基于預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出理論的電子信息類大學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究

吳君鵬

摘 要：計(jì)算思維是指最具有基礎(chǔ)性和長(zhǎng)期性的思維。電子信息類專業(yè)學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)在其個(gè)人發(fā)展過(guò)程中具有重要的作用和意義，并且能夠?qū)W(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式也有較為深刻的理解，該文把學(xué)習(xí)產(chǎn)出和計(jì)算思維能力的培養(yǎng)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，探討了在這種教學(xué)模式下的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段以及考核方式的改革方法。

關(guān)鍵詞：預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出（Outcome-Based Education） 學(xué)習(xí)產(chǎn)出 計(jì)算思維能力 學(xué)科思維能力

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（a）-0218-02

電子信息類專業(yè)學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)在其個(gè)人發(fā)展過(guò)程中具有重要意義。該文在文獻(xiàn)分析與實(shí)例總結(jié)的基礎(chǔ)上，將學(xué)習(xí)產(chǎn)出和計(jì)算思維能力的培養(yǎng)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，探討在這種教學(xué)模式下的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段以及考核方式的改革方法。

1 計(jì)算思維能力

21世紀(jì)初美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授首次提出了Computational Thinking，即計(jì)算思維，清華大學(xué)孫家廣院士也強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維是具有基礎(chǔ)性和長(zhǎng)期性的思想。近幾年，計(jì)算思維的重要性隨著計(jì)算技術(shù)及其功能的迅猛發(fā)展而日益凸顯，因此，很多學(xué)者就計(jì)算思維的議題進(jìn)行了大量的相關(guān)研究。計(jì)算思維能力是指人們運(yùn)用計(jì)算思維方法進(jìn)行思考的能力，不同于數(shù)學(xué)思維，計(jì)算思維蘊(yùn)含著一整套解決一般問(wèn)題的方法與技術(shù)。不同的人才未來(lái)將面對(duì)不同的問(wèn)題空間，決定了他們對(duì)計(jì)算思維能力不同的要求。具有計(jì)算思維能力是指人們根據(jù)自己具體工作和生活的需要，在不同的層面上具有利用這種思維能力去解決具體問(wèn)題（蔣宗禮，2013）。

2 學(xué)習(xí)產(chǎn)出概述研究

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，受科學(xué)教育快速發(fā)展的影響，工程教育強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論對(duì)培養(yǎng)工程人才的重要作用，從而理論教學(xué)的學(xué)時(shí)在高校授課計(jì)劃中顯著增加；2000年至今，隨著大工程觀理念的不斷深化，國(guó)內(nèi)外針對(duì)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)之間的關(guān)系進(jìn)行反思與調(diào)整，如，21世紀(jì)初，PBL、CDIO等先進(jìn)教育模式的引入和卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃，旨在培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)專業(yè)的學(xué)科思維能力；2010年后，隨著工程教育政策的價(jià)值觀念轉(zhuǎn)向工具本位與人本位結(jié)合，強(qiáng)調(diào)要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，強(qiáng)化項(xiàng)目引導(dǎo)和宏觀調(diào)控以提高工程教育質(zhì)量為目標(biāo)。

“學(xué)習(xí)產(chǎn)出/成果導(dǎo)向”為導(dǎo)向的OBE教育模式，遵循回溯式設(shè)計(jì)原則、以預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心來(lái)組織課程設(shè)計(jì)、實(shí)踐內(nèi)容與學(xué)生能力培養(yǎng)（顧佩華，2014）。OBE教育理念把教學(xué)目標(biāo)、課程、學(xué)生實(shí)踐與能力培養(yǎng)有機(jī)聯(lián)系在一起。其教育模式主要有4個(gè)步驟定義：學(xué)習(xí)產(chǎn)出、 實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出、評(píng)估學(xué)習(xí)產(chǎn)出、和使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出。OBE教育模式本質(zhì)思想以學(xué)生學(xué)科思維能力發(fā)展為本，側(cè)重發(fā)展學(xué)生解釋新問(wèn)題的高階推理能力。

3 研究實(shí)例述評(píng)與電子信息類大學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究

