OBE理念影响下的计算机科学与技术专业教学改革研究

孙 力

(兰州工商学院信息工程学院，甘肃 兰州 730000)

“十四五”中指出，需要加快网络强国建设，通过数字中国建设推动生产生活和治理方式的颠覆性转变。这一战略意味着计算机专业进入了产教融合、高质量发展的全新阶段，但人才培养模式迭代周期较长的问题，难以满足高速发展的信息技术产业对人才的需求，导致计算机专业出现了人才培养质量偏低的问题。OBE理念作为一种以成果为导向的教育模式，相比传统教学模式具有本质上的区别。根据行业企业需求制定的人才培养方案，往往能够培养出更符合社会需求的优秀人才。为此，OBE理念逐渐成为计算机科学与技术专业教学改革的关键所在。

一、OBE理念的概述

(一)OBE的基本概念

OBE即基于学习产出的教育模式，最早应用于美国等国的基础教育改革。自上世纪80年代起，OBE教育理念愈发受到教育学家的广泛关注。正如美国学者斯派帝在《基于产出的教育模式：争议与答案》中所指出的，OBE是对传统教育范式的颠覆性转变，学生学到了什么、能否获得成功远比如何学习、什么时候学习更为关键。而澳大利亚教育部门则提出了OBE的定义，即“基于实现学生特定学习产出的教育过程”。在OBE理念的影响下，无法培养学生特定能力的教育结构与课程需要进行重建，以学生产出作为教育改革的根本驱动力。可以见得，在基于OBE理念的教育模式，需要预先规划好学生毕业后的能力标准，并采取相对应的教学方法、调整教学结构来实现这一目标。这种着眼于产出的教学模式与传统以投入为主的教学模式有着本质上的区别，也因此被视作教育范式的革新。

(二)OBE的基本框架

一般来说，OBE教育模式包括以下四个产出步骤：第一步，定义学习产出。预先定义学生毕业后的成果产出，是OBE教育模式的关键所在，要求产出目标可实现且具有可操作性。根据西方国家的实践经验，学习产出通常与布鲁姆教育目标分类框架相结合，即分为知识、领会、运用、分析、综合、评价六个层次。第二步，实现学习产出。在定义学习产出的基础上，学校应基于回溯式设计开展教学规划，建立与预期学习产出相适配的匹配矩阵，从而确保落实上一个步骤所定义的学习产出。第三步，评估学习产出。该环节是国内高校普遍薄弱的环节，按照西方国家相关的理论经验，可以通过多个角度进行学习产出的评估。例如，根据课堂、专业和学校的层次划分；根据直接评估或间接评估的内容划分；根据教师、学生、学校、企业的主题划分等。第四步，使用学习产出。需要高校建立定期评估体系，并建立血清数据库系统，定期分析学生毕业后的发展，为学生学习增殖提供信息反馈。

(三)OBE的理论基础

OBE理念主要包括以下几点理论基础：其一，泰勒原理。在《课程与教学的基本原理》中，泰勒提出了课程与教学计划设计必须回答的四个问题：第一，是应达到什么教学目标；第二，为学生提供何种教学体验最有可能达到目标；第三，如何有效组织教学体验；第四，如何确定教学过程正在实现教学目标。其二，布鲁姆掌握学习理论。布鲁姆认为，将学生预先划分为好学生、坏学生和中等学生，是教育制度的弊端，不仅会影响师生关系，还会削弱一大批学生的学习动机。为此，他提出了掌握学习理论，将“所有学生都能学好”作为指导思想，给予不同学生个别化的帮助，并分配充足的额外学习时间，使其掌握的知识达到课程标准。其三，能力本位的教育思想。这种教育思想最早出现于二战后的西方国家，要求学校选聘一批各行业的专业人才，结合行业和岗位需求，确定从事行业所需要的技能水平，再由学校根据教学目标制定课程体系，并在学生毕业前夕考核其是否达到了能力标准。其四，标准参照学习。标准参照测的目的是客观考察学生的知识与能力水平，从而通过信息反馈影响教学规划，加强查缺补漏，让每个学生都能参与到教学过程中，提升学生整体的学习水平。

