基于OBE理念的計算機專業(yè)項目實踐課程設計

李佳芮 彭玉蘭 補沖

摘要：為了適應國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展對新工科人才需求，文章計算機專業(yè)項目實踐課程以游戲開發(fā)為主題，基于OBE（Outcomes-based Education）理念設置項目課題，將課程分為前期、中期、后期三個階段，在每個階段中強調(diào)培養(yǎng)學生的不同能力，從而培養(yǎng)出具有創(chuàng)新、獨立思考、溝通合作等多種能力的學生。經(jīng)過一學期課程建設后，學生反響良好，也驗證了基于OBE理念對計算機專業(yè)項目實踐課程進行設計能提高課題教學效果。

關鍵詞：OBE理念；項目設計；課程設計

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）06-0135-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

隨著科技高速發(fā)展，國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展的需求也在發(fā)生著翻天覆地的變化。自2017年開始，教育部便號召各高校積極響應并完成新工科的建設。新工科概念提出以來，培養(yǎng)新工科人才成為各高校目前主要面臨的問題。相對于傳統(tǒng)工科人才而言，新工科人才不只側(cè)重于知識層面的理解與掌握，更著重打破傳統(tǒng)對工科生的刻板印象，培養(yǎng)創(chuàng)新、合作、協(xié)調(diào)、溝通等方面的能力。這與以學生為本為核心的OBE（Outcomes-based Education）理念高度契合，OBE理念是指以成果為導向的教育理念[1]，近年來被廣泛用于國內(nèi)外教學改革當中。賈勇[2]基于OBE理論對項目實踐教學的實施方法上進行了一系列研究。針對我國應用型人才培養(yǎng)存在的問題，鳳權(quán)[3]利用OBE理念進行應用型人才培養(yǎng)模式的研究。吳秋鳳等[4]利用OBE理念來指導完成高等工程類專業(yè)教學改革，強調(diào)“以學生為中心”的教學理念從而進行反向的教學設計。針對傳統(tǒng)C程序設計課程存在的諸多問題，劉杰等[5]利用OBE理念進行教學改革從而保證了教學過程，提高教學效果。如何對現(xiàn)有工科專業(yè)進行教學改革從而培養(yǎng)出國家戰(zhàn)略和發(fā)展區(qū)域所需的新工科人才是目前新工科課程教學改革的要點。

1項目實踐課程概述

項目實踐課程是各高校計算機專業(yè)必修課，相比于其他課程來說，更加偏向?qū)η爸谜n程中涉及理論知識的應用。為了迎合國家戰(zhàn)略對新工科人才需求，需要針對各年級各專業(yè)學生設計出能重點培養(yǎng)綜合素質(zhì)能力的課程。傳統(tǒng)項目實踐課程中，學生對課程目標理解不足，從而缺乏主動思考和自我創(chuàng)新能力。初步的研究調(diào)研表明，相比于軟件開發(fā)領域，計算機專業(yè)學生對游戲開發(fā)更感興趣，因此本次教改基于OBE理念，強調(diào)以學生為中心，以項目為導向，利用游戲在學生心中的地位，充分調(diào)動學生在項目實踐中的積極性。

游戲是現(xiàn)代大學生離不開的話題，游戲開發(fā)需要接觸可操作的游戲?qū)ο螅远x動畫實現(xiàn)，多種精美的場景切換等，相比于傳統(tǒng)項目開發(fā)流水化的開發(fā)模式，游戲開發(fā)在視覺上更吸引學生，因此提到游戲開發(fā)更能提高大部分學生興趣，促進教學與項目實踐相結(jié)合，從而提高教學效果。目前游戲開發(fā)引擎主要有cocos、unity引擎 、虛幻引擎（Unreal Engine 4）等，不同引擎使用的語言和側(cè)重點有所區(qū)別。cocos主要面向2D游戲開發(fā)，使用Javascript或者TypeScript語言開發(fā)；unity主要面向3D游戲開發(fā)，主要使用C#語言開發(fā)；虛幻引擎主要面向3A（高成本、高體量、高質(zhì)量）游戲開發(fā)，主要使用C++語言開發(fā)。考慮學生現(xiàn)有的硬件設備和前置課程語言基礎，以及引擎本身的擴展性，本門項目實踐主要選用unity引擎進行課堂教學。

