OBE教育模式下的C语言课程教学改革探索

李静 王宏伟

摘要：当前在非计算机专业的C语言课程教学过程中普遍存在下述问题，导致课程的教学效果不佳：（1）C语言语法规则多、逻辑抽象难以理解；（2）学生学习目标不明确，缺少积极性和自主性；（3）教师教学侧重理论讲授，对所有专业学生统一对待。为改善C语言教学现状，本文将OBE成果为导向的教育理念引入到C语言教学过程中，以本专业学生的最终学习成果作为起始点，对课程的教学过程进行反向设计，计划从课程讲授内容、教学方法、以及评价方式等方面对C语言课程的教学模式进行研究和改革探索。通过引入OBE教育模式，学生可以明确知道本课程学习的目标和成果，能够激发学生主动学习的积极性和兴趣，从而有效改进教学质量和教学效果。

关键字：OBE教育模式；C语言课程；教学改革；学习成果；反向设计

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）08-0112-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Exploration on the Teaching Reform of C Language Course under OBE Education Mode

LI Jing， WANG Hong-wei

（College of Computer Science and Technology， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300，China）

Abstract：At present， there are several problems in the teaching process of c language program course for non computer majors in colleges： （1） grammar rules are too much， and logical abstraction is hard to understand； （2） students lack learning targets and active； （3） teachers focus on theoretical teaching and give unified treatment to all students of various majors. Ultimately the teaching of C program is ineffective. In order to improve the C language teaching， this paper introduce the OBE results-oriented education concept into the process of C program teaching， to design the course from the final learning results of the students. This paper mainly studies and explores the teaching mode of C program course from the aspects of teaching content， teaching methods and evaluation methods. By introducing the OBE education model， students can clearly understand the objectives and outcomes of this course， which can stimulate students' interest and enthusiasm in active learning， so as to effectively improve the teaching quality and teaching effect.

Key words： OBE education model； C program course； teaching reform； outcomes of course； inverse design

1 引言

《C語言程序设计》是中国高校大多数理工类（非计算机）本科专业的计算机基础课，是全校重点基础课程之一，该课程处于非计算机专业计算机基础课程三个层次（大学计算机基础、计算机程序设计基础、计算机应用基础）中的第二层次，是一门理论和实践 要求都很高的课程。

目前在本课程的教学过程中存在一些问题，比如：1） 授课内容C语言是一门结构化的编程语言，具有语法规则多、逻辑结构过于抽象、不容易理解等特点[1]；2） 授课对象是刚入学的大学一年级本科生，他们普遍存在计算机基础知识匮乏、思维方式僵化、编程技巧难以掌握等问题；3） 授课教师普遍存在对所有专业、所有班级的学生一视同仁，没有个性化设计教学过程等问题。因此，学生对C语言程序设计这门课程的学习兴趣不高，独立编程和实际解决问题的能力较差，导致课程的教学效果不够理想。

OBE是成果导向教育[2，3]的简称，是Spady等人在1981年提出的，他们认为课程教学的目标是学生学习课程之后获得的学习成果。OBE教育理念认为，对课程的设计要以学生最终学习成果为出发点，反向推导得出学生的培养目标和毕业要求，然后再根据毕业要求设计本专业的课程体系。OBE强调的是“以学生为本、以成果为导向”，关注学生的学习效果以及综合能力的提高。

通过将“以输出成果为导向”的（Outcome Based Education，OBE）教育模式应用到《C语言程序设计》课程的教学过程中，可以有效培养学生计算思维方式、严谨的编程思想和动手能力，以及分析和解决实际问题的能力，为后续计算机应用与专业课程的学习打下扎实的理论和实践基础，从而增强学生专业岗位的适应能力和综合职业竞争能力。基于OBE的教学模式与基于内容的传统教学模式的区别如表1所示：

