OBE 教育理念下高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的混合式教學(xué)改革探索

周濤 李春玲 鄧波 張燕

摘要：以成果為導(dǎo)向的高等工程教育認(rèn)證是目前大學(xué)教學(xué)改革的必然趨勢(shì)。深入探索和持續(xù)實(shí)踐以及如何完整地在工程教學(xué)中實(shí)施，是每個(gè)實(shí)施工程教育學(xué)校和教學(xué)人員必須認(rèn)真思考的問(wèn)題。同時(shí)，充分利用混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)OBE 教育理念具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：OBE 教育；成果導(dǎo)向教學(xué)；課程教學(xué)模式改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）06-0143-03

成果導(dǎo)向教育（Outcomes-based Education，簡(jiǎn)稱OBE）是高等教育中針對(duì)工程教育進(jìn)行教學(xué)改革的一種教學(xué)思想。OBE教育以學(xué)生獲取知識(shí)的應(yīng)用能力為培養(yǎng)目標(biāo)，以課程教學(xué)為過(guò)程的一種新的教學(xué)理念。OBE教育理念完全改變了過(guò)去以教師教學(xué)為主的教學(xué)模式，是目前全球工程教育認(rèn)證的核心理念。工程專業(yè)認(rèn)證的先行者，美國(guó)的工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)對(duì)這種教育方式已經(jīng)全面接受并認(rèn)可，并且將這種教育思想貫穿在整個(gè)工程教育的體系中，成為工程認(rèn)證執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)并廣泛推廣[1]。目前，我國(guó)對(duì)OBE的研究和應(yīng)用已經(jīng)在很多學(xué)校進(jìn)行教學(xué)改革和教育實(shí)施。如何深入地探索和持續(xù)的實(shí)踐，以及如何完整地在工程教學(xué)中實(shí)施，是擺在每個(gè)實(shí)施工程教育學(xué)校和教師面前的首要問(wèn)題。在此背景下，對(duì)OBE教學(xué)進(jìn)行深入研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 OBE 理念在本科生培養(yǎng)過(guò)程中的作用

如何通過(guò)課程教學(xué)的教育過(guò)程，讓學(xué)生經(jīng)過(guò)一個(gè)階段學(xué)習(xí)后獲得最大的知識(shí)和應(yīng)用能力，是OBE教育的核心，這種教育理念是傳統(tǒng)教育無(wú)法做到的一種先進(jìn)教育理念。傳統(tǒng)教育只能通過(guò)教師的課程教學(xué)，完成教學(xué)內(nèi)容，在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)的主體是教師，教師把教學(xué)內(nèi)容通過(guò)傳道授業(yè)的方式直接灌輸給學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)度和授課學(xué)時(shí)都受到學(xué)校的監(jiān)督和控制，教學(xué)效果只能從學(xué)生的試卷成績(jī)體現(xiàn)。學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)能否應(yīng)用于實(shí)際工作，并得到合理的使用，只能通過(guò)期末考試的測(cè)評(píng)和平時(shí)的考核成績(jī)來(lái)評(píng)定。而OBE教育的目標(biāo)、課程教學(xué)中課時(shí)的分配、教材內(nèi)容的編寫、教學(xué)教案的組織、教學(xué)效果的評(píng)價(jià)、畢業(yè)要求的設(shè)計(jì)等都必須在獲取成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而不是以期中或期末的考試成績(jī)?yōu)橐罁?jù)。判斷學(xué)生是否達(dá)到了該課程需要掌握的水平，達(dá)到了課程的教學(xué)目標(biāo)，只有通過(guò)教學(xué)評(píng)估才能充分地體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。如果在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，每一位學(xué)生都知道自己學(xué)習(xí)這門課程后能做什么，必須達(dá)到什么樣的水平和程度，有明確的目標(biāo)，學(xué)生才能以自己的學(xué)習(xí)能力為基點(diǎn)、以自己的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)進(jìn)度，逐步實(shí)現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。以學(xué)生為主體，教師為輔助，教師從每個(gè)學(xué)生的能力和基礎(chǔ)出發(fā)，幫助學(xué)生掌握該課程，在OBE 理念下的教學(xué)模式中，中心角色是學(xué)生，側(cè)重點(diǎn)是學(xué)習(xí)，學(xué)生屬于主動(dòng)要求學(xué)習(xí)[2]。

