以計算思維與ＰＢＬ 為導向的“大學計算機基礎”混合式教學設計與實踐

寧礦鳳 覃曉群

摘 要：文章提出一種以計算思維與問題式學習模式（Problem-Based Learning，PBL）為導向進行混合式教學的設計方案，并在“大學計算機基礎”課程中構建課程教學內容與“計算思維”教學體系的對應關系，重點提出在 PBL項目創設的過程中，在設計具體問題情境時應注意的事項

關鍵詞：大學計算機基礎：PBL：計算思維：PBL問題引導

中圖法分類號：G712 文獻標識碼：A

１ 引言研究表明，ＰＢＬ 是一種以學生為中心的設計和實施項目教學與學習方式，能夠有效提高學生的學習效果。在“大學計算機基礎” 課程中采用ＰＢＬ 教學模式，可以培養學生分析問題的能力與計算思維的能力。通過對我國計算思維培養模式的分析，實施以計算思維為指導的“大學計算機基礎”與ＰＢＬ 混合式教學實踐，重點研究“大學計算機基礎”課程知識，構建課程教學內容與“計算思維”教學體系的對應關系，采用ＰＢＬ 教學模式并在教學環節中切實滲透計算思維，注重培養學生計算思維和學會應用計算思維解決實際問題的能力，以及綜合能力與創新能力。２ 基于計算思維與ＰＢＬ 混合式教學模式的設計與實踐

“大學計算機基礎”是非計算機專業新生的公共必修課程，課程的特點：內容多且廣，課時少，實踐性強，教學對象涉及多個專業，學生基礎參差不齊。若仍采用傳統的教學模式，則難以在有限的課時內完成課程內容和任務。此外，由于大班教學的原因，師生互動較差，難以調動學生的學習積極性和主動性，分層個性化教學更是遙不可及。然而，隨著“互聯網＋”時代的到來，各類新技術的出現為教育教學提供了便利、多樣的平臺和應用，因此為解決上述傳統教學模式的問題，本文基于計算思維和ＰＢＬ 對“大學計算機基礎”課程進行了混合教學模式的設計和實踐［１］ 。

２．１ 教學模式設計

筆者從事一線教學多年，結合“線上和線下”應用ＰＢＬ 教學模式對“大學計算機基礎”課程中基礎知識模塊、思維拓展模塊和應用模塊進行了具體教學設計［２］ 。

（１）基礎知識模塊。教學者在“課前準備→創設問題情境→提出問題→引導學生解決問題→總結評價”的ＰＢＬ 教學流程中，應用計算思維方法對整個課程情況進行監控和指導。學生在“課前預習→進入問題情境→明確問題→解決問題→分析問題”的ＰＢＬ教學流程中，應用啟發推理和關鍵點分離等計算思維方法進行自主學習與合作學習內化知識，培養學生的計算思維、鍛煉合作以及自我管理等能力。

（２）思維拓展模塊。教學者在“設置問題→提供資源→提供幫助→總結點評”的ＰＢＬ 教學流程中，應用計算思維特點把握整個課程動向。學生在“發現問題→自主學習→探究合作學習→總結、評價”的ＰＢＬ教學流程中，應用計算思維特點培養發現問題、解決問題的能力，以及制定學習計劃的習慣。

（３）應用模塊。教學者在“創設問題情境→提出問題→提供資源→效果評價→總結”的ＰＢＬ 教學流程中，應用計算思維方法指導整個教學過程。學生在“進入問題情境→確定問題→自主學習和協作學習→評價交流→鞏固知識、內化知識和拓展遷移”的ＰＢＬ教學流程中，應用簡約和轉化等計算思維方法進行課堂活動。教學設計圖如圖１ 所示。

教師充分利用在線學習平臺、移動ＡＰＰ 的交互功能，結合面對面的師生交流，引導學生主動進行參與式、探究式的深度學習。針對不同的教學內容， 設計并開展實例探究、ＰＢＬ 分組任務、討論分享、生生互評，以及在線搶答等多種形式的“線上和線下”融合的教學活動，開展與創設所學問題情景、游戲、故事分享、學生講課、思維導圖制作等主題活動。對各種教學活動設置相應的課程積分，以對學生進行獎懲，以差異化的教學活動促進學生個性化的發展［３］ 。

２．２ 教學模式實踐

２．２．１ 構建課程教學內容與“ 計算思維” 教學體系的對應關系

深度挖掘“大學計算機基礎”課程中“計算思維”的核心思想，梳理和刪減現有課程教學內容，構建課程教學內容與計算思維教學體系的對應關系。課程部分教學內容如表１ 所列。

將ＰＢＬ 問題引導模式和計算思維培養相結合，組織課堂教學，分階段地逐步完成學習任務，實現教學目標。以問題為課程起點，在學習過程中注重小組自主探究學習、任務分配，以及問題構思設計與實施解決，可以增強學生解析問題能力和創新能力，有助于學生形成計算思維。

