浅谈基于PBL的c语言教案设计的研究

作者:未知

  摘要:基于问题导向(PBL)教学旨在模拟真实的学习情境,以问题为导向,通过自主探究和小组合作解决问题,从而掌握新知,培养综合职业素养。教案是展开有效的PBL教学的基础,本文以C语言课程为例,从案例、框架、问题三角度探究基于PBL的教案设计。
  关键词:PBL;教案;C语言
  中图分类号:TP3      文献标识码:A
  文章编号:1009-3044(2020)02-0184-02
  PBL起源于20世纪60年代加拿大麦克马斯特大学医学院,三十年后来到我国,在医学院校生根发芽,目前职业类学校也渐渐开展研究。但是真正对PBL教案设计研究还很少,在计算机c语言教案设计上还没有发现。教案是开展有效教学的基础,好的教案是学习的焦点,讨论的框架,促进学生课后自学。在借鉴医学界PBL教案设计的基础上我以C语言教案设计为例展开PBL研究,总结几点看法。
  1 好案例是教案设计的前提
  好的案例不仅是学习新知的载体,更是激发学习兴趣的工具,选择好PBL案例至关重要。
  1.1 情境性
  PBL理念的本身是一个典型遭遇式的情境学习,借由拟真的问题情境来诱发并整合学习,这种具备情境真实度的学习,可以令所学到的概念,在未来前“迁移”运用到类似情境的新问题解决上,并促进相关知识的整合1。医学案例来源于真实病例。C语言教学案例可走进生活寻找灵感,比如银行ATM取款机系统开发、学籍管理系统开发,都是生活中能接触到的、看得到的,甚至是能经常使用到的,这样学生对于这种情境会有较为深刻的生活感悟,容易找到问题,激发内在思考。
  1.2 科学性
  借用程序求证其他科学问题,这是软件开发的功能之一,选取一些具有一定科研问题的案例,激发学生科学探究的渴望。比如在数学领域我们可以帮助寻找梅森素数,通过研究其历史、作用、现况,激发学生在前人的基础上进一步探究论证的渴望,培养科学探究精神。
  1.3 趣味性
  c语言对中职生而言是有一定难度的学科,逻辑性强,多数学生都有恐惧心理,两极化现象严重,选取有一定趣味性的案例,吸引学生进入情境,将抽象的问题形象化,便于学生理解,激發学习兴趣。比如报数游戏,先玩游戏,体会游戏规则,感受游戏的乐趣,再从游戏中寻找问题,结合数组知识,思考算法设计。
  1.4 多样性
  案例答案需多样性。不同人不同解,鼓励学生发散思维寻找解答。比如求和问题,可以用循环解决for(i=1;i<=n;i++)  s=s+i; 也可用数学方法解决s=(1+n)*n/2,两种方法都对,但是要引导学生从时间复杂度和空间复杂度上去学会分析程序的优质性。
  2 教案架构是教案设计的思想体现
  医学案例以幕的方式逐层引领教学内容。第一幕病情初诊;第二幕检验分析,第三幕诊断治疗。符合临床医生看病诊疗的常见思维。借鉴于此,结合C语言学科特点架构教案:
  第一幕:创设情境,引出问题。
  比如递推算法讲解,创设兔子产子情境,从兔子每月产子数据分析产子规律,根据规律推算接下来产子数量,总结出斐波那契数列特点,从而找到了现象背后的规律,最后用程序实现求解。第一幕重点训练学生分析问题的能力。
  第二幕:提出假设,小组交流。
  算法是程序设计的精华,是指解决问题的方法,是训练逻辑思维的关键。鼓励学生采用发散性思维多提假设,多找算法,在同伴间沟通,在碰撞中凝练,在比较中完善。比如求两数最大公约数的问题,百度查询各类算法,在对辗转相除法、更相减损法、穷举法等经典算法的学习后,每组学生从时间复杂度和空间复杂度两个维度对算法进行分析比较,最终选择最优算法。第二幕重点训练解决问题的能力。
  第三幕:编写程序,检验假设。
