OBE理念影響下的計算機科學與技術專業(yè)教學改革研究

孫 力

(蘭州工商學院信息工程學院，甘肅 蘭州 730000)

“十四五”中指出，需要加快網(wǎng)絡強國建設，通過數(shù)字中國建設推動生產(chǎn)生活和治理方式的顛覆性轉(zhuǎn)變。這一戰(zhàn)略意味著計算機專業(yè)進入了產(chǎn)教融合、高質(zhì)量發(fā)展的全新階段，但人才培養(yǎng)模式迭代周期較長的問題，難以滿足高速發(fā)展的信息技術產(chǎn)業(yè)對人才的需求，導致計算機專業(yè)出現(xiàn)了人才培養(yǎng)質(zhì)量偏低的問題。OBE理念作為一種以成果為導向的教育模式，相比傳統(tǒng)教學模式具有本質(zhì)上的區(qū)別。根據(jù)行業(yè)企業(yè)需求制定的人才培養(yǎng)方案，往往能夠培養(yǎng)出更符合社會需求的優(yōu)秀人才。為此，OBE理念逐漸成為計算機科學與技術專業(yè)教學改革的關鍵所在。

一、OBE理念的概述

(一)OBE的基本概念

OBE即基于學習產(chǎn)出的教育模式，最早應用于美國等國的基礎教育改革。自上世紀80年代起，OBE教育理念愈發(fā)受到教育學家的廣泛關注。正如美國學者斯派帝在《基于產(chǎn)出的教育模式：爭議與答案》中所指出的，OBE是對傳統(tǒng)教育范式的顛覆性轉(zhuǎn)變，學生學到了什么、能否獲得成功遠比如何學習、什么時候?qū)W習更為關鍵。而澳大利亞教育部門則提出了OBE的定義，即“基于實現(xiàn)學生特定學習產(chǎn)出的教育過程”。在OBE理念的影響下，無法培養(yǎng)學生特定能力的教育結構與課程需要進行重建，以學生產(chǎn)出作為教育改革的根本驅(qū)動力。可以見得，在基于OBE理念的教育模式，需要預先規(guī)劃好學生畢業(yè)后的能力標準，并采取相對應的教學方法、調(diào)整教學結構來實現(xiàn)這一目標。這種著眼于產(chǎn)出的教學模式與傳統(tǒng)以投入為主的教學模式有著本質(zhì)上的區(qū)別，也因此被視作教育范式的革新。

(二)OBE的基本框架

一般來說，OBE教育模式包括以下四個產(chǎn)出步驟：第一步，定義學習產(chǎn)出。預先定義學生畢業(yè)后的成果產(chǎn)出，是OBE教育模式的關鍵所在，要求產(chǎn)出目標可實現(xiàn)且具有可操作性。根據(jù)西方國家的實踐經(jīng)驗，學習產(chǎn)出通常與布魯姆教育目標分類框架相結合，即分為知識、領會、運用、分析、綜合、評價六個層次。第二步，實現(xiàn)學習產(chǎn)出。在定義學習產(chǎn)出的基礎上，學校應基于回溯式設計開展教學規(guī)劃，建立與預期學習產(chǎn)出相適配的匹配矩陣，從而確保落實上一個步驟所定義的學習產(chǎn)出。第三步，評估學習產(chǎn)出。該環(huán)節(jié)是國內(nèi)高校普遍薄弱的環(huán)節(jié)，按照西方國家相關的理論經(jīng)驗，可以通過多個角度進行學習產(chǎn)出的評估。例如，根據(jù)課堂、專業(yè)和學校的層次劃分；根據(jù)直接評估或間接評估的內(nèi)容劃分；根據(jù)教師、學生、學校、企業(yè)的主題劃分等。第四步，使用學習產(chǎn)出。需要高校建立定期評估體系，并建立血清數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，定期分析學生畢業(yè)后的發(fā)展，為學生學習增殖提供信息反饋。

(三)OBE的理論基礎

OBE理念主要包括以下幾點理論基礎：其一，泰勒原理。在《課程與教學的基本原理》中，泰勒提出了課程與教學計劃設計必須回答的四個問題：第一，是應達到什么教學目標；第二，為學生提供何種教學體驗最有可能達到目標；第三，如何有效組織教學體驗；第四，如何確定教學過程正在實現(xiàn)教學目標。其二，布魯姆掌握學習理論。布魯姆認為，將學生預先劃分為好學生、壞學生和中等學生，是教育制度的弊端，不僅會影響師生關系，還會削弱一大批學生的學習動機。為此，他提出了掌握學習理論，將“所有學生都能學好”作為指導思想，給予不同學生個別化的幫助，并分配充足的額外學習時間，使其掌握的知識達到課程標準。其三，能力本位的教育思想。這種教育思想最早出現(xiàn)于二戰(zhàn)后的西方國家，要求學校選聘一批各行業(yè)的專業(yè)人才，結合行業(yè)和崗位需求，確定從事行業(yè)所需要的技能水平，再由學校根據(jù)教學目標制定課程體系，并在學生畢業(yè)前夕考核其是否達到了能力標準。其四，標準參照學習。標準參照測的目的是客觀考察學生的知識與能力水平，從而通過信息反饋影響教學規(guī)劃，加強查缺補漏，讓每個學生都能參與到教學過程中，提升學生整體的學習水平。

