基于OBE理念的雙向融合創(chuàng)新教學(xué)模式研究
——以Python課程為例

馮 榮

集寧師范學(xué)院計算機與大數(shù)據(jù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000

為提高地方高校計算機類本科生編程實踐能力，基于OBE理念對課程進行教學(xué)設(shè)計，課程思政是應(yīng)對現(xiàn)實社會思想文化問題的重要手段，專業(yè)課程同樣承擔著與思政教育協(xié)同育人的教學(xué)任務(wù)。因此，建立以學(xué)為中心的雙向融合的課程教學(xué)模式是建立“三全育人”格局的時代要求，也是專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的時代要求。為此需要各專業(yè)各課程授課教師深入挖掘課程思政元素，在教學(xué)中將價值塑造融入知識傳授和能力培養(yǎng)中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，將知識傳授與價值引領(lǐng)有機貫穿教育教學(xué)全過程，使課程與思政課程同向同行，提升課程思政育人實效，實現(xiàn)思政課與專業(yè)課在育人目標上的統(tǒng)一，在立德樹人基礎(chǔ)上構(gòu)建全員全程全方位育人大格局。［1］育才先育人，大學(xué)生的思想政治教育工作一直以來深受黨和國家高度重視，經(jīng)過數(shù)年的實踐探索，課程思政教育與專業(yè)課程教育協(xié)同發(fā)展基礎(chǔ)已奠定，通過協(xié)同發(fā)展模式驗證計算機類課程思政建設(shè)的有效路徑，實現(xiàn)思政教育與專業(yè)課程雙向深度融合，為同類課程創(chuàng)新教學(xué)改革提供理論和實踐指導(dǎo)。

一、課程概況

Python語言程序設(shè)計基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)、軟件工程、計算機科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，2學(xué)分，64學(xué)時，是學(xué)生學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)分析、人工智能、機器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。Python語言廣泛用于科學(xué)計算、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)爬蟲、人工智能、機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、Web開發(fā)、游戲開發(fā)、系統(tǒng)管理編程腳本語言等，特別適用于快速的應(yīng)用程序開發(fā)。Python語言廣受開發(fā)者的喜愛，已經(jīng)成為最受歡迎的程序設(shè)計語言之一。課程開設(shè)目的是使學(xué)生具備通過Python程序設(shè)計語言進行項目開發(fā)的基本思路、知識和技能。課程的職責是服務(wù)專業(yè)，面向未來科研與工程，提供計算機素養(yǎng)與程序設(shè)計能力的有力支撐。

二、傳統(tǒng)課程教學(xué)中的痛點

（一）理論掌握不夠深入，實踐能力缺乏鍛煉

課程理論與實踐并重，理論知識涉及面廣，知識點多，部分知識點較為抽象，如果不去反復(fù)研讀，理解不透徹就無法應(yīng)用，綜合案例實踐出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。傳統(tǒng)授課模式中，傳統(tǒng)教學(xué)中教師示范學(xué)生跟做，如果理論知識點理解到位學(xué)生就可以舉一反三，理論知識點理解不到位當遇到復(fù)雜案例程序調(diào)試難度大或是調(diào)試不通，就使得實踐操作無法獨立完成，部分學(xué)生體驗不到程序運行成功的快樂，久而久之應(yīng)用能力不強，因此就失去了研究的興趣。

（二）學(xué)生自主學(xué)習(xí)缺乏動力，不愛研究書本

部分學(xué)生的學(xué)習(xí)能力普通，不愛研究書本，而學(xué)習(xí)方法又欠佳，課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)執(zhí)行不到位，僅靠課堂知識容易遺忘，更不能轉(zhuǎn)化成技能，往往是當時懂了過后忘了，函數(shù)、命令、用法不能內(nèi)化于心，實際應(yīng)用時有時需要查找用法或是想不到解決方法。久而久之不能形成完整的知識體系，也不能靈活運用知識和技能解決實際編程出現(xiàn)的問題，學(xué)生的計算思維能力得不到提高，創(chuàng)新能力也不能得到更好的發(fā)展。

