基于OBE的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)改革探討

楊小瑩，張萬禮

（宿州學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 宿州 234000）

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的第一門程序設(shè)計(jì)課程，在構(gòu)建學(xué)生編程體系方面起著很大的作用，是許多后續(xù)專業(yè)課程開設(shè)的前提和基礎(chǔ).在教學(xué)過程中，大部分教師采用“講—聽—記—練”的教學(xué)模式，以教師為中心，學(xué)生處于被學(xué)地位，課后學(xué)生學(xué)習(xí)較為單一，僅以作業(yè)為主.整個(gè)教學(xué)過程學(xué)生缺乏主動(dòng)性，師生互動(dòng)極為貧乏，期末考核方式單一，僅僅進(jìn)行傳統(tǒng)的卷面考試.這種以教師教為中心的教學(xué)效果欠佳，學(xué)生無法獲得程序設(shè)計(jì)的思維，無法提高程序設(shè)計(jì)實(shí)踐能力.

OBE（Outcome Based Education）是“以 學(xué)生為本、以成果為導(dǎo)向”的教育理念[1]，這種教育理念注重學(xué)生的學(xué)習(xí)效果以及綜合能力的提高.本文通過將OBE教育理念應(yīng)用到《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中，鍛煉培養(yǎng)學(xué)生編程思維，為后續(xù)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)，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和綜合競爭力.

1 OBE教育理念

OBE教育理念源于西方教育改革，注重學(xué)生具備的學(xué)習(xí)能力，本質(zhì)是以“定義—實(shí)現(xiàn)—評估” 預(yù)期學(xué)習(xí)成果為主線開展教學(xué)活動(dòng)[2-3]，通過評估學(xué)生學(xué)習(xí)成果持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，如圖1所示.首先根據(jù)社會(huì)需求和學(xué)校定位制訂專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，依此制定畢業(yè)要求，畢業(yè)要求決定了教學(xué)中需要達(dá)到的指標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)指標(biāo)達(dá)成情況確定、修改、完善課程體系[4-5].依據(jù)指標(biāo)點(diǎn)以及課程教學(xué)效果改進(jìn)完善課程教學(xué)大綱，大綱決定采用何種教學(xué)方法，通過多元評價(jià)來評價(jià)課程和指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成情況，形成教學(xué)反饋，形成持續(xù)改進(jìn)、動(dòng)態(tài)調(diào)整的人才培養(yǎng)機(jī)制[6-7].

圖1 基于OBE培養(yǎng):持續(xù)改進(jìn)機(jī)制

2 基于OBE的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)反向教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)活動(dòng)開始之前，首先明確程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)、學(xué)習(xí)目標(biāo)，據(jù)此設(shè)計(jì)選擇相應(yīng)的課程內(nèi)容、采取對應(yīng)的教學(xué)方式和能充分體現(xiàn)學(xué)習(xí)教學(xué)效果的考核方法.以本校軟件工程專業(yè)為例，培養(yǎng)目標(biāo)（Training Objectives，TO）分為知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)，具體如表1所示.

表1 培養(yǎng)目標(biāo)

畢 業(yè) 要 求（Graduation requirements，GR）分為12條及相應(yīng)的指標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程支撐的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求確定課程教學(xué)目標(biāo)，從而確定程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容.按照知識(shí)點(diǎn)分為6個(gè)課程模塊（Course Module,CM），各個(gè)模塊對應(yīng)不同的學(xué)習(xí)單元，根據(jù)難易程度合理分配各個(gè)學(xué)習(xí)單元不同學(xué)時(shí)，具體如表2所示.課程支撐的培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)、課程目標(biāo)以及課程模塊的關(guān)系如表3所示.

表2 課程模塊內(nèi)容

表3 課程支撐關(guān)系

3 基于OBE的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)正向教學(xué)實(shí)施

在基于OBE的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)正向教學(xué)實(shí)施過程中，提出“線上教學(xué)+線下教學(xué)+綜合考核+學(xué)科競賽”四位一體的教學(xué)體系，如圖2所示.將線下、線上教學(xué)環(huán)境相結(jié)合，教學(xué)過程考核與課程結(jié)束的最終考核相結(jié)合，將競賽要求引入教學(xué)過程，良好的教學(xué)過程促進(jìn)優(yōu)秀競賽結(jié)果的形成，二者相輔相成，充分培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，全方位提升程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量.

圖2 “四位一體”教學(xué)體系

3.1 利用網(wǎng)教平臺(tái)，豐富教學(xué)資源

在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，建設(shè)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)精品資源共享課，“網(wǎng)絡(luò)課程”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示.教學(xué)活動(dòng)前，學(xué)生充分利用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)回顧課前知識(shí)和預(yù)習(xí)新課知識(shí)，帶著問題進(jìn)入教學(xué)過程，能夠更加有針對性地進(jìn)行聽課學(xué)習(xí)，提高課堂聽課效率.教師在網(wǎng)教平臺(tái)布置不同級別的習(xí)題，對必須達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)設(shè)置為必須完成，對難度較大的知識(shí)點(diǎn)或擴(kuò)展知識(shí)點(diǎn)設(shè)置為可選完成，通過加分的形式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生完成的積極性，真正實(shí)現(xiàn)“因人而教”的目的.通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和靈活性.

