基于OBE理念的双向融合创新教学模式研究——以Python课程为例

冯 荣

集宁师范学院计算机与大数据学院，内蒙古 乌兰察布 012000

为提高地方高校计算机类本科生编程实践能力，基于OBE理念对课程进行教学设计，课程思政是应对现实社会思想文化问题的重要手段，专业课程同样承担着与思政教育协同育人的教学任务。因此，建立以学为中心的双向融合的课程教学模式是建立“三全育人”格局的时代要求，也是专业技术人才培养的时代要求。为此需要各专业各课程授课教师深入挖掘课程思政元素，在教学中将价值塑造融入知识传授和能力培养中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，将知识传授与价值引领有机贯穿教育教学全过程，使课程与思政课程同向同行，提升课程思政育人实效，实现思政课与专业课在育人目标上的统一，在立德树人基础上构建全员全程全方位育人大格局。［1］育才先育人，大学生的思想政治教育工作一直以来深受党和国家高度重视，经过数年的实践探索，课程思政教育与专业课程教育协同发展基础已奠定，通过协同发展模式验证计算机类课程思政建设的有效路径，实现思政教育与专业课程双向深度融合，为同类课程创新教学改革提供理论和实践指导。

一、课程概况

Python语言程序设计基础是大数据、软件工程、计算机科学与技术等专业的专业基础课，2学分，64学时，是学生学习大数据分析、人工智能、机器学习的基础。Python语言广泛用于科学计算、数据分析、网络爬虫、人工智能、机器学习、大数据、Web开发、游戏开发、系统管理编程脚本语言等，特别适用于快速的应用程序开发。Python语言广受开发者的喜爱，已经成为最受欢迎的程序设计语言之一。课程开设目的是使学生具备通过Python程序设计语言进行项目开发的基本思路、知识和技能。课程的职责是服务专业，面向未来科研与工程，提供计算机素养与程序设计能力的有力支撑。

二、传统课程教学中的痛点

（一）理论掌握不够深入，实践能力缺乏锻炼

课程理论与实践并重，理论知识涉及面广，知识点多，部分知识点较为抽象，如果不去反复研读，理解不透彻就无法应用，综合案例实践出现明显的分层现象。传统授课模式中，传统教学中教师示范学生跟做，如果理论知识点理解到位学生就可以举一反三，理论知识点理解不到位当遇到复杂案例程序调试难度大或是调试不通，就使得实践操作无法独立完成，部分学生体验不到程序运行成功的快乐，久而久之应用能力不强，因此就失去了研究的兴趣。

（二）学生自主学习缺乏动力，不爱研究书本

部分学生的学习能力普通，不爱研究书本，而学习方法又欠佳，课前预习、课后复习执行不到位，仅靠课堂知识容易遗忘，更不能转化成技能，往往是当时懂了过后忘了，函数、命令、用法不能内化于心，实际应用时有时需要查找用法或是想不到解决方法。久而久之不能形成完整的知识体系，也不能灵活运用知识和技能解决实际编程出现的问题，学生的计算思维能力得不到提高，创新能力也不能得到更好的发展。

三、双向融合创新教学模式构建策略

针对上述教学痛点，授课教师在认真钻研教材、分析学生学情的基础上，精心设计教学案例、准备线上教学资源、进行教学研究讨论、最终确定教学设计方案，进行创新教学改革。从教学理念、教学内容、教学形式、教学方法、课程思政元素的融入等维度进行创新。

（一）教学理念创新

改变传统程序设计课程通过课堂教学“学写程序”的理念，基于OBE教学理念进行课程创新，建立生师学习共同体。基于OBE教学理念进行教学目标的确定和教学设计首先要明确学习成果，训练从解决知识点案例问题拓展到解决综合问题。［2］教学过程中强调每部分学习要达成的能力目标，学生聚焦在最终的学习成果上。基于OBE教学理念进行思政教育与专业课程双向融合在课程教学目标上首先要做到聚焦学习成果，使二者教学目的相融合。课程要培养学生的专业技能，除此之外还应具备较强的育人功能，也就是思政教育目标。增设高水平案例，目的是鼓励学生进行深度学习，引导学生解决高标准有难度的问题，提高学生解决问题的能力。以最终要达成的能力目标为起点进行教学设计，反推出学生所需能力与知识点，学习时由简入深、逐层递增解决问题。课程的内容设计上与思政教育做到相融合，提供和扩大学生参与思想政治教育的机会。

