基于OBE-BOPPPS的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究

闞媛 郭強(qiáng) 王劍宇 劉占敏

摘 要：以大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程為切入點(diǎn)，針對(duì)目前軍隊(duì)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，通過(guò)研究學(xué)情現(xiàn)狀，提出將“以學(xué)生為中心”和“學(xué)中做、做中學(xué)”作為核心指導(dǎo)思想，分析OBE教育理念和BOPPPS教學(xué)模式的內(nèi)涵，提出兩者相結(jié)合的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐方案，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，探索OBE-BOPPPS改進(jìn)教學(xué)的可行性。教學(xué)實(shí)踐表明，OBE-BOPPPS教學(xué)模式有助于解決教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題，提高軍隊(duì)院校教師授課質(zhì)量，改善學(xué)生學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)軍隊(duì)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：OBE;BOPPPS;項(xiàng)目驅(qū)動(dòng);教學(xué)改革

DOI：10. 11907/rjdk. 192013 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

中圖分類(lèi)號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7800（2020）002-0210-04

英標(biāo)：Research on Teaching Reform of Fundamentals of College Computer Based on OBE-BOPPPS

英作：KAN Yuan， GUO Qiang， WANG Jian-yu， LIU Zhan-min

英單：（General Courses Department， Army Military Transportation University， Tianjin 300161， China）

Abstract： Based on the course in fundamentals of college computer as the pointcut， to deal with the problems in the teaching of computer basic course in military academies， focusing on ‘student-centered and ‘learning to do and learning from doing as the core guiding ideology through the study of the current situation of learning， the paper analyses OBE educational concepts and the connotation of BOPPPS teaching model， proposes the instructional design and practice program in combination of both. We take a project-driven method to lead the students to study and explores the feasibility of OBE-BOPPPS in teaching improvement. Teaching practice shows that the OBE-BOPPPS teaching model can help to solve the problems in the teaching process， improve teaching quality of teachers in military academies， ameliorate students learning effect， promote the teaching reform of computer basic course in military academies.

Key Words： OBE; BOPPPS; teaching reform; project-driven;teaching reform

0 引言

在生長(zhǎng)軍官本科教育及士官任職培訓(xùn)教育中，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)這門(mén)課程地位極為重要，是軍隊(duì)院校本科課程教學(xué)大綱規(guī)定的公共基礎(chǔ)課中唯一一門(mén)計(jì)算機(jī)類(lèi)課程，也是學(xué)員信息素質(zhì)培養(yǎng)的入門(mén)課程，對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量影響意義深遠(yuǎn)。傳統(tǒng)的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程內(nèi)容多以O(shè)ffice實(shí)踐操作講授為主，但新大綱中要求該課作為公共工具類(lèi)課程旨在打開(kāi)一扇門(mén)，培養(yǎng)學(xué)員運(yùn)用計(jì)算思維求解問(wèn)題的能力，并兼顧計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和思維素養(yǎng)提升，同時(shí)掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)、信息編碼與數(shù)據(jù)表示、Python語(yǔ)言基本運(yùn)用、算法與計(jì)算邏輯、數(shù)據(jù)庫(kù)及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息處理與多媒體技術(shù)等。如果仍采用“教員注重知識(shí)羅列和灌輸、學(xué)員僅限于做聽(tīng)眾”這種傳統(tǒng)授課方式，就無(wú)法完成既定教學(xué)目標(biāo)。只有將該課打造成一門(mén)“金課”，破解目前實(shí)際授課中的難題，打通線(xiàn)上與線(xiàn)下融合渠道，圍繞“教、學(xué)、訓(xùn)、賽”等實(shí)際教學(xué)活動(dòng)重組教學(xué)資源，才能有效促進(jìn)該門(mén)課程的整體授課質(zhì)量，做到“人人、時(shí)時(shí)、處處”可學(xué)，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 OBE教育理念

以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)應(yīng)用，給高等教育教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式帶來(lái)了巨大變化，國(guó)內(nèi)外紛紛開(kāi)展各類(lèi)教育教學(xué)方式探索。其中，OBE（Outcomes-based Education）教育理念在全球工程教育改革中已經(jīng)得到了廣泛重視和應(yīng)用[1]。OBE教育理念誕生于1994年，雛形始于美國(guó)和澳大利亞的基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，即基于目標(biāo)、需求或者成果導(dǎo)向的教育理念[2-3]。OBE教育理念明確教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過(guò)教育過(guò)程最后所取得的學(xué)習(xí)成果，即想讓學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么？為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？如何有效幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果？[4]

