OBE教育模式下的C語(yǔ)言課程教學(xué)改革探索

李靜 王宏偉

摘要：當(dāng)前在非計(jì)算機(jī)專業(yè)的C語(yǔ)言課程教學(xué)過(guò)程中普遍存在下述問(wèn)題，導(dǎo)致課程的教學(xué)效果不佳：（1）C語(yǔ)言語(yǔ)法規(guī)則多、邏輯抽象難以理解；（2）學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，缺少積極性和自主性；（3）教師教學(xué)側(cè)重理論講授，對(duì)所有專業(yè)學(xué)生統(tǒng)一對(duì)待。為改善C語(yǔ)言教學(xué)現(xiàn)狀，本文將OBE成果為導(dǎo)向的教育理念引入到C語(yǔ)言教學(xué)過(guò)程中，以本專業(yè)學(xué)生的最終學(xué)習(xí)成果作為起始點(diǎn)，對(duì)課程的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，計(jì)劃從課程講授內(nèi)容、教學(xué)方法、以及評(píng)價(jià)方式等方面對(duì)C語(yǔ)言課程的教學(xué)模式進(jìn)行研究和改革探索。通過(guò)引入OBE教育模式，學(xué)生可以明確知道本課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)和成果，能夠激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和興趣，從而有效改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

關(guān)鍵字：OBE教育模式；C語(yǔ)言課程；教學(xué)改革；學(xué)習(xí)成果；反向設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）08-0112-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Exploration on the Teaching Reform of C Language Course under OBE Education Mode

LI Jing， WANG Hong-wei

（College of Computer Science and Technology， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300，China）

Abstract：At present， there are several problems in the teaching process of c language program course for non computer majors in colleges： （1） grammar rules are too much， and logical abstraction is hard to understand； （2） students lack learning targets and active； （3） teachers focus on theoretical teaching and give unified treatment to all students of various majors. Ultimately the teaching of C program is ineffective. In order to improve the C language teaching， this paper introduce the OBE results-oriented education concept into the process of C program teaching， to design the course from the final learning results of the students. This paper mainly studies and explores the teaching mode of C program course from the aspects of teaching content， teaching methods and evaluation methods. By introducing the OBE education model， students can clearly understand the objectives and outcomes of this course， which can stimulate students' interest and enthusiasm in active learning， so as to effectively improve the teaching quality and teaching effect.

Key words： OBE education model； C program course； teaching reform； outcomes of course； inverse design

1 引言

《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》是中國(guó)高校大多數(shù)理工類（非計(jì)算機(jī)）本科專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課，是全校重點(diǎn)基礎(chǔ)課程之一，該課程處于非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程三個(gè)層次（大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)）中的第二層次，是一門理論和實(shí)踐 要求都很高的課程。

目前在本課程的教學(xué)過(guò)程中存在一些問(wèn)題，比如：1） 授課內(nèi)容C語(yǔ)言是一門結(jié)構(gòu)化的編程語(yǔ)言，具有語(yǔ)法規(guī)則多、邏輯結(jié)構(gòu)過(guò)于抽象、不容易理解等特點(diǎn)[1]；2） 授課對(duì)象是剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)一年級(jí)本科生，他們普遍存在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)匱乏、思維方式僵化、編程技巧難以掌握等問(wèn)題；3） 授課教師普遍存在對(duì)所有專業(yè)、所有班級(jí)的學(xué)生一視同仁，沒有個(gè)性化設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程等問(wèn)題。因此，學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣不高，獨(dú)立編程和實(shí)際解決問(wèn)題的能力較差，導(dǎo)致課程的教學(xué)效果不夠理想。

OBE是成果導(dǎo)向教育[2，3]的簡(jiǎn)稱，是Spady等人在1981年提出的，他們認(rèn)為課程教學(xué)的目標(biāo)是學(xué)生學(xué)習(xí)課程之后獲得的學(xué)習(xí)成果。OBE教育理念認(rèn)為，對(duì)課程的設(shè)計(jì)要以學(xué)生最終學(xué)習(xí)成果為出發(fā)點(diǎn)，反向推導(dǎo)得出學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，然后再根據(jù)畢業(yè)要求設(shè)計(jì)本專業(yè)的課程體系。OBE強(qiáng)調(diào)的是“以學(xué)生為本、以成果為導(dǎo)向”，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果以及綜合能力的提高。

