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[摘 要]探讨“基于问题学习”（Problem-Based Learning简称PBL）模式在“Java程序设计”课程中的应用，并且以讲授“文件输入输出”为例介绍该模式的具体实践及教学效果。
[关键词]PBL 建构主义教学 Java程序设计 基于问题学习
中图分类号：G642文献标识码：B 文章编号：1671－7597（2008）0510084－02
《Java程序设计》是一门以Java语言及相关程序设计技术为主要教学内容的专业必修课程，在我学院本科教学中具有重要地位，是多门后继课程（如《Web数据库访问技术》、《Java企业级应用开发》、《软件项目实践》等）的基础课程。自从我校开设本课程以来，已逐渐形成了以Java技术为主线的系列课程，对我校科研发展和学生就业都起到了重要的作用。为了让学生学好这门重要的基础课程，为以后的工作学习打下坚实的基础，在多年的教学过程中本人一直在探索各种行之有效的教学方法和教学模式，经过多年的积累、总结和比较，最终发现采用“基于问题学习”（PBL）教学模式取得了最理想的教学效果，在此本人就结合“文件输入输出”章节的教学谈谈自己的体会。
一、PBL模式的提出与要求
PBL是指基于问题的学习（Problem-Based Learning 简称PBL），是基于现实世界的问题的以学生为中心的教育方式，1969 年由美国的神经病学教授Barrows 在加拿大的麦克马斯特大学首创，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。与传统的以学科为基础的教学法有很大不同，PBL将学习与任务或问题挂钩，使学习者投入于问题中；它设计真实性任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。
PBL 的特点：
PBL是一种以学习者为中心的教学方式，在PBL中学习者是问题的解决者和意义的建构者，教师在 PBL 中的责任是提供学习材料，引导学生进行学习，监控整个学习过程使计划顺利地进行。
PBL是基于真实情景的问题，在PBL中学习是基于问题的，这些问题非常接近现实世界或真实情景。这样就能确保在将来的工作和学习中学习者的能力有效的迁移到实际问题的解决中。
PBL是以“问题”为核心的高水平的学习，从心理学角度来说，问题可分为结构良好领域的问题和结构不良领域的问题。PBL中的问题属于结构不良领域的问题，不能简单地套用原来的解决方法，要面对新问题，在原有经验的基础上进行中心分析来解决问题。
二、PBL在授课过程中的具体应用
下面我结合“Java程序设计”课程中“文件输入输出”章节的授课来谈谈PBL模式的具体应用。本章节中不仅要让学生理解“流”的概念还要让懂得运用学到的知识去解决实际问题，所以对初学者来说有较大的难度。
（一）环境的创立
在授课前准备好一罐装饮料和一个吸管，上课时将准备好的饮料和吸管带到教室，正式授课前，向学生提出第一个简单的问题：人渴了，想喝饮料，该怎么喝？学生在下面热烈的回应，给出各种答案，通常会有很多有“创意”的答案，在肯定他们的同时，引导他们正常的做法是：通过吸管方便地喝上饮料。
（二）问题的提出
引出该章节的问题：现在假设程序员编写的java程序是“嘴”，保存在硬盘等介质上的文件是“饮料”，那么java程序怎样才能读取文件中的内容呢？是不是也要一根“吸管”呢？如果要，如何去把这根“吸管”创建出来呢？有了“吸管”程序又该如何将文件中的内容读取到程序中来呢？
（三）引导学生解决问题
在引导学生解决问题的过程中可以充分各种有效的教学方法和手段，让学生更加容易理解概念并将理论知识灵活运用以解决各种实际问题，通常在授课过程中本人会灵活使用各种教学方法，比如：案例教学法、演示教学法、图例讲解法等等，并且充分利用教室里的各种教具：黑板、投影、PPT、事先准备好的开发环境等等。每一个知识点讲解完后巧妙地设置陷阱，从而引出新的问题，再引导学生思考解决问题的办法，如此反复如下过程：提出问题――解决问题――演示解决问题的经过――设置陷阱――提出问题。从而深深吸引学生的注意力，并且在整个过程中以学生自己探索解决问题为主，让学生进行深度的思考，这样学生学的主动，记得深刻，达到良好的教学目的。
还是以“文件输入输出”为例，首先肯定地告诉学生程序要读取文件中的内容的确需要一根“吸管”，这根“吸管”就是这章要解决的第一个问题――java中的“流”，通过在黑板上板书、画图讲解流的概念和分类，然后讲解并在黑板上板书读取文件的操作步骤如下：
① 导入相关的类；