课程的学习目标首先要在夯实基础的同时能够提高知识与技巧，为提升学生能力素养，课程的学习目标首先要具有高阶性，为使学生能力能够对接未来与发展。课程的学习目标还要有一定的挑战度，在设计中自主学习。在迭代中坚持不懈，在思辨中理解、在分析与解决问题中提升学习能力、提升素养，为未来与自我发展进行较为全面的能力与素养储备。在不断挑战中，直面问题，精益求精，看到行业软件的短板，心系家国，在学生心中埋下一颗自主创新的种子，引导学习方法改变。编写基本算法、辨析语法逻辑、推进实践能力的提升，计算执行效率。以计算思维为起点，打好基础，以工程思维为路径，搭建台阶，以学科前沿与创新思维为引领，攀登高峰，学习计算思维、工程思维、创新思维，在解决问题的过程中提升方法与能力。能够从多维的视角对多种程序算法和架构方案进行分析、评价、权衡、优化、决策。能够用程序解决工程中的实际问题。提高学生的程序编写能力、算法设计能力、程序调试能力、问题剖析能力。从知识、方法、思维和素养四个角度去确定学生的学习目标，建立师生学习共同体，逐步形成知识与能力的迁移与转化。使用不同的教学策略，使课程的教学与思政教育相融合。

采用多元和梯次的评价标准，评价强调达成学习成果的内涵要求和个人的学习进步，不过分强调学生之间的比较。［3］根据每个学生能达到教育目标要求的程度，给学生赋予从不熟练到优秀等不同的评定等级，进行针对性评价，通过对学生学习状态的明确掌握，为老师改进教学提供参考。将学生的学习进程划分成从初级到高级不同的学习阶段，并确定出每阶段的学习目标，最终要达成目标成果。

（二）教学内容创新

引入计算思维提高学生的程序设计的能力。计算思维是美国卡内基大学（CMU）的周以真（JeannetteM.Wing）教授提出的一种理论。他认为计算思维是人类求解问题的思维方法。后来，国际教育技术协会（ISTE）和计算机科学教师协会（CSTA）给计算思维做了一个可操作性的定义，即：计算思维是一个问题解决的过程。从计算思维着手学习程序设计的思想，算法最为重要，程序设计语言只是工具，越是简单的语法规则越能发挥程序员的算法设计能力，让程序员把更多的精力放在算法设计和功能实现上。

结合CDIO教学模式设计案例项目，利用实际案例调动学生的学习兴趣。如以“模拟七段数码管显示当前日期”用以理解函数及封装的价值，以“基于列表的名片管理系统”理解和应用列表的增、删、改、查操作，以“饮品自动售货机”理解程序的模块化设计及函数应用，以“学生管理系统面向对象版”理解面向对象编程方法等。

（三）教学形式创新

课程教学团队借助传智高校辅助教学平台构建了《Python程序设计基础》课程线上教学资源，线上线下混合式教学模式强化了线上线下互动教学，形成了具有特色的专业基础课程线上线下混合式教学模式。课程线上资源提供有微课，解决理论理解不透彻的问题。利用线上资源让学生完成课程预习，布置重点、难点、易错点问题进行深入思考；在课堂教学时，学生通过实验自主探索并验证所预习的理论知识，强化线上线下互动教学，学生分组讨论思考题，开展翻转课堂活动。建立了教学效果的多维度多梯次的评估方法，通过多种途径对学生学习进行考核与评价。线上学习、阶段考核占10%，根据学生完成线上预习任务以及作业的情况自动评分。线下小组讨论表现占5%，团队项目考核占10%，个人项目考核占20%，平时其他占5%，期末测试占50%，以上机实操考试的方式检查学生对知识点的掌握情况。通过5个方面的评价，最终得出对学生学习情况的综合评价。以上设计均以“学”为中心，推动了思政教育与专业教育的双向融合。基于OBE理念，采用多种教学方式，使具有不同学习能力的学生用不同时间、通过不同途径和方式逐渐达到同一目标。