2016年，我國(guó)成為“華盛頓協(xié)議”正式會(huì)員，這標(biāo)志著中國(guó)工程教育國(guó)際化進(jìn)程已經(jīng)得到國(guó)際上的廣泛認(rèn)可[5]。與此同時(shí)，OBE理念在中國(guó)工程教育改革中得到了廣泛關(guān)注和探討，在相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)改革、教學(xué)計(jì)劃制定、考核評(píng)價(jià)改革中都得到了一定應(yīng)用[6-10]，非常符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)需求[11]。針對(duì)部隊(duì)院校特點(diǎn)，緊貼部隊(duì)備戰(zhàn)打仗和作戰(zhàn)訓(xùn)練實(shí)際需求，推動(dòng)課程建設(shè)向能打仗、打勝仗發(fā)力，有效增強(qiáng)課程建設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量提升的作用，筆者認(rèn)為OBE的教育理念非常適合在軍隊(duì)院校推廣。

2 BOPPPS教學(xué)模式

BOPPPS教學(xué)模型由加拿大教師技能培訓(xùn)工作坊（Instructional Skills Workshop，ISW）創(chuàng)建，目前已被全世界超過(guò)33個(gè)國(guó)家引進(jìn)采用，在全球超過(guò)100所大學(xué)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)實(shí)施[12]，近兩年開(kāi)始引入中國(guó)大陸地區(qū)。BOPPPS教學(xué)模式[13]將教學(xué)過(guò)程分為6個(gè)階段：導(dǎo)入（Bridge-in）、目標(biāo)（Objective）、前測(cè)（Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）、后測(cè)（Post-assessment）和總結(jié)（Summary），其名稱(chēng)來(lái)源于各階段英文單詞首字母縮寫(xiě)。

BOPPPS模型的核心在于以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生發(fā)展需求，強(qiáng)調(diào)學(xué)生全方位地參與學(xué)習(xí)，并及時(shí)獲取反饋信息[14]，表1給出了每個(gè)階段的主要任務(wù)。

在BOPPPS教學(xué)模式中，“參與式”學(xué)習(xí)是整個(gè)模型的核心部分，只有真正讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)才能達(dá)到有效教學(xué)目的，教學(xué)的意義不在于教師教了多少，而是學(xué)生學(xué)到了什么。在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，教師摒棄“滿(mǎn)堂灌”的教學(xué)方法，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)例以BOPPPS模式推動(dòng)教學(xué)過(guò)程，可以讓學(xué)生有效參與進(jìn)來(lái)，將課堂轉(zhuǎn)變?yōu)椤皾M(mǎn)堂練”[15]，從而通過(guò)“學(xué)中做、做中學(xué)”提升教學(xué)質(zhì)量。

3 基于OBE-BOPPPS模式的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革實(shí)踐方案

3.1 總體思路

以習(xí)近平強(qiáng)軍思想為根本指導(dǎo)，以軍隊(duì)院?！半p重”建設(shè)為牽引，按照“為戰(zhàn)、培新、扶持、固強(qiáng)”思路，聚焦備戰(zhàn)打仗需要，緊貼人才培養(yǎng)需求。針對(duì)當(dāng)前大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，基于OBE教學(xué)理念，以適應(yīng)部隊(duì)任職崗位需求為牽引，重構(gòu)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)體系。注重計(jì)算思維培養(yǎng)，面向?qū)嶋H應(yīng)用，以BOPPPS教學(xué)模式對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程進(jìn)行教改，完成從教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)資源到教學(xué)體系的創(chuàng)新。從大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)每一堂課去重新設(shè)計(jì)，以更易于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性的方式，通過(guò)“學(xué)中做、做中學(xué)”，以項(xiàng)目的方式教授每一個(gè)模塊的教學(xué)內(nèi)容，在潛移默化中激發(fā)學(xué)員的想象力和創(chuàng)造力。適時(shí)開(kāi)展多媒體制作、智能車(chē)巡線(xiàn)、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)等各類(lèi)競(jìng)賽，賽課合一[16]，促使學(xué)員形成豐富的跨學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備和創(chuàng)新素養(yǎng)，幫助他們逐步成長(zhǎng)為符合時(shí)代要求和部隊(duì)任職要求的新工科創(chuàng)新型人才。