三、雙向融合創(chuàng)新教學(xué)模式構(gòu)建策略

針對上述教學(xué)痛點，授課教師在認真鉆研教材、分析學(xué)生學(xué)情的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計教學(xué)案例、準備線上教學(xué)資源、進行教學(xué)研究討論、最終確定教學(xué)設(shè)計方案，進行創(chuàng)新教學(xué)改革。從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)方法、課程思政元素的融入等維度進行創(chuàng)新。

（一）教學(xué)理念創(chuàng)新

改變傳統(tǒng)程序設(shè)計課程通過課堂教學(xué)“學(xué)寫程序”的理念，基于OBE教學(xué)理念進行課程創(chuàng)新，建立生師學(xué)習(xí)共同體?；贠BE教學(xué)理念進行教學(xué)目標的確定和教學(xué)設(shè)計首先要明確學(xué)習(xí)成果，訓(xùn)練從解決知識點案例問題拓展到解決綜合問題。［2］教學(xué)過程中強調(diào)每部分學(xué)習(xí)要達成的能力目標，學(xué)生聚焦在最終的學(xué)習(xí)成果上?；贠BE教學(xué)理念進行思政教育與專業(yè)課程雙向融合在課程教學(xué)目標上首先要做到聚焦學(xué)習(xí)成果，使二者教學(xué)目的相融合。課程要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，除此之外還應(yīng)具備較強的育人功能，也就是思政教育目標。增設(shè)高水平案例，目的是鼓勵學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生解決高標準有難度的問題，提高學(xué)生解決問題的能力。以最終要達成的能力目標為起點進行教學(xué)設(shè)計，反推出學(xué)生所需能力與知識點，學(xué)習(xí)時由簡入深、逐層遞增解決問題。課程的內(nèi)容設(shè)計上與思政教育做到相融合，提供和擴大學(xué)生參與思想政治教育的機會。

課程的學(xué)習(xí)目標首先要在夯實基礎(chǔ)的同時能夠提高知識與技巧，為提升學(xué)生能力素養(yǎng)，課程的學(xué)習(xí)目標首先要具有高階性，為使學(xué)生能力能夠?qū)游磥砼c發(fā)展。課程的學(xué)習(xí)目標還要有一定的挑戰(zhàn)度，在設(shè)計中自主學(xué)習(xí)。在迭代中堅持不懈，在思辨中理解、在分析與解決問題中提升學(xué)習(xí)能力、提升素養(yǎng)，為未來與自我發(fā)展進行較為全面的能力與素養(yǎng)儲備。在不斷挑戰(zhàn)中，直面問題，精益求精，看到行業(yè)軟件的短板，心系家國，在學(xué)生心中埋下一顆自主創(chuàng)新的種子，引導(dǎo)學(xué)習(xí)方法改變。編寫基本算法、辨析語法邏輯、推進實踐能力的提升，計算執(zhí)行效率。以計算思維為起點，打好基礎(chǔ)，以工程思維為路徑，搭建臺階，以學(xué)科前沿與創(chuàng)新思維為引領(lǐng)，攀登高峰，學(xué)習(xí)計算思維、工程思維、創(chuàng)新思維，在解決問題的過程中提升方法與能力。能夠從多維的視角對多種程序算法和架構(gòu)方案進行分析、評價、權(quán)衡、優(yōu)化、決策。能夠用程序解決工程中的實際問題。提高學(xué)生的程序編寫能力、算法設(shè)計能力、程序調(diào)試能力、問題剖析能力。從知識、方法、思維和素養(yǎng)四個角度去確定學(xué)生的學(xué)習(xí)目標，建立師生學(xué)習(xí)共同體，逐步形成知識與能力的遷移與轉(zhuǎn)化。使用不同的教學(xué)策略，使課程的教學(xué)與思政教育相融合。

采用多元和梯次的評價標準，評價強調(diào)達成學(xué)習(xí)成果的內(nèi)涵要求和個人的學(xué)習(xí)進步，不過分強調(diào)學(xué)生之間的比較。［3］根據(jù)每個學(xué)生能達到教育目標要求的程度，給學(xué)生賦予從不熟練到優(yōu)秀等不同的評定等級，進行針對性評價，通過對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的明確掌握，為老師改進教學(xué)提供參考。將學(xué)生的學(xué)習(xí)進程劃分成從初級到高級不同的學(xué)習(xí)階段，并確定出每階段的學(xué)習(xí)目標，最終要達成目標成果。