（四）教学方法创新

实施翻转课堂教学方法，在传智高校教学平台和学习通上布置课前预习作业，使学生主动使用线上教学资源，自主研究知识点，解决学生不爱主动研究的问题，同时也解决课堂上学生的差异化学习的问题，让同学们的思维先活跃起来。实施对分课堂教学法，通过实例，引出要学习的内容，以实际工作任务利用当堂对分课堂教学法引入本课内容，引起学生的学习兴趣，再让学生课后吸收，利用隔堂讨论分享汇报教学方法，让学生对知识主动参与，从而形成师生“对分”课堂的格局。实施任务驱动法，分步骤分解完成任务，“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”，创设情境、确定任务、驱动学生自主学习、最后进行效果评价。通过翻转—对分—驱动完全调动学生的学习积极性，改变学生的学习状态，使学生充分参与学习活动并且主动建构探究、实践、思考、运用、解决的学习体系。在教学策略上，保证了双向融合教育的实施。

实施翻转课堂教学法和任务驱动法，学生使用线上教学资源，学习由原来单一的课堂教学环境转移到课堂+线上，利用灵活的时间和空间，学生通过举一反三、自主学习、调动多方资源解决问题形成知识与能力的迁移，促进学生的探究能力提升。通过高阶性、有挑战的项目案例训练，学生在设计中自主学习。在迭代中坚持不懈，在思辨中理解。通过面向真实工程问题的程序设计形成项目引领、提升方法与能力，进行较为全面的能力与素养储备。

（五）课程思政元素的融入

双向融合的教学目标是在符合专业课程的教学目标的同时也要符合思政教育目标的。因此在教学活动中，以课程为载体，以立德树人为根本，充分挖掘蕴含在专业知识中的思政元素，将思政渗透、贯穿教育和教学的全过程，助力学生的全面发展。在润物细无声的知识学习中融入价值引领。通过变量、数据类型、流程控制、字符串、列表、元组、字典、函等知识点学习引导学生树立严谨求实的学习习惯和工作作风，通过案例挑战培养学生学以致用的信念和能力，通过思维挑战训练培养学生的软件工匠精神。在合作学习中形成团体精神，在观察发现中树立探索精神，在上机操作中增强实践意识，在编程成功后体验学习乐趣。通过引入数据安全及华为5G技术的战略意义，引发学生的共鸣，在激发学生的学习兴趣同时，培养学生的爱国情怀并引导学生树立正确的价值观。在教学目标和教学内容上实现了专业教育和思政教育的双向融合。

四、创新成效

课程教学改革实施过程中，教学质量明显提高、教师教研水平明显提高，学习兴趣明显提升，学生实践技能水平和成绩明显提高、学生学习效果全面提升、课程创新改革作用突出。在2021年和2022年开设过本课程的班级选择用Python语言完成毕业设计的人数明显增多，并且经过深入研究圆满完成毕业设计。课程思政教学效果明显，学生学习目标明确，学习知识点能够严谨求实并能学以致用、举一反三，有爱国情怀，能钻研、肯钻研，学习兴趣明显提高、学习成绩和效果明显增长，课堂气氛明显活跃，充分调动了学生的学习兴趣，充分发挥了学生的主观能动性。课程通过几轮创新探索和实践，实现了从传统课堂向智慧课堂、知识课堂向能力课堂的转变。在今后的教学过程中，还要充分利用教学资源和教学策略，引导课堂参与度不高的学生，调动发挥其自主学习的内驱力。教学改革创新需要进一步深化和拓展，以“引领—唤醒—赋能—成长—成才”的理念促进学生的全面发展。