基于“小成果”導(dǎo)向的課程教學(xué)模式研究

張小恒

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?針對部分高職學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，下層知識技能難以支撐上層應(yīng)用的問題，用“小成果”對反向設(shè)計的任務(wù)進行重新改造，將學(xué)習(xí)成果的易達成性、學(xué)生學(xué)習(xí)體驗感的增強、迭代改進充分融合一體，相較傳統(tǒng)OBE方法更易于驅(qū)動學(xué)生進步。在物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程中進行了具體實踐。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?“小成果”導(dǎo)向;學(xué)習(xí)體驗;迭代改進

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2022）20-0101-03

新一代信息技術(shù)中有大量新技術(shù)、新技能需要信息類高職學(xué)生掌握，其中涉及大量的軟硬件復(fù)雜知識及開發(fā)，這對于高職學(xué)生中基礎(chǔ)相對薄弱的學(xué)生來說是不小的挑戰(zhàn)。為有效解決上述難題，以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向并持續(xù)改進的成果導(dǎo)向（OBE）教學(xué)理念已成為教學(xué)研究重要的手段及實踐思路[1-4]。

OBE要求遵循反向設(shè)計原則，從市場需求的成果出發(fā)構(gòu)建支撐結(jié)果達成的相應(yīng)課程體系，現(xiàn)有研究成果主要將畢業(yè)的能力要求進行分解并通過課程設(shè)置與之一一對應(yīng)，在單獨一門課的成果導(dǎo)向設(shè)計上通常將該門課的能力指標與課程的學(xué)習(xí)情境及情境下的任務(wù)作矩陣映射[5，6]。但在具體實施實踐中往往忽略了具體任務(wù)設(shè)置對相應(yīng)能力指標的可達成性，雖然通過建立持續(xù)改進的“閉環(huán)”機制可以補救和增強，但一些關(guān)鍵能力指標點無法達成可能導(dǎo)致整個以任務(wù)驅(qū)動的環(huán)路停止運轉(zhuǎn)。OBE強調(diào)以學(xué)生為中心[7，8]，很多研究都認為需要以學(xué)生為主體，挖掘其內(nèi)在需求特質(zhì)，激發(fā)創(chuàng)造力和自信心等，但缺乏具體的實施措施。

因此，本文提出基于“小成果”導(dǎo)向的課程教學(xué)模式，針對傳統(tǒng)的信息技術(shù)相關(guān)能力訓(xùn)練中枯燥乏味、難度較高的問題，在反向設(shè)計中將任務(wù)進行“小成果”改造，充分考慮每個“小成果”對應(yīng)能力的可達成性，在“小成果”的設(shè)置及“小成果”與“小成果”之間關(guān)聯(lián)性上進行針對性設(shè)計，以學(xué)生為中心，探索增強學(xué)習(xí)體驗感和相關(guān)能力指標達成的教學(xué)場景設(shè)計，將激發(fā)學(xué)生的內(nèi)生動力與最終輸出的學(xué)習(xí)成果有效結(jié)合起來。最后本文選取“物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”這門課的具體實訓(xùn)任務(wù)進行“小成果”化實踐改造。

一、研究思路與方法

（一）目前課程教學(xué)存在的痛點

以“物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”這門課程為例，需要達到的技能點主要為三點：（1）熟練掌握嵌入式相關(guān)設(shè)備及軟件的調(diào)試方法流程;（2）掌握基本的嵌入式軟件及系統(tǒng)開發(fā)方法;（3）掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中常用嵌入式設(shè)備的設(shè)計方法。針對上述技能點，如圖1所示，對這門課的知識層次結(jié)構(gòu)進行梳理，我們發(fā)現(xiàn)其層累化結(jié)構(gòu)明顯，學(xué)生必須首先具備扎實的嵌入式軟硬件基礎(chǔ)知識、Linux系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，然后還需要具備扎實的C語言編程能力，掌握基本的調(diào)試技巧方法才能開始做相應(yīng)的實驗實訓(xùn)。