（二）教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新

引入計算思維提高學(xué)生的程序設(shè)計的能力。計算思維是美國卡內(nèi)基大學(xué)（CMU）的周以真（JeannetteM.Wing）教授提出的一種理論。他認為計算思維是人類求解問題的思維方法。后來，國際教育技術(shù)協(xié)會（ISTE）和計算機科學(xué)教師協(xié)會（CSTA）給計算思維做了一個可操作性的定義，即：計算思維是一個問題解決的過程。從計算思維著手學(xué)習(xí)程序設(shè)計的思想，算法最為重要，程序設(shè)計語言只是工具，越是簡單的語法規(guī)則越能發(fā)揮程序員的算法設(shè)計能力，讓程序員把更多的精力放在算法設(shè)計和功能實現(xiàn)上。

結(jié)合CDIO教學(xué)模式設(shè)計案例項目，利用實際案例調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如以“模擬七段數(shù)碼管顯示當前日期”用以理解函數(shù)及封裝的價值，以“基于列表的名片管理系統(tǒng)”理解和應(yīng)用列表的增、刪、改、查操作，以“飲品自動售貨機”理解程序的模塊化設(shè)計及函數(shù)應(yīng)用，以“學(xué)生管理系統(tǒng)面向?qū)ο蟀妗崩斫饷嫦驅(qū)ο缶幊谭椒ǖ取?/p>

（三）教學(xué)形式創(chuàng)新

課程教學(xué)團隊借助傳智高校輔助教學(xué)平臺構(gòu)建了《Python程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程線上教學(xué)資源，線上線下混合式教學(xué)模式強化了線上線下互動教學(xué)，形成了具有特色的專業(yè)基礎(chǔ)課程線上線下混合式教學(xué)模式。課程線上資源提供有微課，解決理論理解不透徹的問題。利用線上資源讓學(xué)生完成課程預(yù)習(xí)，布置重點、難點、易錯點問題進行深入思考；在課堂教學(xué)時，學(xué)生通過實驗自主探索并驗證所預(yù)習(xí)的理論知識，強化線上線下互動教學(xué)，學(xué)生分組討論思考題，開展翻轉(zhuǎn)課堂活動。建立了教學(xué)效果的多維度多梯次的評估方法，通過多種途徑對學(xué)生學(xué)習(xí)進行考核與評價。線上學(xué)習(xí)、階段考核占10%，根據(jù)學(xué)生完成線上預(yù)習(xí)任務(wù)以及作業(yè)的情況自動評分。線下小組討論表現(xiàn)占5%，團隊項目考核占10%，個人項目考核占20%，平時其他占5%，期末測試占50%，以上機實操考試的方式檢查學(xué)生對知識點的掌握情況。通過5個方面的評價，最終得出對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的綜合評價。以上設(shè)計均以“學(xué)”為中心，推動了思政教育與專業(yè)教育的雙向融合。基于OBE理念，采用多種教學(xué)方式，使具有不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生用不同時間、通過不同途徑和方式逐漸達到同一目標。

（四）教學(xué)方法創(chuàng)新

實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法，在傳智高校教學(xué)平臺和學(xué)習(xí)通上布置課前預(yù)習(xí)作業(yè)，使學(xué)生主動使用線上教學(xué)資源，自主研究知識點，解決學(xué)生不愛主動研究的問題，同時也解決課堂上學(xué)生的差異化學(xué)習(xí)的問題，讓同學(xué)們的思維先活躍起來。實施對分課堂教學(xué)法，通過實例，引出要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，以實際工作任務(wù)利用當堂對分課堂教學(xué)法引入本課內(nèi)容，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，再讓學(xué)生課后吸收，利用隔堂討論分享匯報教學(xué)方法，讓學(xué)生對知識主動參與，從而形成師生“對分”課堂的格局。實施任務(wù)驅(qū)動法，分步驟分解完成任務(wù)，“以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”，創(chuàng)設(shè)情境、確定任務(wù)、驅(qū)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)、最后進行效果評價。通過翻轉(zhuǎn)—對分—驅(qū)動完全調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，使學(xué)生充分參與學(xué)習(xí)活動并且主動建構(gòu)探究、實踐、思考、運用、解決的學(xué)習(xí)體系。在教學(xué)策略上，保證了雙向融合教育的實施。