成果導(dǎo)向?qū)嵤┰瓌t是：教師必須清楚地闡述并致力于幫助學(xué)生發(fā)展知識(shí)、能力和境界，使他們能夠達(dá)到預(yù)期成果。清楚聚焦是OBE理念實(shí)施原則中最重要和最基本的原則[3]。課程設(shè)計(jì)與教學(xué)目標(biāo)要在大多數(shù)學(xué)生能夠理解的基礎(chǔ)上，充分考慮每個(gè)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和接受能力，以更加靈活的方式來(lái)配合學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)需求，制定具有挑戰(zhàn)性的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，以鼓勵(lì)學(xué)生中學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生掌握更深度的知識(shí)，這是教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。以終極目標(biāo)為導(dǎo)向的教學(xué)方式，要求教學(xué)中反向進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。如何實(shí)現(xiàn)OBE理念，僅以陜西理工大學(xué)理工科教育中的程序課程設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說(shuō)明。

2 高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中采用OBE 教育理念的可行性和優(yōu)越性

計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是指用于人與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信的語(yǔ)言。計(jì)算機(jī)不能識(shí)別人類交流的任何自然語(yǔ)言，計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別的語(yǔ)言是機(jī)器語(yǔ)言，機(jī)器語(yǔ)言由0 和1組成，也被稱為低級(jí)語(yǔ)言。不能直接被計(jì)算機(jī)識(shí)別而需要進(jìn)行編譯才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別的語(yǔ)言稱為高級(jí)語(yǔ)言，高級(jí)語(yǔ)言在應(yīng)用中分為面向過(guò)程語(yǔ)言和面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，高級(jí)語(yǔ)言在編寫中接近人類語(yǔ)言，人與計(jì)算機(jī)之間的信息交流是通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程是工科或部分理科學(xué)生使用計(jì)算機(jī)時(shí)所具備的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和過(guò)程控制的最基本工具之一。它是研究領(lǐng)域中以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)程序?yàn)閼?yīng)用和開(kāi)發(fā)工具的綜合能力體現(xiàn)，是專業(yè)課程應(yīng)用所具備的基本素質(zhì)之一。然而，很多學(xué)生對(duì)該課程看不懂學(xué)不會(huì)，如果用傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)，煩瑣的語(yǔ)言規(guī)則和語(yǔ)法讓學(xué)生的學(xué)習(xí)效果大打折扣，每學(xué)期結(jié)束后的考試?yán)蠋熀蛯W(xué)生都很苦惱。采用OBE教育理念下對(duì)高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革，能直觀地展示OBE教育理念的優(yōu)越性。

3 如何在高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)OBE 理念

要實(shí)現(xiàn)OBE教育理念，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)中必須遵循教學(xué)方向設(shè)計(jì)的原則。教學(xué)內(nèi)容首先要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)制定適合本專業(yè)的課程教學(xué)大綱，授課教師依據(jù)教學(xué)大綱制定相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容，如圖1所示。在制定的教學(xué)大綱中，要充分體現(xiàn)該課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)和課程目標(biāo)。目前，各個(gè)學(xué)校對(duì)開(kāi)設(shè)的高級(jí)語(yǔ)言課程多種多樣，有Python 程序設(shè)計(jì)、Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等。陜西理工大學(xué)為非計(jì)算機(jī)專業(yè)工科生開(kāi)設(shè)的編程語(yǔ)言課主要是C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。在教學(xué)過(guò)程中，教師面臨著學(xué)生零基礎(chǔ)，課程學(xué)習(xí)內(nèi)容多，課程學(xué)時(shí)少，學(xué)生畏難情緒較高等不利因素。如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，是每個(gè)教師需要思考的首要問(wèn)題。教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上可以采用先整體后語(yǔ)句的方式進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生對(duì)該課程的內(nèi)容有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)方式上，首先要讓學(xué)生有學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生對(duì)該課程的興趣學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的動(dòng)力。例如：可以讓學(xué)生在固定的框架下編寫簡(jiǎn)單的3～5行程序，讓學(xué)生獲得成就感，逐步引導(dǎo)學(xué)生編寫復(fù)雜的程序。然后以能力值為基數(shù)，以每天進(jìn)步的努力值為參數(shù)，通過(guò)編程，讓學(xué)生看到一年后通過(guò)努力的遞增值和不努力的衰退值。通過(guò)這樣的例子，既幫助學(xué)生理解了“學(xué)如逆水行舟，不進(jìn)則退”的道理，同時(shí)也提升了他們的學(xué)習(xí)興趣。以程序應(yīng)用實(shí)例為導(dǎo)向、以教學(xué)內(nèi)容和活動(dòng)為載體，可實(shí)現(xiàn)事半功倍的效果。

4 基于OBE 教育理念的高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的線上線下混合式教學(xué)的教學(xué)實(shí)施

