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计算机论文——试析PBL模式在《大学计算机基础》教学中的应用
编辑:三毛 时间:2012-10-24 17:47:37 来源:网络 浏览次数:

    论文摘要:PBL模式是一种建构主义指导下的,以学生为主体的教学模式,有利于促进学习者的问题解决能力和自主学习能力的发展。结合教学实践,在调研《大学计算机基础》教学现状的基础上,就该课程教学中如何运用PBL模式进行了研究和探索。 
  论文关键词:PBL;计算机教学;问题解决能力;自主学习能力; 
  PBL(Problem-Based Learning,译为基于问题的学习),作为一种建构主义指导下的,以学生为主体的教学模式,由于其有助于促进学生打下灵活的知识基础,发展解决实际问题、批判性思维和创造性思维能力,发展合作能力与自主学习能力等,近年来广泛应用于在线教学、师资培训及医学培训等领域。鉴于此,笔者结合工作实践,就《大学计算机基础》教学中如何运用PBL模式实施教学改革进行了研究和探索。 
  一、PBL模式概述 
  (一)PBL的概念 
  关于PBL的概念,到目前为止,学术界尚未达成共识。PBL的原创人美国南伊利诺大学教授巴罗斯(Barrows.H)和克尔森(Kelson.A)(1993)博士认为:PBL既是一种课程又是一种学习方式。作为课程,它包括精心选择和设计的问题,而解决这些问题要求学习者能够获取关键的知识,具备熟练的问题解决技能,自主学习的策略以及参与小组活动的技能;作为一种学习方式,学习者要使用系统的方法去解决问题以及处理在生活和工作中遇到的难题。此外,Finkle & Torp(1995)则认为PBL是一种促进学生积极主动学习的学习策略;Bligh(1995)认为PBL是指学生利用知识和技能解决一系列实际问题,从而达到建构经验的目的。综合现有的关于PBL定义的诸多观点,笔者认为,PBL就是把学习设置于复杂的、有意义的问题情境中,通过让学习者以自主、小组合作的形式共同解决复杂的、实际的或真实性的问题,来学习隐含于问题背后的科学知识,以促进学习者的问题解决能力、合作能力和自主学习能力的发展。 
  (二)PBL的特点 
  PBL与传统的以学科为基础的教学法的差异主要体现在以下方面:它强调以学生的自主学习为主,而非是传统教学中强调的以教师讲授为主,同时学习者要全身心投入于问题中;教师要为学生设计真实性任务和问题,问题情景必须是结构不良的、能够自由探索的,在现实世界中有一定价值的;c鼓励自主探究,在自主学习中学生所学到的知识必须能够用来分析和解决问题;激发和支持学习者的高水平思维,鼓励争论以及让学生对学习的内容和过程进行反思等。总的说来,与“做中学”及发现学习等相比,PBL强调以问题解决为中心,从问题入手获取知识,并应用所学知识来解决问题,如此反复循环,不断深化对知识的理解并提高对知识的灵活应用。 
   二、《大学计算机基础》课程教学的特点及现状 
  《大学计算机基础》课程是高校非计算机专业学生必修的公共基础课,该课程教学要以培养学生利用计算机和网络技术解决现实问题的能力为目标,突出基础性、应用性和实践性等特点,注重多种教学方法的有机结合,进而促进学生的合作能力和自主学习能力的发展,顺应信息时代对人才素质的新要求。那么,目前《大学计算机基础》课程教学的实施情况如何?能否适应上述目标要求呢?为此,笔者在河南省内的5所普通高校,随机抽取30名任课教师、100名学生进行问卷调查,以此管窥《大学计算机基础》课程教学实施现状。 
  通过对回收问卷的整理、分析发现,当前《大学计算机基础》教学过程中存在以下问题:一是教学模式落后。调查发现,大多数教师仍然沿用传统的“讲授—演示”模式,过分强调学科的“完整性”,即首先系统讲授每一个菜单、命令和工具的功能,然后让学生上机操作,完成特定的学习任务。在此情况下,由于学生缺乏实践经验和亲身体验,所学知识往往无法迁移,常造成“学而不会用”、“学而不能用”的现象。二是教学内容相对陈旧。计算机技术迅速发展,而《大学计算机基础》课程的开设和教材选择都存在一定的滞后性,教学内容相对陈旧,无法及时反映计算机技术发展的现状和未来趋势。三是难以实现学习个性化。随着我国中小学信息技术教育的逐步普及,中小学生的信息技术水平都有了一定程度的提高,但由于地区间发展水平不平衡,学生的计算机水平存在着差异。这就要求根据学生的计算机水平状况,实施分层教学,但由于教学模式落后、师资水平低下、学生人数较多等原因,个性化学习目前还难以实现。第四是学生的主观能动性无从发挥。由于教学模式落后、无法实现个性化学习等原因,学生在学习过程中逐渐丧失学习兴趣、缺乏主动性,不利于自学能力和创新能力的培养。 