實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動法，學(xué)生使用線上教學(xué)資源，學(xué)習(xí)由原來單一的課堂教學(xué)環(huán)境轉(zhuǎn)移到課堂+線上，利用靈活的時間和空間，學(xué)生通過舉一反三、自主學(xué)習(xí)、調(diào)動多方資源解決問題形成知識與能力的遷移，促進學(xué)生的探究能力提升。通過高階性、有挑戰(zhàn)的項目案例訓(xùn)練，學(xué)生在設(shè)計中自主學(xué)習(xí)。在迭代中堅持不懈，在思辨中理解。通過面向真實工程問題的程序設(shè)計形成項目引領(lǐng)、提升方法與能力，進行較為全面的能力與素養(yǎng)儲備。

（五）課程思政元素的融入

雙向融合的教學(xué)目標是在符合專業(yè)課程的教學(xué)目標的同時也要符合思政教育目標的。因此在教學(xué)活動中，以課程為載體，以立德樹人為根本，充分挖掘蘊含在專業(yè)知識中的思政元素，將思政滲透、貫穿教育和教學(xué)的全過程，助力學(xué)生的全面發(fā)展。在潤物細無聲的知識學(xué)習(xí)中融入價值引領(lǐng)。通過變量、數(shù)據(jù)類型、流程控制、字符串、列表、元組、字典、函等知識點學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生樹立嚴謹求實的學(xué)習(xí)習(xí)慣和工作作風，通過案例挑戰(zhàn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的信念和能力，通過思維挑戰(zhàn)訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的軟件工匠精神。在合作學(xué)習(xí)中形成團體精神，在觀察發(fā)現(xiàn)中樹立探索精神，在上機操作中增強實踐意識，在編程成功后體驗學(xué)習(xí)樂趣。通過引入數(shù)據(jù)安全及華為5G技術(shù)的戰(zhàn)略意義，引發(fā)學(xué)生的共鳴，在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣同時，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷并引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價值觀。在教學(xué)目標和教學(xué)內(nèi)容上實現(xiàn)了專業(yè)教育和思政教育的雙向融合。

四、創(chuàng)新成效

課程教學(xué)改革實施過程中，教學(xué)質(zhì)量明顯提高、教師教研水平明顯提高，學(xué)習(xí)興趣明顯提升，學(xué)生實踐技能水平和成績明顯提高、學(xué)生學(xué)習(xí)效果全面提升、課程創(chuàng)新改革作用突出。在2021年和2022年開設(shè)過本課程的班級選擇用Python語言完成畢業(yè)設(shè)計的人數(shù)明顯增多，并且經(jīng)過深入研究圓滿完成畢業(yè)設(shè)計。課程思政教學(xué)效果明顯，學(xué)生學(xué)習(xí)目標明確，學(xué)習(xí)知識點能夠嚴謹求實并能學(xué)以致用、舉一反三，有愛國情懷，能鉆研、肯鉆研，學(xué)習(xí)興趣明顯提高、學(xué)習(xí)成績和效果明顯增長，課堂氣氛明顯活躍，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。課程通過幾輪創(chuàng)新探索和實踐，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)課堂向智慧課堂、知識課堂向能力課堂的轉(zhuǎn)變。在今后的教學(xué)過程中，還要充分利用教學(xué)資源和教學(xué)策略，引導(dǎo)課堂參與度不高的學(xué)生，調(diào)動發(fā)揮其自主學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。教學(xué)改革創(chuàng)新需要進一步深化和拓展，以“引領(lǐng)—喚醒—賦能—成長—成才”的理念促進學(xué)生的全面發(fā)展。