基于PBL的本科计算机基础教学设计研究

周珺

四川师范大学计算机科学学院 成都 610101 四川农业大学成都校区 成都 611130

基于PBL的本科计算机基础教学设计研究

周珺

四川师范大学计算机科学学院 成都 610101 四川农业大学成都校区 成都 611130

基于问题的学习（PBL）是20世纪50年代中期起源于美国医学教育的一种新兴学习方式。PBL的核心思想是以学生为中心，强调利用知识和技能解决实际问题，从而达到建构经验的学习过程。对某高校本科计算机类课程进行教学试验，对PBL模式引入计算机类学科教学提出相应的参考方案。

PBL；本科计算机教学；教学设计

Author’s addressComputer Science Institute of Sichuan Normal University, Chengdu, China 610101;Chengdu Campus of Sichuan Agricultural University Chengdu, 611130

1 PBL基本理论

PBL（Problem-based Learning，基于问题的学习）起源20世纪中期美国的医学教育领域。目前学术界比较认可的理解为：PBL是一种教学策略，在其中，学生面对的是许多真实情景中的劣构性问题，这些问题需要学生努力去寻找有意义的解决方案[1]。PBL的核心是以学生为中心，把学习创设到一个复杂且有意义的问题情境中，利用所具备的知识和技能，通过与其他学习伙伴的合作来解决实际问题。随着学习方式不断变革，PBL的应用范围越来越广。

1.1 PBL学习原理模型

随着PBL的应用领域的不同，不同的学习实践可能基于不同学习理论，但Graaff和Kolmos（2003）将PBL学习原理归纳为3个方面：认知学习、合作学习以及学习内容[2]。

1.2 PBL与传统教学方法的区别

1）PBL注重学习者学习能力的培养，这是传统说教式教育方式不能比拟的。PBL注重培养学生发现问题、解决问题的科学思维能力，能充分发挥学习的自主性。传统“填鸭式”的应试教育，不仅学习效果不好，也大大缩减了学生主动探究的动力。

2）PBL加强了学科间的无缝连接，促进学生的全面发展。这是传统单科教学不可比拟的创新。PBL注重学习者解决问题的过程，在此基础上的解决方案将综合多门学科的学习内容。这是一个学科融合的过程，能更好地促进学生对全科知识的融会贯通，也是传统单科教学达不到的。

3）PBL能加强学生的团队合作能力，这是传统教学中很难实现的。PBL过程中，学生难免遇到各种困难，这就需要其加强与教师、同伴及其他人员的交流，重视团队合作的重要性，才能合力完成一项任务。这种训练在传统教学中也难达到。

计算机类学科是一门应用性很强的学科，理论与实践联系紧密，在教学上单靠课堂的灌输是远远不能达到教学效果的，因此要充分利用学科优势，在教学中引入PBL，能有效改善教学效果。

2 CAI辅助PBL的工具平台简介

在CAI（Computer Aided Instruction，计算机辅助教学）辅助PBL中，应用最多的平台有WebQuest和VCT。WebQuest是一种“网络专题调查”平台，学习者可通过海量的网络资源进行交流，通过各种网络活动任务完成学习的全过程。

VCT（the Virtual Classroom Tour，虚拟教室漫游）是微软公司全球推出的“创新教师”项目（Microsoft Innovative Teachers）网络学习资源的重要组成部分。VCT提供统一、简介、易用的PPT（PowerPoint）模板，任何教师都能套用。

在本文进行的教学试验中选取VCT平台模板。

3 用PBL进行教学试验的具体情况

PBL教学活动分为提出问题、创设情境、收集资料、验证结论、总结交流5个阶段。以下为针对某高校计算机网络基础课程的PBL教学试验过程简介。

3.1 展开教学前，问卷调查，初步了解学生基本情况

测试教学班学生共计227人，分别来自13个不同院系，其中94.3%的学生为非计算机专业。通过问卷调查，90%以上学生“不知道计算机网络的基本概念”；83%的学生“希望教师能够多多讲授计算机网络操作技巧”；98%的学生“希望教师能用生动的方式教学”。

表1 PBL教学效果评价问卷统计表

3.2 结合学生需求和教学大纲，制定适当“问题”

在符合教学目标要求下，最大限度地满足学生的学习需求，才是合理有效的问题设计原则。因此，该课程的PBL问题选定为“如何提高网络交流的能力及网络的使用水平”，教师可灵活根据不同的学习阶段制定不同的阶段小问题。

3.3 逐步给学生呈现问题并进行角色分配

PBL要求教师不能一开始就把所有问题和盘托出，应当在适当讲授必要的前置知识（即在解决这个问题中需要用到的相关前置知识或技能）后，逐步提出不同阶段的问题。这就需要教师酌情把握提出问题的时机。在完成项目之前还要根据学生选取问题的不同，自己组建学习团队，才能顺利解决问题。

3.4 收集整理，总结交流，共享资源

在PBL活动的最后环节安排总结交流活动，能让学生通过展示、共享，不断修正或提升自己的结论，从本质上促进新知识的获取。

3.5 PBL教学效果统计

本测试按总人数227人计算：1）初次完成学习任务的（即在规定时间之内完成）有179人；2）学习过程结束后能基本解决问题的学生有133人；3）对问题的解决方案清楚，并能在教学活动中进行展示的学生有15人。具体教学反馈问卷227份，具体统计如表1所示。

可以看出，85.9%学生能接受PBL方式，有超过半数的学生希望继续采用这种教学模式，对教师的满意率也达到94%以上。

4 展望

PBL模式应用于本科计算机类课程是一种新尝试，通过以上教学实践，提出一些建议。

4.1 PBL模式的适用性探讨

PBL的初衷是希望培养学生主动的知识建构技能，转变传统教学中不适应于应用性或实践性教学中不能达到的教学目的的问题，但并不意味着所有学科都适用这种方式，在应用时应酌情选取。

4.2 问题的选择尺度探讨

PBL的基本要素之一是“问题”。一个相对好的问题应当具备：1）充分的趣味性，能激发学生的探索欲望；2）在问题的解答中能蕴含明显的相关概念或技巧；3）问题应当有多种解法，各解法涉及不同分支或领域；4）所列的问题能够加以推广。

4.3 教学平台的选择与应用探讨

利用PBL的网络教学平台还不多，研发出更多通用性强的软件平台可成为众多教育技术工作者的研究课题。

[1]Rhem J. Problem-Based Learning: An Introduction[EB/OL].http://www.ntlf.com/html/pi/9812/pbl_1.htm

[2]杜翔云,Kolmos A, Holgaard J E. PBL：大学课程的改革与创新[J].高等工程教育研究,2009(3):29-35

Research of Computer Teaching Methods of Undergraduate based on PBL

//Zhou Jun

Problem-based Learning originated in Case Western Reserve University Medical School of USA since 1950s. The central part of PBL is focusing on the students. PBL emphasizes the use of knowledge and skills to solve practical problems. It will be constructed by the experience of the study process. We have experimented on a university course in the computer class which was used of VCT platform. With the result of the test, we made the reference to the scheme.

PBL; computer teaching methods of undergraduate; teaching of design

G642.4

B

1671-489X(2011)12-0056-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.12.056