本文以中国民航大学机械电子工程专业的《C语言程序设计》课程为例，在课程教学过程中应用OBE教育模式，以课程学习的最终目标（学习成果）为出发点反向设计课程[4]，从课程教学的设计、实施和评价三个方面，对《C语言程序设计》课程进行教学模式改革，拟解决以下三个问题：1） 通过本课程的学习，学生要取得什么样的成果（目标产出）；2） 取得这些学习成果的途径，以及教师在教学过程中发挥的作用；3） 如何评价是否达到预先设定的学习目标。

2 《C语言程序设计》课程的学习成果

2.1 课程在机械电子工程专业中的地位

C语言是一门面向过程的高级程序设计语言，同时也具有低级程序设计语言的很多特点，适合编写应用软件、系统软件以及嵌入式程序，在单片机系统开发、工业控制系统设计、嵌入式系统开发、数据库系统开发、应用程序设计等领域有着非常广泛的应用。

在机械电子工程专业的课程体系中，《C语言程序设计》课程是后续计算机应用以及专业课程（如，计算机辅助设计与仿真、视觉测量、智能检测与控制、机电设备故障诊断等）的理论和实践基础，并对学生计算思维方式的养成、利用程序设计技术解决本专业实际问题能力的培养起到非常重要的作用。

2.2 机械电子工程专业C语言课程的学习成果

学生的预期学习成果是OBE模式的起点，即是教学活动的最终目标，也是开展教学活动的基础。通过分析《C语言程序设计》课程在专业体系中的作用，教师要明确学生学完课程之后应该具备的能力，并且引导学生把学习目标定位在这些预期学习成果上。

本文基于OBE教育理论，结合机械电子工程专业的培养目标和《C语言程序设计》课程在专业课程体系结构中的地位，提出本课程的学习成果为：1） 通过本课程的学习，促使学生具有严谨的编程思想，掌握模块化、结构化设计程序的方法，形成计算逻辑思维方式；2） 学生要具有较强的动手能力，分析和解决实际问题的能力，基本具备采用程序设计方法解决本专业实际应用问题的能力；3） 促使学生掌握自学能力、养成端正的学习态度，并形成良好的团队合作能力。

3 基于学习成果设计教学内容

OBE教学模式下，授课教师要根据课程的最终学习目标制定出适当的教学内容，而且不能简单按照章节划分知识点，而是根据实际应用合理规划课程内容和知识点，设计出明确、可实施的教学计划。

本文根据机械电子工程专业《C语言程序设计》课程的学习目标，把授课内容规划为五个教学模块：1） C语言基本操作，包括数据类型、运算符和表达式、输入输出操作；2） 控制结构，包括选择控制结构和循环控制结构；3） 模块化设计，包括函数、数组、指针；4） 复杂数据结构，包括字符串、指针和数组、结构体和共用体；5） 文件的操作。

本门课程理论和实践并重，在理论知识的讲授过程中，需要融入与实际问题相结合的程序例题[5]，加深学生对知识的理解和掌握，同时培养学生以程序设计方式分析和解决问题的能力。本文针对我校机械电子工程专业的培养目标，设计了与实际应用场景结合的教学实例，把C语言的相关知识点融入相应实例中，让理论知识得到实际理解和应用。

为了保障飞机的安全运行，需要对飞机进行持续适航管理，对飞机的各个部件和整体结构定期维修和保养，以保证飞机各部件的安全可靠性。本文根据此应用场景设计了一系列教学实例，具体内容如表2所示。

4 基于学习成果设计教学方法

4.1 混合式教学

随着计算机网络和大数据技术的飞速发展，教育领域出现了很多在线网络课程---MOOC（Massive Open Online Courses），这些开放课程的教学方式非常灵活，学习者可根据自身的情况自由安排学习时间和进度[6-7]。另外，教师还可以根据自己所授班级学生的培养目标，建设“小规模限制性在线课程”SPOC（Small Private Online Course）。