通過(guò)將“以輸出成果為導(dǎo)向”的（Outcome Based Education，OBE）教育模式應(yīng)用到《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)過(guò)程中，可以有效培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維方式、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木幊趟枷牒蛣?dòng)手能力，以及分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為后續(xù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用與專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，從而增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)崗位的適應(yīng)能力和綜合職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力?；贠BE的教學(xué)模式與基于內(nèi)容的傳統(tǒng)教學(xué)模式的區(qū)別如表1所示：

本文以中國(guó)民航大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程為例，在課程教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用OBE教育模式，以課程學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)（學(xué)習(xí)成果）為出發(fā)點(diǎn)反向設(shè)計(jì)課程[4]，從課程教學(xué)的設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)三個(gè)方面，對(duì)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行教學(xué)模式改革，擬解決以下三個(gè)問(wèn)題：1） 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要取得什么樣的成果（目標(biāo)產(chǎn)出）；2） 取得這些學(xué)習(xí)成果的途徑，以及教師在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮的作用；3） 如何評(píng)價(jià)是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2 《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的學(xué)習(xí)成果

2.1 課程在機(jī)械電子工程專業(yè)中的地位

C語(yǔ)言是一門面向過(guò)程的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，同時(shí)也具有低級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的很多特點(diǎn)，適合編寫應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件以及嵌入式程序，在單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)、工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。

在機(jī)械電子工程專業(yè)的課程體系中，《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程是后續(xù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用以及專業(yè)課程（如，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與仿真、視覺測(cè)量、智能檢測(cè)與控制、機(jī)電設(shè)備故障診斷等）的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，并對(duì)學(xué)生計(jì)算思維方式的養(yǎng)成、利用程序設(shè)計(jì)技術(shù)解決本專業(yè)實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)起到非常重要的作用。

2.2 機(jī)械電子工程專業(yè)C語(yǔ)言課程的學(xué)習(xí)成果

學(xué)生的預(yù)期學(xué)習(xí)成果是OBE模式的起點(diǎn)，即是教學(xué)活動(dòng)的最終目標(biāo)，也是開展教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)。通過(guò)分析《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程在專業(yè)體系中的作用，教師要明確學(xué)生學(xué)完課程之后應(yīng)該具備的能力，并且引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)習(xí)目標(biāo)定位在這些預(yù)期學(xué)習(xí)成果上。

本文基于OBE教育理論，結(jié)合機(jī)械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程在專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)中的地位，提出本課程的學(xué)習(xí)成果為：1） 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，促使學(xué)生具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木幊趟枷?，掌握模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)程序的方法，形成計(jì)算邏輯思維方式；2） 學(xué)生要具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，基本具備采用程序設(shè)計(jì)方法解決本專業(yè)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的能力；3） 促使學(xué)生掌握自學(xué)能力、養(yǎng)成端正的學(xué)習(xí)態(tài)度，并形成良好的團(tuán)隊(duì)合作能力。

3 基于學(xué)習(xí)成果設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

OBE教學(xué)模式下，授課教師要根據(jù)課程的最終學(xué)習(xí)目標(biāo)制定出適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，而且不能簡(jiǎn)單按照章節(jié)劃分知識(shí)點(diǎn)，而是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用合理規(guī)劃課程內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出明確、可實(shí)施的教學(xué)計(jì)劃。

本文根據(jù)機(jī)械電子工程專業(yè)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，把授課內(nèi)容規(guī)劃為五個(gè)教學(xué)模塊：1） C語(yǔ)言基本操作，包括數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和表達(dá)式、輸入輸出操作；2） 控制結(jié)構(gòu)，包括選擇控制結(jié)構(gòu)和循環(huán)控制結(jié)構(gòu)；3） 模塊化設(shè)計(jì)，包括函數(shù)、數(shù)組、指針；4） 復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括字符串、指針和數(shù)組、結(jié)構(gòu)體和共用體；5） 文件的操作。

本門課程理論和實(shí)踐并重，在理論知識(shí)的講授過(guò)程中，需要融入與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合的程序例題[5]，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生以程序設(shè)計(jì)方式分析和解決問(wèn)題的能力。本文針對(duì)我校機(jī)械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)合的教學(xué)實(shí)例，把C語(yǔ)言的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融入相應(yīng)實(shí)例中，讓理論知識(shí)得到實(shí)際理解和應(yīng)用。

為了保障飛機(jī)的安全運(yùn)行，需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行持續(xù)適航管理，對(duì)飛機(jī)的各個(gè)部件和整體結(jié)構(gòu)定期維修和保養(yǎng)，以保證飛機(jī)各部件的安全可靠性。本文根據(jù)此應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)了一系列教學(xué)實(shí)例，具體內(nèi)容如表2所示。