在這過程中，除了要求培養(yǎng)學生對知識理解和應用的能力，還需要培養(yǎng)學生具備創(chuàng)新、獨立思考、溝通合作等多種能力，也對教師在課程設計中提出了更高的要求。教師要從學生角度出發(fā)，以學生為中心，設計出學生更感興趣，參與度更高的項目實踐課堂?；谏鲜隼砟?，利用計算機專業(yè)學生對游戲的興趣，設計了以游戲開發(fā)為背景的項目實踐課題。項目實踐課程設計的目的在于，讓學生設計并開發(fā)出關于游戲的項目，一方面提升了計算機專業(yè)學生項目實踐能力，一方面擴展了學生對于知識的綜合運用。此外，學生在課堂中的設計作品還可推薦到學科競賽中，從而達到以賽促教的效果。

2 計算機專業(yè)項目實踐課程設計內(nèi)容

2.1 總體思路

游戲開發(fā)是一項涉及設計、編程、美術(shù)等綜合能力的實踐項目，需要學生在課程中體驗式學習才能掌握整個流程。但對于部分計算機專業(yè)學生來說，C#程序設計，unity引擎基礎等前置課程并沒有得到系統(tǒng)化地學習。故一開始即使學生興趣很大，也會被諸多門檻給限制。針對該問題，需要教師在課程設計中安排含有特定知識點的項目，以項目為導向，讓學生掌握游戲開發(fā)基礎，在此前提下才能讓學生利用所學知識做出自己的作品。

課程整體分為前期、中期和后期三個階段，如表1所示。在課程前期主要設置C#語言基礎和Unity引擎等基礎課程。一方面，對于程序設計語言而言，高年級學生已經(jīng)學過多門高級語言，所以即使前置課程中沒有專門開設C#語言，同學也可自行將前置高級語言學習經(jīng)驗遷移到這門課程當中，因此采用課前自主學習形式，學生需自行翻閱代碼手冊學習C#語言，并且在課程中通過布置編程習題的方式，讓學生們對C#語法有初步的基礎運用。另一方面，對于游戲引擎的使用，通過課程中示范“飛機大戰(zhàn)”“AR圖書”等基礎案例，使得學生們在跟做的過程中學習unity引擎基本操作，以及掌握unity引擎中碰撞系統(tǒng)、動畫、UI等知識體系內(nèi)容。

在課程的中期，需要布置綜合性實驗，在基礎實驗上增設新的需求，或者布置新的實驗，讓學生自行分組完成，比如完成一個完整的“飛機大戰(zhàn)”游戲，“紙鋼琴”等。在這個過程中，教師不再要求學生邊學邊做，而應以啟發(fā)思路為主，將關鍵步驟為同學們梳理好，讓學生自行完成。目的讓學生熟悉翻找并且運用unity手冊，通過廣闊的資料中精準找到自己所需的內(nèi)容，從而培養(yǎng)學生勇于面對問題的心態(tài)，學會正確運用、高效的方式解決問題。

在課程的后期，需要增設創(chuàng)新實驗，這部分需求可由學生自行提出或者來源教師項目課題，根據(jù)學生自主意愿，再次組成小組，讓學生自行準備素材，合作完成。在這個過程中教師要以把握方向為主，實時掌握學生作品的總體方向，評估學生目標作品的技術(shù)可行性，為學生做好向?qū)?，從而培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計能力。

2.2 基于OBE理念的項目實踐課程關鍵

基于OBE理念的項目實踐課程關鍵在于設計多元化的項目實踐活動，打破傳統(tǒng)單一教授模式，以項目為導向，使得學生能夠?qū)W習和運用課程知識體系內(nèi)容的同時，利用游戲開發(fā)項目充分調(diào)動學生興趣點和自主學習積極性。

