基于PBL模式的《软件开发与实践》实验教学改革探讨

何 巍

(长春理工大学计算机科学技术学院，长春 130022)

高校是高素质创新型人才的培养基地。社会的发展，对于新型人才提出了越来越高的要求。尤其是随着网络和信息技术的高速发展，人类进入了知识爆炸的新时代。对于计算机科学与技术专业的教学，尤其是培养学生实际动手能力的实验教学，如何适应社会需求，寻求有效的教学方式和模式，培养具有创新意识和实践能力的高校毕业生，缩短学习和就业之间的差距，使其更好地适应社会，这是高等教育必须面对和解决的问题，因此高校计算机专业实验教学方法的改革迫在眉睫［1］。

现在高校的计算机课程大部分是原理性的，而非案例性的。当学生学过程序设计、数据库原理、计算机网络、软件工程等相关课程之后，仍然无法对于企业实际的团队开发模式、项目实际控制过程等有综合的实践能力。因此，《软件开发与实践》作为计算机科学与技术专业的一门独立、实用、综合的特色课程，参考机械学科的工程训练和管理学科的MBA案例教学课程，借鉴其实践训练教学思想和方法，综合运用知识，解决软件人才培养的实用化问题。其中的实验教学环节尤为重要。将软件企业的团队开发模式移植到班级某个小组，借助网络互动、会议讨论等方式，使学生体验分工协作的团队精神，最终对项目、知识进行整合建构，具有深远意义。PBL［2］(problem-based learning)具备的以问题为基础、以学生为中心、小组合作、自我引导等特点，决定着该模式可以较好地应用于《软件开发与实践》课程实验教学中。

一、PBL教学模式

PBL模式由美国神经病学教授Barrows首创并于1969年在加拿大McMaster大学首先实行，经过几十年的改革创新，它已成为国际上广受欢迎的一种教学方法［3］。PBL模式是把学习设置于复杂的、有意义的问题情境中，通过让学生以小组合作的形式共同解决实际问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，提高解决实际问题能力、综合思考能力、团队协作能力和自主学习能力等。大致分为问题提出、资料查阅、讨论研究和总结反思等几个主要步骤［4］。每个问题没有固定的解决方法，学生之间互相合作、共同探究，逐步寻找问题的解决方法。教师则处于辅助地位，是学生学习的引导者，在学习过程中建议或提示学生发现问题，并完成学习进展的纪录和评估。

二、PBL在《软件开发与实践》实验教学中的应用

《软件开发与实践》实验课程，是一门基于程序设计语言、数据结构、数据库原理、计算机组成原理、计算机网络、软件工程等专业课程基础之上的综合设计性实验课程。以下分别从PBL教学模式实施的前期准备和具体实施方案等方面对基于PBL模式的《软件开发与实践》实验教学改革过程加以详细阐述。

(一)PBL教学模式实施的前期准备

1.给学生讲授基本PBL模式理论

在尝试使用PBL教学模式之前，需要进行实验前期基础内容的讲授，并初步讲解PBL的基础理论，包括定义、特征、教学流程等，使学生对PBL有一个感性的了解和认识。

2.确定成员与小组划分

PBL模式是以小组学习为主要方式的。根据自愿的原则，同时协调每组学生的男女比例、成绩水平等多方面因素，保证成员在实践过程中的积极性以及团队的协作性，将学生划分成不同的小组。同时由组内成员推选一名同学作为组长。

(二)基于PBL模式的实验教学具体实施方案

1.问题设置与提出

根据高校本科《软件开发与实践》教学大纲的教学要求，我们精心设计了8个模拟项目，这相当于PBL中的problem(问题)［5］。在设置问题的过程中，充分考虑学生们的知识背景、计算机专业的特点、《软件开发与实践》课程的特点和重点。这些模拟项目符合社会需要，具有实用性、前沿性和拓展性，能最大程度地满足未来大学生就业时可能会实际遇到的场景和任务。比如，“某管理信息系统公司竞标规划”、“某旅游景点的Flash介绍”等。在实验课程开始前两周，由指导教师布置和发布设计课题，让学生有充分时间进行选题。

2.自主调研和学习

该阶段是学生在教师的指导下去发现problem(问题)。看到问题后，小组成员之间合理分工，针对学习的问题寻找支撑的材料，引导学生通过图书馆查阅书籍、期刊，借助互联网进行调研、搜集资料、查找答案等，并给出各自的解决问题的方法。

3.小组分析与讨论

学生在学习本课程之前，已经学习过软件工程、数据库原理等相关专业课程。为了让学生对自己所选模拟项目中需要解决的问题进行深入剖析，正确运用所学知识，避免解决方案出现大的偏差，每次课使用10分钟左右进行综合分析，讨论和学习各小组共性的问题。