4 基于學(xué)習(xí)成果設(shè)計(jì)教學(xué)方法

4.1 混合式教學(xué)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展，教育領(lǐng)域出現(xiàn)了很多在線網(wǎng)絡(luò)課程---MOOC（Massive Open Online Courses），這些開放課程的教學(xué)方式非常靈活，學(xué)習(xí)者可根據(jù)自身的情況自由安排學(xué)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度[6-7]。另外，教師還可以根據(jù)自己所授班級(jí)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，建設(shè)“小規(guī)模限制性在線課程”SPOC（Small Private Online Course）。

本課程基于哈爾濱工業(yè)大學(xué)蘇小紅教授主講的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)精髓》，為我校機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)建了SPOC在線學(xué)習(xí)課程，安排每周的自學(xué)和練習(xí)內(nèi)容， SPOC課程上包含六個(gè)功能模塊：1） 公告，發(fā)布每周學(xué)習(xí)內(nèi)容的預(yù)告和相關(guān)通知；2） 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，公布本門課程成績(jī)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；3） 課件，發(fā)布每周的學(xué)習(xí)課件；4） 測(cè)驗(yàn)與作業(yè)，發(fā)布每周的測(cè)驗(yàn)和練習(xí)作業(yè)題，由于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度不同，本模塊特意設(shè)置了不同難度和要求的題目，其中單元測(cè)驗(yàn)和單元作業(yè)要求所有同學(xué)都要完成并記入成績(jī)，部分編程題和“練兵區(qū)”題目是自選題目，學(xué)生可以根據(jù)自身情況選擇練習(xí)；5） 考試模塊，可以進(jìn)行期中、期末考試；6） 討論區(qū)，學(xué)生可以在這個(gè)區(qū)域提出關(guān)于課程的疑問(wèn)，老師或者其他同學(xué)都可以回答或者討論。

4.2 發(fā)揮學(xué)生的主體作用

根據(jù)OBE教學(xué)模式的要求，應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)模式下教師和學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的角色，要堅(jiān)持以學(xué)生為中心、教師為指導(dǎo)的教學(xué)思想，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性， 針對(duì)每個(gè)學(xué)生不同的學(xué)習(xí)狀態(tài)和個(gè)性特征，把過(guò)去的以教師講授為中心、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生、鼓勵(lì)學(xué)生的導(dǎo)向型教學(xué)模式。

本課程采用了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，具體教學(xué)流程如圖1所示：1） 上課之前老師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)向?qū)W生發(fā)布問(wèn)題；2） 學(xué)生收到問(wèn)題之后自主預(yù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，并進(jìn)行小組分析討論；3） 學(xué)生按小組總結(jié)歸納問(wèn)題的解決方案；4） 上課時(shí)，學(xué)生帶著自主設(shè)計(jì)的解決方案來(lái)到課堂，老師根據(jù)學(xué)生的解答情況進(jìn)行總結(jié)講授。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生充分發(fā)揮了學(xué)習(xí)主體的作用，老師只是充當(dāng)教學(xué)指導(dǎo)的角色，而且，這個(gè)過(guò)程也鍛煉了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作和相互溝通的能力，提升了學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

5 學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)

在教學(xué)過(guò)程中，有效的考核評(píng)價(jià)以及反饋能夠激勵(lì)學(xué)生增加對(duì)學(xué)習(xí)的投入，從而提高學(xué)習(xí)的效果[8]。與傳統(tǒng)教育模型下的總結(jié)性評(píng)價(jià)方式不同，OBE教育模式采用多元的形成性評(píng)價(jià)考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)使用反思的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)而促使課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。本課程是全校公共基礎(chǔ)課，考核方式和評(píng)分辦法是課程組統(tǒng)一規(guī)定的，成績(jī)核算比例為：期末成績(jī)*85%+平時(shí)成績(jī)*15，本文只能設(shè)計(jì)平時(shí)成績(jī)的給定方式。

本文為中國(guó)民航大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)設(shè)計(jì)了平時(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)方式，具體評(píng)價(jià)方式及分值分配如表3所示。

6 總結(jié)

本文基于OBE教學(xué)模式，對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討，根據(jù)該專業(yè)學(xué)生的最終培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)方法等模塊進(jìn)行了反向設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式下教學(xué)過(guò)程的缺陷和不足，能夠有效提高《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)成果質(zhì)量，能夠滿足工程教育認(rèn)證的要求。

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【通聯(lián)編輯：王力】