基于OBE的软件工程混合式课堂教学改革路径探究

曹阳，潘继强，曹记东

（陕西理工大学 数学与计算机科学学院，陕西 汉中 723000)

0 引言

成果导向的教育模式(Outcomes-Based Education，OBE)[1]于20 世纪80 年代在美国兴起，其核心是以学生的学习产出驱动整个教学过程，学习产出从培养目标设定开始，培养目标一般是指学生毕业5年后预期解决复杂工程问题的能力[2-3]；各专业结合学校办学理念，依据培养目标制订本专业学生的毕业要求[4]；依据毕业要求制订课程体系；依据课程体系制订课程的教学大纲。评价人从课堂教学开始，通过教学过程、课程目标达成情况对该课程进行产出评价；各专业综合分析各门课程的目标达成情况，对学生的毕业要求达成进行评价。2015 年中国工程教育认证协会确定了一般性的工程专业学生应具备的12条毕业要求，并明确给出工科毕业生应具备的知识、能力和职业素养等要求[5]。本文分析传统教学中存在的问题，基于OBE理念修订课程目标支撑毕业要求指标点，对教学内容进行优化和整合、以学生为中心改革教学方法和评价考核，探究SPOC混合式课堂教学改革路径。

1 传统教学存在的问题

课堂教学是学校教学过程的重要环节，教师授课质量直接关系到学校培养目标的达成与人才培养的质量。2017 年9 月教育部部长陈宝生在《人民日报》发文中指出：“深化基础教育人才培养模式改革，掀起‘课堂革命’，努力培养学生的创新精神和实践能力[6]。”高校长期以来存在“重科研轻教学、重结果轻过程、重课外轻课堂、重理论轻实践”等问题，导致教学方法、教学形式、评价考核形式单一，教学过程固化等问题，直接影响教学质量。

软件工程课程传统课堂教学存在的主要问题：1)学生能力培养缺乏整体规划；2) 课程理论性强，课堂以教师讲授为主，较为单一枯燥，课堂教学效果不好；3) 理论与实践难以结合，运用所学理论知识解决实际问题时无从入手；4) 学生独自完成作业能力、创新意识、团队合作能力弱；5) 对文档的编写缺乏规范化、工程化的指导；6) 评价体系不合理，期末考核采用一卷式，实验考核落实难、验收难，平时考核难以监管，形式化严重[7]。

2 修订课程目标，支撑毕业要求指标点

课程目标能有效支撑给定毕业要求指标点的达成。本校计算机专业对课程目标和毕业要求指标点间的支撑关系进行修订的原则：1) 课程目标明确、清晰表述，体现对能力达成的要求；2) 具有明确的课程目标对毕业要求指标点的强度支撑；3) 同一个课程目标只能支撑一个毕业要求指标点的达成。修订后的软件工程课程目标与毕业要求指标点之间的支撑关系如表1所示。

表1 课程目标与毕业要求指标点之间的支撑关系

3 明确教学内容，注重能力培养

根据工程教育认证要求，课程内容应支撑培养目标和毕业要求的达成。课程组教师在备课时必须清楚地知道教学内容、培养目标、课程目标以及毕业要求指标点，结合软件工程课程自身特点及毕业要求，教学内容从“软件定义、软件需求分析、软件设计、软件开发、运行维护、软件项目管理”六个方面支撑毕业要求指标点和培养学生的能力，毕业要求指标点、教学内容、能力培养之间的关系如图1所示。

图1 毕业要求指标点、教学内容、能力培养之间的关系

4 基于SPOC混合式课堂教学

从图1 可以看出，本课程能力培养偏重将所学知识和方法应用于解决实际问题，课堂教学方式、方法、教学手段直接影响课程能力的培养。如何让课堂教学更好地支撑实际应用需求,发挥教师的引导、启发作用，激发学生学习的主动性、能动性和创造性[8-9]是目前必须解决的问题。

SPOC(Small Private Online Course)[10]课堂是以网络为载体的“线上”教学课堂，配合“线下（传统教学）”课堂对“线上”课堂翻转[11-12]，实现混合式课堂教学目的。重构教学模式、重新划分教学环节、重新整理教学资源、重组教学内容、确定教学形式等，将难点知识、必须由教师引导启发的学习环节放在线下，将教师和学生之间交流的内容、学生之间协作完成的内容、讨论的内容、学生独自完成的内容等分别部署到线上、线下不同的教学、学习环节中，并针对各环节的完成情况进行不同形式的评价。基于SPOC混合式课堂教学过程主要由课前、课中、课后三个阶段构成，教师和学生在各阶段中完成的任务各自不同，如图2所示。

图2 混合式课堂教学过程

5 教学实践

5.1 教学组织

本课程完整的教学组织过程如图3所示，由教学前期准备、SPOC混合式课堂教学、评价与考核（线上、线下）三部分构成，其中SPOC混合式课堂教学分为线上SPOC课堂和线下课堂，二者教学形式不同，课堂组织也不同，所传递知识的形式也有所不同。