二、基于OBE理念的計算機科學與技術專業(yè)教學改革

(一)根據(jù)行業(yè)及企業(yè)需求調(diào)整專業(yè)定位

作為一種成果導向的教育理念，OBE對計算機科學與技術專業(yè)教學的影響體現(xiàn)在需要根據(jù)社會需求調(diào)整產(chǎn)出目標，并根據(jù)產(chǎn)出目標制定教學規(guī)劃。但由于計算機技術正處于高速發(fā)展階段，技術的更新迭代周期較短，導致計算機行業(yè)及企業(yè)的人才需求時常出現(xiàn)變化，這就要求高?？s短人才培養(yǎng)目標及內(nèi)容的迭代周期，通過對行業(yè)企業(yè)需求的分析調(diào)整專業(yè)定位，從而科學、合理地培養(yǎng)計算機專業(yè)人才。近年來，隨著人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術的繁榮發(fā)展，國家間的互聯(lián)網(wǎng)領域競爭愈發(fā)激烈，加上新一代網(wǎng)絡信息技術逐漸應用于各個領域中，使得社會出現(xiàn)了大量高端計算機人才缺口。為了滿足社會對人才的需求，高校需要將自身的專業(yè)定位與云計算等高新技術相結合，培養(yǎng)計算機領域內(nèi)的應用型人才。

(二)完善人才培養(yǎng)目標

在根據(jù)社會需求確定自身專業(yè)定位后，高校應以應用型人才培養(yǎng)為目標，并在此基礎上優(yōu)化課程設置。計算機科學與技術專業(yè)的人才培養(yǎng)目標應為：根據(jù)國家和社會對計算機專業(yè)人才的需求，將知識、技能、素養(yǎng)作為人才培養(yǎng)的根本，增強其專業(yè)技術、終身學習、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、團隊協(xié)作、人際溝通和可持續(xù)發(fā)展能力，從而在應用能力培養(yǎng)的基礎上，培養(yǎng)出兼具理論知識與實踐技能、具有健全人格和正確價值觀的高素質(zhì)應用型人才，使其不僅能符合工作崗位對能力的需求，還能通過自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)從事計算機相關工作。

(三)擬定合理的畢業(yè)能力要求

學生畢業(yè)后的能力要求是OBE理念下開展教學工作的基礎，只有為學生提供明確的能力與水平標準，才能通過調(diào)整教學結構使學生達成目標。據(jù)上文所述，OBE教學模式包括定義學習、實現(xiàn)學習、評估學習、使用學習四個產(chǎn)出環(huán)節(jié)。其中，定義學習產(chǎn)出是最為關鍵的環(huán)節(jié)。于2017年修訂的中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會通用認證標準，提出了工程知識、問題分析、設計與開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習等十二點通用標準。通過對通用標準的細化，能夠得出計算機科學與技術專業(yè)的畢業(yè)能力要求：在工程知識層面，首先要求學生具備良好的自然學科基礎知識和扎實的計算機、通信學科基礎知識；其次需要具備運行維護、網(wǎng)絡安全、軟件開發(fā)等方面的計算機專業(yè)知識；最后需要具備解決軟件開發(fā)等領域復雜問題的能力。在問題分析層面，首先需要具備需求分析的能力，通過對項目需求的分析、描述、歸納和整理，開展云平臺建設等相關工作；其次需要能夠分析網(wǎng)絡故障與網(wǎng)絡安全等問題，有效應對網(wǎng)絡隱患；最后需要具備系統(tǒng)分析能力，能夠分析、描述、歸納和整理軟件系統(tǒng)架構、性能等問題。在設計與開發(fā)解決方案層面，首先需要確保學生在解決計算機項目問題是要遵循行業(yè)準則、標準與相關法律；其次需要發(fā)揮專業(yè)知識，在主流技術的支持下采取創(chuàng)新思維開展計算機科學與技術規(guī)劃、云平臺建設、軟件開發(fā)等項目的方案設計。

(四)重構應用型人才培養(yǎng)課程體系

課程體系建設是提升高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的關鍵所在，在OBE理念下，高校需要在畢業(yè)能力要求的基礎上調(diào)整課程體系，遵循學科基礎知識、專業(yè)知識能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)鏈條，并建立涵蓋通識教育、學科知識、專業(yè)技能、專業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)在內(nèi)的教學模塊體系，從而積極培養(yǎng)人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)等人才缺口領域的專業(yè)人才，建立完善的計算機科學與技術專業(yè)課程集群。

在教學模塊設計中，通識教育模塊主要包括高等數(shù)學、思想道德修養(yǎng)與法律基礎、大學英語等課程，而學科知識則包括數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)庫原理、計算機組成原理等課程，都是按照國家教育部門要求及計算機科學與技術專業(yè)標準而設計的，各大院校在這兩個模塊的課程設置大致相仿。而其他三個模塊則需要根據(jù)學校定位進行靈活調(diào)整。

