魏梨君，潘 陽，楊 穎

（阜陽師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

試論問題教學(xué)法在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

魏梨君，潘 陽，楊 穎

（阜陽師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

本文論述了問題教學(xué)法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，以及問題教學(xué)法在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用可行性.最后探討了問題教學(xué)法在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用模式和問題設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)改革有一定的借鑒意義.

問題教學(xué)法；結(jié)構(gòu)主義；建構(gòu)主義；問題情境；問題設(shè)計(jì)

0 引言

“教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見”要求，高校要不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和教學(xué)方法，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，加大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)力度，確保人才培養(yǎng)質(zhì)量穩(wěn)步提升，進(jìn)一步滿足社會(huì)需要.

計(jì)算機(jī)科學(xué)是兼具理論性、應(yīng)用性等多種特性的交叉學(xué)科，多數(shù)課程不僅具有結(jié)構(gòu)化理論知識(shí)體系，而且具備較強(qiáng)的實(shí)踐特性和應(yīng)用技能，要求學(xué)生既要牢固掌握學(xué)科知識(shí)，還要具備解決實(shí)際問題的應(yīng)用和創(chuàng)造能力.顯然，傳統(tǒng)教學(xué)方法已無法滿足計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)和教學(xué)需要，亟待改進(jìn)和轉(zhuǎn)變.

1 傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足

計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中，如程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等課程，雖然已采取理論加實(shí)踐的結(jié)構(gòu)形式，但課程教學(xué)多以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主，存在以下幾方面不足：

（1）被動(dòng)參與專業(yè)學(xué)習(xí).傳統(tǒng)教學(xué)方法以行為目標(biāo)為導(dǎo)向，以教師講授和指導(dǎo)為主要形式開展教學(xué)，教師占據(jù)主導(dǎo)地位，學(xué)生處于被動(dòng)接受地位，不利于計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生成長(zhǎng)目標(biāo)的形成，不利于學(xué)生從被動(dòng)到主動(dòng)的角色轉(zhuǎn)換，影響學(xué)生積極性和主動(dòng)性[1].

（2）知識(shí)掌握不夠牢固.以傳統(tǒng)方法為主的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)，理論知識(shí)、實(shí)踐環(huán)節(jié)與社會(huì)需求之間聯(lián)系不夠緊密，理論知識(shí)無法反復(fù)應(yīng)用于社會(huì)實(shí)踐，容易遺忘，影響學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的牢固掌握.

（3）實(shí)踐能力有待提升.傳統(tǒng)教學(xué)方法有利于結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系形成，但對(duì)知識(shí)和技能的實(shí)踐應(yīng)用情境設(shè)置不夠科學(xué)和具體，未強(qiáng)調(diào)對(duì)分析問題、解決問題、應(yīng)用能力和社會(huì)實(shí)踐能力的統(tǒng)籌培養(yǎng)，致使計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力與社會(huì)需求有差距.

（4）創(chuàng)新意識(shí)有待增強(qiáng).傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教學(xué)內(nèi)容和形式與應(yīng)用創(chuàng)新之間無法緊密結(jié)合，不利于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)研究和應(yīng)用創(chuàng)新意識(shí)，影響專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[2].

2 問題教學(xué)法

2.1問題教學(xué)法

問題教學(xué)法（Problem Based Learning，以下簡(jiǎn)稱PBL），由Barrows教授提出，初衷是解決教學(xué)與學(xué)生在未來工作中所面臨的真實(shí)情境和復(fù)雜問題相脫節(jié)問題.1983年，Schmidt論證了PBL的優(yōu)點(diǎn)，并倡議在醫(yī)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用PBL.如今PBL越來越多地應(yīng)用于法律、建筑、商業(yè)、工程等學(xué)科教學(xué)，逐漸成為國(guó)際上公認(rèn)和推行的教學(xué)方法.

PBL強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到有意義的情境中，教師把實(shí)際生活問題作為教學(xué)材料，采用設(shè)問、解疑的方式開展教學(xué)，使學(xué)習(xí)者置身于混亂、結(jié)構(gòu)不良的問題情境中，使學(xué)生成為真正主人，激發(fā)學(xué)生思考、學(xué)習(xí)、探索，最終解決問題；讓學(xué)生自己分析問題、學(xué)習(xí)所需的知識(shí)，并通過相互協(xié)作來解決問題，從而獲得隱含在問題背后的學(xué)科知識(shí)，形成解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力，逐步構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)體系和應(yīng)用能力.它是以信息加工心理學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)為基礎(chǔ)的，屬于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的范疇[3].PBL的基本實(shí)施環(huán)節(jié)有：組織小組、產(chǎn)生問題、建立假設(shè)、收集數(shù)據(jù)、論證假設(shè)、活動(dòng)匯報(bào)、總結(jié)反思等.

