以计算思维与ＰＢＬ 为导向的“大学计算机基础”混合式教学设计与实践

宁矿凤 覃晓群

摘 要：文章提出一种以计算思维与问题式学习模式（Problem-Based Learning，PBL）为导向进行混合式教学的设计方案，并在“大学计算机基础”课程中构建课程教学内容与“计算思维”教学体系的对应关系，重点提出在 PBL项目创设的过程中，在设计具体问题情境时应注意的事项

关键词：大学计算机基础：PBL：计算思维：PBL问题引导

中图法分类号：G712 文献标识码：A

１ 引言研究表明，ＰＢＬ 是一种以学生为中心的设计和实施项目教学与学习方式，能够有效提高学生的学习效果。在“大学计算机基础” 课程中采用ＰＢＬ 教学模式，可以培养学生分析问题的能力与计算思维的能力。通过对我国计算思维培养模式的分析，实施以计算思维为指导的“大学计算机基础”与ＰＢＬ 混合式教学实践，重点研究“大学计算机基础”课程知识，构建课程教学内容与“计算思维”教学体系的对应关系，采用ＰＢＬ 教学模式并在教学环节中切实渗透计算思维，注重培养学生计算思维和学会应用计算思维解决实际问题的能力，以及综合能力与创新能力。２ 基于计算思维与ＰＢＬ 混合式教学模式的设计与实践

“大学计算机基础”是非计算机专业新生的公共必修课程，课程的特点：内容多且广，课时少，实践性强，教学对象涉及多个专业，学生基础参差不齐。若仍采用传统的教学模式，则难以在有限的课时内完成课程内容和任务。此外，由于大班教学的原因，师生互动较差，难以调动学生的学习积极性和主动性，分层个性化教学更是遥不可及。然而，随着“互联网＋”时代的到来，各类新技术的出现为教育教学提供了便利、多样的平台和应用，因此为解决上述传统教学模式的问题，本文基于计算思维和ＰＢＬ 对“大学计算机基础”课程进行了混合教学模式的设计和实践［１］ 。

２．１ 教学模式设计

笔者从事一线教学多年，结合“线上和线下”应用ＰＢＬ 教学模式对“大学计算机基础”课程中基础知识模块、思维拓展模块和应用模块进行了具体教学设计［２］ 。

（１）基础知识模块。教学者在“课前准备→创设问题情境→提出问题→引导学生解决问题→总结评价”的ＰＢＬ 教学流程中，应用计算思维方法对整个课程情况进行监控和指导。学生在“课前预习→进入问题情境→明确问题→解决问题→分析问题”的ＰＢＬ教学流程中，应用启发推理和关键点分离等计算思维方法进行自主学习与合作学习内化知识，培养学生的计算思维、锻炼合作以及自我管理等能力。

（２）思维拓展模块。教学者在“设置问题→提供资源→提供帮助→总结点评”的ＰＢＬ 教学流程中，应用计算思维特点把握整个课程动向。学生在“发现问题→自主学习→探究合作学习→总结、评价”的ＰＢＬ教学流程中，应用计算思维特点培养发现问题、解决问题的能力，以及制定学习计划的习惯。

（３）应用模块。教学者在“创设问题情境→提出问题→提供资源→效果评价→总结”的ＰＢＬ 教学流程中，应用计算思维方法指导整个教学过程。学生在“进入问题情境→确定问题→自主学习和协作学习→评价交流→巩固知识、内化知识和拓展迁移”的ＰＢＬ教学流程中，应用简约和转化等计算思维方法进行课堂活动。教学设计图如图１ 所示。

教师充分利用在线学习平台、移动ＡＰＰ 的交互功能，结合面对面的师生交流，引导学生主动进行参与式、探究式的深度学习。针对不同的教学内容， 设计并开展实例探究、ＰＢＬ 分组任务、讨论分享、生生互评，以及在线抢答等多种形式的“线上和线下”融合的教学活动，开展与创设所学问题情景、游戏、故事分享、学生讲课、思维导图制作等主题活动。对各种教学活动设置相应的课程积分，以对学生进行奖惩，以差异化的教学活动促进学生个性化的发展［３］ 。

２．２ 教学模式实践

２．２．１ 构建课程教学内容与“ 计算思维” 教学体系的对应关系

深度挖掘“大学计算机基础”课程中“计算思维”的核心思想，梳理和删减现有课程教学内容，构建课程教学内容与计算思维教学体系的对应关系。课程部分教学内容如表１ 所列。

将ＰＢＬ 问题引导模式和计算思维培养相结合，组织课堂教学，分阶段地逐步完成学习任务，实现教学目标。以问题为课程起点，在学习过程中注重小组自主探究学习、任务分配，以及问题构思设计与实施解决，可以增强学生解析问题能力和创新能力，有助于学生形成计算思维。

