基于OBE理念的程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)研究與實(shí)踐

溫秀梅 孟凡興 高麗婷 付江龍

摘?要：針對高校計(jì)算機(jī)類和電子信息類專業(yè)程序設(shè)計(jì)類現(xiàn)狀，以O(shè)BE教育理念為課程教學(xué)改革為指導(dǎo)原則，根據(jù)程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)目標(biāo)，重新構(gòu)建課程教學(xué)規(guī)范，反向設(shè)計(jì)課程活動(dòng)與內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力。

關(guān)鍵詞：OBE;程序設(shè)計(jì);反向設(shè)計(jì);協(xié)作學(xué)習(xí)

中圖分類號：G642

高級語言程序設(shè)計(jì)是高校大部分專業(yè)開設(shè)的一門學(xué)科教育基礎(chǔ)課程，也是電子信息類和計(jì)算機(jī)類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。本文以計(jì)算機(jī)類和電子信息類專業(yè)的程序設(shè)計(jì)類課程為研究對象，分析其存在的問題，探討基于OBE理念的課程教學(xué)研究，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，以期進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

1?目前程序設(shè)計(jì)類課程存在的問題

程序設(shè)計(jì)類課程包括結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)類課程，均是實(shí)踐性和應(yīng)用性非常強(qiáng)的課程，通過該類課程要求學(xué)生養(yǎng)成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，建立程序設(shè)計(jì)的概念，掌握程序設(shè)計(jì)的技巧和方法，讓學(xué)生建立編程思想，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和使用程序設(shè)計(jì)方法解決實(shí)際問題的能力，提高工作效率，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和從事軟件開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前，程序設(shè)計(jì)類課程主要存在以下問題：（1）由于學(xué)生第一次上程序設(shè)計(jì)類課程，加之課程知識點(diǎn)多，語法較多，傳統(tǒng)的教學(xué)方法大多按照相關(guān)的語法講解，學(xué)生對語法部分不感興趣，逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣，達(dá)不到教學(xué)要求。（2）部分教師對課程教學(xué)內(nèi)容的把握和理解不夠，沒有把編程思想放在首位，不能為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（3）學(xué)生上課聽得懂，但是編程實(shí)踐時(shí)就無法上手，調(diào)試程序時(shí)很難找到錯(cuò)誤原因，調(diào)試程序的能力比較差，不能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢。（4）傳統(tǒng)教學(xué)方法難以提高學(xué)生使用程序設(shè)計(jì)思想解決實(shí)際問題的能力。（5）網(wǎng)上教學(xué)資源比較多，但是目前網(wǎng)絡(luò)課程資源不能很好服務(wù)不同層次的學(xué)生自主學(xué)習(xí)，有的在線課程沒有按照“學(xué)生為中心”的理念設(shè)計(jì)，針對實(shí)際案例的比較少，部分案例不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

因此，必須運(yùn)用靈活的方式手段改進(jìn)程序設(shè)計(jì)類課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2?OBE理念

OBE（Outcomes?Based?Education）是指成果導(dǎo)向教育，是由美國首先提出來的，即教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后取得的學(xué)習(xí)成果。OBE強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)成果，即希望學(xué)生取得什么樣的成果，如何取得這些學(xué)習(xí)成果以及如何判斷學(xué)生已經(jīng)取得這些成果。而成果是學(xué)生最終取得的學(xué)習(xí)結(jié)果，是學(xué)生通過某一過程學(xué)習(xí)后所能達(dá)到的最大能力。成果導(dǎo)向教育衡量學(xué)生能做什么，而不是學(xué)生知道什么。清楚聚焦、擴(kuò)大機(jī)會(huì)、提高期待和反向設(shè)計(jì)是OBE的四大實(shí)施原則。

清楚聚焦是指課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)要清楚地聚焦在學(xué)生最終的學(xué)習(xí)成果，教師使學(xué)生能夠達(dá)成預(yù)期成果。擴(kuò)大機(jī)會(huì)指充分考慮不同學(xué)生的個(gè)體差異，教師以彈性方式給學(xué)生提供個(gè)性化的時(shí)間和資源保障，以便達(dá)成學(xué)習(xí)成果。提高期待指教師對學(xué)生提出更高的要求標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)學(xué)生向更高標(biāo)準(zhǔn)努力，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí);反向設(shè)計(jì)是以最終學(xué)習(xí)成果為起點(diǎn)，從學(xué)生期望達(dá)成的高峰成果進(jìn)行反推，開展教學(xué)活動(dòng)過程中要不斷增加難度，排除不太必要的知識點(diǎn)，來引導(dǎo)協(xié)助學(xué)生達(dá)成高峰成果。