② 构造一个文件输入流对象（类似于创建“吸管”）；
③ 利用文件输入流（“吸管”）类的方法读取指定文本文件中的内容；
④ 关闭文件输入流对象（将“吸管”扔到垃圾桶）；
接下来在事先准备好的开发环境下，通过一个案例来演示整个文件读取的步骤和过程，演示成功后。接下来设置一个陷阱：在要读取的文件中加上中文字符，然后再演示，出现了意料之外的问题。为什么会出现这种问题？该如何解决？从而引出下一个知识点，在不停循环过程种，完整地将整个章节的知识点无缝地串在一起，让学生对流的概念，对文件输入输出的操作彻底透彻地弄懂。
（四）总结并检查评价学生学习情况
在每个知识点讲解完之后，进行简单的小结，在本章节所有知识点讲解完毕之后，进行系列的总结，主要强调重点和难点，并梳理各个问题解决的思路。
为了及时了解学生对知识点的掌握情况，准备一个难度适中，解决问题的方法和步骤与授课内容贴近的小案例，随机从学生中抽取一名来当堂演示解决问题的步骤并编写相应的代码，老师可以在旁边给予一定的协助和解释，其余学生也可以在演示者遇到困难时给予提示并且及时指出演示者操作过程中的问题，从而让每一个学生都进入到实际操作者的角色中来，并思索如果自己是操作者该如何解决碰到的问题，这样往往能收到良好的授课效果。让学生把课堂的内容当堂消化吸收和巩固。
（五）课后实践和反馈
“Java程序设计”课程中不仅仅包含一些重要的概念，还要求学生能够学以致用，将学到的知识用来解决实际工作中的问题。在前四个环节的教学工作进行完之后，为了鼓励学生创新和加强学生的动手能力，在试验课环节，老师可以准备些比课堂难度稍微高一点并且是能解决实际问题的小案例，比如：用java编写一个小程序将某个图片文件或者某个音频文件复制到一个指定的位置等等。这样即锻炼了学生的动手能力又能让学生充分体验知识的实际用途从而提高学习的兴趣，并且还可以让老师及时了解每个学生对课堂内容的掌握程度，从而更好地开展教学活动。
三、应用中需注意的问题
与传统的以学科为基础的教学法有很大不同，PBL 强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中的以教师讲授为主；它设计真实性任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。所以对老师和学生都提出了更高的要求，在实际应用时，要注意以下几方面的问题：
（一）问题的设计
问题是PBL的核心，所有学习活动都是围绕问题的解决而展开的。在授课过程中应用PBL模式，要精心的设计所要解决的问题。在问题的设计中，应注意以下几个方面：
（1）问题的相关性：问题的提出必须跟将要讲解的课程内容有关。PBL中，不是为了设计问题而设计问题，设计问题的目的是为了引出所要学习的相关内容，以便能更好的完成课程目标。在设计问题时，首先要考虑学生需要获得的基本概念和原理，由此出发来设计要解决的问题。
（2）问题的真实性：在PBL中，所设置的问题要具有一定程度的真实性。只有问题与学生的生活实际相关、与时代气息和社会的需求相联系，才能使学生产生共鸣，体验到学习的价值和意义，从而激发起学生的学习动机。
（3）问题的呈现：在问题呈现时，要将问题内化为学生自己的问题，使学生认识到自己是问题解决的主体，而不是问题解决的旁观者，从而调动学生的解决问题的积极性。
（二）教师角色的转换
在PBL模式中，强调以学生为中心，教师只是知识建构的促进者，但这并不意味着忽视教师的作用。教师是学习活动的组织者、指导者，教师会精心的引导学生进行各个环节的学习。
（三）学习的评价
在PBL模式中，学生除了需要来自教师的评价外，还需要对自己的学习进行评价，包括自我评价和同伴评价。这样评价不仅仅是对学习结果的评定，而应当把学习评价看作是学习过程的一部分，通过对自己和他人的评价，来深化对知识的理解和提高对知识的灵活应用。
四、总结
PBL模式作为一种新型的教学模式，以培养学生良好的学习方式、学习能力为目的，强调自主探究、批判性思考和创新实践的精神，着眼于培养学生终身受用的能力，真正体现“以学生发展为本，以学生人人成功为目标，以学生学会学习为中心，以培养学生创新能力为核心”的教育思想内涵。在“Java程序设计”课程中运用PBL教学模式，收到了良好的教学效果，学生的成绩得到了很大的提高，动手能力也显著加强了。
参考文献：
[1]刘儒德. 问题式学习一条集中体现建构主义思想的教学改革思路，教育理论与实践，第21卷 2001 年第5期.
[2]祝智庭，现代教育技术，教育科学出版社 2002.7.
[3]孙庚，项目教学法在“C++程序设计”课程教学中的实践. 计算机教育， 2008，（2）.