每个小组成员带着自己的答案与本小组的其他成员进行意见交换，大家相互交流，相互补充，相互评论，发表自己的见解，每个小组成员都有解决问题的不同的方法和技巧，要想得出共同解决问题的方法，需要在每个成员的意见基础上，归纳总结。对于大家持有不同意见的问题，还要按照小组重新讨论的形式，继续研究。同时不断强化讨论分析过程，鼓励学生不仅自己找到解决问题的最佳方案，更要听听其他同学的思路和方法，找出优缺点，通过交流进一步加深对于课程内容的理解。

此外，随着实验教学的过程，学生会对其课题所涉及问题的理解不断深入，不断提出新问题。要针对新问题，继续进一步提出新的对应的解决方案，如此反复，最终在指导教师的引导下，形成最后的解决方案。

4.结果评价与总结

各小组将项目的最终解决方案、项目文档、程序流程、运行结果等形成书面材料，通过多媒体课件的形式，向指导教师和同学们做展示。根据解决问题的方案的大小，展示的时间也不相同。指导教师和所有的学生都可以就上面的阐述，任意提出问题，汇报的同学对于提出的问题进行认真解答。通过汇报和解答，以及每个小组的展示和答辩，学生不仅汇报了自己的思想，同时又给那些没有经历该问题的同学提出了解决问题的方法和答案，让同学们学到更多知识，丰富阅历，提高发现、分析和解决问题的能力，为以后的学习积累经验。同时，这种多课题多角度相互展示成果的模式，能将问题的重点和难点进一步加深。在各个小组汇报完后，由指导教师就同学们的汇报做点评。通过肯定和指出不足，坚定学生信心，提高学生自主学习的能力。

三、基于PBL模式的实验教学改革效果及存在的问题

为检验基于PBL模式的《软件开发与实践》实验教学改革效果，对学生的亲身体验、学习过程的实施效果以及学习效果的提高程度等，进行了问卷调查和访谈［6］，得出了实验教学改革的效果及存在的问题。

(一)PBL模式实验教学改革效果

有100%的学生反映，实验课变得生动有趣，而且自主能力强。在查阅文献、思考和分析实验题目、设计解决问题方案时有充足的成就感;有100%的学生反映，通过PBL教学法，提高了自己利用网络资源进行文献调研的能力;有95%的学生认为，通过PBL模式中小组协作的模式，使自己体会到团队开发的重要性，提高了自己的与人交流和沟通的能力;有90%的学生反映PBL模式教学法能提高自己发现、分析和解决问题的能力。

(二)PBL模式实验教学改革存在的问题

1.基础差的学生积极性不高。多年的传统教学模式，造成部分学生对于主动学习这种方式比较难接受。有些学生思考问题比较片面，面对课题设计的内容无从下手，使用网络进行调研的能力不足，会有“认真查阅了，怎么都查不到”的情况。

2.资源不足。学校的图书馆要扩大藏书量，增加指导教师的数量，提高网速等。

3.相关教材及教辅资料不足。虽然可以使用现在的《软件开发与实践》的教材，但如果有基于PBL方式的课程学习指南、实验指导教程等，效果会更好。

4.小组讨论时间过多。28%的学生认为小组讨论所占用的时间过多，希望根据本组的情况适当增加或减少，不要限次数，学生自己安排。讨论时间过长，不仅浪费学生的学习时间，也会使学生产生厌倦的情绪，不利于学生学习效果的提高。

5.缺乏科学的评价体系。目前缺乏对学生个人及学习效果全面、科学、客观的评价标准，如何在有限的时间内评价PBL的学习效果是在引进PBL教学方法的同时应进行研究的课题。

四、结束语

在经济全球化的今天，高校毕业生面临很多竞争。培养自主学习能力、解决问题能力和创新精神强的毕业生，是高校教育教学应该重点培养的目标和方向。将课程内容与真正的社会应用、企业需求紧密联系，不断深化高校课程改革，具有非常重要的意义。我们尝试将PBL模式应用于《软件开发与实践》的实验教学课程，取得了较好的效果。今后我们将尝试在更多专业实验课教学中推广这种教学方法，为高校计算机专业实验教学改革提供新思路。

［1］谭柳斌.浅析高校计算机实验教学的改革［J］.学科与电脑，2011(6):42－44.

［2］孙丕波，周利江.PBL在计算机软件教学中的研究［J］.学科建设与教学改革，2011(3):80 －82.

［3］黄英，李贵林，雷菁，等.PBL教学模式在专业实验教学中的应用研究［J］.中国电力教育，2012(35):23－26.

［4］王海波，王建治，苏俊鹏.基于PBL教学法的微机原理及应用实验课改革［J］.中国医学教育技术，2010(8):53－55.

［5］张华.PBL教学法在高职院校教学中的应用研究［D］.石家庄:河北师范大学，2010.

［6］王永花.PBL在高校教学中的应用初探［D］.南京:南京师范大学，2007.