基于OBE 理念的Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革實(shí)踐探究

摘要：在工程教育認(rèn)證背景下針對(duì)目前高校程序設(shè)計(jì)課程在教學(xué)中出現(xiàn)的不足，進(jìn)行了以O(shè)BE為導(dǎo)向的、立足于工程認(rèn)證、培養(yǎng)具有解決復(fù)雜工程能力的人才為目標(biāo)的課程教學(xué)改革。以Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)為案例，進(jìn)行新的教學(xué)改革探索，對(duì)完善課程目標(biāo)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、更新教學(xué)模式、合理設(shè)置考核評(píng)價(jià)方法進(jìn)行分析和實(shí)踐。實(shí)踐結(jié)果表明，改革措施有效地提升了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：Java程序設(shè)計(jì)；OBE；工程認(rèn)證；教學(xué)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）17-0165-03 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID） ：

0 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，國(guó)家的教育改革也在不斷優(yōu)化創(chuàng)新，各高校對(duì)人才培養(yǎng)方案、教學(xué)過程和教學(xué)考核等方面的質(zhì)量要求越來越高。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中作為認(rèn)知主體的學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的地位，學(xué)生容易缺乏學(xué)習(xí)的興趣，也難以滿足企事業(yè)單位對(duì)人才的要求。因此，各高校尤其是理工科院校需要深化新工科建設(shè)，加快推進(jìn)教學(xué)改革，以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1981 年由Spady 等人提出成果導(dǎo)向教育（Outcome-based Education，簡(jiǎn)稱OBE，亦稱能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育）[1]，它倡導(dǎo)以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，以持續(xù)改進(jìn)為重點(diǎn)。OBE 是指教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果，OBE 理念提出要明確學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)體系和畢業(yè)要求，繼而反向確定專業(yè)課程體系設(shè)置及教學(xué)安排[2]。

Java 程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)類專業(yè)一門必修課程，Java語言是一種具有面向?qū)ο蟆踩?、可移植、與平臺(tái)無關(guān)、多線程等特性的語言。如果能將 OBE 理念融入Java 程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，以學(xué)生發(fā)展為中心，利用結(jié)果導(dǎo)向型教育，充分利用線上、線下教學(xué)優(yōu)勢(shì)，采用個(gè)性化的評(píng)價(jià)體系，有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高學(xué)生參與的實(shí)效性，從而提升學(xué)生的綜合個(gè)人能力。

本文基于OBE教育理念，以數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的Java 程序設(shè)計(jì)課程為例，探索教學(xué)改革，以期為工科專業(yè)開展新工科工程教育認(rèn)證提供一些參考。

1 課程教學(xué)目前存在的問題

1） 教學(xué)方式單一。傳統(tǒng)的Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)主要以教師為中心，圍繞教材的各個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)并按照設(shè)計(jì)好的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行講解，實(shí)驗(yàn)也是根據(jù)某個(gè)章節(jié)或知識(shí)點(diǎn)展開。教學(xué)過程中，教師通常會(huì)傳授Java知識(shí)點(diǎn)并演示相關(guān)示例程序，而學(xué)生則被動(dòng)地跟隨，師生缺乏足夠的互動(dòng)交流。這種被動(dòng)式教學(xué)模式有可能忽視了學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不夠高，也無法滿足他們個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求。在這種情況下，課堂上可能會(huì)出現(xiàn)學(xué)生走神或者使用手機(jī)等現(xiàn)象，學(xué)生的個(gè)性化需求和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)受到限制。

2） 教學(xué)反饋不及時(shí)。教學(xué)過程中教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況掌握不足，每學(xué)期只有一次評(píng)教活動(dòng)，另外缺少過程性考核機(jī)制和激勵(lì)性評(píng)價(jià)機(jī)制，沒有對(duì) Java 學(xué)習(xí)效果進(jìn)行及時(shí)的反饋和跟蹤，不能合理有效地反映課程學(xué)習(xí)效果[3]。

