基于PBL模式的计算机专业研究型课程教学实践与探索

许旻 魏靳昊 李世润 季浩楠 陆嘉伟

摘 要：将PBL教学模式的优势应用在计算机专业研究型课程教学中，不仅可以帮助学生熟练掌握计算机知识，有效提高学生相应能力，还有助于教师改变传统教学模式，提高计算机专业的教学质量。文章以PBL教学模式为基础，结合学校“信息平台的设计与实现”计算机专业研究型课程的特点，探讨基于PBL教学模式在研究型课程中的应用，并对其实施流程进行了详细说明。

关键词：PBL;教学模式;研究型课程

0 引言

PBL（Problem-Based Learning）教学模式是“以教师为导向，以学生为中心，以问题为基础”，通过采用小组讨论的形式，学生围绕问题独立收集资料，发现问题、分析问题并解决问题，培养学生自主学习能力和创新能力的教学模式[1]。

研究型课程是本校根据高等职业技术教育人才培养目标和学校课程改革的需要而开设的具有独立形态的校本课程，是学校开展研究性教学的重要形式。计算机专业课程大多具有专业性和系统性强的特点，开设研究型课程的主要目标是使学生在教师的指导下，开展一些初步的探索性研究工作，让学生掌握更多的计算机专业知识和实践操作技能，得到独立科研工作和创新意识、创新技能的基本训练，早期进入专业领域。

PBL教学模式不同于传统教學模式，把问题作为出发点，把解决问题作为学习的主要过程，将其应用于计算机专业研究型课程教学中，在培养学生分析和解决问题能力、创新型思维拓展能力、自主探究能力、理论联系实际的操作能力、综合应用知识的能力、合作学习能力等方面有一定优势，是一种行之有效的好方法。

1   PBL教学模式在研究型课程中的实施流程

PBL教学模式的3个基本要素是教师、学生和问题。目前比较流行的PBL教学模式是Schmidt提出的“七步跨越”模型，即描述问题、定义问题、分析问题、确定学习目标、自主学习、评价和分享等实施阶段[2]。在此基础上，结合《苏州市职业大学研究性课程教学指南》和《苏州市职业大学研究性课程实施办法》以及多年开展研究型课程教学的实践经验，按照“课前准备，组织小组”“创设情境，设定问题”“分析问题，制定方案”“解决问题、探究实践”“成果展示、评价总结”步骤实施基于PBL模式的研究型课程教学模式，具体实施流程如图1所示。

1.1  课前准备，组织小组

教师要在充分理解PBL教学模式性质与特点的基础上，做好充分的课前准备。课前准备包括教学内容分析、学情分析、教学目标设定[3]。

教学内容分析是达成教学目标的关键。通过教学内容的分析，教师要预设学生解决问题过程中可能出现的问题，并设置对这些问题的引导和解决方案，这些教学内容可以源自学生的生活和职业学习领域，具有开放性、可探究性的特点。

学情分析是进行良好教学的前提，是所有教学活动的出发点和落脚点。只有真正了解学生已有的学习基础、知识经验、学习需求和心理认知特点，才能科学合理地制定教学目标，才能提高教学有效性和教学质量。

教学目标设定要在教学内容及学情分析的基础上制定。根据PBL教学模式和研究型课程的特点，制定以学生为主体，实际问题为情境，以学生自主的技术应用和实践研究为主要学习形式，培养学生自主学习的行动愿望、可迁移的技术实践能力和创新能力的教学目标。

组织小组是为了实施PBL教学模式中小组学习的学习方式。为保证教学质量，对有兴趣参与本研究型课程的学生进行双向选择，组成一个3～8人学习小组，组员进行相互了解后确定组长，为实现后续学习做好准备[4]。

1.2  创设情境，设定问题

实施PBL教学模式，首要任务是根据课程内容创设情境和设计PBL问题。创设情境的合理性、设计问题的质量直接关乎教师的教学能力和学生的学习效果，设计的问题需要考虑学生现有知识水平、兴趣爱好、需求、经验等方面。教师要从不同方位、不同角度设定难易度适中的问题，学生可以通过融入情境或小组合作讨论认识问题，将已有的知识迁移运用于问题的解决。