基于OBE教育模式最早出現(xiàn)于美國(guó)和澳大利亞教育改革。目前，國(guó)內(nèi)的汕頭大學(xué)，針對(duì)工程教育認(rèn)證的發(fā)展趨勢(shì)，將OBE理論和工程教育進(jìn)行很好的融合，在課程計(jì)劃、師資、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)各個(gè)層面引入OBE模式，并取得了良好的成效。香港部分高校都積極展開(kāi)了OBE理論的教學(xué)模式并展現(xiàn)了OBE教學(xué)模式的優(yōu)越之處。

電子信息類專業(yè)作為工科院校的傳統(tǒng)專業(yè)，其專業(yè)知識(shí)體系涵蓋了電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，信號(hào)和信息處理技術(shù)等專業(yè)知識(shí)，其中對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的要求僅次于計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)要求，因此，對(duì)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)對(duì)于專業(yè)知識(shí)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)使至關(guān)重要的。該課題探討了基于OBE教學(xué)模式下，在面向?qū)W科思維的教學(xué)過(guò)程中繼承學(xué)科知識(shí)、技術(shù)工具等課程基礎(chǔ)，關(guān)注電子信息類本科學(xué)生其學(xué)科內(nèi)在的思維發(fā)展，即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)適宜的課程教育結(jié)構(gòu)來(lái)保證學(xué)生達(dá)到教學(xué)預(yù)期目標(biāo)。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。

（1）確定預(yù)期學(xué)習(xí)成果與學(xué)科思維能力培養(yǎng)的關(guān)聯(lián)性研究。明確本專業(yè)的特色和定位，建立電子信息類專業(yè)核心課程教學(xué)環(huán)節(jié)各要素與OBE模式之間的匹配映射關(guān)系，預(yù)設(shè)實(shí)施OBE教學(xué)模式所要實(shí)現(xiàn)的預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出。加強(qiáng)電子信息類專業(yè)本科生的計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)的運(yùn)用基礎(chǔ)概念去解決問(wèn)題，其本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化的過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)化計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)的電子信息類人才尤為重要。因此，在OBE教育理念下，探討學(xué)科思維能力的培養(yǎng)具有重要實(shí)際意義。

（2）確定基于OBE模式的教學(xué)策略和教學(xué)方法。基于OBE模式的教學(xué)理念，依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程進(jìn)行階段劃分，并確定出每個(gè)劃分階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)與內(nèi)容，學(xué)習(xí)內(nèi)容隨著學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)定由初級(jí)到高級(jí)，每個(gè)子項(xiàng)目都設(shè)置相應(yīng)的成果展示或?qū)W習(xí)總結(jié)，并讓學(xué)生完成子項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方案和實(shí)踐環(huán)節(jié)；構(gòu)建與計(jì)算思維能力發(fā)展相匹配的課程體系與具體教學(xué)實(shí)施措施。依據(jù)課程體系與計(jì)算思維能力發(fā)展的階段性映射關(guān)系，逐步引導(dǎo)學(xué)生完成課程體系每個(gè)階段的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，并具有一定的能力結(jié)構(gòu)。

（3）多目標(biāo)考核與評(píng)估。根據(jù)OBE理論模式所提供可觀測(cè)目標(biāo)體系標(biāo)準(zhǔn)，考察學(xué)生知識(shí)掌握、計(jì)算思維能力培養(yǎng)情況，包括形成性考核與終結(jié)性考核結(jié)合；進(jìn)行學(xué)習(xí)歷程檔案，以平時(shí)成績(jī)與卷面成績(jī)按照一定的比例構(gòu)成的最終成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)，學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核方式以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法及以成果導(dǎo)向進(jìn)行評(píng)估。不同實(shí)踐過(guò)程完成后，對(duì)大學(xué)生作品進(jìn)行測(cè)評(píng)及答辯等方式的記錄。在開(kāi)展考核與評(píng)估過(guò)程中，對(duì)于學(xué)習(xí)輸出的具體的量化指標(biāo)。通過(guò)這些指標(biāo)反饋回教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)教和學(xué)的閉環(huán)互動(dòng)過(guò)程

4 結(jié)論

基于OBE理論的教學(xué)模式，在教學(xué)過(guò)程中有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，不僅要讓學(xué)生掌握電子信息類課程體系的基礎(chǔ)知識(shí)，更重要的是以學(xué)生為教學(xué)主體，將課程教學(xué)與專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中逐步掌握知識(shí)體系的思想和方法，培養(yǎng)解決問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力，提高電子信息類課程的教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

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