3） 缺乏綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)踐教學(xué)中，以往教學(xué)過程中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均是基于某一個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，較少有完整的 Java 應(yīng)用案例/ 項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，不利于學(xué)生對(duì) Java 知識(shí)的理解和掌握，不利于培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際問題能力，以及對(duì) Java 知識(shí)的整體融合性和系統(tǒng)性工程思維。沒能和現(xiàn)代行業(yè)企業(yè)對(duì) Java 軟件開發(fā)和測(cè)試人才的需求相結(jié)合，很難做到產(chǎn)學(xué)結(jié)合，導(dǎo)致與社會(huì)需求脫節(jié)。

4） 課程考核方式缺乏多元化。目前課程的考核方式主要采用平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)占比的方式，期末考核以紙質(zhì)試卷為主，這種方式偏重考查理論知識(shí)，缺乏多維度評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，無法全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，無法適應(yīng)“培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和協(xié)同能力”的課程目標(biāo)。

5） 缺乏課程思政教育。傳統(tǒng)的Java教學(xué)中以傳授知識(shí)為主，課程思政融入得較少。立德樹人是高等教育的根本任務(wù)，如何實(shí)現(xiàn)將思政教育與學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)既傳授專業(yè)知識(shí)又能立德樹人，是現(xiàn)代教育的一個(gè)重要方向。

這些問題是各高校程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)中共性問題，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生而言，新工科建設(shè)不僅要求學(xué)生具備計(jì)算思維能力、程序設(shè)計(jì)與開發(fā)能力，而且更強(qiáng)調(diào)學(xué)生具備創(chuàng)新能力和協(xié)同能力，如何調(diào)整適應(yīng)新工科發(fā)展需要的教學(xué)模式與方法仍是值得研究的重要問題。

2 教學(xué)改革措施

為了解決Java語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的上述問題，需要對(duì)教學(xué)理念進(jìn)行全面革新，而OBE理念可以助力解決上述問題。將成果導(dǎo)向作為整個(gè)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的根本原則，根據(jù)OBE理念從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、評(píng)價(jià)體系四個(gè)方面提出改進(jìn)措施。努力探索面向新工科人才培養(yǎng)的程序設(shè)計(jì)類教學(xué)改革，以期不斷改進(jìn)程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)具備實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和協(xié)同能力的高素質(zhì)復(fù)合型人才，滿足新工科對(duì)人才的需求。

2.1 課程目標(biāo)

本課程的總體目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的編程能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握J(rèn)ava基礎(chǔ)語法，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想，能夠利用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際生活問題，如能夠獨(dú)立或小組完成一個(gè)小型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。同時(shí)養(yǎng)成良好的編程風(fēng)格，具備自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，并樹立正確的人生觀、科學(xué)觀，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。Java程序設(shè)計(jì)課程目標(biāo)主要支撐畢業(yè)要求4個(gè)分解指標(biāo)點(diǎn)，如表1所示。

2.2 教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容方面，緊密圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，以職業(yè)崗位需求為導(dǎo)向，以能力培養(yǎng)為核心、以學(xué)生為主體、以素質(zhì)培養(yǎng)為本位的理念進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。引入OBE反向設(shè)計(jì)理念，從最終目標(biāo)出發(fā)，按照理論和實(shí)踐一體，以項(xiàng)目為主線、案例為主導(dǎo)組織教學(xué)內(nèi)容，每個(gè)教學(xué)任務(wù)都提供具體的實(shí)際項(xiàng)目案例。課程講授重點(diǎn)放在問題分析、模型構(gòu)建和算法設(shè)計(jì)方面，以此來培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、分析問題和解決問題的能力[4]。使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題解決中，提高其實(shí)踐與創(chuàng)新能力。通過分組合作的方式，鼓勵(lì)學(xué)生相互合作、共同學(xué)習(xí)和解決問題，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神[5]。