基于圖1中知識層次結(jié)構(gòu)從下至上進行教學(xué)設(shè)計存在以下痛點：（1）部分高職學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)薄弱，所儲備的下層知識技能難以支撐上層應(yīng)用;（2）學(xué)習(xí)成效反饋環(huán)路過長，需要積累大量知識技能點才能完成相關(guān)開發(fā)任務(wù);（3）由于無法輕松掌握相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，容易產(chǎn)生枯燥乏味、興趣不濃的主觀感受。

（二）改進反向設(shè)計重構(gòu)

針對以上教學(xué)實踐中出現(xiàn)的問題，現(xiàn)提出改進后的課程教學(xué)模式。首先要做的是改變圖1中所示的層次化結(jié)構(gòu)，打破其層累式結(jié)構(gòu)，將其進行成果導(dǎo)向反向設(shè)計重構(gòu)。傳統(tǒng)的OBE改造思路是建立課程預(yù)期目標（CLO）與相關(guān)模塊任務(wù)的關(guān)聯(lián)矩陣，如表1所示，每一項CLO目標都用具體的教學(xué)任務(wù)設(shè)計來達成，但實際上教師在教學(xué)設(shè)計中只會關(guān)注每個任務(wù)的內(nèi)容與CLO對應(yīng)目標是否相關(guān)，而無法把控學(xué)生在完成任務(wù)后相應(yīng)目標的可達成度，如任務(wù)1與CLO1相關(guān)聯(lián)只是教師主觀認為完成任務(wù)1中教學(xué)內(nèi)容對達成CLO1有幫助，但并未考慮任務(wù)1的設(shè)計本身是否合理、是否以學(xué)生為中心、是否真正起到促進CLO1的作用。實際上任課教師只需要將傳統(tǒng)的實訓(xùn)章節(jié)看作任務(wù)，其中的內(nèi)容幾乎不作任何修改，也能體現(xiàn)出類似于表1的映射關(guān)系，每個章節(jié)（任務(wù)）或多或少與最終的知識能力目標相關(guān)聯(lián)，但這樣的成果導(dǎo)向反向設(shè)計顯然只是形式上的。

如何才能讓成果導(dǎo)向反向設(shè)計方式不只停留在形式上，需要將一個個任務(wù)重塑為一個個“小成果”，讓課程的成果導(dǎo)向進一步細化為任務(wù)的“小成果”導(dǎo)向，即每次任務(wù)有一個顯性的“小成果”產(chǎn)出，這樣才能進一步縮短反饋環(huán)路，讓學(xué)生更容易產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興奮感與成就感。如圖2所示，將一門課程串聯(lián)起來的不再是章節(jié)甚至任務(wù)，而是可展示的“小成果”，而具體依賴的知識技能點也不再是層次化結(jié)構(gòu)，而是以離散化的方式分布在“小成果”周圍。

通常完成一個具體的“小成果”所需的核心知識技能點如圖3所示，成鏈狀連接在一起，具有很強的耦合性，而其他相關(guān)知識技能點不在完成“小成果”中發(fā)揮關(guān)鍵要素作用，如圖3中只需要知識技能點1和2即可，而知識點3、4、5，技能點3、4已不再必要，簡而言之，只需要較少的知識技能點即可在短時間內(nèi)完成一個小型的應(yīng)用成果。這里并不是說其他相關(guān)知識技能不再重要，而是通過如圖2中多個“小成果”的持續(xù)訓(xùn)練可以最終融會貫通。

鏈

（三）以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)體驗感設(shè)計

以學(xué)生為中心需要學(xué)生成為課堂的主角，教師只起到引導(dǎo)和支撐作用，近年來大多研究都只是一味強調(diào)教師需要加強以學(xué)生為中心的觀念，而很少提及具體的操作細節(jié)，本文認為以學(xué)生為中心就是要充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗感，學(xué)生清楚在一個確定的時間周期內(nèi)輸出一個能夠量化的成果，完成這個成果需要的實驗條件（軟硬件、資料等）已經(jīng)準備好，實現(xiàn)的具體方法老師可能不會像以前一樣進行灌輸，但可以在教學(xué)場景中提供的很多線索中去尋找，學(xué)生可以按照標準的操作手冊進行嘗試，除遵循程式化的步驟還可以進行一些自主探索。

