基于OBE理念的程序设计类课程教学研究与实践

温秀梅 孟凡兴 高丽婷 付江龙

摘 要：针对高校计算机类和电子信息类专业程序设计类现状，以OBE教育理念为课程教学改革为指导原则，根据程序设计类课程教学目标，重新构建课程教学规范，反向设计课程活动与内容，鼓励学生协作学习，提高学生程序设计能力。

关键词：OBE;程序设计;反向设计;协作学习

中图分类号：G642

高级语言程序设计是高校大部分专业开设的一门学科教育基础课程，也是电子信息类和计算机类专业的一门重要的专业基础课程。本文以计算机类和电子信息类专业的程序设计类课程为研究对象，分析其存在的问题，探讨基于OBE理念的课程教学研究，充分发挥学生的主体作用，以期进一步提高教学质量。

1 目前程序设计类课程存在的问题

程序设计类课程包括结构化程序设计和面向对象程序设计类课程，均是实践性和应用性非常强的课程，通过该类课程要求学生养成良好的程序设计风格，建立程序设计的概念，掌握程序设计的技巧和方法，让学生建立编程思想，培养学生的逻辑思维能力，提高学生的创新能力和使用程序设计方法解决实际问题的能力，提高工作效率，为后续专业课程的学习和从事软件开发打下坚实的基础。

目前，程序设计类课程主要存在以下问题：（1）由于学生第一次上程序设计类课程，加之课程知识点多，语法较多，传统的教学方法大多按照相关的语法讲解，学生对语法部分不感兴趣，逐渐丧失学习兴趣，达不到教学要求。（2）部分教师对课程教学内容的把握和理解不够，没有把编程思想放在首位，不能为后续课程的学习打下坚实的基础。（3）学生上课听得懂，但是编程实践时就无法上手，调试程序时很难找到错误原因，调试程序的能力比较差，不能充分发挥实验教学的优势。（4）传统教学方法难以提高学生使用程序设计思想解决实际问题的能力。（5）网上教学资源比较多，但是目前网络课程资源不能很好服务不同层次的学生自主学习，有的在线课程没有按照“学生为中心”的理念设计，针对实际案例的比较少，部分案例不能激发学生的学习兴趣。

因此，必须运用灵活的方式手段改进程序设计类课程的传统教学方法，充分发挥学生的主体作用，增强学生的团队协作能力。

2 OBE理念

OBE（Outcomes Based Education）是指成果导向教育，是由美国首先提出来的，即教学设计及教学实施的目标是学生通过教育过程最后取得的学习成果。OBE强调学习成果，即希望学生取得什么样的成果，如何取得这些学习成果以及如何判断学生已经取得这些成果。而成果是学生最终取得的学习结果，是学生通过某一过程学习后所能达到的最大能力。成果导向教育衡量学生能做什么，而不是学生知道什么。清楚聚焦、扩大机会、提高期待和反向设计是OBE的四大实施原则。

清楚聚焦是指课程教学内容与教学设计要清楚地聚焦在学生最终的学习成果，教师使学生能够达成预期成果。扩大机会指充分考虑不同学生的个体差异，教师以弹性方式给学生提供个性化的时间和资源保障，以便达成学习成果。提高期待指教师对学生提出更高的要求标准，引导学生向更高标准努力，鼓励学生进行深度学习;反向设计是以最终学习成果为起点，从学生期望达成的高峰成果进行反推，开展教学活动过程中要不断增加难度，排除不太必要的知识点，来引导协助学生达成高峰成果。

3 基于OBE理念的课程教学设计与实践

3.1 基于MOOC的混合式教学模式设计

将课程要达到的目标提前告知学生，并且在实践过程中不断加大难度，以期达到顶峰成果。笔者在《Java程序设计》课程的教学过程中将理论课程教学分为三个阶段。

教师首先选择合适的MOOC资源（根据学生情况，不同内容可选择不同教师的MOOC资源，也可以把不同层次的MOOC资源推荐给不同的学生），该课程选择河北省首批立项建设的河北省高校精品在线开放课程《Java程序设计》，充分利用学生的课余时间和碎片化时间，课前给学生布置相应的自学任务，并告知每部分应该掌握的内容和应该达到的目标，引导学生学习，实现学生个性化的线上自主学习，学生在课前学习的同时配合相应的实验练习，加强对各知识点的理解，提高动手实践能力。