另外，在教學(xué)過程中，教師要落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，深度挖掘課程思政素材，將思政教育巧妙融入課程內(nèi)容，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)，豐富學(xué)識(shí)，增長(zhǎng)見識(shí)，從應(yīng)用實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)風(fēng)，以人為本、愛崗敬業(yè)的工匠精神，在吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀[6]。

2.3 線上線下混合式教學(xué)模式

在教學(xué)活動(dòng)中，根據(jù)課程需要靈活采用項(xiàng)目導(dǎo)向、案例教學(xué)、分組協(xié)作等多種教學(xué)方法?；贠BE 理念構(gòu)建以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的線上線下混合式教學(xué)模式，堅(jiān)持“教、學(xué)、做”一體化的方式組織教學(xué)。使教學(xué)活動(dòng)時(shí)刻緊貼教學(xué)目標(biāo)，成果產(chǎn)出伴隨整個(gè)教學(xué)過程[1]。教師應(yīng)提升混合教學(xué)設(shè)計(jì)能力，保障課程教學(xué)質(zhì)量[7]。將基于線上線下混合式教學(xué)模式劃分為4個(gè)階段：課前階段、課堂教學(xué)階段、課后階段，每個(gè)階段都需要教師和學(xué)生共同參與。

超星是一款電腦端網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，移動(dòng)端為學(xué)習(xí)通，提供了豐富的教學(xué)資源和各種教學(xué)管理功能，方便教師統(tǒng)計(jì)學(xué)生學(xué)情，了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，為線上教學(xué)提供了很多便利[8]。

課前，教師將教學(xué)相關(guān)資料上傳到超星教學(xué)平臺(tái)，包括課件、案例程序、推薦的課程視頻、試題庫(kù)等教學(xué)輔導(dǎo)資料，并明確教學(xué)內(nèi)容和要求，幫助學(xué)生完成預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。

課中，教師首先對(duì)上節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要回顧，明確本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，通過提問或其他方式，檢測(cè)課前預(yù)習(xí)效果，調(diào)整教授的內(nèi)容和深度。其次，教師采用案例和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，并在教學(xué)中融入思政元素。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，按照由淺入深，循序漸進(jìn)，突出教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，解答學(xué)生的問題，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力的提升。并讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)生之間可以互相討論，采取學(xué)生、師生互動(dòng)的方式進(jìn)行，如邀請(qǐng)同學(xué)進(jìn)行講解或分享，其他同學(xué)參與點(diǎn)評(píng)，教師對(duì)學(xué)生編寫的代碼進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和分析，梳理思路并給出正確答案。同時(shí)，教學(xué)過程中，教師可以發(fā)布隨堂課堂測(cè)試題目，根據(jù)學(xué)生答題情況適當(dāng)糾正、補(bǔ)充和答疑[9]。在線教學(xué)平臺(tái)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，教師可直觀地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)效果等數(shù)據(jù)。為教師做出教學(xué)改進(jìn)和教學(xué)決策而提供參考。一節(jié)課結(jié)束時(shí)，進(jìn)行課堂總結(jié)，布置課后作業(yè)，并引導(dǎo)對(duì)下一次課內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。

課后，學(xué)生完成實(shí)踐任務(wù)和測(cè)試，復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)內(nèi)容，可強(qiáng)化學(xué)生的編程技能[10]。教師及時(shí)批改學(xué)生作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和階段性檢測(cè)試題等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行總結(jié)并設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)策略，并將階段成績(jī)反饋給學(xué)生，對(duì)學(xué)生沒有掌握的內(nèi)容以及感興趣的進(jìn)階研究?jī)?nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，并進(jìn)一步指導(dǎo)。課后教師也可以利用QQ群和微信群與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)答疑，及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的問題。

2.4 改革考核評(píng)價(jià)方法

在新工科教育的背景下，Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題和創(chuàng)新能力。采用多元化的考核評(píng)價(jià)方式，兼顧過程性評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)成效評(píng)價(jià)，覆蓋了教學(xué)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。