２．２．２ 优化“大学计算机基础”在线课程，打造基于计算思维的特色化教学资源

根据培养目标制作并优化课件、微课等教学资源，对现有的“大学计算机基础” 在线课程进行补充和完善。在线课程应覆盖完整的课程知识体系，并应用信息技术手段将计算思维中抽象的理论内容转化为问题求解，以直观、形象化的动画演示形式使教学内容易懂且生动，呈现出趣味性、启发性和高阶性。在线课程学习平台应包括微课视频、原理性知识点动画，多媒体课件、习题库、试卷库、讨论话题库、拓展资料等丰富资源，并根据教学应用情况持续更新优化，以“用”促建促改，实现教学资源建设与日常教学工作的紧密结合［４］ 。

２．２．３ 在设计具体问题情境时需注意的问题

（１）ＰＢＬ 是以服务学生的学习为目标建立的。因此，学生在解决每一个目标问题时，需自主学习并应用标准化的计算机基础知识，培养自己的计算思维，以及自我管理、团队合作能力。

（２）在問题解决过程中，教师应设计有意义、挑战的新问题，并引导学生进行自主思考。

（３）需为学生提供一个良好的学习环境，让学生能够更好地进行提问与寻找相关解决问题的资源信息并进一步思考提问。

（４）在具体的问题情境中，把知识点与实际应用问题相结合，既可以激发学生解决问题的兴趣，又可以引导其对真实世界展开思考和观察，利用计算思维的方式，对现实世界中的问题进行理性分析和解决。

（５）充分给予学生在解决问题过程中的自主选择权，如计划的制订、修改、设计、反思、重构和评估等。

（６）教师需引导学生对所学的知识点、项目进行有效地评价和反思，进而使其产生改进的需求，从而激发新的学习动机。

（７）让学生在持续的反思中，得到不同的反馈，并不断地把控项目执行，以及及时调整项目内容，从而完成项目产品的迭代，提升学生的知识构建水平。

（８）在项目完成后，应给学生提供展示研究成果的机会，使学生在展示过程中学会整理知识体系，这是一个动态向上的过程，能够不断地完善他们的知识构建。

２．２．４ 创新多元化课程评价方式

实施多元化教学评价，能够充分发挥混合式教学的优势：线上和线下考核互补，过程性评价和终结性评价结合。课堂上，除了正常的教学活动，还可在多媒体教室借助各种信息技术手段组织学生进行学习成果的展示与分享，学生可以相互点评。这实际就是学生开阔视野、展示自我、提高能力的过程，学生之间取长补短，从而对作品进行优化，开展自主探究、讨论协作；除了对学习成果进行评价交流，教师还需对学生参与各项活动的情况（包括参与教学活动、观看微课资源、提问、参与交流讨论、作业、点评学习成果、分享学习经验等）进行跟踪记录以及综合评价。

３ 结束语

“大学计算机基础”课程是高等学校学生的必修课程，本文依托２０２０ 年度湖南省普通高校教学改革项目———以计算思维与ＰＢＬ 为导向的《大学计算机基础》线上线下教学研究与应用进行改革实践，课程组教师努力挖掘“大学计算机基础”课程中的计算思维元素，同时以计算思维为基础，设计ＰＢＬ 问题情境，将其贯彻到每一堂课的教学中并形成记录，以持续改善教学效果。

参考文献：

［１］ 史亚丽．基于计算思维导向的计算机基础课程ＰＢＬ 教学模式研究［Ｊ］．科学咨询，２０２０（４４）：１９３．

［２］ 單俊豪，闫寒冰．美国ＣＳＴＡ 计算思维教学案例的教学活动分析及启示［Ｊ］．现代教育技术，２０１９（４）：１１７?１２５．

［３］ 朱蕾蕾．计算思维导向的《大学计算机基础》ＰＢＬ 教学模式研究［Ｊ］．课程教育研究，２０１９（４０）：６４．

［４］ 邹帆．计算思维导向的大学计算机基础ＰＢＬ 教学模式研究［Ｊ］．计算机教育，２０１７（１２）：８１?８５．

作者简介：

宁矿凤（１９８０—），本科，讲师，研究方向：大学计算机基础教学、大数据技术。