在專業(yè)技能模塊中，需要以培養(yǎng)學生Java等編程語言的技術應用能力作為根本，大致包括以下幾個系統(tǒng)開發(fā)方向：第一，網(wǎng)絡應用軟件開發(fā)。該方向以目前企業(yè)主流的B/S架構下的Web應用開發(fā)為主要方向，建立Java EE技術的課程內(nèi)容，開展Java對象與原理、開源框架技術等相關課程，確保課程間由淺入深、循序漸進的課程銜接。第二，移動互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)。手機等移動端的普及使得移動互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)漸趨火熱，社會中出現(xiàn)了大量相關人才缺口，為此需要開設諸如Andorid系統(tǒng)應用開發(fā)等課程，彌補社會對移動互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)人才的需求。第三，人工智能開發(fā)。人工智能是新一代信息技術發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，已經(jīng)成為一項重要的國家戰(zhàn)略。為此，高校應開設人工智能技術、機器學習等課程，為IT行業(yè)提供一批高素質(zhì)的人工智能人才。第四，云計算大數(shù)據(jù)應用開發(fā)。為滿足云計算、大數(shù)據(jù)等領域的人才需求，高校需要開設云計算導論、虛擬化技術、云存儲、云計算維護與信息安全、大數(shù)據(jù)挖掘等相關課程。第五，結合學校定位開設課程。根據(jù)學校及專業(yè)的特性與資源優(yōu)勢，可以開設如石油自動化技術、海洋自動化等具有學校特色的計算機專業(yè)課程，以滿足特殊行業(yè)的計算機專業(yè)人才需求。

在專業(yè)素養(yǎng)模塊中，由于專業(yè)素養(yǎng)會影響學生未來的職業(yè)發(fā)展，需要有計劃的培養(yǎng)學生的人文素養(yǎng)與科學素養(yǎng)，從而促進學生知識技能與綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。為此，學校不僅要讓學生在校期間修滿專業(yè)課的學分，還需要修滿專業(yè)素養(yǎng)拓展學分。具體包括三個方面：其一，學術科技與專業(yè)技能，主要通過參與專業(yè)技能競賽、參加相關講座或創(chuàng)新項目、撰寫科研論文、開展創(chuàng)新活動等方式獲得；其二，文化藝術與體育競技，主要通過參與各類院校才藝文化活動或體育競賽等方式獲得；其三，社會實踐與志愿服務，主要通過參與社區(qū)服務、學生機構服務、假期社會實踐等方式獲得。

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模塊中，高校需要遵循教育部門對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與大學生創(chuàng)業(yè)提供的指導意見開展課程模塊設計，通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育達到培養(yǎng)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和管理人才的目的。一般而言，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程主要包括創(chuàng)業(yè)基礎、創(chuàng)新思維、職業(yè)生涯規(guī)劃、職業(yè)定位與發(fā)展、求職能力訓練等課程，采取學分制的方式激勵學生的參與熱情，并根據(jù)學生不同年級的需求開設相應課程。

(五)加強校企合作師資隊伍建設

高校計算機專業(yè)普遍存在著師資力量不足的問題，很多教師雖然教學經(jīng)驗豐富、理論基礎扎實，但長期脫離一線程序開發(fā)崗位的問題會導致部分教師的時間經(jīng)驗稀缺、實踐能力不足，與OBE理念以成果導向的教育模式不符。而通過校企合作建立“雙師型”的師資隊伍，能夠有效緩解高校的師資結構問題。一方面，由企業(yè)項目經(jīng)理、一線工作人員、技術專家等組成的講師隊伍，能夠彌補學校教師在實際工作崗位中的缺陷，并參與到課程體系構建、教材制定、課程建設等方方面面，增強計算機專業(yè)實踐教育水平；另一方面，采取具有企業(yè)風格的管理模式和教育模式，可以通過集體備課、內(nèi)部培訓等方式豐富計算機專業(yè)的教學方法，并通試講觀摩等方式推進教學經(jīng)驗的交流，有效提高教師的實踐教學水平。校企合作教學模式不僅有助于提升學校的教學能力，還能夠通過建立深度合作機制的方式，優(yōu)先從學校選聘優(yōu)秀學生，能夠為企業(yè)建立人才儲備基地，符合企業(yè)可持續(xù)發(fā)展對人才的迫切需求，為校企雙方合作奠定了堅實基礎。

在OBE理念的影響下，高校計算機科學與技術專業(yè)需要根據(jù)行業(yè)與企業(yè)需求調(diào)整自身的專業(yè)定位，完善人才培養(yǎng)目標，并根據(jù)四個產(chǎn)出環(huán)節(jié)制定畢業(yè)生的能力要求標準，建立健全應用型人才培養(yǎng)課程體系，并通過校企合作開展師資隊伍建設，才能有效提高計算機專業(yè)人才培養(yǎng)水平，為行業(yè)企業(yè)提供更多兼具專業(yè)知識與技能的優(yōu)秀人才。