问题式教学模式研究

　　摘要：以基于问题的学习(Problem-Based Learning，PBL)为理论依据，结合大学本科教学的特点和要求，讨论问题式教学模式设计中需要考虑的关键因素，介绍问题式教学模式在课堂教学、综合实验教学和专业实习等教学环节的实施过程。
　　关键词：PBL；问题式教学；模式；关键因素；实施
　　
　　随着高等教育大众化的推进，社会发展对高校人才培养提出了新的要求。本科教学不仅仅是学科知识的传播，更重要的是要着眼于学生分析解决问题能力、自主学习能力和与人合作交流能力等综合能力的培养。
　　目前，大学课程授课方式一定程度上还是以传统的灌输型教学模式为主。传统教学模式的主要特点是，从严谨的概念、理论或原理出发，将学科的完整理论体系介绍给学生。传统教学模式可以使学生学习按部就班、少走弯路，在短时间内系统、完整地掌握一门新的学科知识。但传统教学模式也存在一系列明显的缺点，如知识的单向传递导致师生间缺乏良性的、有效的互动，学生独立自主、批判式思维能力的培养受到局限，学生学到了知识却不知如何灵活运用知识，实践性不足等。
　　在本科教学过程中，既要保持传统教学模式的优势，又要改进其不足，学生不但要成为知识的接受者，还要成为知识的探索者和创造者。因此，如何让学生通过分析与实际紧密相关的问题、来探究问题背后隐含的概念和原理，提高学生的自主学习能力和与他人协作能力等是教育工作者应该高度关注的课题。
　　近年来，常州大学数据库系统及应用系列课程教学团队结合本科培养方案、课程设置和学生基础等实际情况，在计算机科学与技术专业的软件类课程教学中，逐步开展了一系列的教学研究和实践活动。在课堂教学、综合实验教学和专业实习等教学环节逐步实施的问题式教学方法，已经取得了一定成效。
　　1问题式教学模式的理论依据
　　在本科教学方法的研究方面，国内外教育工作者进行了卓有成效的探索和实践。20世纪60年代后期提出的一种教学模式——基于问题的学习(Problem-Based
　　Learning，简称PBL)，首先被应用于北美研究型大学的医科教学中并取得很大成功[1]。20世纪80年代，基于问题的学习模式在美国研究型大学多个学科的本科教学中得到普及并取得前所未有的发展[2]。
　　PBL强调问题情境的设立在教学中的重要性，要求学习围绕复杂的真实的任务或问题展开，从而激发学生的高水平思维，鼓励学生自主探究以及对学习内容和过程的反思[3]。
　　在具体实施PBL的过程中，不同的研究者和实践者对PBL实施策略有着不同的看法。PBL的主要倡导者白罗斯提出的PBL模型，在美国研究型大学中有着广泛的影响，其实施过程大致包括五个部分[4]：
　　1) 将学生组织成学习小组。
　　2) 教师提供具有一定程度的非良构性的新问题，便于激发学生学习新知识和新技能的激情。
　　3) 小组成员分工协作，通过分析问题收集和探索解决问题的知识和技能，形成解决问题的方法；进而经过反复实践和不断改进，最终解决问题。
　　4) 不同小组之间进行交流，展示各自解决问题的方法、过程和结果，分享学习成果。
　　5) 反思问题解决的过程，更好的概括和理解知识的应用情境，以便发展高级思维技能。
　　此外，彼得•施瓦兹等人提出的PBL实施策略模型，也为美国研究型大学广为采用，他们把PBL的实施过程分为8个环节[5]。
　　虽然PBL的实施策略不完全相同，但都反映了提出问题、分析问题、形成假设、验证假设和修正假设等以问题为中心的主动学习过程。在这个过程中，学生围绕着问题确认学习要素，开展探究活动，从而掌握知识和技能，提高智力能力。
　　我们正在逐步实施的问题式教学模式本质上是一种基于PBL的本科教学方式。问题式教学模式以培养学生的综合能力为目标，学生通过解决实际问题，学习了新知识和技能，自主学习能力和交流协作能力得到提高。