根據(jù)課程總體思路將項目實踐課程分為前期、中期、后期三個階段，在課程前期主要強調(diào)學生對C#語言和unity引擎的基礎使用，在這個過程中，教師需要根據(jù)學生自身能力，專業(yè)前置課程安排，以及項目實踐課程中的重難點設計出對應習題和基礎項目案例。教學資源主要來源于網(wǎng)絡上公開的代碼手冊，對于計算機專業(yè)的學生來說，學會正確使用在線資源以及運用代碼手冊是一項必不可少的技能。教師需要在最開始設計難度適宜的實驗，讓學生在心理上接受這門課程。此外，在課程前期要讓學生了解并接受本門項目實踐課程的最終目標，以此為基礎設計課程主題內(nèi)容、課后調(diào)研以及課堂分享與討論。在課程前期階段基于OBE理念，以項目為導向充分激發(fā)出學生的興趣，從而調(diào)動學生在課堂中整體的積極性。

課程中期強調(diào)學生在基礎知識理解之上，自主完成新的需求任務。在這個過程中，教師不再花大量時間對知識進行講解，而是應該以實際案例為背景，讓學生查閱在線資料從而解決對應問題。為了讓學生之間相互督促，可以采用分組的形式，讓學生以小組形式去完成某個具體半開放課題或者解決新的需求。學生在團隊合作中，除了可相互探討問題外，因?qū)W生間有個體能力的差異，對知識理解較弱的學生可向同組能力較強成員請教，這樣能解決教師指導多位學生需要花費大量課堂時間的問題。另外，對于部分性格內(nèi)向同學來說，問題的內(nèi)部解決會使其心理負擔更小。課程中期的設計理念優(yōu)勢在于對知識快速理解的學生能夠帶動對知識理解較慢的同學的效果，學生以小組形式進行開發(fā)會比單獨完成更加高效。

課程后期強調(diào)的是培養(yǎng)學生創(chuàng)新、獨立思考和溝通合作能力。在這個過程中，課題來源學生自主設計或教師項目課題，學生可以根據(jù)興趣自行選題并且組隊。為了防止最后期末作品的良莠不齊，經(jīng)過課程前期和中期兩個階段，教師也對班級學生的能力有了大概的認識，所以在分組上教師可以根據(jù)需要選出優(yōu)秀學員，為學生分組提出建議，每組成員最好是由優(yōu)秀、一般、較差三類同學組成。另外，因為項目以游戲開發(fā)為主，好的作品離不開內(nèi)部編程邏輯以及外部界面美觀程度，編程和素材都需要自行準備，所以每組成員還要根據(jù)自己的長處進行合理分工，力求每組都能有編程和素材擔當。相較于中期的半開放問題，這個階段的項目實踐安排應該是全開放問題。所以要求教師在發(fā)布命題之時，評估出該命題的技術(shù)可行性，以及對應需求難易程度，難易程度需適中，需要在學生的知識儲備基礎上，略微提出一些進階的需求。另外，除了引導學生總體開發(fā)方向之外，還應該利用期末課程分數(shù)或者比賽等外部力量激勵同學的開發(fā)熱情。學生通過小組合作的形式，在共同解決開放性問題上，學會了要用更積極的態(tài)度面對問題、獨立思考以及團隊中溝通表達的能力。

3 實踐過程問題及解決方法

基于OBE理念的項目實踐課程設計在實踐中會碰到學生容易被失敗勸退，在創(chuàng)新項目中查閱資料受阻等問題，教師需要在過程中控制好整體創(chuàng)新性項目的難度，在適當?shù)臅r候為學生指出正確的解決方法，或者提供解題思路。另外，教師需要在之前課程實踐設置當中就要安排解題的思路，讓學生在跟著做的時候，不僅學會如何解決這一類問題的方法，同時要讓學生學會正確利用互聯(lián)網(wǎng)資源查找并解決好問題。為了防止學生在過程中產(chǎn)生放棄的心理，在前期、中期、后期的實驗設置當中要由淺至深逐步過渡，并且前后實驗要彼此之間有所關聯(lián)，不能獨立存在，要讓學生學會舉一反三，在后續(xù)的創(chuàng)新型實驗中都能解決好這一系列的問題。

