试论问题教学法在计算机专业教学中的应用

魏梨君，潘 阳，杨 颖

（阜阳师范学院 计算机与信息学院，安徽 阜阳 236041）

试论问题教学法在计算机专业教学中的应用

魏梨君，潘 阳，杨 颖

（阜阳师范学院 计算机与信息学院，安徽 阜阳 236041）

本文论述了问题教学法的特点和优势，以及问题教学法在计算机专业教学中的应用可行性.最后探讨了问题教学法在计算机专业教学中的应用模式和问题设计要点及注意事项，对于计算机专业教学改革有一定的借鉴意义.

问题教学法；结构主义；建构主义；问题情境；问题设计

0 引言

“教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见”要求，高校要不断创新人才培养模式和教学方法，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，加大应用型、复合型、技能型人才培养力度，确保人才培养质量稳步提升，进一步满足社会需要.

计算机科学是兼具理论性、应用性等多种特性的交叉学科，多数课程不仅具有结构化理论知识体系，而且具备较强的实践特性和应用技能，要求学生既要牢固掌握学科知识，还要具备解决实际问题的应用和创造能力.显然，传统教学方法已无法满足计算机专业人才培养和教学需要，亟待改进和转变.

1 传统教学方法的不足

计算机专业教学中，如程序设计、数据库管理系统等课程，虽然已采取理论加实践的结构形式，但课程教学多以传统教学方法为主，存在以下几方面不足：

（1）被动参与专业学习.传统教学方法以行为目标为导向，以教师讲授和指导为主要形式开展教学，教师占据主导地位，学生处于被动接受地位，不利于计算机专业教学目标及学生成长目标的形成，不利于学生从被动到主动的角色转换，影响学生积极性和主动性[1].

（2）知识掌握不够牢固.以传统方法为主的计算机专业课程教学，理论知识、实践环节与社会需求之间联系不够紧密，理论知识无法反复应用于社会实践，容易遗忘，影响学生对理论知识的牢固掌握.

（3）实践能力有待提升.传统教学方法有利于结构化知识体系形成，但对知识和技能的实践应用情境设置不够科学和具体，未强调对分析问题、解决问题、应用能力和社会实践能力的统筹培养，致使计算机专业学生实践能力与社会需求有差距.

（4）创新意识有待增强.传统教学模式下，教学内容和形式与应用创新之间无法紧密结合，不利于培养学生的专业研究和应用创新意识，影响专业培养目标的实现[2].

2 问题教学法

2.1问题教学法

问题教学法（Problem Based Learning，以下简称PBL），由Barrows教授提出，初衷是解决教学与学生在未来工作中所面临的真实情境和复杂问题相脱节问题.1983年，Schmidt论证了PBL的优点，并倡议在医学教学中应用PBL.如今PBL越来越多地应用于法律、建筑、商业、工程等学科教学，逐渐成为国际上公认和推行的教学方法.

PBL强调把学习设置到有意义的情境中，教师把实际生活问题作为教学材料，采用设问、解疑的方式开展教学，使学习者置身于混乱、结构不良的问题情境中，使学生成为真正主人，激发学生思考、学习、探索，最终解决问题；让学生自己分析问题、学习所需的知识，并通过相互协作来解决问题，从而获得隐含在问题背后的学科知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力，逐步构建相应的知识体系和应用能力.它是以信息加工心理学和认知心理学为基础的，属于建构主义学习理论的范畴[3].PBL的基本实施环节有：组织小组、产生问题、建立假设、收集数据、论证假设、活动汇报、总结反思等.

2.2PBL的特点

PBL的特点使其能够有效弥补计算机专业教学中的现有不足.首先，PBL是启发式、引导式教学.在问题模式下，教师只起引导和指导作用，问题是学习的起点，也是选择知识的依据，学生是教学活动的核心着力点，这种方式能够有效激发计算机专业教学中学生的主体意识和积极性.其次，PBL是参与式、讨论式学习.问题模式以获得基本知识，培养学生运用已有知识理解获取新知识，解决新问题的能力为立足点，这不仅能够强化学生对计算机专业理论知识的掌握，而且能够使学生的专业技能和实践应用能力得到锻炼和提升.再者，PBL是探究式学习.其主旨是为了充分发挥学生的主观能动性，发展学生创造性思维和实践能力，如此能通过教学培养计算机专业学生的创新意识和研究应用能力.

2.3PBL的优势

与传统方法相比，PBL的优势使其在计算机专业教学中具有重要的应用空间.PBL以重能力培养代替重知识传授，以多学科综合课程代替单一学科为基础的课程，以小组讨论代替班级授课制，以学生为中心代替教师为中心.PBL的最大贡献是为理论与专业实践之间的脱节找到了一种解决方案；使实践和研究在解决问题过程中融为一体，并为一系列重要的学习目标提供了一种融合机制.PBL克服了传统模式中学生被动接受理论灌输的弊端，使学习成为社会和学生的切实需求.PBL同时蕴含了协作学习、以生为本等有益的教学理念[4].这些优势使其更加符合计算机应用型专业人才培养目标要求.

计算机专业的实践应用性特点，决定其教学引入生成性目标为导向的问题模式更加有效，并在培养学生的个性发展、创造精神等方面具有很好的效果，促进学生向应用型、复合型和技能型人才的成长转变，充分体现建构主义和人本主义的课程观.

3 PBL应用

3.1PBL模型

PBL是以问题为主导，学生为主体，教师为引导，相关知识和方法为基础，以分析解决问题为主要形式，而设计并开展的有效教学活动，其理论模型如图1所示.