理論課程總評(píng)成績(jī)=平時(shí)成績(jī)×20%+實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）成績(jī)×20%+期末閉卷考試成績(jī)×60%。平時(shí)成績(jī)由課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、學(xué)習(xí)筆記、線上學(xué)習(xí)與階段性測(cè)驗(yàn)等組成。實(shí)驗(yàn)成績(jī)由6次實(shí)驗(yàn)的完成情況來評(píng)定，考核指標(biāo)由實(shí)驗(yàn)報(bào)告、操作技能、動(dòng)作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等組成，可根據(jù)情況適當(dāng)增改考核指標(biāo)。期末成績(jī)按期末考試評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)百分制評(píng)分，總評(píng)按考核大綱給定比例折算。

實(shí)踐課程總評(píng)成績(jī)=平時(shí)成績(jī)×30%+期末考核成績(jī)×70%；平時(shí)成績(jī)由實(shí)踐過程、實(shí)踐分析、課堂表現(xiàn)、討論等組成。期末考核成績(jī)?yōu)槠谀╉?xiàng)目成績(jī)，期末項(xiàng)目評(píng)估包括兩個(gè)主要組成部分：項(xiàng)目報(bào)告和項(xiàng)目答辯。在項(xiàng)目報(bào)告中，學(xué)生獨(dú)立或小組完成一個(gè)Java程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目，并詳細(xì)呈現(xiàn)項(xiàng)目的目標(biāo)、實(shí)施過程、最終成果以及個(gè)人反思。這一部分的主要目的是評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。而在項(xiàng)目答辯環(huán)節(jié)，學(xué)生需要對(duì)項(xiàng)目的功能進(jìn)行展示，指出優(yōu)勢(shì)和不足之處，并回答教師和同學(xué)提出的問題。項(xiàng)目答辯旨在進(jìn)一步考查學(xué)生的表達(dá)和溝通能力，以及對(duì)項(xiàng)目的深入理解。

這種考核評(píng)價(jià)方式體現(xiàn)了OBE理念下的學(xué)習(xí)成果導(dǎo)向，全面考核學(xué)生的動(dòng)手能力、基礎(chǔ)理論和平時(shí)學(xué)習(xí)狀況。

2.5 課程目標(biāo)達(dá)成情況分析·

為促進(jìn)課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步支撐畢業(yè)要求，根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果改進(jìn)課程質(zhì)量和教學(xué)方法。教師應(yīng)根據(jù)課程性質(zhì)與特點(diǎn)，以學(xué)生實(shí)際情況為基準(zhǔn)確立階段性、層次性的課程目標(biāo)定位，并重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的評(píng)價(jià)與反饋，及時(shí)調(diào)整課程教學(xué)與考核方式，使課程目標(biāo)達(dá)成情況的分析涵蓋教育教學(xué)各項(xiàng)要素。從教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)兩個(gè)方面對(duì)于課程目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行原因分析與方法歸納，總結(jié)規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而對(duì)教學(xué)改進(jìn)方向起到指導(dǎo)作用。

3 結(jié)束語

程序類課程的教學(xué)不僅關(guān)注學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，還強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。在Java程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革和實(shí)踐中，以學(xué)生為中心的OBE 教育理念得以廣泛應(yīng)用。通過明確課程目標(biāo)、精心選擇教學(xué)內(nèi)容、采取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式、確定合適的課程考核方式以及深入分析課程目標(biāo)的達(dá)成情況，使學(xué)生的分析問題解決問題以及實(shí)際動(dòng)手能力得到了明顯的提高。

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【通聯(lián)編輯：王力】

基金項(xiàng)目：廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目——新工科“專創(chuàng)融合”的應(yīng)用型本科培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐（編號(hào)：2023JGA359） ；廣西科技師范學(xué)院校級(jí)本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目——新工科背景下程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)改革探索（編號(hào)：2022GKSYGA06）