  三、PBL模式在《大学计算机基础》教学中的应用探索 
  针对目前《大学计算机基础》教学现状和该课程自身的特点和规律,笔者试图在教学中引入PBL模式,以发现问题和解决问题为主线,使学生在解决问题的同时完成对新知识的意义建构,并掌握隐含于问题背后的相关知识,从而提高课程教学的实效性,培养学生的问题解决能力、合作能力和自主学习能力等。下面,笔者以“信息检索与信息安全”这一章节为例,介绍PBL模式的具体实施情况。 
  (一)教学目标分析 
  本章节的教学目标主要是:掌握信息检索及常用检索工具的使用,掌握计算机病毒和计算机安全管理的基本常识;培养应用常用检索工具检索所需信息的能力和维护个人信息安全的能力;培养自觉抵制不良信息、维护信息安全的意识。上述教学目标既包括知识层面、同时也包括能力和情感层面,但其核心是“培养学生的信息检索能力和维护个人信息安全的能力”。 
  (二)学生特征分析 
  本章节的教学对象是刚刚进入大学的一年级新生,他们对计算机类课程有着浓厚的兴趣,学习动机比较强烈,学习积极性很高。通过前期基础知识的学习,学生大都具备了一定的理论知识和计算机操作能力,但对于信息检索、计算机病毒、信息安全等知识的了解还不够深入,根据个人需要进行高效信息检索及信息加工处理的能力还比较欠缺,维护个人信息安全的意识和能力也比较薄弱,等等。 
  (三)学习内容分析 
  本章节的学习内容主要包括信息检索和信息安全两部分。“信息检索”部分主要包括信息检索的概念、Baidu与Google等常见搜索引擎的使用、CNKI学术文献库和维普期刊数据库的使用等。“信息安全”部分主要包括信息安全和计算机病毒的基本概念、计算机信息安全的相关知识、计算机病毒传播途径及预防措施等。本章节的学习内容既包括信息检索的概念等理论知识,又包括搜索引擎的使用、CNKI学术文献库和维普期刊数据库的使用、计算机病毒预防等侧重于能力培养的内容,而后者则是在教学过程中引入PBL模式的基础。 
  (四)学习资源和学习工具描述 
  从理论上讲,PBL模式的实施要依托于丰富的学习资源,只要能帮助学生解决“问题”、促进知识建构的资源都可以加以运用,包括网络学习资源和非网络学习资源。从本章节的教学目标和教学内容来看,我们主要运用基于网络的学习资源。在学习工具方面,有专家指出,网络环境下的PBL所应用的学习工具一般包括:问题情境工具(文字、视频、音频、动画、多媒体软件等)、问题分析工具(专家系统、语义网络、电子白板、概念图等)、协作交流工具(协作交流平台、网络通讯工具等)、学习成果展示工具(电子幻灯片、网页制作工具、电子会议系统等)、评价反思工具(测试工具、专家系统、EPSS等)。根据实际条件,在学习活动中,我们主要运用文字、视频、多媒体软件、网络通讯工具、电子幻灯片等工具。

 

(五)教学实施过程 
  根据PBL的内涵和特点,笔者将教学实施过程分为以下六个阶段: 
  1.组织学习小组。在PBL模式中,主要的学习方式为小组讨论,教师一般提供必要的指导和帮助,所以,首先要根据教学目标和教学内容等组成若干学习小组。一般情况下,为便于教师实施指导,每个学习小组由4—7名学生组成。参加该内容学习的学生共有30名,根据学生的知识基础、学习风格、学习习惯等因素,考虑共同促进、互相学习、分工合作等原则,笔者将其分成5个学习小组,每组6人。同时指定1名知识基础相对较好、性格开朗的学生作为组长,负责学习活动的组织协调、辅助教师对学习过程进行指导。 
  2.问题情境设计。问题情境是PBL的核心,不仅是学习的开始,也是影响PBL教学效果的主要因素。在设计问题情境时,要注意根据教学目标、教学内容和学习者特点,设计若干具有一定复杂性的、真实性的、没有唯一正确答案的问题,以激起学生探索、寻求解决方法的欲望,驱动学习的顺利进行。问题情境的表现形式有多种,如与学生生活实际密切相关的问题,趣味性的小故事等等。本章节的问题情境设计如下: 
  首先,教师在课堂上播放一段视频资料:在信息时代,多媒体计算机和Internet网络技术广泛应用,信息呈爆炸式增长、更新速度加快,在科技、教育、商务、社会等众多领域,对信息的依赖性越来越强。然后,利用多媒体教学软件呈现一组计算机病毒干扰正常工作的案例:1998年10月,一名“黑客”多次侵入福建省图书馆站点,造成该馆的服务器两次关闭;阜新工商银行因病毒作怪无法营业……看完上述资料后,在教师的指导下,学生通过积极的讨论,总结得出两点结论:面对纷繁复杂、良莠不齐的信息,要具备较强的信息检索能力;计算机病毒会危害社会秩序,应注意信息安全。 