　　2问题式教学模式中的关键因素
　　问题式教学模式的关键在于如何设计作为学习起点的问题，问题和如何解决问题是问题式教学模式的核心。问题式教学模式涉及以下三个关键因素。
　　1) 如何设计问题。
　　问题的本质是一种情境，它应该包括三个方面：解决前，即问题的当前状态；解决后，即问题的目标状态；从当前状态转化为目标状态的过程，即如何解决问题。
　　问题的设计直接影响学生的学习激情和学习效果，设计问题时要考虑以下几点：
　　① 问题的真实性。来源于现实中的实际问题可以激发学生的兴趣，增加感性认识，便于信息的收集和判断，方便学习过程和学习效果的评价。
　　② 解决问题所需要的知识和技能。在设计问题时，要考虑学生所具备的认知结构、专业知识和技能，设计适合学生水平的问题。
　　③ 问题的非良构性。现实中所面临的大都是非良构问题，具有一定难度的非良构问题会留有疑点和思考空间，适合进一步探究。在解决非良构问题的过程中，有利于问题解决的信息可能不够完整和准确；需要学生分析问题产生的原因，识别与澄清不同的看法，提出与选择可能的解决方案；进而学生在实施解决方案的过程中，可能还需要对解决方案进行修正和改进。
　　④ 在问题中合理设置疑点。疑点可以激发学生的创造性思维能力，让学生在问题的牵引下去探究结果，获取知识，增长能力。
　　下面是一个综合实验问题的设计过程。
　　要求学生完成一个“图书馆借阅管理系统的设计和编程实现”工作。首先这是一个学生熟悉的真实问题，学生可以根据自己借阅图书的经验分析问题，并且能够及时将自己的实验结果与学校正在使用的图书管理系统进行功能对比。其次，该综合实验针对计算机科学与技术专业本科三年级学生开设，学生之前已经学习了高级语言程序设计、数据库系统原理及应用等课程，具备了解决问题所需的基础知识和技能。另外，问题本身为学生预留一定的思考探究空间，具有一定程度的非良构性，如教师没有将与图书借阅信息相关的具体数据及数据结构提供给学生、也没有提出具体的功能要求，这些问题都留待学生通过实际调研、资料查阅、讨论等方式解决。
　　总之，根据学生已有的知识、经验和专业水平来设计恰当且富有挑战空间的非良构问题是问题式教学模式的一个重要方面。
　　2) 教师的倡导和促进作用。
　　教师是问题式教学模式中的另一个关键因素。教师是学习的倡导者，问题设计的好坏取决于教师。教师又是学习的促进者和协作者，在解决问题的过程中，教师要引导学生懂得如何获取和利用新知识和技能。教师还承担着学习过程和学习结果评价者的角色。
　　在整个问题式教学过程中，教师的角色从最初的主角逐渐过渡到配角。与传统的教学方式相比，采用问题式教学方法需要教师花费更多的备课时间，投入更多的精力去设计问题，钻研与问题相关的不同学科的知识结构。
　　3) 学生所具备的知识和技能。
　　问题式教学模式的目标是学生通过解决问题而巩固学科知识，自主学习新知识，提高探究能力，强化协作意识。因此，学生是问题式教学模式中最活跃的因素，也是教学活动中的直接受益者。
　　学生已经具备的学科知识和技能是解决问题的基础。学生所具备的理论知识、逻辑思维能力等，对问题解决方案的制定非常重要；学生的实际动手能力(软件类课程中表现为环境配制能力、编程能力等)决定了问题解决方案能否顺利实施。
　　学生合理分组、同组成员之间优势互补决定了问题解决的效率和质量。此外，学生的认知观和情感态度等因素也对解决非良构问题产生重要影响。
　　
　　3问题式教学模式的实施过程
　　在开展问题式教学研究和实践过程中，采取了循序渐进、分步骤、由单一问题到综合问题，由课堂教学延伸到综合实践教学的实施形式。首先将问题式教学模式应用在数据库系统原理和软件工程课程的课堂教学中；之后在数据库系统及应用系列课程群的综合实验教学中采用了问题式教学模式；更加开放的问题式教学模式被应用在专业实习、毕业实习等综合性教学实践环节。