本课程基于哈尔滨工业大学苏小红教授主讲的《C语言程序设计精髓》，为我校机械电子工程专业学生创建了SPOC在线学习课程，安排每周的自学和练习内容， SPOC课程上包含六个功能模块：1） 公告，发布每周学习内容的预告和相关通知；2） 评分标准，公布本门课程成绩的评分标准；3） 课件，发布每周的学习课件；4） 测验与作业，发布每周的测验和练习作业题，由于学生对学习内容的掌握程度不同，本模块特意设置了不同难度和要求的题目，其中单元测验和单元作业要求所有同学都要完成并记入成绩，部分编程题和“练兵区”题目是自选题目，学生可以根据自身情况选择练习；5） 考试模块，可以进行期中、期末考试；6） 讨论区，学生可以在这个区域提出关于课程的疑问，老师或者其他同学都可以回答或者讨论。

4.2 发挥学生的主体作用

根据OBE教学模式的要求，应该转变传统教学模式下教师和学生在教学过程中的角色，要坚持以学生为中心、教师为指導的教学思想，调动学生的学习积极性， 针对每个学生不同的学习状态和个性特征，把过去的以教师讲授为中心、学生被动接受的教学模式，转变为启发学生、引导学生、鼓励学生的导向型教学模式。

本课程采用了“以学生为中心”的教学模式，具体教学流程如图1所示：1） 上课之前老师通过网络平台向学生发布问题；2） 学生收到问题之后自主预习相关知识，并进行小组分析讨论；3） 学生按小组总结归纳问题的解决方案；4） 上课时，学生带着自主设计的解决方案来到课堂，老师根据学生的解答情况进行总结讲授。在整个教学过程中，学生充分发挥了学习主体的作用，老师只是充当教学指导的角色，而且，这个过程也锻炼了学生团结协作和相互沟通的能力，提升了学生分析和解决问题的能力。

5 学习成果评价

在教学过程中，有效的考核评价以及反馈能够激励学生增加对学习的投入，从而提高学习的效果[8]。与传统教育模型下的总结性评价方式不同，OBE教育模式采用多元的形成性评价考核学生的学习成果，从而引导学生学会使用反思的方式进行学习，进而促使课程教学目标的实现。本课程是全校公共基础课，考核方式和评分办法是课程组统一规定的，成绩核算比例为：期末成绩*85%+平时成绩*15，本文只能设计平时成绩的给定方式。

本文为中国民航大学机械电子工程专业设计了平时学习表现的评价方式，具体评价方式及分值分配如表3所示。

6 总结

本文基于OBE教学模式，对机械电子工程专业的《C语言程序设计》课程教学改革进行了探讨，根据该专业学生的最终培养目标，对课程的教学内容、教学方法、评价方法等模块进行了反向设计，弥补了传统教学模式下教学过程的缺陷和不足，能够有效提高《C语言程序设计》课程的教学质量和学生的学习成果质量，能够满足工程教育认证的要求。

参考文献：

[1] 王军英，马红梅. C语言程序设计教学存在的问题与对策[J]. 教育理论与实践，2015（3）：63-64.

[2] 李志义. 成果导向的教学设计[J]. 中国大学教学，2015（3）：32-39.

[3] 李冶. 嵌入式专业方向基于OBE理念的C语言课程教学质量保障体系研究[J].信息与电脑，2017（3）：243-245.

[4] 孙霞，程宏斌. 基于OBE模式的C语言课程教学改革[J].宁波教育学院学报，2016（18）：15-18.

[5] 谭浩强. 研究计算思维，坚持面向应用[J]. 计算机教育，2012（21）：45-49，56.

[6] 姜洋，李俊生，王红，刘才华.大学计算机系统型混合式教学的探索与实践[J].计算机教育，2018（8）：143-146.

[7] 张鸽. 基于翻转课堂的任务驱动法教学模式研究[J].中国成人教育，2016（4）：110-112.

[8] 张俊超，李梦云. 过程性学习评价如何影响大学生学习投入及学习效果[J].高等工程教育研究，2015（6）：119-124.

【通联编辑：王力】