(diào)試能力，使學生對語法和規(guī)則的理解更加深刻，課程的教學質(zhì)量將會得到進一步提高。

(2)PBL教學模式能充分體現(xiàn)程序設(shè)計與現(xiàn)實生活的相關(guān)性，基本能模擬實際的工作環(huán)境，經(jīng)過學習，學生能盡快建立程序設(shè)計思想。

(3) 由于采取了分組教學的方式，可以在小組間適當引入一些競爭機制，給學生增加些壓力，提高學生的心理承受能力與適應能力。

(4) 由于學生的水平存在差異，有部分水平較高學生容易產(chǎn)生個人英雄主義傾向，獨自一人承擔大部分工作;而部分水平較差的學生則有畏難情緒，回避一些關(guān)鍵性的、難度較大的工作。教師應當注意強調(diào)問題解決過程中團隊協(xié)作的重要性。

(5)PBL教學模式對教師的專業(yè)能力、課堂掌控能力要求較高。在開展PBL教學過程中，教師承擔著多種不斷變換的角色，要求教師有全面的專業(yè)素質(zhì)。

(6) 在實施操作中遇到了一些問題有待解決，如PBL模式屬于啟發(fā)式的教學方法，運用這種教學方式教學需要大量時間，有時會影響教學進度，導致整體教學任務難以完成;傳統(tǒng)的評教體系對PBL教學模式很不利，影響教師工作積極性。

3結(jié)語

筆者以PBL模式在“高級語言程序設(shè)計(VC++)”課程教學上的嘗試已取得初步成果，在教學中不僅僅完成了課程的教學任務，也使學生對程序設(shè)計有了比較深刻的理解，并能對所學的知識進行比較完整的概括與總結(jié)。課程完成之后，學生已經(jīng)具備了基本的程序設(shè)計能力與應用開發(fā)能力。

實踐證明，PBL作為一種新型的以學為主的教學模式，教師通過設(shè)計映射真實世界問題的學習情境，引起學生的學習興趣，結(jié)合教學實際，因勢利導，在引導學生自主學習中適時地對學習方法進行指導，不僅能讓學生學會“課程內(nèi)容”，而更重要的是學會“學習”，具備在未來的工作中，科學地提出問題、探索問題、創(chuàng)造性地解決問題的能力。因此，PBL教學模式是一個幫助學生提高能力，能適應未來職業(yè)要求的教學模式。

參考文獻:

[1] PBLI. PROBLEM-BASED LEARNING[EB/OL]. http://www.pbli.org/pbl/pbl.htm.

[2]Peter Schwartz，Stewart Mennin， Graham Webb.Problem —based learning:case studies，experience and practice[M]. London:Kogan Page，2001(3):182.

[3] 謝仁恩，陳曙光. 淺探PBL在大學計算機基礎(chǔ)課程教學的應用[J]. 現(xiàn)代企業(yè)教育，2008(18):169-170.

[4] 韓瑋娜，常亮，閻芳. PBL教學中教師的轉(zhuǎn)變及作用[J]. 數(shù)理醫(yī)藥學雜志，2008(4):495-497.

[5] 雷勇，夏健剛. 基于PBL的電工學課程教學改革探討[J]. 高等理科教育，2008(5):76-80.

[6] 林銳利，劉芳. PBL教學與我國高校教學現(xiàn)實適用情況探討[J]. 黑龍江教育:高教研究與評估，2008(1/2):98-100.

[7]Diana HJM Dolmans， Willem De Grave， Ineke HAP Wolfhagen，et al. PBL:教育實踐和研究的未來挑戰(zhàn)[J]. 梅人朗， 編譯. 復旦教育論壇，2008(1):81-86.

The PBL Model’s Application in Course Teaching of Computer Programming

CHANG Ben-qin

(Nanxu College， Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang 212004， China)

Abstract: The PBL model is derived from the current prevalence of constructivism theory. In this paper， practice in course teaching of computer programming (VC++) proved that teaching method of PBL is beneficial to raising students’ autonomous learning ability and activating their learning enthusiasm and interest and improving programming abilities.

Key words: PBL model; programming; autonomous learning

(編輯:彭遠紅)