3?基于OBE理念的課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

3.1?基于MOOC的混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

將課程要達(dá)到的目標(biāo)提前告知學(xué)生，并且在實(shí)踐過程中不斷加大難度，以期達(dá)到頂峰成果。筆者在《Java程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)過程中將理論課程教學(xué)分為三個(gè)階段。

教師首先選擇合適的MOOC資源（根據(jù)學(xué)生情況，不同內(nèi)容可選擇不同教師的MOOC資源，也可以把不同層次的MOOC資源推薦給不同的學(xué)生），該課程選擇河北省首批立項(xiàng)建設(shè)的河北省高校精品在線開放課程《Java程序設(shè)計(jì)》，充分利用學(xué)生的課余時(shí)間和碎片化時(shí)間，課前給學(xué)生布置相應(yīng)的自學(xué)任務(wù)，并告知每部分應(yīng)該掌握的內(nèi)容和應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化的線上自主學(xué)習(xí)，學(xué)生在課前學(xué)習(xí)的同時(shí)配合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)練習(xí)，加強(qiáng)對各知識點(diǎn)的理解，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。

圖1?學(xué)生在線測試結(jié)果在教師課堂面授過程中，不再采用傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)方式，而是教師加以引導(dǎo)，以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。首先教師通過MOOC平臺查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及在線測試情況，學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度和效果如圖1所示。針對學(xué)生預(yù)習(xí)過程中存在的實(shí)際情況在課上通過“雨課堂”有針對性地加以測試，更進(jìn)一步了解學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和進(jìn)度情況。然后對課程內(nèi)容進(jìn)行簡單串講，通過實(shí)例強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)以及容易犯錯(cuò)的知識點(diǎn)，加深學(xué)生的理解。課堂留出一定的時(shí)間以便教師提出結(jié)合實(shí)際的相關(guān)問題，讓學(xué)生探討交流，提升學(xué)生用程序設(shè)計(jì)思維解決實(shí)際問題的能力。

教師給學(xué)生布置相應(yīng)的課后習(xí)題，通過MOOC平臺和其他軟件教學(xué)平臺，學(xué)生完成作業(yè)后，教師通過平臺收集學(xué)生的練習(xí)數(shù)據(jù)信息，通過課后練習(xí)，鞏固了課程內(nèi)容，反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，教師可以判斷學(xué)生是否達(dá)到了學(xué)習(xí)目標(biāo)。根據(jù)平臺的統(tǒng)計(jì)分析功能，教師可以及時(shí)調(diào)整課程的教學(xué)策略，形成實(shí)時(shí)、閉環(huán)的教學(xué)反饋機(jī)制。

3.2?強(qiáng)化編程實(shí)踐，提高程序設(shè)計(jì)能力

為了進(jìn)一步提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，要求學(xué)生多讀程序，多編寫程序，多調(diào)試程序。尤其在實(shí)驗(yàn)課之前，要求學(xué)生提前根據(jù)程序要求，給出程序設(shè)計(jì)思路，并盡可能提前完成部分程序，實(shí)驗(yàn)課上根據(jù)學(xué)生的不同情況有針對性地提出更高的要求，如講完循環(huán)之后要求學(xué)生求1到100的和，要求學(xué)生采用不同的循環(huán)方法求和，并注意初始條件，并在此基礎(chǔ)上求出1到100的乘積，要求學(xué)生分析初始值的設(shè)定，最終結(jié)果變量數(shù)據(jù)類型的定義等，通過對比學(xué)生更能體會(huì)到初始值設(shè)定、數(shù)據(jù)類型表示的數(shù)據(jù)范圍不同等相關(guān)知識點(diǎn)，提高實(shí)踐能力的同時(shí)，加深了對知識點(diǎn)的掌握和理解。