3.2 基本實(shí)施方案

從大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程能力、素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)入手，依托人才培養(yǎng)方案，以O(shè)BE理念將任職崗位需求轉(zhuǎn)化為學(xué)生不同層次的能力培養(yǎng)目標(biāo)，以此指導(dǎo)每一堂課教學(xué)目標(biāo)的制定并反推實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)不同模塊增量式設(shè)計(jì)子項(xiàng)目，將專(zhuān)業(yè)知識(shí)貫穿于各實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)BOPPPS教學(xué)模式的每個(gè)階段，注重學(xué)員在每個(gè)階段的反饋，細(xì)化到可直接觀察學(xué)員的表現(xiàn)行為?；贠BE-BOPPPS的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程課堂活動(dòng)是生動(dòng)的，學(xué)生主動(dòng)參與、教學(xué)相長(zhǎng)、寓教于樂(lè)、寓教于項(xiàng)目中，它顛覆了傳統(tǒng)課堂模式，從一體化課程計(jì)劃、學(xué)習(xí)構(gòu)建、實(shí)踐環(huán)境、教師能力、考核與評(píng)估等方面指導(dǎo)教育實(shí)施，形成了規(guī)范完整的實(shí)踐教學(xué)體系。同時(shí)，提供創(chuàng)客[17]空間，創(chuàng)客環(huán)境以開(kāi)源硬件、軟件搭建，創(chuàng)客活動(dòng)來(lái)源于學(xué)生構(gòu)思、教師教學(xué)設(shè)計(jì)要求等，配合課程進(jìn)度適時(shí)開(kāi)展各類(lèi)競(jìng)賽，“以賽促學(xué)、賽課合一”[18-19]。

3.2.1 實(shí)踐環(huán)境構(gòu)建及教學(xué)過(guò)程

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程各子項(xiàng)目以開(kāi)源硬件、軟件組建，在實(shí)驗(yàn)室中引入Raspberry輔助實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對(duì)課上所學(xué)計(jì)算機(jī)知識(shí)立即應(yīng)用、親自動(dòng)手、創(chuàng)新實(shí)踐，做到看得到、聽(tīng)得到、動(dòng)起來(lái)，高效利用課堂時(shí)間。以無(wú)人車(chē)、無(wú)人機(jī)的程序和控制算法等為一級(jí)項(xiàng)目，在各知識(shí)環(huán)節(jié)實(shí)施相應(yīng)子項(xiàng)目。倡導(dǎo)探究式教學(xué)，學(xué)生主動(dòng)參與、探究發(fā)現(xiàn)、交流合作，改變教學(xué)中過(guò)分依賴(lài)教師和教材、過(guò)于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練等現(xiàn)象，突出知識(shí)建構(gòu)以及教學(xué)方法的導(dǎo)引性，讓學(xué)生想明白、做明白、說(shuō)明白，從而實(shí)現(xiàn)課堂反轉(zhuǎn)，改變以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)，教師由“主播”向“主持人”身份轉(zhuǎn)變，將大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課堂構(gòu)建成能體現(xiàn)學(xué)生主體性與主動(dòng)性的學(xué)習(xí)環(huán)境，其教學(xué)過(guò)程如圖1所示。

3.2.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施

以O(shè)BE教學(xué)理念為牽引，以BOPPPS教學(xué)模式為載體，利用軟件技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建基于項(xiàng)目的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課堂。注重計(jì)算思維培養(yǎng)，面向?qū)嶋H應(yīng)用，以探究式“學(xué)中做、做中學(xué)”為主的教、學(xué)方法，旨在使學(xué)生參與以活動(dòng)、項(xiàng)目和問(wèn)題解決為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，并利用開(kāi)源硬件、軟件，提供一種“做中學(xué)”的創(chuàng)客課堂體驗(yàn)。讓學(xué)生在接觸真實(shí)需求，應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)需求的挑戰(zhàn)時(shí)，形成創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問(wèn)題的思維習(xí)慣。在實(shí)際授課中，采用OBE-BOPPPS教學(xué)模式并利用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，具體實(shí)施方法如表2所示。

3.2.3 教學(xué)反饋及改進(jìn)