[4]栾好利，杨政，基于兴趣的“程序设计基础”课程教学策略的研究与实践. 计算机教育，2008，（2）.
[关键词]PBL 建构主义教学 Java程序设计 基于问题学习
中图分类号：G642文献标识码：B 文章编号：1671－7597（2008）0510084－02
《Java程序设计》是一门以Java语言及相关程序设计技术为主要教学内容的专业必修课程，在我学院本科教学中具有重要地位，是多门后继课程（如《Web数据库访问技术》、《Java企业级应用开发》、《软件项目实践》等）的基础课程。自从我校开设本课程以来，已逐渐形成了以Java技术为主线的系列课程，对我校科研发展和学生就业都起到了重要的作用。为了让学生学好这门重要的基础课程，为以后的工作学习打下坚实的基础，在多年的教学过程中本人一直在探索各种行之有效的教学方法和教学模式，经过多年的积累、总结和比较，最终发现采用“基于问题学习”（PBL）教学模式取得了最理想的教学效果，在此本人就结合“文件输入输出”章节的教学谈谈自己的体会。
一、PBL模式的提出与要求
PBL是指基于问题的学习（Problem-Based Learning 简称PBL），是基于现实世界的问题的以学生为中心的教育方式，1969 年由美国的神经病学教授Barrows 在加拿大的麦克马斯特大学首创，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。与传统的以学科为基础的教学法有很大不同，PBL将学习与任务或问题挂钩，使学习者投入于问题中；它设计真实性任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。
PBL 的特点：
PBL是一种以学习者为中心的教学方式，在PBL中学习者是问题的解决者和意义的建构者，教师在 PBL 中的责任是提供学习材料，引导学生进行学习，监控整个学习过程使计划顺利地进行。
PBL是基于真实情景的问题，在PBL中学习是基于问题的，这些问题非常接近现实世界或真实情景。这样就能确保在将来的工作和学习中学习者的能力有效的迁移到实际问题的解决中。
PBL是以“问题”为核心的高水平的学习，从心理学角度来说，问题可分为结构良好领域的问题和结构不良领域的问题。PBL中的问题属于结构不良领域的问题，不能简单地套用原来的解决方法，要面对新问题，在原有经验的基础上进行中心分析来解决问题。
二、PBL在授课过程中的具体应用
下面我结合“Java程序设计”课程中“文件输入输出”章节的授课来谈谈PBL模式的具体应用。本章节中不仅要让学生理解“流”的概念还要让懂得运用学到的知识去解决实际问题，所以对初学者来说有较大的难度。
（一）环境的创立
在授课前准备好一罐装饮料和一个吸管，上课时将准备好的饮料和吸管带到教室，正式授课前，向学生提出第一个简单的问题：人渴了，想喝饮料，该怎么喝？学生在下面热烈的回应，给出各种答案，通常会有很多有“创意”的答案，在肯定他们的同时，引导他们正常的做法是：通过吸管方便地喝上饮料。
（二）问题的提出
引出该章节的问题：现在假设程序员编写的java程序是“嘴”，保存在硬盘等介质上的文件是“饮料”，那么java程序怎样才能读取文件中的内容呢？是不是也要一根“吸管”呢？如果要，如何去把这根“吸管”创建出来呢？有了“吸管”程序又该如何将文件中的内容读取到程序中来呢？
（三）引导学生解决问题
在引导学生解决问题的过程中可以充分各种有效的教学方法和手段，让学生更加容易理解概念并将理论知识灵活运用以解决各种实际问题，通常在授课过程中本人会灵活使用各种教学方法，比如：案例教学法、演示教学法、图例讲解法等等，并且充分利用教室里的各种教具：黑板、投影、PPT、事先准备好的开发环境等等。每一个知识点讲解完后巧妙地设置陷阱，从而引出新的问题，再引导学生思考解决问题的办法，如此反复如下过程：提出问题――解决问题――演示解决问题的经过――设置陷阱――提出问题。从而深深吸引学生的注意力，并且在整个过程中以学生自己探索解决问题为主，让学生进行深度的思考，这样学生学的主动，记得深刻，达到良好的教学目的。
还是以“文件输入输出”为例，首先肯定地告诉学生程序要读取文件中的内容的确需要一根“吸管”，这根“吸管”就是这章要解决的第一个问题――java中的“流”，通过在黑板上板书、画图讲解流的概念和分类，然后讲解并在黑板上板书读取文件的操作步骤如下：
① 导入相关的类；
② 构造一个文件输入流对象（类似于创建“吸管”）；
③ 利用文件输入流（“吸管”）类的方法读取指定文本文件中的内容；
④ 关闭文件输入流对象（将“吸管”扔到垃圾桶）；