图3 教学组织过程

5.1.1 教学前期准备

在进行混合式课堂教学前，教师完成教学设计、划分教学环节、确定教学形式、确定教学资源、确定教学环境、组织教学内容等教学前期准备工作。

5.1.2 SPOC混合式课堂教学

1) 线上SPOC 课堂，即“线下”课堂之前和之后的SPOC课堂，分别称为课前和课后。①课前，教师重组教学内容、录制重难点视频、设置目标、划分相关知识、设置在线作业、设置单元测试、设置思考题和讨论主题等；学生观看视频，根据设置目标预习新知识、记录难点、完成作业、整理思考题等，带着难点、疑惑进入线下课堂。②课后，教师批阅作业、检查单元测试、点评讨论主题，并将结果反馈给学生；学生完成单元测试、修改作业、做思考题，查看结果、总结学习等。

2) 线下课堂，师生到指定的教室面对面交流、讨论问题、解决疑惑，学生及学生之间互动、互评、相互协作、解决疑惑，培养创新、团队协作能力。学生既是问题的提出者也是问题的解答者；教师主要讲述难点知识，组织课堂的讨论、答疑、课堂总结，发挥知识引导者的作用，形成了以学生为中心的教学过程。

5.1.3 评价与考核

从线上和线下两方面对学生混合式学习过程和学习结果进行评价与考核[13]，其中线上评价与考核包括：学习视频、单元测试、作业、课堂讨论、活动等方面，线下评价与考核主要通过期末考试（线下）和实验完成。

5.2 课堂设计

软件工程课程是计算机专业的专业基础必修课，教材选用清华大学出版《软件工程导论》（第6 版）[14]，全书共分为1～13 章来讲解软件工程的相关知识，采用混合式课堂教学，需对教材中的相关知识进行碎片化，依托陕西理工大学课程资源中心平台，重构适合SPOC 资源建设要求的视频。图4 为教学重构后的知识点分布，整本书的知识划分为6 个单元，38 个视频教学知识点。

图4 软件工程教学知识分布

5.3 作业、单元测试与实验

作业：根据知识划分设置6次线上作业，题型包括客观题和主观题，要求学生在规定的时间完成并提交，客观题系统自动批阅，主观题教师批阅。

单元测试：每个单元根据知识点设置测试试题，题型包括客观题和主观题，学生在规定期限内完成提交。

实验：实验项目名称为“学生成绩管理系统的设计与实现”，实验学时8，学生以小组为单位完成实验项目，小组人数为4～5人，成员间要有明确的分工；实验验收分为实验报告和操作演示两部分，其中报告中必须包含分析、设计、实现、测试等主要内容，操作演示的同时小组成员进行答辩，最终教师根据操作演示、答辩情况、实验报告给出实验成绩。

5.4 评价与考核

以“考能力，重过程” 为指导，提出以“能力”考核为中心的过程性考核和终结性考核（线下期末考试）的评价体系。其中过程性考核占50分，包括：视频学习3 分、单元测试10 分、在线作业10分、实验项目20分、团队协作5分、讨论2分；终结性考核占50分。总评成绩构成和各部分主要考核内容如表2所示。

表2 总评成绩构成

6 教学效果

1) 课堂效率、教学质量明显提高。采用混合式课堂教学模式后，学生先进行线下学习，带着疑惑、难点进入线下课堂，有准备地参与课堂的各环节，学生由传统的被动学习转为主动学习，教学效率、教学质量明显提高。

2) 综合能力全面提高。学生在线下课堂既是学习者、提问人，也是问题的答问人，很大程度上提高了学生的课堂参与度，既激发了学生的学习兴趣，培养了学生的创新意识，同时也锻炼了学生的语言表达、沟通、协作、解决问题等综合能力。

3) 考核成绩稳步提升。从2020 年、2021 年开始进行教学改革，课程考核成绩与2019年相比，有了明显的改变，表3为考核分数段的占比。2020年是第一次进行教学改革，2021 年是在2020 年教学改革的基础上，完善混合式课堂教学的不足所实施的第二次教学改革，根据课程考核成绩对课程目标进行达成情况分析，2019、2020、2021 三年都达成了课程目标，2021年课程目标的达成情况明显好于2019、2020 年，如图5所示。

图5 课程目标达成情况对比

表3 考核分数段占比(%)

7 结束语

软件工程混合式课堂教学中线上课堂为学生提供了学习资源，督促学生课前预习、课中讨论、课后归纳总结；线下课堂实现了师生之间及学生之间面对面的交流，使学生学到的知识得以凝练、提升。经过两年的混合式课堂教学改革以来，课堂效果明显改善、教学质量明显提高、课程目标达成度明显提高、学生综合能力全面提高，说明混合式课堂教学激发了学生学习的主动性，形成了以学生为主体的课堂，教学效果较为理想。