2.2PBL的特點(diǎn)

PBL的特點(diǎn)使其能夠有效彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的現(xiàn)有不足.首先，PBL是啟發(fā)式、引導(dǎo)式教學(xué).在問題模式下，教師只起引導(dǎo)和指導(dǎo)作用，問題是學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，也是選擇知識(shí)的依據(jù)，學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的核心著力點(diǎn)，這種方式能夠有效激發(fā)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中學(xué)生的主體意識(shí)和積極性.其次，PBL是參與式、討論式學(xué)習(xí).問題模式以獲得基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)理解獲取新知識(shí)，解決新問題的能力為立足點(diǎn)，這不僅能夠強(qiáng)化學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)理論知識(shí)的掌握，而且能夠使學(xué)生的專業(yè)技能和實(shí)踐應(yīng)用能力得到鍛煉和提升.再者，PBL是探究式學(xué)習(xí).其主旨是為了充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維和實(shí)踐能力，如此能通過教學(xué)培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和研究應(yīng)用能力.

2.3PBL的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)方法相比，PBL的優(yōu)勢(shì)使其在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中具有重要的應(yīng)用空間.PBL以重能力培養(yǎng)代替重知識(shí)傳授，以多學(xué)科綜合課程代替單一學(xué)科為基礎(chǔ)的課程，以小組討論代替班級(jí)授課制，以學(xué)生為中心代替教師為中心.PBL的最大貢獻(xiàn)是為理論與專業(yè)實(shí)踐之間的脫節(jié)找到了一種解決方案；使實(shí)踐和研究在解決問題過程中融為一體，并為一系列重要的學(xué)習(xí)目標(biāo)提供了一種融合機(jī)制.PBL克服了傳統(tǒng)模式中學(xué)生被動(dòng)接受理論灌輸?shù)谋锥耍箤W(xué)習(xí)成為社會(huì)和學(xué)生的切實(shí)需求.PBL同時(shí)蘊(yùn)含了協(xié)作學(xué)習(xí)、以生為本等有益的教學(xué)理念[4].這些優(yōu)勢(shì)使其更加符合計(jì)算機(jī)應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求.

計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)踐應(yīng)用性特點(diǎn)，決定其教學(xué)引入生成性目標(biāo)為導(dǎo)向的問題模式更加有效，并在培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展、創(chuàng)造精神等方面具有很好的效果，促進(jìn)學(xué)生向應(yīng)用型、復(fù)合型和技能型人才的成長(zhǎng)轉(zhuǎn)變，充分體現(xiàn)建構(gòu)主義和人本主義的課程觀.

3 PBL應(yīng)用

3.1PBL模型

PBL是以問題為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)，相關(guān)知識(shí)和方法為基礎(chǔ)，以分析解決問題為主要形式，而設(shè)計(jì)并開展的有效教學(xué)活動(dòng)，其理論模型如圖1所示.

圖1　PBL理論模型

3.2PBL實(shí)施基礎(chǔ)

盡管具備諸多優(yōu)點(diǎn)，但PBL對(duì)教師、學(xué)生、教學(xué)環(huán)境均有要求.首先，教師對(duì)PBL應(yīng)有深入理解，能準(zhǔn)確把握專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及課程作用，善于積累課程實(shí)踐應(yīng)用中各類具有代表性的問題，把握學(xué)生學(xué)習(xí)狀況及成長(zhǎng)目標(biāo)等.其次，學(xué)生應(yīng)具備一定的專業(yè)理論和技能基礎(chǔ)，有明確的專業(yè)成長(zhǎng)目標(biāo)，能夠及時(shí)投入到課程的問題情境，具備根據(jù)現(xiàn)有知識(shí)和方法解決問題的自主學(xué)習(xí)和鉆研能力，具備協(xié)作學(xué)習(xí)意識(shí).再者，PBL對(duì)課程計(jì)劃教學(xué)時(shí)數(shù)，教學(xué)實(shí)施場(chǎng)所，學(xué)生學(xué)習(xí)及交流的空間、途徑等方面均有要求.

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息化教學(xué)平臺(tái)、移動(dòng)終端等技術(shù)的發(fā)展，為應(yīng)用PBL奠定了良好基礎(chǔ)，它使教學(xué)活動(dòng)能夠突破傳統(tǒng)課堂的束縛，在時(shí)間、空間、知識(shí)素材、教學(xué)方式方法等方面得到充分拓展，有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)生差異化、針對(duì)性學(xué)習(xí)，便于實(shí)施因材施教，有助于問題教學(xué)法的設(shè)計(jì)和實(shí)施[5].網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)使PBL的優(yōu)勢(shì)得到更好地體現(xiàn)，它為學(xué)習(xí)者解決問題、探求知識(shí)提供了無限廣闊的知識(shí)庫(kù)，使問題教學(xué)中的討論和交流更加自由，有利于協(xié)助學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展，并且易于喚醒學(xué)習(xí)者的主體能動(dòng)意識(shí)[6].