接下来在事先准备好的开发环境下，通过一个案例来演示整个文件读取的步骤和过程，演示成功后。接下来设置一个陷阱：在要读取的文件中加上中文字符，然后再演示，出现了意料之外的问题。为什么会出现这种问题？该如何解决？从而引出下一个知识点，在不停循环过程种，完整地将整个章节的知识点无缝地串在一起，让学生对流的概念，对文件输入输出的操作彻底透彻地弄懂。
（四）总结并检查评价学生学习情况
在每个知识点讲解完之后，进行简单的小结，在本章节所有知识点讲解完毕之后，进行系列的总结，主要强调重点和难点，并梳理各个问题解决的思路。
为了及时了解学生对知识点的掌握情况，准备一个难度适中，解决问题的方法和步骤与授课内容贴近的小案例，随机从学生中抽取一名来当堂演示解决问题的步骤并编写相应的代码，老师可以在旁边给予一定的协助和解释，其余学生也可以在演示者遇到困难时给予提示并且及时指出演示者操作过程中的问题，从而让每一个学生都进入到实际操作者的角色中来，并思索如果自己是操作者该如何解决碰到的问题，这样往往能收到良好的授课效果。让学生把课堂的内容当堂消化吸收和巩固。
（五）课后实践和反馈
“Java程序设计”课程中不仅仅包含一些重要的概念，还要求学生能够学以致用，将学到的知识用来解决实际工作中的问题。在前四个环节的教学工作进行完之后，为了鼓励学生创新和加强学生的动手能力，在试验课环节，老师可以准备些比课堂难度稍微高一点并且是能解决实际问题的小案例，比如：用java编写一个小程序将某个图片文件或者某个音频文件复制到一个指定的位置等等。这样即锻炼了学生的动手能力又能让学生充分体验知识的实际用途从而提高学习的兴趣，并且还可以让老师及时了解每个学生对课堂内容的掌握程度，从而更好地开展教学活动。
三、应用中需注意的问题
与传统的以学科为基础的教学法有很大不同，PBL 强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中的以教师讲授为主；它设计真实性任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。所以对老师和学生都提出了更高的要求，在实际应用时，要注意以下几方面的问题：
（一）问题的设计
问题是PBL的核心，所有学习活动都是围绕问题的解决而展开的。在授课过程中应用PBL模式，要精心的设计所要解决的问题。在问题的设计中，应注意以下几个方面：
（1）问题的相关性：问题的提出必须跟将要讲解的课程内容有关。PBL中，不是为了设计问题而设计问题，设计问题的目的是为了引出所要学习的相关内容，以便能更好的完成课程目标。在设计问题时，首先要考虑学生需要获得的基本概念和原理，由此出发来设计要解决的问题。
（2）问题的真实性：在PBL中，所设置的问题要具有一定程度的真实性。只有问题与学生的生活实际相关、与时代气息和社会的需求相联系，才能使学生产生共鸣，体验到学习的价值和意义，从而激发起学生的学习动机。
（3）问题的呈现：在问题呈现时，要将问题内化为学生自己的问题，使学生认识到自己是问题解决的主体，而不是问题解决的旁观者，从而调动学生的解决问题的积极性。
（二）教师角色的转换
在PBL模式中，强调以学生为中心，教师只是知识建构的促进者，但这并不意味着忽视教师的作用。教师是学习活动的组织者、指导者，教师会精心的引导学生进行各个环节的学习。
（三）学习的评价
在PBL模式中，学生除了需要来自教师的评价外，还需要对自己的学习进行评价，包括自我评价和同伴评价。这样评价不仅仅是对学习结果的评定，而应当把学习评价看作是学习过程的一部分，通过对自己和他人的评价，来深化对知识的理解和提高对知识的灵活应用。
四、总结
PBL模式作为一种新型的教学模式，以培养学生良好的学习方式、学习能力为目的，强调自主探究、批判性思考和创新实践的精神，着眼于培养学生终身受用的能力，真正体现“以学生发展为本，以学生人人成功为目标，以学生学会学习为中心，以培养学生创新能力为核心”的教育思想内涵。在“Java程序设计”课程中运用PBL教学模式，收到了良好的教学效果，学生的成绩得到了很大的提高，动手能力也显著加强了。
参考文献：
[1]刘儒德. 问题式学习一条集中体现建构主义思想的教学改革思路，教育理论与实践，第21卷 2001 年第5期.
[2]祝智庭，现代教育技术，教育科学出版社 2002.7.
[3]孙庚，项目教学法在“C++程序设计”课程教学中的实践. 计算机教育， 2008，（2）.
[4]栾好利，杨政，基于兴趣的“程序设计基础”课程教学策略的研究与实践. 计算机教育，2008，（2）.