  基于此,教师提出两个课题:做关于“信息检索研究”的文献综述;怎样保障个人计算机信息安全?前者意在让学生了解“信息检索”的相关概念、研究现状等知识,同时培养学生利用搜索引擎、文献数据库等进行信息检索的能力;后者则重在培养学生自觉防护计算机病毒、保障个人信息安全的意识和能力。 
  3.自主/协作探究学习。明确了研究问题后,教师要针对所要学习的内容,指导学生以小组为单位,利用网络学习资源和教科书开展自主学习、探索交流,通过自主探究、小组协作探究等多种形式,分析问题,形成自己的解决方案,建构起与此相应的知识经验,并掌握隐含于问题背后的相关知识,提高问题解决能力、合作能力和自主学习能力等。 
  对于“信息检索研究文献综述”这一课题,笔者首先引导学生查阅教科书或网络资源,了解“信息检索”的相关概念;然后利用Baidu、Google等搜索引擎和CNKI学术文献库和维普期刊数据库等,通过自主探究、小组协作探究,查阅关于“信息检索研究”的相关信息、学术论文,并将检索到的内容进行归纳、整理和加工;最后经过学习小组面对面或借助网络通讯工具进行协商、讨论,最终形成问题的答案。 
  对于“怎样保证个人计算机信息安全?”这一课题,笔者注重将刚刚习得的“信息检索知识”迁移至新知识的学习。首先,引导学生利用Baidu、Google等搜索引擎或网络数据库,搜集计算机病毒破坏公共或个人信息安全的相关案例,通过小组集体分析、讨论,了解计算机病毒的危害以及传播途径等;其次,学习小组成员对相关案例进行深入剖析,通过自主探究,形成对“计算机病毒防护”的初步理解和认识;再次,以学习小组为单位,面对面或借助网络通讯工具进行讨论,总结归纳出“保障个人信息全”的相关措施;最后,设置“保障个人信息安全”的实践课题,让学生将所学的理论知识加以具体应用,以达到能力培养的目的。 
  4.学习成果展示。学习过程结束后,教师组织各学习小组,以答辩、汇报等形式,展示学习成果。一般由各学习小组组长进行答辩或汇报,小组其他成员根据答辩或汇报情况进行必要的补充,教师和其他小组成员为“观众”或“评委”。 
  五个学习小组分别汇报各自的学习过程、学习成果以及对PBL模式的理解和认识,教师和其他小组成员根据汇报情况提问,并由汇报小组进行答辩。“提问——答辩”实质上是“自主学习”、“讨论”的延续和深化,通过学生答辩,然后由教师分析、补充、综合、强调,加深了学生对基本概念、基本原理和基本方法的认识,增进了学习者对教学任务的理解。 
  5.学习效果评价。PBL模式应用效果评价,注重对问题解决能力、合作能力和自主学习能力的评价,淡化知识考查,一般包括过程性评价和总结性评价。本章节学习效果的形成性评价,由教师、本小组其他成员对组内某一成员在搜索和加工信息、协商、讨论等环节的表现进行评价,再加上该学生的自我评价,即为形成性评价结果。总结性评价则由教师和其他小组成员评价集体汇报和答辩情况,再综合对各小组成员解决具体问题,如检索一篇论文、祛除计算机病毒等的评价情况,即为最终的评价结果。 
  6.总结和反思。根据评价结果,在教师的指导下,学生对学习过程、学习结果以及自己在学习活动中的表现进行总结,总结所获得的知识和技能,同时反思学习活动对于培养问题解决能力、合作能力和自主学习能力的价值和意义。通过总结和反思,学生一方面认识到利用PBL模式开展学习活动,不仅掌握了相关理论知识,更重要地是有利于培养自主学习能力和解决问题的能力;另一方面,也意识到在信息社会,培养信息检索、加工能力和维护个人信息安全具有重要意义。 
  四、对应用PBL模式的体会 
  从“信息检索与信息安全”这一章节的学习效果来看,学生不仅完成了学习任务,同时也具备了基本的信息检索能力与保障个人信息安全的能力,达到了预定的教学目标,体现出PBL模式在培养学生的问题解决能力、合作能力和自主学习能力等方面的优势,这对当前《大学计算机基础》课程教学现状是革命性的。通过教学实践,笔者深深地体会到:“问题情境”的设计是PBL模式的关键,若缺乏映射真实世界的问题情境,一定会影响其教学效果;在自主/协作探究学习过程中,教师要主动了解学生的学习情况、进度,对个别学生或学习小组进行及时的、有针对性的指导,以促进学习的顺利进行;教学不仅要让学生学会“课程内容”,更重要的是培养问题解决能力、合作能力和自主学习能力等。遗憾的是,由于教学条件、师资数量等主客观因素的制约,在分组开展自主/协作探究学习过程中,对学生的指导方面还存在不少问题,这在一定程度上也影响了教学效果。 
  上述教学改革的初步尝试,虽然取得了一定的成果,但要将PBL模式更好地应用于《大学计算机基础》课程教学,发挥其在培养问题解决能力、合作能力和自主学习能力方面的优势,还需要广大同仁们进一步思考和尝试。
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