（四）考核評價及迭代改進

如圖4所示，“小成果”導(dǎo)向的課程教學(xué)既包含了傳統(tǒng)的考核評價反饋改進部分，更重要的是它本身就將課程設(shè)計成了一個串行迭代改進模型?！靶〕晒睂?dǎo)向在降低彼此依賴性讓學(xué)生完成成果更為容易的基礎(chǔ)上，增強其連續(xù)性并形成一定遞進關(guān)系，具體表現(xiàn)在同一知識技能點貫穿在連續(xù)多個“小成果”中，學(xué)生通過完成一個個“小成果”可以將同一知識技能點進行不斷強化提升，最終完成迭代改進。

二、基于“小成果”導(dǎo)向的實訓(xùn)任務(wù)改造

下面以“物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”中的“嵌入式智能小車”模塊為例，具體闡述基于“小成果”的實訓(xùn)任務(wù)改造過程。對于嵌入式相關(guān)課程來說，這個實訓(xùn)某塊較為龐雜，通常會分為多個子模塊進行學(xué)習(xí)，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法首選學(xué)習(xí)小車攝像頭子模塊、紅外避障子模塊、超聲波子模塊等專項知識，然后是底板原理圖、安裝調(diào)試方法等，最后才是各種開發(fā)軟件使用、開發(fā)例程等，這樣學(xué)生要掌握最終知識技能耗時周期漫長，容易產(chǎn)生消極的學(xué)習(xí)情緒?，F(xiàn)對其進行“小成果”化導(dǎo)向改造并說明如下：

（一）課程小成果1

如圖5所示，制作智能小車最短路徑，第一步指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圖紙進行安裝，第二步根據(jù)原理圖焊接底板，第三步進行STM32程序下載，第四步上電運行讓尋跡小車動起來，其中每一步都有老師的親自指導(dǎo)示范，對即使基礎(chǔ)不太好的學(xué)生來說也較容易實現(xiàn)。因為僅依靠手工焊接和嵌入式調(diào)試下載方法這兩個知識點就能完成，且具有一定趣味性更容易激發(fā)學(xué)生的積極性。

（二）課程小成果2

如圖6所示，完成“小成果2”與完成“小成果1”所需的大部分知識技能相同，因此“小成果2”只需將“小成果1”中的運動例程替換為超聲波例程即可，這個遷移過程對學(xué)生來說相對容易，且相關(guān)硬件及調(diào)試技能可以在這兩個小成果的遞進中不斷迭代改進。

（三）課程小成果3

如圖7所示，如果需要實現(xiàn)簡單的避障功能，需要將運動例程和超聲波例程組合在一起，相對之前可以按部就班地操作，這部分對學(xué)生來說并不容易，需要解決多模塊程序的耦合，但只要專業(yè)教師提前打好程序架構(gòu)再讓學(xué)生進行程序模塊化補充，仍然不難解決問題。最后學(xué)生發(fā)現(xiàn)只要通過對現(xiàn)有例程的極小修改就又可完成一個重要功能。

最終該課程以具體成果方式進行考核，我們可以根據(jù)每個成果的復(fù)雜度安排5～8學(xué)時。教師除了占用少部分課堂時間綜合采用典型示范、重點講解等多種教學(xué)方式，其余時間都充分交給學(xué)生。成果作品考核評價方式主要采用成果功能性能評價+成果創(chuàng)新性考核評價方式。

本課程以小成果作品為單位進行考核，對學(xué)生的具體作品制作情況進行有效評估，并綜合考慮學(xué)生自評、小組互評及教師評價等情況，有助于不斷持續(xù)改進，迭代進步。

三、結(jié)論

提升部分基礎(chǔ)薄弱的高職學(xué)生信息化水平，甚至讓其具備得到認可的嵌入式編程開發(fā)相關(guān)能力本身就是一個挑戰(zhàn)。本教學(xué)團隊通過改變原有課程設(shè)計的層累結(jié)構(gòu)，在OBE相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，用一個個短小精悍的容易達成的“小成果”進行課程導(dǎo)向，以不斷增加學(xué)生學(xué)習(xí)體驗踐行以學(xué)生為中心的理念，并將迭代改進融入整個教學(xué)設(shè)計模型，最后其可行性在“物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”課程教學(xué)實踐中得到充分證明。

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編輯 王亞青