1.3  分析问题，制定方案

学生在获取问题后，综合教师的意见与建议，在小组内进行思考与分析，根据所要解决的问题，找出问题的核心，小组成员进行资料收集，选择可行的解决问题的知识及信息，构建初步解决方案。在教师的指导帮助下，小组成员对方案进一步讨论和分析，提出猜想与假设，确定并优化可行性方案，明确组内成员分工，制定课程实施的时间安排与进度，以保证后续探究工作能有条不紊完成[5]。

1.4  解决问题，探究实践

解决问题是PBL教学模式的主体，是研究型课程实施阶段的关键活动，也是学生获取知识及技能、多项能力培养的受益阶段。学生不仅要发挥各自的主体性，更要充分发挥小组的社会性。小组成员根据教师提出的问题和计划方案，先分工自主学习，多渠道方式查找资料、有机整合自身知识储备，再小组合作协作探究，实践完成研究型课程中需解决的问题[6]。

在这个过程中，教师要发挥主导作用，给予学生必要的指导和督促，并对活动进行监控，及时掌握课程的进展情况，必要时调整原有计划。教师应鼓励学生在具体的操作中尝试用不同的活动形式进行自主学习和小组合作方式，以促进学生自主实践和终身学习能力的提高，增加团队协作观念和大局意识。

1.5  成果展示，评价总结

在研究型课程问题解决后，小组用汇报和答辩的形式展示PBL学习过程和成果，选择和运用适宜的展示形式也是一项重要的教学内容。通过展示活动，学生可以重新反思和总结自己在知识和能力方面的增长情况，在与别人交流的过程中，体验成功的喜悦、获得认可和批评意见、引发新的创意等[7]。

评价阶段的活动内容就是对参与者的学习情况进行科学、公正、客观和全面的综合性评价。评价主体是多元的，可以是组内学生自评和互评，也可以是来自教师、专家和其他学生的评价。评价内容可以是成果评价、过程评价、课程教学活动的效果评价。

反思自评可以使学生客观认识自己，能全面认识自身的知识结构、知识水平及操作技能，有利于问题的解决。组内成员互评有利于加强小组成员的合作能力和交流沟通能力，也可以提高自评的能力，为以后的合作打下基础。教师评价具有权威性，能调动学生学习的积极性和主动性，可以帮助、引导和激励学生对问题进行比较深入的探讨并解决问题。

通过评价让学生认识到解决问题过程的不足之处，以促进学生反思和总结，引导并激励学生迈向更高层次的探究学习。同时教师也要进行自我反思总结，提高课程的教学研究效果和组织能力[8]。

2   PBL教学模式在计算机专业研究型课程的应用

根据PBL教学模式的专业理论，结合本校“信息平台的设计与实现”为教学主题的计算机专业研究型课程实际要求，制定PBL教学模式应用于研究型课程中的活动方案（见表1）。

2.1  准备阶段

“信息平台的设计与实现”研究型课程的教学内容主要为运用计算机相关技术、工具设计和开发一个信息平台系统，通过本课程学习，可以培养学生搭建网站的系统分析能力、系统设计能力、系统实施能力和系统运行和维护等综合能力。本课程的学习小组由计算机应用技术专业的大二高职生组成，学生学习热情高，对知识求知欲强，具备良好的软硬件研发技术，特别愿意探索和尝试各项技术的实际应用、综合所学解决各类实际问题。

2.2  计划阶段

通过分析“信息平台的设计与实现”研究型课程的教学内容，预设出在信息平台的相关资源获取、平台架构及技术实现时的一些问题。

创设情境：基于当前互联网信息技术飞速发展的背景，如何增强网络信息化技术的融合渗透？如何进一步提升某些信息相关工作的开展效率？找到合适的信息平台让学生试用并思考如何设计本课程所要设计的信息平台？

设定问题：设计的平台需要包含哪些功能模块？平台的开发需要哪些知识点和关键技术？如何获取系统平台中所需的信息资源？如何提高平台的美观性和交互性？如何提高系统的稳定性？……

任务分配：季浩楠（组长）负责资料的收集、前台界面的设计及美化、数据的测试、需求报告的撰写;魏靳昊负责平台功能的构建，前台界面的设计及美化、模块的结构化设计、数据库管理及系统的整合;李世润负责系统后台管理的设计与开发、数据库管理及系统的整合;陆嘉伟负责系统后台管理的设计与开发、统计分析模块设计与开发。

