OBE视域下的程序设计类公共课实验教学研究

冯希叶 闫乐林 许美慧 高强 黄秀清 卢玉强

【摘要】信息技术时代，培养计算机应用型创新人才成为信息时代下的新要求。针对当前高校计算机程序类公共课实验教学现状，以学生为中心，以OBE为导向，从教学理念、教学方法等方面进行研究并改革，对于学生的计算思维能力的提升有着十分重要的作用，同时也能其形成创新意识，有效锻炼和培养学生通过信息技术解决问题的能力。

【关键词】OBE;计算思维;实验教学

程序设计类公共课的开设，目的是让学生通过学习掌握计算机程序设计的技能，并运用该项技能去解决遇到的实际问题。所以，为了提高程序设计类公共课的教学效果，应当依据当前的教学现状，以及OBE教育理念，明确当前教学的诸多问题，进而制定出相应的解决措施，将产出作为实际导向，让教学取得良好的成果。

一、前言

对于OBE的理解，简单来说是将学生接受教育后获得的学习成果，作为教学设计和实施的初衷和目的[1]。成果特指学生在一个时间段中获得的学习结果，是学生通过某一阶段学习后所能达到的最大能力。因此基于OBE教育理念，为使非计算机专业学生在较短时间内提高编程能力和创新协作能力、最终实现计算思维能力的培养目标，因此，教学改革工作的开展，可以在实验教学内容、方法，以及评价体系等环节中进行着手。

二、实验教学改革

（一）计算思维能力的培养

当今时代，对非计算机专业的学生在计算机知识和能力方面的要求越来越高，要求学生具备计算思维能力，同时这也是社会发展下，学校人才培养新的目标和任务。计算机思维实际上是一种思维活动，借助计算机科学技术去解决实际问题。

（二）实验教学内容改革

以近年来的热门编程语言《Python程序设计》为例，本身的课程特点就是轻语法、重功能，具有丰富的第三方库，Python的计算生态圈数以亿计[2]。如果在设计实验任务时就针对少数固定的几个函数，那学生的思维就大大受限，得不到拓展。所以这对教师重构实验内容时提出了更高的要求，在设计任务时既不能脱离课堂理论，又要高于课堂理论。具体的实验任务可与不同的专业进行关联，这样学生在实验中就不会觉得枯燥乏味，又实现了实验内容与专业方向兼容，让学生既明白了学习计算机的重要性，又大大提高学习效果。

以物理相关的非计算机专业学生为例，在为其设计实验任务时关注其专业特点，设计与物理专业相关的计算机编程实验。例如通过编程实现温度转换来让学生掌握Python基本语法;通过编程实现绘制物理曲线如简谐运动曲线等，使学生掌握Python的turtle库及海龟绘图体系;通过编程实现七段数码管的显示让学生理解模块化设计的思想，培养其算法设计能力。

（三）实验教学模式改革

在OBE导向下，实验教学模式也要进行变革。教学模式改革的核心是案例实验教学，以“案例项目为主线，教师为主导，学生为主体”。实践能力的培养要着重突出学生用计算机解决复杂问题包括本专业问题的能力。复杂问题不單指难度大，让学生望而生畏的问题，而是开发学生应用所学计算机知识解决综合问题的能力，即计算思维能力。如果面临的项目属于困难级别，可以将其分成几个不同的子模块，这样学生便能从一个个小问题着手，一步一步解决困难的问题，让学生的创新和综合设计能力得到培养和锻炼。复杂实验项目在实施过程中，比较常用的方式便是小组合作的方式，合作能够促进学生的共同进步，而且合作学习的效果关乎教学评价的具体目标。对与程序设计类的实验教育，复杂项目的解决是通过模块化的方法设计算法，每人可完成子模块，所以程序类实验任务特别适合小组协作学习。小组合作遵循着“异质性”的原则，所以组内成员在性别、成绩、能力等方面是各不相同的，小组成员之间能够形成良性互补的关系，人数控制在4-6人。按照这种原则成立的小组，可以更好实现组内合作，也能促进班级不同小组之间形成一定的竞争关系。在合作学习的状态下，学生不仅学到了更多学科知识，而且自身的团队合作意识、创新能力等都得到了较大程度的提升。

（四）实验教学评价

OBE理念下的实验教学评价应该超越学生学习成果评价本身，而是有个综合性、一体化的过程，教师教学与学生学习的成果能够进行相应的整合。过去的考核形式，一般是教师根据当堂任务的完成情况给打个分数，最后再合成一个总分，考核方式太简单，也难以保证公平公正。在OBE视域下，需要根据程序设计类公共课实验教学的特点进行改革研究，将形成性评价和总结性评价相结合，形成性评价中的主要考核项目有：实验报告、小组讨论日志、平时实验任务、实验总结、课堂表现，设定一定的比例。总结性评价主要由大项目答辩、小组答辩等构成，综合评定学生的学习情况及培养目标达成情况。

三、结束语

在程序设计类课程教学中，积极应用OBE理念，通过将学习成果转化为学习导向，促进学生计算思维能力提升，进行实验教学内容和实验教学模式及评价体系改革，转变学生的学习态度，以更加积极主动的态度，正确对待教学活动，让学生能够提升创新协作能力和编程能力，开拓计算思维能力方面具有重要意义。

参考文献：

[1]唐胜达.基于OBE教学模式的本科生应用随机过程教学改革[J].科教导刊，2018，339（5）：62-63.

[2]嵩天，礼欣，黄天羽. Python语言程序设计基础[M].北京：高等教育出版社，2017.

基金项目：山东省高等教育本科教改项目（Z2018X067）;教育部产学合作协同育人项目（201602028018）;济南大学教学研究项目（J2046）。

作者简介：冯希叶（1976-），男，齐鲁师范学院，副教授，硕士，物联网技术及应用。