PBL教学模式在高校“C++程序设计”教学中的应用研究

江涛

摘 要：PBL是一种基于问题的学习（Problem-Based Learning）模式，文章以“C++程序设计”课程教学为例，尝试将PBL教学方法引入“C++程序设计”教学中，探讨PBL教学模式的特点以及在教学过程中应该注意的一些基本环节，望能经此研究为此领域教学实践提供些许借鉴。

关键词：PBL教学模式；基于问题的学习模式；C++程序设计；教学改革

“C++程序设计”是高校计算机科学与技术专业的一门核心课，在学习这门高级编程语言课时，不仅要求学生能够掌握和理解语法规则以及常用算法，更重要的是要培养学生的创造力和编程思维，提升学生活学活用、解决实际问题的能力。在目前传统的教学过程中，教学的重心是概念和语法知识的讲解以及结合代码范例对算法思想进行描述，上机实践环节也主要是侧重于对已有程序的验证，学生自始至终是处于被动学习的状态。不少学生只是掌握了编程语言的语法，在面对实际问题时，无法灵活地运用知识点去分析和解决问题，学习效果得不到体现，创新思维得不到有效地提升[1]。因此，怎样提高教学质量和教学效果，是当前程序设计教学中迫切需要解决的问题。本文尝试引入以问题为中心的教学模式，对部分“C++程序设计”课程内容的教学组织和实施的过程进行重新设计，以问题情境作为基石，以解决问题作为线索，让学生在分析问题和解决问题的过程中，相互讨论和思考，从而达到培养学生灵活的组织和运用知识，提升自己实际动手能力的目的。

1 PBL问题驱动教学方法简介

问题驱动教学模式，是一种对传统教学流程的有效突破，它是一种以问题为基础、以学生为中心的教学方式，将学生放置于一个具体的、有意义的问题情境中，通过教师的引导，同一小组同学之间讨论与合作，让学生主动去搜索相关资料来寻找问题的解决方法。这不仅能让学生在学习过程中掌握理论知识，更能培养学生应用理论知识解决现实生活中实际问题的能力。学生在逐步解决问题的过程中获得成就感，意味着有了不断学习、不断地吸收更多知识来充实自己的动力，因此，锻炼了学生自主学习知识和灵活运用知识的能力，有效地解决了传统教学流程所面对的问题。

2 PBL问题驱动教学方法应用在“C++程序设计”教学中

基于问题学习模式的“C++程序设计”课程的教學活动，总体设计与实施过程如图1所示。

对于其中几个重要的环节，在此做出必要的剖析。

2.1 设置PBL教学的目标

在课程开始前，应向学生说明本次课的学习目标，这样学生在学习过程中会明确地知道自己的学习方向，同时也会对本次课的学习成果有一个预期。除此之外，学生在明确了本次课的学习任务、教学目标后，可以根据教学目标去查找和收集相关的学习资料，从而培养学生自主学习的能力。

2.2 创建问题情境

PBL教学模式实施的好坏，问题情境的创建起到重要作用，而以问题为导向的教学思路，需要向学生提出一些基于真实情境的、学生熟悉且感兴趣，同时具有一定价值与意义的问题，也要注意这些问题还需与大多数学生的认知水平相接近[2]。

在创建问题时，也要思考问题之间的相互关联。如果所提出的问题比较分散，那么会对知识关联以及教学组织造成不利影响。如果问题比较集中，对教学的正常开展及知识分解会造成不利影响。因此，在课堂教学中，需要从根本上做到讲授的知识点从点到线、自线至面的紧密连接。

2.3 学生自主思考、探索与讨论分析

问题提出后，学生对于老师提出的问题情境，分组进行讨论。要求学生通过收集和研究与问题相关的资料，明确问题的含义，发现问题相关知识点之间的联系，剖析和探究问题的本质，运用逐渐明晰的知识，形成问题的解决方法。在这个过程中，分组讨论是很有必要的，通过交流，小组的成员可以相互启发和学习，在讨论过程中，小组各成员可以发表自己的观点，也可以听取其他成员的想法和思路，互相学习和提高。