另外，教師需要在課堂中設置諸如加分等獎勵環(huán)節(jié)，充分調(diào)動學生的積極主動性，讓學生在快樂興趣中掌握知識以及解決問題的方法。教師還應該觀察班級中積極主動、能力強的學生，以此為依據(jù)，在分組中合理分配好人員，起到學生互助的作用。

4 教學效果

本文以2022年春季學期計算機專業(yè)大三開設的工程項目實踐為載體進行實驗。經(jīng)過一學期課程后，有同學表示：“該課程項目內(nèi)容十分有趣，每當解決完一個需求時，非常有成就感，未來想繼續(xù)深入研究?！币灿型瑢W表示：“經(jīng)常被同組成員思路折服，小組共同合作開發(fā)一款作品這個過程十分有趣，加深了同學之間的友情?！?/p>

基于OBE理念的項目實際課程設計，根據(jù)學生的實際情況設計的基礎實驗、綜合實驗、創(chuàng)新實驗，在知識體系內(nèi)容上逐步加深，并且環(huán)環(huán)相扣，以項目為導向，讓學生在項目實踐過程中逐步構(gòu)建出自己的知識體系。除此之外，該理念更加強調(diào)學生的參與度，從而讓學生在完成項目開發(fā)的過程中，不僅掌握了知識層面的理解，更進一步學會將經(jīng)驗遷移至新的領域，以及高效快速的解決問題，真正做到“博觀而取約，厚積而薄發(fā)”。最后，該理念能夠有效提高學生在團隊合作中的溝通交流能力，從而達到培養(yǎng)新工科人才所需創(chuàng)新、獨立思考、合作溝通交流等綜合素質(zhì)能力的目的。

5 總結(jié)

本文以計算機專業(yè)項目實踐課程為背景，基于OBE理念進行教學設計，針對傳統(tǒng)項目實踐課程中學生學習目標不清晰、自身學習動力不足等問題，以游戲開發(fā)項目為導向，將課程分為前期、中期、后期三個階段。在每個階段中利用從不同項目實驗，從簡單到較難的項目過渡，從封閉問題向半開放再到全開放問題過渡。學生通過不同的項目實踐中加深對知識體系的理解，另外，利用多元化的教學模式讓學生體驗式地參與開發(fā)，讓每位學生在小組合作中都能有所奉獻，找到自己的定位。利用項目來鍛煉學生的綜合能力，參與開發(fā)的學生通過完成項目找到自信。本門課程不只強調(diào)的學生在知識層面的理解，更注重的是對學生創(chuàng)新、獨立思考、合作溝通等綜合能力的培養(yǎng)，具備這些綜合實力對于學生而言，在后置課程的學習，以及今后步入社會也大有裨益。經(jīng)過一學期的教學實踐，根據(jù)收集的作品質(zhì)量和對學生的初步調(diào)研也驗證基于OBE理念的項目實踐課程對教學效果有顯著提高。

參考文獻：

[1] 姜波.OBE：以結(jié)果為基礎的教育[J].外國教育研究，2003，30（3）：35-37.

[2] 賈勇.基于OBE理論的項目實踐教學的實施方法研究[J].電腦知識與技術(shù)，2021，17（34）：246-247，267.

[3] 鳳權(quán).OBE教育模式下應用型人才培養(yǎng)的研究[J].安徽工程大學學報，2016，31（3）：81-85，95.

[4] 吳秋鳳，李洪俠，沈楊.基于OBE視角的高等工程類專業(yè)教學改革研究[J].教育探索，2016（5）：97-100.

[5] 劉杰，趙永強，劉晉鋼.基于OBE理念的“C程序設計”課程教學改革與探索[J].教育理論與實踐，2022，42（3）：61-63.

【通聯(lián)編輯：光文玲】