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PBL教学法在生物医学工程专业C语言程序设计课程的初步实践

时间:2022-04-11 09:11:18 浏览次数:

评价 记录了这64名学生期末考试的各大题得分及总分作为教学效果评估的依据。本次考试共有基本题和附加题两种类型。基本题包括四道大题,其中,第一题为考查基础知识、基本概念的选择题;第二题为程序填空题,补充若干行代码以完成一些經典的程序;第三题是程序阅读题,通过阅读给出的代码,判断程序运行的结果;第四题为程序编写题,编写完整的程序实现给出的任务。总分即为基本题得分之和,满分为100分。附加题内容为难度较大的程序编写题,满分为30分,只有得分在18分以上才是有效得分并计入考核结果。

统计分析 对于基本题和总分,根据数据是否为正态分布,决定使用单尾t检验或者非参数Mann-Whitney U检验来比较两组学生中总分与各大题成绩的均值(若是Mann-Whitney U检验则是比较中间值)。对于附加题,主要比较实验组和对照组的有效得分人数占总人数的比例,所用的统计方法是卡方检验。所有统计分析均在SPSS 21.0软件中完成。显著性水平设定为0.05,即,若P<0.05,则两组数据存在显著差异;否则认为两者无显著区别。

3 结果

在具体实施过程中,有4名学生从实验组退出回到对照组,因此,实验组最终包括22名学生,对照组有42名学生。教学效果的统计结果具体如表1所示。在所有基本题和总分上,实验组学生得分均高于对照组学生;尤其在程序编写题和总分上,实验组学生得分与对照组学生的得分差异有统计学意义(P<0.05)。另外,附加题得分情况:实验组共有四人有效得分(分数在18分以上),占总人数的18%,平均分为29.5分;对照组共有六人有效得分,占总人数的14%,且平均分为21.0分。对两组中有效得分的学生比例做卡方检验,得P>0.05,表明这两组的附加题有效得分比例的差异并不显著。

4 讨论

实验结果显示,此次C语言教学改革的PBL效果虽然因人而异,但实验组的教学效果总体上优于对照组,这一结果印证了类似研究的发现。在这些面向不同专业学生的研究中同样发现,采用PBL教学法可以有效提高学生的程序理解能力、算法设计能力和实际编程能力[11];同时,还可以增强学习兴趣,提高沟通交流的能力[12-14]。本次实验结果中,实验组学生尤其在程序编写题及总成绩的表现上明显比对照组学生更为出色,说明实验组学生具有较强的自主编程能力和综合能力。在附加题的表现上也印证了这一点。附加题是比较难的程序编写题,实验组不仅有效得分比例较高,总的平均分也比较高。这个结果是符合预期的,因为PBL教学法的主要目的之一就是提高学生的动手能力和创新能力,并通过互相交流、主动学习提高沟通能力。

有意思的是,在基础题尤其是选择题、程序填空题和程序阅读题上,实验组学生的得分情况虽然较高,但较对照组学生并无显著差异。由于这几个大题主要目的都是考查学生对理论知识的学习效果,因此,这个结果表明PBL教学法对这批学生在基础知识的掌握方面并无明显提高。无独有偶,也有研究发现PBL教学法对于增强学生学习理论知识的效果不太明显[12]。这个结果一方面与PBL教学法本身的特点以及执行方式有关,也与参与PBL教学法的学生水平有关。PBL教学法本身强调学生的自主学习,尤其是针对具体问题的动手实践。因此,如果参加PBL教学法的学生不主动、系统地学习理论知识,而主持PBL教学的教师也没有很好做监督和引导的话,学生对理论知识的掌握不够系统和深入也就可想而知了。因此,为了增强PBL教学法的理论教学效果,需要教师更要注重这方面的引导,也需要学生能够主动配合。

综合两方面的结果还说明,培养模式的不同导致两组学生能力侧重点的不同。对照组学生按部就班、循序渐进地学习课本知识,在指导教师的详细讲解下,对基础知识有着系统的理解;而实验组学生较早投入编程实践中,在平时接受了更多偏向于动手能力的训练,故有较强的动手能力、创新能力乃至综合能力[1,5]。

本研究本身存在一定问题。尤其值得注意的是,虽然在实验开始时平衡了两组入选学生的绩点,但实验组学生相对于对照组学生而言,可能对学习C语言更有兴趣,因此学习主观能动性较强,平均学习能力较强,这或许会使实验结果产生误差,然而这也从另外一个方面说明因材施教的重要性。另外,上述研究只针对深圳大学生物医学工程专业的学生,这些发现可能不适用于不同水平、不同层次的高校的学生。最后,教学效果的评估目前只根据考试成绩,这种评估方式有一定的局限性。

5 结语

综上所述,PBL教学法可以在一定程度上提高学生的实践能力、创新能力,增强学生学习的主动性与积极性,但在理论知识方面的培养效果可能需要教师和学生双方的投入和改进。生物医学工程专业的教学者在进行生物医学工程专业教学改革时,需要因材施教,既要考虑学生自身学习能力与知识水平,也要考虑学生对所学课程的兴趣,从而制订出最适于每个学生的教学方案。

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