图1 学生在线测试结果在教师课堂面授过程中，不再采用传统的以教师为中心的教学方式，而是教师加以引导，以学生为中心，充分发挥学生的主体作用。首先教师通过MOOC平台查看学生的学习情况以及在线测试情况，学生的预习进度和效果如图1所示。针对学生预习过程中存在的实际情况在课上通过“雨课堂”有针对性地加以测试，更进一步了解学生的学习能力和进度情况。然后对课程内容进行简单串讲，通过实例强调重点和难点以及容易犯错的知识点，加深学生的理解。课堂留出一定的时间以便教师提出结合实际的相关问题，让学生探讨交流，提升学生用程序设计思维解决实际问题的能力。

教师给学生布置相应的课后习题，通过MOOC平台和其他软件教学平台，学生完成作业后，教师通过平台收集学生的练习数据信息，通过课后练习，巩固了课程内容，反映了学生的学习效果，教师可以判断学生是否达到了学习目标。根据平台的统计分析功能，教师可以及时调整课程的教學策略，形成实时、闭环的教学反馈机制。

3.2 强化编程实践，提高程序设计能力

为了进一步提高学生的程序设计能力，要求学生多读程序，多编写程序，多调试程序。尤其在实验课之前，要求学生提前根据程序要求，给出程序设计思路，并尽可能提前完成部分程序，实验课上根据学生的不同情况有针对性地提出更高的要求，如讲完循环之后要求学生求1到100的和，要求学生采用不同的循环方法求和，并注意初始条件，并在此基础上求出1到100的乘积，要求学生分析初始值的设定，最终结果变量数据类型的定义等，通过对比学生更能体会到初始值设定、数据类型表示的数据范围不同等相关知识点，提高实践能力的同时，加深了对知识点的掌握和理解。

3.3 项目驱动教学

结合学生实际情况，提前给学生布置不同的项目，如学生管理信息系统、图书管理信息系统等，让学生在课程的不同阶段思考项目中可能用到的相关技术，学生分成不同的小组，每个小组成员分工明确，团结协作，共同完成简单工程项目的设计任务，学生要认真完成从需求分析、概要设计、详细设计、编码阶段、软件测试到软件维护的各个阶段，通过不同小组之间的相互学习，相互探讨，切实增强学生的文档撰写能力、程序设计能力、分析解决问题的能力和团队协作能力。通过团队协作使学生之间的竞争转变为自我竞争，让学生持续挑战自己，使强者更强，同时也提升了学习弱者的能力。

3.4 多元化的教学考核和评价

教学评价设计主要包括学习过程考核、知识体系考核以及教学活动组织情况评价等多方面对教学效果进行评价。在MOOC环境下学习者大部分情况下都是进行自主学习，所以针对学习过程中的课堂测试情况以及学习者作品完成情况的学习过程性评价模块的设计就显得尤其重要，根据学习过程评价系统再进一步修改教学目标和调整教学内容。

积极探索混合式教学多样化考核方式的措施和改革思路，以便科学全面地评价学生的学习能力、学习积极性、学习过程和知识应用能力，逐渐改变单一的闭卷笔试，避免考试成绩与综合能力脱节的现象。逐渐采取基于开放式课程学习的多样化考试方式，以便适应以智慧学习为导向、以学生为中心、师生交流互动的教学改革模式，重点考查学生的综合能力，建立过程性评价与终结性评价相结合的多元化考核评价模式，有利于培养基础扎实、创新应用能力强的高水平人才。

本课程的成绩由平时成绩、线上学习成绩、期末成绩、课程设计成绩等多方面构成，避免了单一期末考试的不客观性，更加注重学习过程的全面跟踪。其线上学习综合成绩评价如图2所示，其中网上学习行为权重占60%，线上平时作业权重占40%。

利用MOOC网络平台，覆盖了课前、课中、课后的每一个数据采集环节，包括课程资源使用情况、师生互动情况、在线测试、课后习题等，由后台对学生的学习行为数据和学习轨迹进行全面记录，真实还原课堂的绝大多数教学过程，全面、客观地对学习情况及教学效果做出评价，并生成基于学生学习行为的反馈数据。从而辅助教师改进教学过程，帮助学生改进学习过程，切实提升了课程教学质量，有效促进了教与学评价体制的变革。

4 结语

笔者以OBE理念结合MOOC，对“Java语言程序设计”课程教学进行深入探索和实践，实践表明，基于OBE理念的程序设计类课程教学改善了传统授课方式存在的弊端，充分贯彻“学生为主，成果导向”的教育指导思想。通过教学实践有效调动了学生的创造性和主观能动性，提升了学生的程序设计能力和计算思维能力，持续改进了师资队伍、支撑条件、课程体系、学生的学习机会、教学过程和教学反馈评价等，有效提升了教学质量。

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