計算機類專業(yè)PBL 教學(xué)法的教學(xué)策略探究與實踐

徐 靜

(西安外事學(xué)院,陜西 西安 710077)

0 引言

工業(yè)4.0 背景下,隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,計算機類專業(yè)課程要與當前科技發(fā)展方向相對接,專業(yè)結(jié)構(gòu)、知識體系、課程內(nèi)容、教學(xué)方法等需要深度變革以適應(yīng)時代發(fā)展的需要[1]。 PBL 是“基于問題的學(xué)習(xí)”(Problem-based Learning)的簡稱,是以問題為中心的教學(xué)方法,可以使學(xué)生在解決問題中學(xué)習(xí)問題背后的知識,從而獲得解決問題的能力,完成知識體系的架構(gòu)。

1 當前計算機類專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀

通過多年的教學(xué)實踐,分析當前計算機類專業(yè)課程教學(xué)中存在的問題[2]:(1)大部分專業(yè)課程仍然是以教師為主導(dǎo),教師是知識的灌輸者,學(xué)生是被動的,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力不足。 (2)理論和實踐脫節(jié),工程教育實踐不足,學(xué)生滿足于理論知識的學(xué)習(xí)與記憶,而對于實際工作環(huán)境中的具體問題束手無策。 (3)專業(yè)課程中教學(xué)案例、實驗設(shè)計的創(chuàng)新性相對薄弱,缺乏團隊交流合作的空間[3]。 (4)大部分課程已開始進行線上課程建設(shè),但是受到傳統(tǒng)教學(xué)體制、教育理念、教師對先進教育信息技術(shù)的掌握程度等多方因素影響,還未能深度融入傳統(tǒng)的課堂教學(xué)。 線上教學(xué)缺乏明確的教學(xué)方法和過程設(shè)計,多數(shù)情況下僅作為資源庫和線上測試的工具。

2 PBL 教學(xué)法的實施

PBL 的學(xué)習(xí)是開放的,要創(chuàng)造一種開放的教學(xué)環(huán)境,豐富的課程內(nèi)容,讓學(xué)生主動查閱資料、動手實踐、展開討論、深入探究,在學(xué)習(xí)過程中促使其以積極的態(tài)度參與各項教學(xué)活動,活躍思維,從而促進教學(xué)效果的動態(tài)生成。 PBL 教學(xué)法的實施如圖1 所示。

圖1 PBL 教學(xué)法的實施

引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和提高學(xué)習(xí)能力是實現(xiàn)PBL 的關(guān)鍵,PBL 教學(xué)的實施主要分為5 個步驟:在問題分析設(shè)計的基礎(chǔ)上確定問題;教師引導(dǎo)與輔助學(xué)生思考確立教學(xué)目標;利用開放的資源輔助學(xué)生自我學(xué)習(xí),分析問題尋找解決方案;在教師引導(dǎo)下利用新學(xué)知識解決問題;對教學(xué)過程進行反思、總結(jié),進行教學(xué)評價。

驅(qū)動問題是教師教學(xué)設(shè)計的重要環(huán)節(jié),反映教師的教,學(xué)生有價值、有見地地探尋答案是學(xué)生的學(xué),教師在課堂上要及時調(diào)整或改變問題設(shè)計,遵循學(xué)生的學(xué)習(xí)答案展開教學(xué)并獲得成功。 問題設(shè)置時,先從教學(xué)內(nèi)容中提煉知識點的概念、原理和方法,獲得學(xué)生的需求,再將這些內(nèi)容設(shè)計成帶有應(yīng)用情境的問題,盡可能貼近實際,以促進知識的獲取[4]。 引導(dǎo)學(xué)生在解答過程中得到合理的反饋,讓學(xué)生自然而然地得到問題的解答,使學(xué)生構(gòu)建一個清晰靈活的知識鏈。