　　1) 以单一学科课堂教学环境为主的问题式教学。
　　最初的问题式教学方法被应用在数据库系统原理和软件工程两门计算机专业基础课的课堂教学环节。这两门课实践性、应用性比较强，学科基本理论的产生和发展均来源于现实中的实际问题。
　　教师根据特定的教学内容和学生已经掌握的知识和技能，设计相应的讨论题；学生组织成问题小组，在课下完成问题的调研、分析和讨论；学生在讨论课上汇报和交流解决问题的方法、过程和结果，教师进行适当的答疑和点评。这种方式所涉及的问题主要是良构的，学生可以根据已经掌握的知识和技能较好地解决问题。
　　在单一学科课堂教学环节开展的问题式教学活动可以促进学生巩固学科知识，应用学科知识解决具体问题。学生在课外的讨论活动中锻炼了提炼知识要点、彼此协作交流的能力。
　　2) 以相关课程综合实验为主的问题式教学。
　　在数据库系统及应用系列课程群中开展的问题式教学，是以综合实验的方式进行的。涉及到的主要课程包括程序设计系列课程、数据库系统原理、软件工程、Web编程技术等。
　　这种形式的教学活动对教师和学生都提出了更高的要求。
　　教师是问题的设计者，问题要融会贯通多门课程的知识点，需要相关课程教师之间的有效协作。教师不仅要精通自己讲授的课程、还要与问题中涉及的其他课程内容进行融合。一个高质量的问题体现了相关课程的整合效果，对引导学生理解不同课程知识之间的联系、综合运用学科知识非常有益。
　　在学生方面，若干学生组成实验小组(小组人数视问题规模和特点决定)，小组成员需要对解决问题的目标达成共识，按照知识结构和个人兴趣特点进行合理分工。首先完成解决问题的方案，这个过程被称为实验预习阶段；接下来学生进入方案实施阶段，需要完成设计、实验环境的配制和编程实现等工作；实验完成后，各个实验小组进行交流沟通，分享学习成果和心得；最后由教学团队的教师对各个实验小组的工作进行综合评价。
　　3) 综合实践性教学环节中的问题式教学。
　　更加开放和综合的问题式教学模式被应用在专业实习和毕业实习环节。学生要解决的是贴近现实的软件问题。这些问题可以是教师结合专业培养方案设计的模拟性综合实践项目，也可以来源于企业的实际项目，或教师直接参与的研究项目，还可以是学生在校外实习过程中接触的实际问题。教师需要把好题目关，问题的规模、难易程度要适中；还要考虑到学生已经具备的知识和技能、当前的软硬件环境是否能够解决问题；要留有一定的探索空间，具有一定的开放性。对学生的要求是，可以打破专业班级界限，按照问题进行合理分组，形成优势互补。小组成员之间需要彼此协作、交流和包容；需要学生具备良好的信息收集提炼能力、信息传播能力、较强的设计和编程能力。
　　除了上述三种问题式教学模式的实施方式之外，基于网络环境的、实施方式更为灵活、学习者来源更为广泛的开放型问题式教学方案也正在研究过程中。基于网络环境的开放型问题式教学模式可以打破年级、专业、时空界限，激发低年级学生较早接触专业领域、参与课题研究的热情。学生随着专业知识和技能的积累，不断完善所研究的问题，使问题式教学成为一种循序渐进、逐步深化、学生长期参与的学习过程。
　　4结语
　　问题式教学是一种主动式知识探究型的教学模式，它弥补了传统的被动式知识传授型教学模式的不足。问题式教学是一项师生共同参与的教研活动，被逐步应用在课堂教学、综合实验教学和专业实习等教学环节。教师通过设计问题、引导学生解决问题，提高了教学研究能力。学生通过彼此合作解决问题，拓展了学科知识，提高了综合分析、解决问题的能力，增强了团队协作意识。
　　
　　参考文献：
　　[1] Ha