3.3?項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，提前給學(xué)生布置不同的項(xiàng)目，如學(xué)生管理信息系統(tǒng)、圖書管理信息系統(tǒng)等，讓學(xué)生在課程的不同階段思考項(xiàng)目中可能用到的相關(guān)技術(shù)，學(xué)生分成不同的小組，每個(gè)小組成員分工明確，團(tuán)結(jié)協(xié)作，共同完成簡單工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生要認(rèn)真完成從需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼階段、軟件測試到軟件維護(hù)的各個(gè)階段，通過不同小組之間的相互學(xué)習(xí)，相互探討，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的文檔撰寫能力、程序設(shè)計(jì)能力、分析解決問題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作使學(xué)生之間的競爭轉(zhuǎn)變?yōu)樽晕腋偁?，讓學(xué)生持續(xù)挑戰(zhàn)自己，使強(qiáng)者更強(qiáng)，同時(shí)也提升了學(xué)習(xí)弱者的能力。

3.4?多元化的教學(xué)考核和評價(jià)

教學(xué)評價(jià)設(shè)計(jì)主要包括學(xué)習(xí)過程考核、知識體系考核以及教學(xué)活動(dòng)組織情況評價(jià)等多方面對教學(xué)效果進(jìn)行評價(jià)。在MOOC環(huán)境下學(xué)習(xí)者大部分情況下都是進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，所以針對學(xué)習(xí)過程中的課堂測試情況以及學(xué)習(xí)者作品完成情況的學(xué)習(xí)過程性評價(jià)模塊的設(shè)計(jì)就顯得尤其重要，根據(jù)學(xué)習(xí)過程評價(jià)系統(tǒng)再進(jìn)一步修改教學(xué)目標(biāo)和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

積極探索混合式教學(xué)多樣化考核方式的措施和改革思路，以便科學(xué)全面地評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)過程和知識應(yīng)用能力，逐漸改變單一的閉卷筆試，避免考試成績與綜合能力脫節(jié)的現(xiàn)象。逐漸采取基于開放式課程學(xué)習(xí)的多樣化考試方式，以便適應(yīng)以智慧學(xué)習(xí)為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、師生交流互動(dòng)的教學(xué)改革模式，重點(diǎn)考查學(xué)生的綜合能力，建立過程性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合的多元化考核評價(jià)模式，有利于培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)新應(yīng)用能力強(qiáng)的高水平人才。

本課程的成績由平時(shí)成績、線上學(xué)習(xí)成績、期末成績、課程設(shè)計(jì)成績等多方面構(gòu)成，避免了單一期末考試的不客觀性，更加注重學(xué)習(xí)過程的全面跟蹤。其線上學(xué)習(xí)綜合成績評價(jià)如圖2所示，其中網(wǎng)上學(xué)習(xí)行為權(quán)重占60%，線上平時(shí)作業(yè)權(quán)重占40%。

利用MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺，覆蓋了課前、課中、課后的每一個(gè)數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，包括課程資源使用情況、師生互動(dòng)情況、在線測試、課后習(xí)題等，由后臺對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)軌跡進(jìn)行全面記錄，真實(shí)還原課堂的絕大多數(shù)教學(xué)過程，全面、客觀地對學(xué)習(xí)情況及教學(xué)效果做出評價(jià)，并生成基于學(xué)生學(xué)習(xí)行為的反饋數(shù)據(jù)。從而輔助教師改進(jìn)教學(xué)過程，幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)過程，切實(shí)提升了課程教學(xué)質(zhì)量，有效促進(jìn)了教與學(xué)評價(jià)體制的變革。

4?結(jié)語

筆者以O(shè)BE理念結(jié)合MOOC，對“Java語言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)進(jìn)行深入探索和實(shí)踐，實(shí)踐表明，基于OBE理念的程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)改善了傳統(tǒng)授課方式存在的弊端，充分貫徹“學(xué)生為主，成果導(dǎo)向”的教育指導(dǎo)思想。通過教學(xué)實(shí)踐有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的創(chuàng)造性和主觀能動(dòng)性，提升了學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和計(jì)算思維能力，持續(xù)改進(jìn)了師資隊(duì)伍、支撐條件、課程體系、學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)、教學(xué)過程和教學(xué)反饋評價(jià)等，有效提升了教學(xué)質(zhì)量。

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