以學(xué)習(xí)Python模塊為例，從部隊(duì)學(xué)員體能測(cè)試引入（Bridge-in）開(kāi)始課堂教學(xué)，引起學(xué)生關(guān)注和學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考如何利用Python編程實(shí)現(xiàn)成績(jī)統(tǒng)計(jì)和分析;針對(duì)該模塊的教學(xué)內(nèi)容讓學(xué)生帶著問(wèn)題思考，進(jìn)而明確實(shí)現(xiàn)過(guò)程中需要掌握的Python基本語(yǔ)法和編程思想（Objective）;以翻轉(zhuǎn)課堂[20]方式，了解學(xué)生通過(guò)上一個(gè)模塊Excel的學(xué)習(xí)對(duì)體能測(cè)試成績(jī)統(tǒng)計(jì)和分析問(wèn)題的解決方案和理解程度（Pre-assessment）;通過(guò)子項(xiàng)目推進(jìn)，以動(dòng)手實(shí)操、討論交流、評(píng)比競(jìng)賽等手段突出“學(xué)生為中心”的參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）;針對(duì)教學(xué)內(nèi)容重難點(diǎn)，注重學(xué)生反饋過(guò)程，循序漸進(jìn)、按照不同層次設(shè)計(jì)相應(yīng)習(xí)題[21]，對(duì)是否完成教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行考核（Post-assessment）和反饋;每個(gè)子項(xiàng)目結(jié)束前，教師和學(xué)生通過(guò)思維導(dǎo)圖的方式歸納主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，安排后續(xù)項(xiàng)目的知識(shí)預(yù)習(xí)等（Summary）。目前，經(jīng)過(guò)一輪試訓(xùn)，基于OBE-BOPPPS的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革得到了廣泛肯定。

課程組根據(jù)目前教學(xué)反饋進(jìn)行了探究，明確下一步工作主要包括：

（1）大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程項(xiàng)目活動(dòng)及實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)。基于OBE-BOPPPS模式對(duì)教學(xué)環(huán)境、教學(xué)目的、教學(xué)方法及對(duì)象的教學(xué)設(shè)計(jì)方案作進(jìn)一步探索和研究，設(shè)計(jì)出更多突出軍事特色、適合部隊(duì)院校學(xué)員的教學(xué)項(xiàng)目案例。

（2）創(chuàng)客與賽課合一，進(jìn)一步提升學(xué)生實(shí)操能力。在保證教學(xué)效果的前提下，使創(chuàng)客教育得到保障和持續(xù)發(fā)展。線(xiàn)上基于創(chuàng)客的知識(shí)平臺(tái)建設(shè)也可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的限制，為學(xué)生拓展創(chuàng)造空間、提供靈活的學(xué)習(xí)選擇。在校內(nèi)開(kāi)展計(jì)算機(jī)技能大賽、多媒體及網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)大賽，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生知識(shí)共享、協(xié)同合作，組隊(duì)參加中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”等，進(jìn)一步延伸知識(shí)應(yīng)用。

（3）考核方式改進(jìn)。由傳統(tǒng)的終結(jié)性考核向加大加重形成性考核比例過(guò)渡，以O(shè)BE學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，創(chuàng)新評(píng)價(jià)方式，科學(xué)建立多元化考核體系，注重整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的反饋?zhàn)粉櫍浞职l(fā)揮形成性考核和終結(jié)性考核引導(dǎo)、激勵(lì)的良性作用。

4 結(jié)語(yǔ)

基于OBE-BOPPPS的教學(xué)改革，更加突出教學(xué)目標(biāo)和軍事特色，適應(yīng)部隊(duì)任職崗位需求，課程內(nèi)容與項(xiàng)目實(shí)踐訓(xùn)練有機(jī)融合，使系統(tǒng)化的學(xué)科理論與項(xiàng)目實(shí)踐融于一體，規(guī)范指導(dǎo)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)，定位計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)達(dá)到的知識(shí)、技能、能力要求，將學(xué)生變成學(xué)習(xí)的主體，改變灌輸式課堂和填鴨式教育，教師由主播轉(zhuǎn)變?yōu)橹鞒?，學(xué)生由觀眾變?yōu)檠輪T，將學(xué)生能力培養(yǎng)由記憶、理解向應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造的高階能力轉(zhuǎn)變。明確相應(yīng)的知識(shí)與實(shí)踐體系，可以有效解決目前軍隊(duì)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的“供需脫節(jié)、訓(xùn)用不一，人才培養(yǎng)與部隊(duì)需求脫節(jié)、科研成果與未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)脫節(jié)、教學(xué)訓(xùn)練與作戰(zhàn)任務(wù)脫節(jié)，質(zhì)量不高”等問(wèn)題。

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（責(zé)任編輯：孫 娟）