圖3 網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.2 通過課堂教學(xué)，查漏補(bǔ)缺

課堂上教學(xué)采用“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，具體教學(xué)流程如圖4所示.

圖4 “以學(xué)生為中心”教學(xué)模式

課堂教學(xué)具體分為三部分，第一部分，學(xué)生對教師課前發(fā)布的問題在課堂上講解，包括上節(jié)課知識(shí)的復(fù)習(xí)回顧以及本節(jié)課知識(shí)的理解，其余學(xué)生根據(jù)自己課前預(yù)習(xí)情況進(jìn)行討論提問.第二部分完成課堂任務(wù)，教師拋出本節(jié)課要掌握知識(shí)的相關(guān)問題，學(xué)生以問題為導(dǎo)向自主學(xué)、思，分小組進(jìn)行討論，老師加以輔導(dǎo).第三部分由老師結(jié)合輔導(dǎo)過程以及課堂討論情況進(jìn)行重難點(diǎn)講解，對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)歸納.這樣，課前學(xué)習(xí)、課中講授以及課后練習(xí)答疑有機(jī)結(jié)合.在整個(gè)教學(xué)過程中，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，既鍛煉學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、相互溝通的能力，也有效增強(qiáng)了分析、解決問題的實(shí)踐能力，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教育理念.

3.3 改革評價(jià)方式，實(shí)行綜合考核

傳統(tǒng)教學(xué)中，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)期末考核均采用卷面筆試的單一方式進(jìn)行，無法有效體現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐以及解決問題的能力[8].因此，為了更加有效地檢驗(yàn)學(xué)生綜合分析、通過編程解決問題的能力，采用考試系統(tǒng)進(jìn)行考核.考試系統(tǒng)中有5套習(xí)題，隨機(jī)進(jìn)行抽取，避免了傳統(tǒng)考試中的死記硬背.習(xí)題有選擇、填空、程序閱讀、程序改錯(cuò)和編寫程序五項(xiàng)構(gòu)成，前四項(xiàng)主要考查編程基礎(chǔ)知識(shí)，編寫程序考查學(xué)生利用程序設(shè)計(jì)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，由于考試是在規(guī)定時(shí)間機(jī)房統(tǒng)一進(jìn)行，充分檢驗(yàn)了學(xué)生真正解決問題的能力.課程考核評價(jià)根據(jù)平時(shí)成績20%（包括出勤40%，作業(yè)40%，課堂討論20%）、實(shí)驗(yàn)成績（30%）以及機(jī)試成績（50%）決定.由此，課程考核由原來單一的筆試轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n堂研討+課后作業(yè)+實(shí)驗(yàn)考核+自動(dòng)化機(jī)試”相結(jié)合的綜合性考核，整個(gè)考核過程貫穿課前、課中、課后整個(gè)教學(xué)過程，形成了課程的閉環(huán)培養(yǎng)反饋機(jī)制，促進(jìn)課程教學(xué)不斷改進(jìn).

3.4 開展學(xué)科競賽，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力

課外，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加“藍(lán)橋杯程序設(shè)計(jì)大賽”“中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽”等程序設(shè)計(jì)類比賽項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣，激發(fā)學(xué)生編程的潛能，提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，把握新的發(fā)展動(dòng)向，改進(jìn)完善課程教學(xué)體系，以賽促學(xué)、以賽促教，同時(shí)提高師生兩方面的綜合素質(zhì).

4 實(shí)施效果

為驗(yàn)證《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程改革的效果，將19軟件1班作為實(shí)驗(yàn)班，19計(jì)算機(jī)1班作為普通班，進(jìn)行綜合測評成績和調(diào)查問卷數(shù)據(jù)分析，其中綜合測評成績對比如表4所示，可以看出，實(shí)驗(yàn)班成績高于普通班成績.

表4 期末綜合測評成績對照表

在課程結(jié)束后，在實(shí)驗(yàn)班和普通班分別做問卷調(diào)查， 統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5所示.可以看出，學(xué)習(xí)主動(dòng)性、解決問題與分析問題的能力以及教學(xué)滿意度，實(shí)驗(yàn)班比普通班更具優(yōu)勢.

表5 調(diào)查問卷表

5 結(jié) 語

本文將 OBE 教育理念引入程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，根據(jù)課程目標(biāo)要求，反向設(shè)計(jì)教學(xué)過程，采用“線上教學(xué)+線下教學(xué)+綜合考核+學(xué)科競賽”四位一體的教學(xué)體系，正向?qū)嵤┙虒W(xué)，將課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)深度融合，通過鼓勵(lì)學(xué)生參與程序設(shè)計(jì)相關(guān)比賽，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新、編程應(yīng)用能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣；設(shè)置多元化的考核評價(jià)機(jī)制.實(shí)踐結(jié)果表明：基于 OBE 的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)了學(xué)生綜合應(yīng)用、編程能力，有效提高《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的學(xué)習(xí)效果.