高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的混合式教學(xué)體系在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中所達(dá)到的效果是傳統(tǒng)的授課方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的教學(xué)模式只能讓學(xué)生跟隨教師的思維學(xué)習(xí)和分析，這種學(xué)習(xí)模式對(duì)學(xué)生的思維局限很大，理論灌輸式教學(xué)法依舊是高等院校教育教學(xué)中普遍運(yùn)用的方法[4]。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅僅局限于課堂，可以通過(guò)手機(jī)、個(gè)人電腦等終端設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師也可以利用中國(guó)大學(xué)的MOOC、超星學(xué)習(xí)通、智慧樹等眾多的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行理論課教學(xué)，同時(shí)利用PTA程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)等教學(xué)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)優(yōu)質(zhì)的課程資源，開(kāi)展線上線下互為補(bǔ)充的混合式教學(xué)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，彌補(bǔ)教師教學(xué)中的不足，發(fā)揮新教學(xué)體系的優(yōu)勢(shì)。在教學(xué)前，讓學(xué)生認(rèn)真做好課前預(yù)習(xí)，將課程中的學(xué)習(xí)內(nèi)容提前了解，對(duì)不懂或一知半解的內(nèi)容提前記錄下來(lái)，這樣，教師在講課過(guò)程中做到有的放矢，事半功倍。對(duì)于不同專業(yè)的學(xué)生，教師把課程內(nèi)容與專業(yè)課程內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，使得教學(xué)內(nèi)容有血有肉、生動(dòng)活潑。對(duì)于某些知識(shí)點(diǎn)，教師采用了翻轉(zhuǎn)課堂的形式，讓學(xué)生通過(guò)自己的理解進(jìn)行講解，教師對(duì)學(xué)生講解內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出學(xué)習(xí)內(nèi)容中的不足之處，然后讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師在課后進(jìn)行輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)具有針對(duì)性，對(duì)于基礎(chǔ)差的學(xué)生，應(yīng)從最簡(jiǎn)單的內(nèi)容著手，對(duì)于基礎(chǔ)好的同學(xué)，盡力擴(kuò)展知識(shí)面，將最新的課程應(yīng)用展現(xiàn)給他們，提升教學(xué)效果。陜西理工大學(xué)高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)在下面5個(gè)方面：1）根據(jù)老師下發(fā)的資料進(jìn)行自主預(yù)習(xí)；2）教師針對(duì)發(fā)布的內(nèi)容進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，掌握學(xué)生預(yù)習(xí)效果；3）總結(jié)課堂要點(diǎn)并進(jìn)行課后實(shí)踐;4）課堂提問(wèn)與答疑，做到當(dāng)天問(wèn)題當(dāng)天解決；5）對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)歸納和講解。

5 OBE 理念在陜西理工大學(xué)教學(xué)中的實(shí)施效果

陜西理工大學(xué)從2018年開(kāi)始進(jìn)行工程教育專業(yè)認(rèn)證，已經(jīng)認(rèn)證通過(guò)的專業(yè)有機(jī)械制造和材料工程類的部分專業(yè)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，根據(jù)工程認(rèn)證的要求，對(duì)該課程主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行了改革。

5.1 確定學(xué)習(xí)目標(biāo)

要求學(xué)生學(xué)習(xí)后達(dá)到以下兩個(gè)方面的能力。

1）問(wèn)題分析能力：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。

2）使用現(xiàn)代工具：能夠針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題，開(kāi)發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的預(yù)測(cè)與模擬，并能夠理解其局限性[5]。

5.2 制定教學(xué)策略

在教學(xué)過(guò)程中，采用了反轉(zhuǎn)式教學(xué)方法。課前對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，4～6人分一個(gè)教學(xué)小組，對(duì)每一個(gè)小組發(fā)放本節(jié)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，講課學(xué)生由教師任意指定，學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)講完后，對(duì)講課小組人員現(xiàn)場(chǎng)計(jì)分。教師在課后總結(jié)時(shí)，以問(wèn)題為導(dǎo)向，提出問(wèn)題，讓學(xué)生課后思考和查閱資料。上機(jī)實(shí)驗(yàn)部分采用多級(jí)題庫(kù)，以個(gè)性化教學(xué)方式滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，認(rèn)真記錄每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，針對(duì)不同學(xué)生的基礎(chǔ)和進(jìn)度、理解能力，為每一位學(xué)生設(shè)置個(gè)性化發(fā)展方案。