3 PBL 教學(xué)法在計算機類專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用策略

3.1 重視問題設(shè)計

教師在設(shè)計問題前,要對教學(xué)內(nèi)容包含的知識有一定深度的感悟,教師對知識的體驗和理解直接影響著問題設(shè)計的質(zhì)量和最終答案的生成。 教師設(shè)計的問題應(yīng)該是開放的、靈活的,不能是單一的、呆板的,這樣才能讓產(chǎn)生的答案具有一定的可探索性。 如圖2所示是通過PBL 教學(xué)策略設(shè)計的計算機網(wǎng)絡(luò)原理課程的問題樹。

圖2 計算機網(wǎng)絡(luò)原理課程的問題樹

在進行教學(xué)設(shè)計時,每個教學(xué)環(huán)節(jié),如提問、討論、實驗、設(shè)計方案、小組合作等,都需要充分留出學(xué)生自主思考和發(fā)言回答的時間。 要考慮問題解答的空間,針對學(xué)生思考并理解的答案,要能從問題的角度做出多種問題預(yù)設(shè),通過多種途徑引導(dǎo)學(xué)生將有一定偏差的答案轉(zhuǎn)化為教師層面的答案。 預(yù)設(shè)每次課上哪些時候可能是答案產(chǎn)生的生長點,并指導(dǎo)產(chǎn)生答案的原因。如果學(xué)生自主探究答案,應(yīng)預(yù)設(shè)教師介入的時機和次數(shù)。

3.2 把握答案生成的有效性和隨機性

在計算機類專業(yè)課程教學(xué)中,多探索和拓展學(xué)科前沿知識,開闊學(xué)生的視野,讓學(xué)生聯(lián)系生活實際和所學(xué)的知識主動思考,有意識地將學(xué)生的問題作為PBL教學(xué)法實施的驅(qū)動問題,通過發(fā)現(xiàn)問題,重新組織課程教學(xué)內(nèi)容,彈性地考慮PBL 實施的隨機性。 利用PBL的問題驅(qū)動,結(jié)合開放式的教學(xué)方法,例如探究式、合作式、體驗式、質(zhì)疑式、實踐操作式等,多元結(jié)合,引發(fā)學(xué)生的主動性。 考慮PBL 實施的有效性,教學(xué)評價需要多元化,在教學(xué)過程中,要將教學(xué)實施過程中的即興評價和課程評價相結(jié)合,注意保護學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)的積極性,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感獲得滿足,促使課堂的互動性更加靈活和豐富。

3.3 正確處理問題預(yù)設(shè)與答案生成的關(guān)系

在傳統(tǒng)教學(xué)方式中,教師多數(shù)是通過教案將授課內(nèi)容講授給學(xué)生,是按部就班的過程,強調(diào)教師的核心地位,注重知識的傳授和講解。 在教學(xué)方法改革中,尤其是應(yīng)用PBL 教學(xué)法時,關(guān)注的重點應(yīng)該側(cè)重于問題的預(yù)設(shè)上。 教師在授課前應(yīng)該預(yù)設(shè)學(xué)生可能會提出什么問題,想通過什么方式學(xué)習(xí),有沒有和問題提出相關(guān)的生活經(jīng)驗,在此基礎(chǔ)上去設(shè)置問題。 要從空間上給予問題一定的彈性,因為學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生,學(xué)生之間存在一定的差異性,如學(xué)生對自我經(jīng)驗的積累、對新知識的理解等,每個學(xué)生的答案生成都有一定的特殊性,教師要在教學(xué)實施過程中,設(shè)計多種教學(xué)路徑,彈性地體現(xiàn)課程的靈活、多樣,而不應(yīng)該把每一個問題,每一個環(huán)節(jié)都預(yù)設(shè)好,只有這樣,才能不阻滯問題預(yù)設(shè),更好地處理問題預(yù)設(shè)和答案生成的關(guān)系,更好地起到引導(dǎo)和鼓勵的作用,把教學(xué)的中心還給學(xué)生。

