PBL教学法与协作学习在Excel教学中的应用

2018-03-03裴威

卫生职业教育 2018年9期

裴威

（锦州医科大学，辽宁锦州 121001）

随着大数据时代的到来，数据分析工具层出不穷，Excel作为传统数据分析工具，其数据可视化和管理功能被忽视。大学教育阶段，Excel往往设为基础课程，采用传统教学方法，学生只知道如何操作，却不知道为什么这样操作，理解不深刻，学完就忘，教学流于形式。

PBL教学以问题为中心，有助于学生将知识内化为解决问题能力。近年来，协作学习越来越受到重视[1，2]。PBL教学法与协作学习的天然联系有助于将两者结合起来，发挥最大效能，对教学改革有重要意义。

1 PBL教学法

PBL教学法是指教师预设虚拟场景，提出一个综合性的问题，学生在解决问题过程中，提高学习效率和效能。

传统的Excel教学采用讲授概念—演示操作—学生操作—验收评分的步骤，学生处于被动接受地位，学习兴趣不浓，学习效果不佳。由于学生基础、能力有所差异，教师难以把控教学进度，若只考虑基础差的学生，会拖延教学进度，对重点、难点知识无法展开讲授，而学生只是机械记忆操作步骤，难以将知识进行迁移。

将PBL教学法应用于Excel教学，打破了教师教授—学生接受的信息链条，通过合理设计任务促使学生主动学习；教师角色也发生了转变，从单纯的传授知识，变成通过提示、监督对学生学习过程施加影响。

2 协作学习

协作学习（CL）是指一定数量（2～6人）的学生为了共同的学习任务组成小组，进行讨论、合作学习的教学模式。协作学习包括5个要素：积极互赖、各负其责、小组加工、交互技巧和面对面交流[3]。协作学习过程中，交互设计是核心，只有确保交互的完整性和科学性，才能保证学习效果。

建构主义理论认为，有意义的学习是学生开展主动的、建构的（表述清晰）、有意图的、真实的、合作的学习[4]。协作学习时，学生是一个整体，形成类似分布式系统的记忆网络。在需要完成一项复杂任务时，学生会把自己掌握的知识贡献给团队，以团队的力量带动个人，解决的问题的复杂程度也随之递增。传统教学模式下，尽管学生间有合作倾向，但未经允许的协作往往被认为是抄袭，因此，难以形成学习共同体，所学知识与学习共同体的分布式记忆相比，在容量和质量上差了很多。协作学习与PBL的结合，就是通过有意义的任务，让学生形成学习共同体，在交流合作中分享知识、掌握解决问题的方法、提高分析解决问题能力。

3 PBL与CL结合实例

现以Excel图表操作一节为例，做一介绍。班级人数以30～35人为宜。

3.1 教学目标

3.1.1 学习目标了解信息图和数据可视化的概念，掌握Excel基础图表的适用范围和制作方法，掌握图表的配色及美化操作。

3.1.2 情感目标培养学生团队协作能力和沟通交流能力。

3.2 教学过程

3.2.1 问题设置常言道，一图胜千言。通过一张简洁、美观、专业的图表展示数据，能迅速抓住读者眼球，这也是数据分析领域常用的方法，即数据可视化。在这个讲逻辑、拼效率的时代，如何用图分析数据，用数据把事情说清楚，是值得思考的问题。如何用Excel进行数据可视化设计，是一个开放性问题，适合学生协作探究，对其未来发展也很有帮助。

3.2.2 问题分析如何在众多图表中选择一个恰当的类型是数据可视化考虑的首要问题。一般来说，将问题按照性质划分成几类，各个击破是常用方法。数据可视化设计时，根据要展示的内容将图表分为4类，即比较型、分布型、构成型和联系型，每个类型有详细的划分方法。比如，比较型图表又可以细分为基于分类和基于时间两大类，可根据具体情况选择条形图、柱状图、雷达图、曲线图等。教师引导学生查阅资料，完善基本图表的分类，以知识网络图的形式进行总结。

教师示范性讲解基本数据图表的制作。可以讲解1～2个基本图表的制作流程。以散点图为例，教师可以介绍如何利用散点图表现二维数据的相关性，讲解散点图中点的大小这个维度后，就变成了气泡图，这样就可以在二维图中展示三维的信息量；进而可以用散点图组成矩阵，讲解如何将高维数据放到二维平面进行可视化展示。这样，用一个符合逻辑的链条讲授图表制作的基本操作，效果好于传统教学模式。

图表制作过程十分单调，教师要结合实际讲解如何美化图表，达到专业要求。强调最终成果包括基本图表知识网络图和用Excel制作的各类图表，使学生对问题形成直观认识，掌握解决问题的相关知识。

3.2.3 分组学习协作学习与合作学习的区别在于成员责任的构成。合作学习时，学生完成各自任务，然后将结果汇总作为解决方案；而协作学习强调学生间面对面的交流，学生共同讨论，确定问题解决过程中的关键点，并参与到最终成果的制作中。我们将学生分为6组，每组5～6人。对各组进行分工，分为调研组和实操组，分别负责知识网络的调研与构建和Excel图表的美化设计。在实验开始前明确小组成员责任，制定规则。

3.2.4 协作环境和交互规则协作学习过程中，每个学生都要发言，参与讨论，同时进行Excel操作。调研组在调研某个基本图表时，实操组要结合教材中对该图表的介绍和网上的信息进行图表制作，并进行配色、标题、图表、图系列、数据标签等操作，做出精美、专业的图表。必要时，可以引导学生找一些美化图表的插件。通过Excel加载项使用专业插件，自动制作包括南丁格尔玫瑰图在内的新型图表，借鉴其他数据可视化工具的制图风格也有利于学生制作精美的数据可视图表。

3.2.5 辩论与交流开展小组间辩论，对最终结果进行评比。促使学生从思辨的角度看待知识体系，不但能加深学生对知识的理解，还能对已有知识体系进行自我审查，极大地拓展学生分析问题的深度和广度。通过辩论提高学生口头表达能力，加强学生间交流，促进组间学习成果交流，使知识交汇成一个网络。此外，辩论也能吸引学生注意力，促进学生对知识的内化和吸收。考虑到辩论赛较耗时，所以将全班学生分为两大组，在大组内辩论结束后，选出两个优秀小组，结合本组研究成果进行辩论。

3.2.6 成果展示教师针对各组最终成果从专业性、美观度等方面进行点评和打分；结合优秀的知识网络图系统讲解数据可视化相关知识。由于学生已经进行过深入学习和讨论，因此，对新知识的掌握更扎实。之后，每组选一名代表对本组制作的Excel图表进行讲解。

成果分析十分必要，可以避免协作学习过程中部分学生对关键知识掌握不佳，进而导致整个学习过程流于形式。同时，由于PBL教学问题设置的开放性，学生的最终成果千差万别，教师应转变思维，既不打击学生积极性又循循善诱，帮助学生梳理知识脉络，找到数据可视化过程中图表选择的决定性因素，帮助学生构建知识体系，消化吸收新知识。

3.3 教学反思

PBL教学与协作学习相结合，能够充分调动学生学习积极性，使学生将所学知识运用到实践中。同时，开放包容协作的学习氛围，有利于学生构建完整的知识体系，培养协作精神。但是，值得注意的是，教师要在教学过程中发挥重要作用，在协作成果展示阶段进行指导，便于学生吸收知识，纠正认知偏差，避免学习流于形式，提升教学效果。