图1　PBL理论模型

3.2PBL实施基础

尽管具备诸多优点，但PBL对教师、学生、教学环境均有要求.首先，教师对PBL应有深入理解，能准确把握专业培养目标及课程作用，善于积累课程实践应用中各类具有代表性的问题，把握学生学习状况及成长目标等.其次，学生应具备一定的专业理论和技能基础，有明确的专业成长目标，能够及时投入到课程的问题情境，具备根据现有知识和方法解决问题的自主学习和钻研能力，具备协作学习意识.再者，PBL对课程计划教学时数，教学实施场所，学生学习及交流的空间、途径等方面均有要求.

计算机网络、信息化教学平台、移动终端等技术的发展，为应用PBL奠定了良好基础，它使教学活动能够突破传统课堂的束缚，在时间、空间、知识素材、教学方式方法等方面得到充分拓展，有利于实现学生差异化、针对性学习，便于实施因材施教，有助于问题教学法的设计和实施[5].网络辅助教学使PBL的优势得到更好地体现，它为学习者解决问题、探求知识提供了无限广阔的知识库，使问题教学中的讨论和交流更加自由，有利于协助学习活动的开展，并且易于唤醒学习者的主体能动意识[6].

3.3PBL应用

计算机专业属于工科应用型专业，多数课程不仅含有完整的理论体系，而且含有丰富的工程实践应用，知识含量大，课程教学时数有限，学生学习任务量大.若仅仅采用问题教学法，完全依靠学生自学研习，则完成课程教学任务难度较大，同时存在诸多不利.因此，计算机专业可采取传统教学方法和PBL相结合，课堂教学和网络教学相结合的方式互为补充，结构化基本知识以传统教学方法为主，知识串联、知识延伸、实践应用等以PBL为主，两种方法互为补充，灵活运用，多样化实施，才能进一步提高教学效果.可采取以下两种基本形式或其多样组合：

（1）课堂PBL，课堂教学以提出、分析、解决问题为主，将基本理论知识教学、相关资料、方法等设置在课下网络课堂中.

（2）课下PBL，课堂教学以基本理论知识和传统方法为主，将问题情境及分析问题与解决过程设置在课下网络课堂中.

实际教学中，应根据知识点、学生、实际问题素材等综合因素，灵活合理地安排PBL的应用形式，在依托网络平台辅助开展PBL教学时，对基本知识教学和PBL进行设计时还可以结合微课、慕课等多种形式开展教学，才能达到更好的应用效果.

3.4问题设计要点

在开展PBL教学时，不可生搬硬套，应结合计算机专业特点、培养目标、课程要求、学生情况及社会实践需要等要素精心设计教学问题，应注意以下要点：问题应蕴含主要知识点，从知识面上看问题要具有代表性；问题应难度适当，问题应符合教学需要及学生基础，不能过于简单或过度复杂；问题应体现社会需求，当教学要点符合社会实践需要，方可进一步提高学生积极性，保证学习效果；问题要具备拓展性，即问题应有合理的知识梯度，让学生能够进一步钻研学习；最后是要区分知识类型，灵活多样地设计问题[7][8].例如数据库管理系统、操作系统、程序设计语言等课程，可根据课程教学需要设计如下几类问题：结构知识问题、程序错误问题、算法设计问题、工程应用问题等，具体采用何种类型的问题，应根据教学目标及需要进行选择和设计.

4 PBL应用结果分析

在2014级计算机专业的计算机基础教学中，（1）班采用传统教学方法，（2）班为PBL教学应用实验班，在参与、解决、提出问题方面得出如表1的统计数据，在课程考核的基础知识、程序分析、设计应用等方面得出如表2的统计数据.

表1　教学过程分析表

表2　考核结果分析表

不难看出，PBL实验班学生在课程学习中的积极性、主动性明显增强，对课程基础理论知识和技能的掌握更加牢固，更善于发现、分析和解决课程教学问题，且学生的综合实践应用能力也有显著提高.

5 结束语

PBL以其特有的优势有效地弥补了传统教学方法的不足.在计算机专业教学中，若将PBL与传统教学方法充分结合，精心设计，灵活应用，能够进一步提高课程教学效果，增强学生实践应用能力和创新能力，引导学生向复合型、应用型、创新型人才成长转变，促进计算机专业人才培养质量提升.具体应用过程中，问题设计、环节设计及其与传统方法的结合方式等尚需进一步精心考虑，同样值得进一步探究.

〔1〕武法提.目标导向网络课程设计的原理[J].中国电化教育，2006（1）：17-20.

〔2〕施良方.课程理论—课程的基础、原理与问题[M].北京:教育科学出版社，1996.135-150.

〔3〕武法提.生成性目标导向下以问题为中心的网络课程设计[J].中国电化教育，2008（3）：62-65.

〔4〕陈真.简析大学计算机基础教学中的问题教学法[J].大庆师范学院学报，2010（6）：158-160.

〔5〕熊筱芳,等.网络环境下基于问题协作学习的教学设计研究 [J].江西青年职业学院学报，2009（3）：88-90.

〔6〕宋志宏,等.构建“基于网络的PBL”教学模式培养医学生创新能力[J].中国高等医学教育,2009（5）：7-14.

〔7〕张离平.“问题教学法”实践探新[J].湛江师范学院学报，2009（4）：143-144.

〔8〕李恰华.问题教学中师生提问的思考[J].基础教育研究，2009（8）：32-34.

G642.4

A

1673-260X（2015）12-0218-03

阜阳师范学院教学研究项目（2013JYXM44，2012JYXM26）