二、基于OBE理念的计算机科学与技术专业教学改革

(一)根据行业及企业需求调整专业定位

作为一种成果导向的教育理念，OBE对计算机科学与技术专业教学的影响体现在需要根据社会需求调整产出目标，并根据产出目标制定教学规划。但由于计算机技术正处于高速发展阶段，技术的更新迭代周期较短，导致计算机行业及企业的人才需求时常出现变化，这就要求高校缩短人才培养目标及内容的迭代周期，通过对行业企业需求的分析调整专业定位，从而科学、合理地培养计算机专业人才。近年来，随着人工智能、云计算、物联网等技术的繁荣发展，国家间的互联网领域竞争愈发激烈，加上新一代网络信息技术逐渐应用于各个领域中，使得社会出现了大量高端计算机人才缺口。为了满足社会对人才的需求，高校需要将自身的专业定位与云计算等高新技术相结合，培养计算机领域内的应用型人才。

(二)完善人才培养目标

在根据社会需求确定自身专业定位后，高校应以应用型人才培养为目标，并在此基础上优化课程设置。计算机科学与技术专业的人才培养目标应为：根据国家和社会对计算机专业人才的需求，将知识、技能、素养作为人才培养的根本，增强其专业技术、终身学习、创新创业、团队协作、人际沟通和可持续发展能力，从而在应用能力培养的基础上，培养出兼具理论知识与实践技能、具有健全人格和正确价值观的高素质应用型人才，使其不仅能符合工作岗位对能力的需求，还能通过自主创新创业从事计算机相关工作。

(三)拟定合理的毕业能力要求

学生毕业后的能力要求是OBE理念下开展教学工作的基础，只有为学生提供明确的能力与水平标准，才能通过调整教学结构使学生达成目标。据上文所述，OBE教学模式包括定义学习、实现学习、评估学习、使用学习四个产出环节。其中，定义学习产出是最为关键的环节。于2017年修订的中国工程教育专业认证协会通用认证标准，提出了工程知识、问题分析、设计与开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习等十二点通用标准。通过对通用标准的细化，能够得出计算机科学与技术专业的毕业能力要求：在工程知识层面，首先要求学生具备良好的自然学科基础知识和扎实的计算机、通信学科基础知识；其次需要具备运行维护、网络安全、软件开发等方面的计算机专业知识；最后需要具备解决软件开发等领域复杂问题的能力。在问题分析层面，首先需要具备需求分析的能力，通过对项目需求的分析、描述、归纳和整理，开展云平台建设等相关工作；其次需要能够分析网络故障与网络安全等问题，有效应对网络隐患；最后需要具备系统分析能力，能够分析、描述、归纳和整理软件系统架构、性能等问题。在设计与开发解决方案层面，首先需要确保学生在解决计算机项目问题是要遵循行业准则、标准与相关法律；其次需要发挥专业知识，在主流技术的支持下采取创新思维开展计算机科学与技术规划、云平台建设、软件开发等项目的方案设计。

(四)重构应用型人才培养课程体系

课程体系建设是提升高校人才培养质量的关键所在，在OBE理念下，高校需要在毕业能力要求的基础上调整课程体系，遵循学科基础知识、专业知识能力、创新创业能力的培养链条，并建立涵盖通识教育、学科知识、专业技能、专业素养、创新创业在内的教学模块体系，从而积极培养人工智能、移动互联网等人才缺口领域的专业人才，建立完善的计算机科学与技术专业课程集群。

在教学模块设计中，通识教育模块主要包括高等数学、思想道德修养与法律基础、大学英语等课程，而学科知识则包括数据结构、数据库原理、计算机组成原理等课程，都是按照国家教育部门要求及计算机科学与技术专业标准而设计的，各大院校在这两个模块的课程设置大致相仿。而其他三个模块则需要根据学校定位进行灵活调整。