5.3 改變考核方式

在沒(méi)有實(shí)施改革之前，一直采用期中、期末考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)合成的方式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考評(píng)，教師為了通過(guò)率，往往是考前劃重點(diǎn)，出模擬題。學(xué)生為了通過(guò)考試，對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容死記硬背。改革后，修改了教學(xué)大綱，將成績(jī)按照專業(yè)的課程需求目標(biāo)進(jìn)行分割，以課程達(dá)標(biāo)目標(biāo)為依據(jù)。在考核過(guò)程中，添加了作業(yè)、綜合測(cè)試、課堂提問(wèn)和反轉(zhuǎn)課堂中學(xué)生對(duì)程序的分析等多項(xiàng)內(nèi)容。特別是在學(xué)生的上機(jī)操作中，可以直接對(duì)學(xué)生的操作能力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定，這樣能真實(shí)地反映學(xué)生對(duì)該課程的掌握程度。

學(xué)生對(duì)該課程的達(dá)標(biāo)情況統(tǒng)計(jì)如下：2019至2020 學(xué)年第二學(xué)期共有47個(gè)教學(xué)班，1168名學(xué)生高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程全部完成教學(xué)。其中及格率在90% 以上的有28個(gè)班，占比60%。及格率在80%～89%的有14個(gè)班，占比29%。及格率小于80%的有5個(gè)班，占比11%；2020至2021學(xué)年第二學(xué)期共有51個(gè)班，1428名學(xué)生高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程完成教學(xué)，其中及格率在90%的有33個(gè)班，占比65%。

及格率在79%～89%有14個(gè)班級(jí)，占比27%，及格率小于79%的有4個(gè)班，占比8%。2021至2022學(xué)年第二學(xué)期共有48個(gè)班，1344名學(xué)生高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程全部完成教學(xué)，其中及格率在90%以上的有34個(gè)班，占比71%。及格率在79%～89%有12個(gè)班級(jí)，占比25%，及格率低于79% 的只有2 個(gè)班，占比4%。通過(guò)教學(xué)改革后，學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)方法有所提高，掌握了適合個(gè)人的學(xué)習(xí)方法，結(jié)合個(gè)人的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，學(xué)生的達(dá)標(biāo)程度逐年提高。

6 存在的問(wèn)題及今后教學(xué)需要改進(jìn)的措施

6.1存在的問(wèn)題

充足的教學(xué)時(shí)間和持續(xù)不斷的教學(xué)跟蹤是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵。陜西理工大學(xué)在教學(xué)安排中，對(duì)該課程的教學(xué)安排是32+18 專業(yè)的學(xué)時(shí)，在教學(xué)時(shí)間內(nèi)，無(wú)論是計(jì)算機(jī)專業(yè)還是非計(jì)算機(jī)學(xué)生，熟練地運(yùn)用該課程的知識(shí)，僅僅依靠課時(shí)內(nèi)的教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)的要求。因此，線上教學(xué)和長(zhǎng)期的跟蹤輔導(dǎo)是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的有效保障。

6.2改進(jìn)的措施

繼續(xù)推進(jìn)混合式教學(xué)模式，認(rèn)真做好課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的監(jiān)管和檢查，才能保證上課質(zhì)量。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)線上教學(xué)環(huán)節(jié)的考核力度，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅僅局限于課堂，而是延伸到課堂之外。

以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的編程興趣。學(xué)生在大學(xué)一年級(jí)完成課程內(nèi)容后，通過(guò)工程項(xiàng)目，加深課程教學(xué)的深度和廣度，保持與學(xué)生的持續(xù)聯(lián)系，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)傳、幫、帶的方式，讓高年級(jí)的學(xué)生帶動(dòng)低年級(jí)學(xué)生。

以教研室為單位，積極有效地開(kāi)展教學(xué)法活動(dòng)，教師之間多交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，推廣好的教學(xué)方法。

OBE教育理念的執(zhí)行陜西理工大學(xué)和全國(guó)范圍內(nèi)在探索中進(jìn)行，教學(xué)法的討論和研究是教學(xué)改革不斷進(jìn)步的保障。積極探索和嘗試學(xué)生喜歡且容易接受的教學(xué)方法，積極開(kāi)展教學(xué)法活動(dòng)以持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量是提高教學(xué)質(zhì)量的最有效途徑。

7 結(jié)束語(yǔ)

OBE教育理念的混合式課程改革對(duì)教學(xué)質(zhì)量提升促進(jìn)較大。在教學(xué)過(guò)程中，轉(zhuǎn)變教育觀念，合理使用教學(xué)手段，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生成為教學(xué)的主體，才能夠讓學(xué)生獲得更多的知識(shí)。目前陜西理工大學(xué)的機(jī)械自動(dòng)化、材料等專業(yè)已經(jīng)通過(guò)了專業(yè)工程認(rèn)證。線上教學(xué)延伸了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的深度和廣度，為陜西理工大學(xué)高等工程教育更好地適應(yīng)國(guó)家人才培養(yǎng)和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，為社會(huì)培養(yǎng)更多的應(yīng)用型人才。

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