2.4 总结与提高

在各组同学完成讨论和提出问题的解决方案后，教师应结合相应的具有典型性特点的程序案例对问题进行总结，帮助学生整理思维过程，加深学生对课程内容的理解，同时还应当指导学生对问题进行反思[3]。最后，教师还要引导学生去发现问题的最优化解决方案，并从问题的特点出发，对问题进行发散、推广和延伸，发现新问题并为下一轮学习做准备。

下面是通过一个具体的教学实例，说明PBL在程序设计语言课程的实施过程。（1）教师设置问题情境：编写一个加法练习程序，随机产生2个整数，用户输入2个整数的求和结果，程序判断用户输入的结果是否正确。（2）学生分析确认问题的关键：随机函数、输入输出方法以及分支结构。（3）学生画流程图，设计算法并编程实现。（4）在该问题的讨论和总结过程中，有学生提出做多次加法练习的问题，这个问题激发了学生的学习兴趣，有了新的学习目标，在教师引导学生可以使用循环结构后，学生收集和研究相关资料，并用新的知识完成多次加法练习实现。（5）教师再次引导学生思考后续的2个问题：①编写一个50以内的加法练习程序，可以产生10道随机题，用户答题正确每题加3分，答题错误的不给分，计算总分并计算答题的正确率。②将加法练习器改进为加减法练习器。新问题的提出不仅是对已有知识做出归纳和总结，也是为新知识的学习做准备。

3 PBL教学模式的主要优势

（1）分组讨论的方式可以让小组成员互相交流所知所得，并对获得的信息进行整合，提出、设计并验证问题的解决方法，对比常规的灌输式教学，会使学生对知识点有很深刻的理解和记忆，同时能在探索过程中发现新问题和解决新问题，有助于学生思维的发散。

（2）可以让学生各个方面的能力和思维得到锻炼，比如查阅和检索资料的能力，整理加工信息以及使用信息的能力，与人交流的能力，自我总结、自我评价思维习惯等。

（3）改变了学生角色，在学习活动中，学生从被动接受学习方式变为了主动地参与到学习的过程中。在此过程中，教师适当地引导，可以让学生有更高的学习兴趣和学习动力。

4 PBL教学法中应注意的问题

（1）时间的安排：由于课程教学学时的限制，PBL的实施过程中要注意各个环节时间上的安排。“问题情境的提出”和“问题的总结和延伸”可以在理论课上进行，“小组任务分工”“问题的交流和讨论”可以在上机课或者课余时间进行。

（2）教师的要求：PBL对教师的素质有较高的要求。首先，要求教师适应在教学中的角色转变。在PBL中，教师是学生的引导者，学生是教学的中心。教师引导和鼓励学生小组讨论、协作完成问题的分析和解决，必要时教师可以给予一定的指导，但不能代劳，要给学生留下思考的空间。其次，对教师课堂教学技巧和组织管理能力也有很高要求，教师要能够在课堂引导学生去积极主动探索，也要能够对问题归纳、总结和评价。最后，还要求教师对教学目标和课程知识点非常熟悉，能够针对教学目标设计出最适合的问题情境。

5 结语

通过实际教学发现，PBL教学法无论是在课堂授课环节还是实验环节中，都能取得一定的效果，能有效提高学生对程序语法的理解，对算法的理解的能力，能提高学生的实际编程能力。教学改革是一个要在教学实践中不断研究和摸索的长期过程，笔者将继续去发现和实践“C++程序设计”课程教学的新方法。

[参考文献]

[1]马军.PBL教学法在《管理信息系统》课程中的应用研究[J].开封教育学院学报，2017（8）：119-120.

[2]葛嫣婷.浅谈计算机教学中自主学习模式的应用[J].科技信息（学术版），2006（4）：302.

[3]夏丽华，齐景嘉，郑俊.问题式学习模式在程序设计教学中的应用[J].中国科技信息，2008（9）：252-253.