  用编程来检验算法,论证假设正确性。要求学生能灵活运用知识。教师课前准备理论资料,做好学生专业知识答疑。也可小组探究与教师评价结合。从理论到实践,从实践再到理论,培养学生科学研究思想。在解决问题中培养学生勇于钻研、克服困难的学习品质。这环节里将模块化设计思想贯穿始终,提升学生综合职业素养。
  PBL重视的是过程性学习,而不是学习的结果。三幕设计以医学中的PBL设计为参考,又结合程序设计课程的特点,最大程度调动学生探究问题的激情,小组合作将解题思路无限拓展,互帮互助中将算法不断优化,思维不断缜密,能力得以提升。
  3 问题是教案设计的灵魂
  PBL涉及三个关键因素:教师、学生、问题。其中问题是设计好PBL教案的灵魂。心理学家梅耶将问题分成三部分:给定目标、目标状态及位于两者之间的障碍。问题也就意味着存在差距、障碍或矛盾2。PBL注重创设问题情境,用问题引领学生探究,学生通过问题的驱动和引导,不断寻求新信息,不断训练批判性思维和解决问题的技能。因此问题设计是整个活动能否顺利进行的关键,它是引发学习的导火线,是串接学习的中接线。设计好问题是展开PBL教学的关键因素。设计问题需注意几点:
  3.1 PBL问题和一般问题的差异
  巴莱特曾以做蛋糕为例来说明PBL问题和一般问题的差异,他认为一般问题解决是将配方和原材料给学生让他们做蛋糕,而PBL则是没有任何配方或原材料的情况下让学生准备做蛋糕。一般问题的解决原有知识影响很大,需要引用已有的旧知识来推进认知的进程,因此问题的设计需要符合最近发展区域。PBL问题是学生在学习之前发现问题,然后围绕问题进行探究,学习新的知识和技能。
  3.2 问题需要有一定的难度
  PBL的问题需有一定难度,以开放性、劣构性问题为主,使学生在目标知识和已有知识之间保持一定的距离,这样的问题能激发学生学习动机,鼓励学生采用发散性思维去探索,发展学生高层次思维能力。解决PBL问题是发生于人的头脑中的过程,是内隐的行为,不容易直观地发现,需要克服已知和未知之间的重重障碍,才能实现问题的解决,属于个性化的活动。具有一定难度的问题让学生在不断的质疑、探究、解决中深化对世界的认识,这个过程不只是人的思维能力的培养,也是一个人的人格完善的过程。
  3.3 基于情境设计问题
  基于教学目标创设真实问题情境,将学生置于情境之中,寻找问题,探索解决方案。设计的问题对学生要有一定的导向性和真实性。所谓导向性就是从情境中发现的问题是围绕教学目标。所谓真实性就是设计的情境在现实中有一定的原型和现实需求,具有一定的时代气息和社会需求,让学生体会到本学科的学习价值和意义。情境让学生在自己的经验世界中产生共鸣,能快速地捕捉到问题,明确研究的方向,探索问题解决方案,积极地参与到学习中来,激发学习兴趣。比如设计ATM自动取款机系统,通过生活实践体验银行取款机的操作流程,弄清取款机的功能有哪些?如何设计界面?如何进行人机交互?程序如何实现?如果出错如何处理?如何反馈信息?等一系列问题。这些问题都是在真实的情境中需要考虑和解决的。
  综上所述,在基于PBL的C语言课程实践研究中,案例、框架、问题是设计好PBL教案的三个重要方面,处理好三者对有效实施基于PBL的C语言课程提供了有力的保障。
  参考文献:
  [1] 关超然.问题导向学习之理论、方法、实务与经验——医护教育之新潮流[M].北京:北京大学医学出版社,2015:73.
  [2] 黄纲,关超然.基于问题的学习导论[M].北京:人民卫生出版社,2014:43.
  【通联编辑:张薇】
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