２．２．２ 優化“大學計算機基礎”在線課程，打造基于計算思維的特色化教學資源

根據培養目標制作并優化課件、微課等教學資源，對現有的“大學計算機基礎” 在線課程進行補充和完善。在線課程應覆蓋完整的課程知識體系，并應用信息技術手段將計算思維中抽象的理論內容轉化為問題求解，以直觀、形象化的動畫演示形式使教學內容易懂且生動，呈現出趣味性、啟發性和高階性。在線課程學習平臺應包括微課視頻、原理性知識點動畫，多媒體課件、習題庫、試卷庫、討論話題庫、拓展資料等豐富資源，并根據教學應用情況持續更新優化，以“用”促建促改，實現教學資源建設與日常教學工作的緊密結合［４］ 。

２．２．３ 在設計具體問題情境時需注意的問題

（１）ＰＢＬ 是以服務學生的學習為目標建立的。因此，學生在解決每一個目標問題時，需自主學習并應用標準化的計算機基礎知識，培養自己的計算思維，以及自我管理、團隊合作能力。

（２）在問題解決過程中，教師應設計有意義、挑戰的新問題，并引導學生進行自主思考。

（３）需為學生提供一個良好的學習環境，讓學生能夠更好地進行提問與尋找相關解決問題的資源信息并進一步思考提問。

（４）在具體的問題情境中，把知識點與實際應用問題相結合，既可以激發學生解決問題的興趣，又可以引導其對真實世界展開思考和觀察，利用計算思維的方式，對現實世界中的問題進行理性分析和解決。

（５）充分給予學生在解決問題過程中的自主選擇權，如計劃的制訂、修改、設計、反思、重構和評估等。

（６）教師需引導學生對所學的知識點、項目進行有效地評價和反思，進而使其產生改進的需求，從而激發新的學習動機。

（７）讓學生在持續的反思中，得到不同的反饋，并不斷地把控項目執行，以及及時調整項目內容，從而完成項目產品的迭代，提升學生的知識構建水平。

（８）在項目完成后，應給學生提供展示研究成果的機會，使學生在展示過程中學會整理知識體系，這是一個動態向上的過程，能夠不斷地完善他們的知識構建。

２．２．４ 創新多元化課程評價方式

實施多元化教學評價，能夠充分發揮混合式教學的優勢：線上和線下考核互補，過程性評價和終結性評價結合。課堂上，除了正常的教學活動，還可在多媒體教室借助各種信息技術手段組織學生進行學習成果的展示與分享，學生可以相互點評。這實際就是學生開闊視野、展示自我、提高能力的過程，學生之間取長補短，從而對作品進行優化，開展自主探究、討論協作；除了對學習成果進行評價交流，教師還需對學生參與各項活動的情況（包括參與教學活動、觀看微課資源、提問、參與交流討論、作業、點評學習成果、分享學習經驗等）進行跟蹤記錄以及綜合評價。

３ 結束語

“大學計算機基礎”課程是高等學校學生的必修課程，本文依托２０２０ 年度湖南省普通高校教學改革項目———以計算思維與ＰＢＬ 為導向的《大學計算機基礎》線上線下教學研究與應用進行改革實踐，課程組教師努力挖掘“大學計算機基礎”課程中的計算思維元素，同時以計算思維為基礎，設計ＰＢＬ 問題情境，將其貫徹到每一堂課的教學中并形成記錄，以持續改善教學效果。

參考文獻：

［１］ 史亞麗．基于計算思維導向的計算機基礎課程ＰＢＬ 教學模式研究［Ｊ］．科學咨詢，２０２０（４４）：１９３．

［２］ 單俊豪，閆寒冰．美國ＣＳＴＡ 計算思維教學案例的教學活動分析及啟示［Ｊ］．現代教育技術，２０１９（４）：１１７?１２５．

［３］ 朱蕾蕾．計算思維導向的《大學計算機基礎》ＰＢＬ 教學模式研究［Ｊ］．課程教育研究，２０１９（４０）：６４．

［４］ 鄒帆．計算思維導向的大學計算機基礎ＰＢＬ 教學模式研究［Ｊ］．計算機教育，２０１７（１２）：８１?８５．

作者簡介：

寧礦鳳（１９８０—），本科，講師，研究方向：大學計算機基礎教學、大數據技術。