2.3  实施阶段

明确信息平台用户有3类：学生、教师和管理员。平台主要包括以下功能：信息门户模块、信息互动模块、活动模块、沟通交流模块、统计分析模块、档案记录模块、系统后台管理模块等。整个过程中，学生要整合已有的计算机知识和查阅文献获取的新知识，通过小组讨论探讨实现信息平台的可行性和可操作性，并最终整合各功能模块;教师对项目进度监督和项目调研、模块设计等方面具体技术指导以及人员和资源管理。

2.4  展示、评价阶段

信息平台设计完成后，由教师和小组成员先在组内进行展示，通过学生自评和互评、教师评分，对发现的问题进行讨论修改并完善。之后，小组学生在系内进行答辩，汇报展示本课程教学的过程和成果，由组织专家和评委对学生汇报情况进行点评，并对出现的共性问题进行讲解。评价主要由学生自评和互评、教师评分和答辩专家评分组成。评价指标如下。

学生自评和互评、教师评分指标：学生在PBL活动中所表现出的责任心和积极性、对人员的协调组织能力、对时间的统筹安排能力、批评和自我批评能力、专业知识和经验、收集和处理信息的能力、使用材料、设备和工具的能力、独创性和创造力、实践活动的质量、个体在集体活动中所做的贡献等。

答辩专家评分：学生对专业目标、职业岗位技术领域的认识度、产品形成的技术路线（方法）、解决PBL问题的思路和难度、计划实施中技术应用能力、创新能力、团队合作性的体现度、答辩与汇报的质量（结构、语言、表达方式）、学生对活动的反思和批判性思维能力等。

综合以上评分结果，“信息平台的设计与实现”计算机专业研究型课程的PBL教学设计内容符合计算机应用技术的教学目标，协助了学生对所学课程的知识的良好掌握，拓展了学生的专业技能，培养了学生查阅文献资料、创新思考的能力、研发学习新技术的能力，培养了学生利用开源软件、免费资源和知识迁移能力，加强了学生在学习过程中与课程其他参与者之间的沟通交流以及对学生个体之间差异的包容能力。

3 结语

通过PBL教学模式在“信息平台的设计与实现”计算机专业研究型课程中的实践，发现这种以问题为导向的启发式教学方式，极大地激发了学生的学习兴趣和积极性，提高了学生的独立自主学习的能力，强化了学生的团队意识和小组协作能力。同时对教师的专业素质与教育机制的生成也提出了更高的要求，在PBL问题设计、师生互动、学习资源方面仍需进一步深入研究，PBL教学模式实施于研究型课程教学模式的设计框架和策略处于研究、探索阶段，实验的结果需要在实践中不断地完善和验证。

[参考文献]

[1]卢胜男，甄艳坤.PBL教学模式下“数字电子技术课程设计”学生动手能力培养研究[J].当代教育实践与教学研究，2020（5）：60-61.

[2]张建新，马鑫，李胜才.基于PBL的“城乡既有环境及建筑改造与再生设计”教案研究与尝试—以“海门市余东古镇旅游发展区岛居田园养生民宿村规划设计研究”为例[J].中国建设教育，2019（6）：23-27.

[3]窦奕.PBL模式下小学综合实践活动课程教學的行动研究[D].天水：天水师范学院，2019.

[4]陈曦.研究性学习在高职学校“网页设计制作”课程中的应用[J].无线互联科技，2020（18）：105-106.

[5]李晓兰.基于项目的学习（PBL）在中职FLASH教学中的设计与应用研究[D].石家庄：河北大学，2013.

[6]白勇，常友渠，侯国平.PBL教学法在高职高专计算机学科教学中的应用研究[J].重庆电力高等专科学校学报，2013（18）：4-6.

[7]万剑敏.风景区型科普教育基地PBL研学课程设计研究—以江西凤凰沟景区为例[J].江西科学，2019（37）：997-1001.

[8]罗群，张德容.PBL 教学模式在会计专业创新型人才培养中的应用[J].当代教育实践与教学研究，2019（5）：172-173.

（编辑 王雪芬）