3.3PBL應(yīng)用

計(jì)算機(jī)專業(yè)屬于工科應(yīng)用型專業(yè)，多數(shù)課程不僅含有完整的理論體系，而且含有豐富的工程實(shí)踐應(yīng)用，知識(shí)含量大，課程教學(xué)時(shí)數(shù)有限，學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)量大.若僅僅采用問題教學(xué)法，完全依靠學(xué)生自學(xué)研習(xí)，則完成課程教學(xué)任務(wù)難度較大，同時(shí)存在諸多不利.因此，計(jì)算機(jī)專業(yè)可采取傳統(tǒng)教學(xué)方法和PBL相結(jié)合，課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的方式互為補(bǔ)充，結(jié)構(gòu)化基本知識(shí)以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主，知識(shí)串聯(lián)、知識(shí)延伸、實(shí)踐應(yīng)用等以PBL為主，兩種方法互為補(bǔ)充，靈活運(yùn)用，多樣化實(shí)施，才能進(jìn)一步提高教學(xué)效果.可采取以下兩種基本形式或其多樣組合：

（1）課堂PBL，課堂教學(xué)以提出、分析、解決問題為主，將基本理論知識(shí)教學(xué)、相關(guān)資料、方法等設(shè)置在課下網(wǎng)絡(luò)課堂中.

（2）課下PBL，課堂教學(xué)以基本理論知識(shí)和傳統(tǒng)方法為主，將問題情境及分析問題與解決過程設(shè)置在課下網(wǎng)絡(luò)課堂中.

實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)知識(shí)點(diǎn)、學(xué)生、實(shí)際問題素材等綜合因素，靈活合理地安排PBL的應(yīng)用形式，在依托網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)輔助開展PBL教學(xué)時(shí)，對(duì)基本知識(shí)教學(xué)和PBL進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)還可以結(jié)合微課、慕課等多種形式開展教學(xué)，才能達(dá)到更好的應(yīng)用效果.

3.4問題設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在開展PBL教學(xué)時(shí)，不可生搬硬套，應(yīng)結(jié)合計(jì)算機(jī)專業(yè)特點(diǎn)、培養(yǎng)目標(biāo)、課程要求、學(xué)生情況及社會(huì)實(shí)踐需要等要素精心設(shè)計(jì)教學(xué)問題，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：?jiǎn)栴}應(yīng)蘊(yùn)含主要知識(shí)點(diǎn)，從知識(shí)面上看問題要具有代表性；問題應(yīng)難度適當(dāng)，問題應(yīng)符合教學(xué)需要及學(xué)生基礎(chǔ)，不能過于簡(jiǎn)單或過度復(fù)雜；問題應(yīng)體現(xiàn)社會(huì)需求，當(dāng)教學(xué)要點(diǎn)符合社會(huì)實(shí)踐需要，方可進(jìn)一步提高學(xué)生積極性，保證學(xué)習(xí)效果；問題要具備拓展性，即問題應(yīng)有合理的知識(shí)梯度，讓學(xué)生能夠進(jìn)一步鉆研學(xué)習(xí)；最后是要區(qū)分知識(shí)類型，靈活多樣地設(shè)計(jì)問題[7][8].例如數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語言等課程，可根據(jù)課程教學(xué)需要設(shè)計(jì)如下幾類問題：結(jié)構(gòu)知識(shí)問題、程序錯(cuò)誤問題、算法設(shè)計(jì)問題、工程應(yīng)用問題等，具體采用何種類型的問題，應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及需要進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì).

4 PBL應(yīng)用結(jié)果分析

在2014級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，（1）班采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，（2）班為PBL教學(xué)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)班，在參與、解決、提出問題方面得出如表1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在課程考核的基礎(chǔ)知識(shí)、程序分析、設(shè)計(jì)應(yīng)用等方面得出如表2的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù).

表1　教學(xué)過程分析表

表2　考核結(jié)果分析表

不難看出，PBL實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的積極性、主動(dòng)性明顯增強(qiáng)，對(duì)課程基礎(chǔ)理論知識(shí)和技能的掌握更加牢固，更善于發(fā)現(xiàn)、分析和解決課程教學(xué)問題，且學(xué)生的綜合實(shí)踐應(yīng)用能力也有顯著提高.

5 結(jié)束語

PBL以其特有的優(yōu)勢(shì)有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足.在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中，若將PBL與傳統(tǒng)教學(xué)方法充分結(jié)合，精心設(shè)計(jì)，靈活應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提高課程教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生向復(fù)合型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才成長(zhǎng)轉(zhuǎn)變，促進(jìn)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提升.具體應(yīng)用過程中，問題設(shè)計(jì)、環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)及其與傳統(tǒng)方法的結(jié)合方式等尚需進(jìn)一步精心考慮，同樣值得進(jìn)一步探究.

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G642.4

A

1673-260X（2015）12-0218-03

阜陽師范學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目（2013JYXM44，2012JYXM26）