在专业技能模块中，需要以培养学生Java等编程语言的技术应用能力作为根本，大致包括以下几个系统开发方向：第一，网络应用软件开发。该方向以目前企业主流的B/S架构下的Web应用开发为主要方向，建立Java EE技术的课程内容，开展Java对象与原理、开源框架技术等相关课程，确保课程间由浅入深、循序渐进的课程衔接。第二，移动互联网应用开发。手机等移动端的普及使得移动互联网应用开发渐趋火热，社会中出现了大量相关人才缺口，为此需要开设诸如Andorid系统应用开发等课程，弥补社会对移动互联网应用开发人才的需求。第三，人工智能开发。人工智能是新一代信息技术发展的重要环节，已经成为一项重要的国家战略。为此，高校应开设人工智能技术、机器学习等课程，为IT行业提供一批高素质的人工智能人才。第四，云计算大数据应用开发。为满足云计算、大数据等领域的人才需求，高校需要开设云计算导论、虚拟化技术、云存储、云计算维护与信息安全、大数据挖掘等相关课程。第五，结合学校定位开设课程。根据学校及专业的特性与资源优势，可以开设如石油自动化技术、海洋自动化等具有学校特色的计算机专业课程，以满足特殊行业的计算机专业人才需求。

在专业素养模块中，由于专业素养会影响学生未来的职业发展，需要有计划的培养学生的人文素养与科学素养，从而促进学生知识技能与综合素质的全面发展。为此，学校不仅要让学生在校期间修满专业课的学分，还需要修满专业素养拓展学分。具体包括三个方面：其一，学术科技与专业技能，主要通过参与专业技能竞赛、参加相关讲座或创新项目、撰写科研论文、开展创新活动等方式获得；其二，文化艺术与体育竞技，主要通过参与各类院校才艺文化活动或体育竞赛等方式获得；其三，社会实践与志愿服务，主要通过参与社区服务、学生机构服务、假期社会实践等方式获得。

在创新创业模块中，高校需要遵循教育部门对创新创业教育与大学生创业提供的指导意见开展课程模块设计，通过创新创业教育达到培养创新、创业和管理人才的目的。一般而言，创新创业课程主要包括创业基础、创新思维、职业生涯规划、职业定位与发展、求职能力训练等课程，采取学分制的方式激励学生的参与热情，并根据学生不同年级的需求开设相应课程。

(五)加强校企合作师资队伍建设

高校计算机专业普遍存在着师资力量不足的问题，很多教师虽然教学经验丰富、理论基础扎实，但长期脱离一线程序开发岗位的问题会导致部分教师的时间经验稀缺、实践能力不足，与OBE理念以成果导向的教育模式不符。而通过校企合作建立“双师型”的师资队伍，能够有效缓解高校的师资结构问题。一方面，由企业项目经理、一线工作人员、技术专家等组成的讲师队伍，能够弥补学校教师在实际工作岗位中的缺陷，并参与到课程体系构建、教材制定、课程建设等方方面面，增强计算机专业实践教育水平；另一方面，采取具有企业风格的管理模式和教育模式，可以通过集体备课、内部培训等方式丰富计算机专业的教学方法，并通试讲观摩等方式推进教学经验的交流，有效提高教师的实践教学水平。校企合作教学模式不仅有助于提升学校的教学能力，还能够通过建立深度合作机制的方式，优先从学校选聘优秀学生，能够为企业建立人才储备基地，符合企业可持续发展对人才的迫切需求，为校企双方合作奠定了坚实基础。

在OBE理念的影响下，高校计算机科学与技术专业需要根据行业与企业需求调整自身的专业定位，完善人才培养目标，并根据四个产出环节制定毕业生的能力要求标准，建立健全应用型人才培养课程体系，并通过校企合作开展师资队伍建设，才能有效提高计算机专业人才培养水平，为行业企业提供更多兼具专业知识与技能的优秀人才。