3.4 PBL 教學(xué)法中教師角色的轉(zhuǎn)換

PBL 教學(xué)法的理念是創(chuàng)建一種立體多維度的問題情境,讓學(xué)生在對問題分析的基礎(chǔ)上,主動探索問題的答案,從而自主解決問題。 PBL 教學(xué)活動的主體是學(xué)生,但是,要想將傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師的主體地位變?yōu)閷W(xué)生,就要讓教師意識到PBL 實施過程中教師角色的轉(zhuǎn)變。

如圖3 所示的閉環(huán)體系,根據(jù)PBL 方法設(shè)計教學(xué)活動,訓(xùn)練和提升學(xué)生的專業(yè)能力、實踐能力。 通過PBL 法在教學(xué)過程中的實施,使教師意識到需要提升對于PBL 教學(xué)法的深刻理解,會投入更多時間做教學(xué)方法研究,掌握更多知識,設(shè)計有彈性和隨機性的問題,承載多樣性的答案生成。 構(gòu)建豐富的教學(xué)資源,支撐PBL 教學(xué)實踐,在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮引導(dǎo)作用。 教師要認識到在教學(xué)實踐過程中,只有不斷提高和完善自己的能力,才能適應(yīng)PBL 教學(xué)的要求,使PBL 教學(xué)法不斷完善和發(fā)展,同時使教師的教學(xué)方式和教學(xué)水平不斷提升和改進,這樣才能形成一個不斷迭代提升的閉環(huán)體系,實現(xiàn)教師和學(xué)生的共贏。

圖3 “方法—設(shè)計—訓(xùn)練—提升”的閉環(huán)體系

教學(xué)管理人員也要為問題式學(xué)習(xí)模式提供良好的教學(xué)氛圍,為教師提供豐富的培訓(xùn)機會和平臺,逐漸完善PBL 教學(xué)的評估和管理體系,這樣才能更好地推廣PBL 教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量,促進教育發(fā)展。

4 PBL 教學(xué)法在計算機類專業(yè)教學(xué)中的實施效果

通過在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)原理和物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)課堂上實施PBL 教學(xué)法,教學(xué)呈現(xiàn)了以下諸多方面的改變。

(1)課堂氣氛活躍。 學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性顯著提升,教學(xué)過程中,學(xué)生對課程表現(xiàn)出濃厚興趣,主動參與各項實驗,進行相互討論交流,對教師提出的問題積極思考并做出回答。

(2)學(xué)生受益面大。 不同層次的學(xué)生在原有基礎(chǔ)上都有進步。 通過實施PBL 教學(xué)法的課程的學(xué)習(xí),學(xué)生對知識的理解不僅僅停留在書本上,而是上升到對技術(shù)本身的理解以及技術(shù)的應(yīng)用層面。 大多數(shù)學(xué)生能夠較好地掌握課程內(nèi)容,并且能融會貫通地解決實際生活中遇到的問題。

(3)通過課程的學(xué)習(xí),學(xué)生對于知識的渴求程度顯著提高,有約50%的學(xué)生主動報名參加全國計算機等級考試-三級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)科目,表現(xiàn)出了要進一步學(xué)習(xí)的意愿,期望通過努力達到網(wǎng)絡(luò)工程師的理論和技術(shù)的基本要求。

5 結(jié)語

PBL 教學(xué)方法的研究,旨在真正將PBL 教學(xué)方法落實到課程實踐當中,通過對現(xiàn)有教學(xué)方法和模式的研究,提出了計算機類專業(yè)課程應(yīng)用PBL 教學(xué)方法的策略。 教師應(yīng)重新思考課堂教學(xué),提高自身能力,正確認識問題預(yù)設(shè)與答案生成的關(guān)系,使師生雙方的教學(xué)活動在輕松、開放、靈活的氛圍中開展,真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進者。