OBE理念下C语言程序设计课程教学改革研究

乔静 刘付勇 杨旭鹏

关键词：新工科；OBE；C语言；教学改革

0 引言

以学生为中心，以成果为导向，以持续改进为重点的OBE理念于1981年由美国学者Spady提出，该理念被认为是追求卓越教育的正确方向。我国2016年提出的“新工科”理念也强调重塑人才培养质量观，加快制定适应工科学生终身发展和社会需要的核心素养体系和学业标准体系，完善学生、老师、雇主、校友等共同参与的“以学生为中心”的学生培养质量持续改进体系，完善从学习目标—培养目标—培养方案—课程大纲—评价分析—课程品质报告—改进方案实施－学习目标的闭环质量持续改进体系[1]，体现了OBE理念。

C语言程序设计课程是计算机类专业学生的一门专业基础课，旨在培养学生的计算思维和程序设计能力，为后续的Java、数据结构与算法等课程打下基础。同时，该课程面向大一学生开设，对于从未接触过编程的学生来说，内容较难，若采用传统教学方法可能会导致学生丧失学习兴趣，产生畏难情绪，从而影响和该课程密切相关联的后续课程的学习。

本文结合C语言程序设计课程教学过程中存在的问题，基于OBE理念重构C语言程序设计课程教学目标，进行教学方法创新和探索实践，改革课程考核评价体系，旨在提升教育教学质量，进而提升人才培养质量。

1 C 语言程序设计课程教学现状

1.1 教学方式方法相对单一

C语言知识点繁多，课时较少，在课程教学过程中，一些教师为了赶进度，采用“以教师为中心”的“灌输式”教学模式，注重理论知识的讲授，强调理论知识的面面俱到，缺乏对教学内容和教学方式方法的精心设计。课堂上偶尔的提问一般也流于形式，缺少新意，难以真正锻炼学生思维，缺乏和学生之间真正的有效互动，无法激起学生学习的好奇心和学习兴趣，学生对知识的获取仅仅依靠教师课堂上的讲授。这种教学模式忽略了对学生能力的培养，无法满足新工科背景下培养未来多元化、创新型卓越工程人才的需求。此外，有研究表明：一堂课45分钟，学生注意力高度集中的状态大约只有10分钟[2]，如果教师整堂课全部进行知识点讲授，缺乏对课堂教学内容的合理规划和教学方法的精心设计，教和学的效率将会都较低。

1.2 教学目标相对单一

传统教学模式下的教学目标主要侧重学生对教学大纲要求的知识的掌握，例如，在C语言程序设计课程的循环结构章节教学目标是要求学生能够了解引入循环的原因以及循环的作用、掌握循环结构的一般形式和执行流程、掌握循环条件和循环体的确定，这种教学目标难以体现对学生实践能力、创新能力、自主学习能力的培养，无法满足新工科对人才培养的需求。因此，需要根据新时代对教育的要求，重新明确教学目标和教学成果。

1.3 考核评价方式相对单一

传统“以教师为中心”的教学模式教学方式方法相对单一，传统的考核评价方式主要以终结性考核为主，考核学生对教学大纲要求的知识点的掌握情况。考核评价是为了促进学生学习，而传统的考核评价方式很容易导致学生在平时学习过程中不认真、不积极，期末的时候临时抱佛脚，无法真正反馈学生在教学过程中的学习状态，因此，考核评价方式的改革也尤为重要。

2 教学改革思路

基于對C语言程序设计课程教学现状的分析，本文提出基于OBE理念的“教学目标-教学模式-评价体系”一体化教学改革思路，如图1所示。

基于OBE理念明确课程教学目标。为达成教学目标，提出在课程教学中引入“以学生为中心”的PBL 教学模式，同时制定与教学目标和教学模式相匹配的过程性评价体系，根据评价反馈结果持续改进教学目标和培养方案。

2.1 明确教学目标

基于OBE理念的C语言程序设计课程教学目标强调以结果为导向，教学目标的设计要能支撑工科专业的毕业要求，同时需要和培养目标相匹配。根据国家标准，工科专业的毕业要求有多个方面[3]，其中的工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、个人和团队4 个方面和C语言程序设计课程的教学目标制定密切相关，基于以上4个毕业要求，C语言程序设计课程的教学目标设计如下：目标1：掌握C语言程序设计的基本语法知识、常见算法，培养学生计算思维能力和逻辑思维能力，能够利用所学来解决相关领域中的复杂工程问题。此目标和毕业要求中的“工程知识”相匹配。

目标2：具备创新能力和自主探究能力，能够应用基本原理，通过文献研究分析复杂的工程问题；能够系统设计针对复杂工程问题的解决方案，开发满足特定需求的软件系统、程序模块并对系统进行维护，能够在设计环节中体现创新意识。此目标和毕业要求中的“问题分析”和“设计/开发解决方案”相匹配。

目标3：培养学生在团队中能够承担个体、团队成员以及负责人角色，锻炼学生团队合作意识和沟通交流能力。此目标和毕业要求中的“个人和团队”相匹配。

2.2 创新教学模式

传统教学模式下，学生被动接受知识，上课积极性不高，课堂不活跃，如何将这种被动学习转变为主动学习或合作学习，从而达到有效教学、达成教学目标是教师需要认真思考和研究的问题。

2.2.1 主动学习和合作学习

主动学习指学生在课堂上自己获得知识，可进行个人讨论或小组讨论，而不是老师一味灌输，学生是课堂的主体，教师是课堂活动的组织者；合作学习强调学生互动，分享和共同构建知识，朝着相同的目标相互合作，教师的作用是协助小组的学习过程。无论是主动学习还是合作学习，体现的都是“以学生为中心”的理念，没有弱化教师的作用，相反，两种学习方式都对学生和教师都提出了更高的要求，学生和教师的活动并不仅仅局限在课中，课前和课后都应该学习更多。为了转变传统教学模式下教师灌输式的教学，达成课程教学目标，本文提出在C语言程序设计课程中采用兼具主动学习和合作学习特点的PBL 教学模式。

2.2.2 PBL 教学模式

PBL是一种基于建构学习的理论，提倡在教师指导下的“以学生为中心”的学习，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用。教师是整个过程的组织者、参与者、指导者，而不仅仅是知识的传授者和灌输者；学生是信息加工的主体，主动地参与学习意义的建构，而不仅仅是外部刺激的被动接受者和被灌输对象[4]。在教学的不同阶段，教师充当不同角色，如图2所示。

2.2.3 实施过程

文章以C语言程序设计课程循环章节为例，说明基于PBL教学模式的实施过程：课前：教师通过MOOC平台发布优质在线资源（浙江大学翁恺教授主讲的程序设计入门——C语言）或通过雨课堂发布自制的视频学习资源；根据循环章节教学重点布置预习任务：列举生活中循环的例子，并提前告知学生课中将以小组的形式对列举的循环例子进行讨论交流；对学生预习过程中的问题进行归纳总结，作为课中讲解重点。学生通过MOOC平台或雨课堂进行预习，完成预习作业；提出预习中遇到的问题。

课中：教师从知识目标、能力目标和素质目标三个方面介绍循环结构章节的教学目标；通过点名提问或雨课堂下发练习题等形式检验学生在线预习效果；对学生课前预习中存在的问题和课中检验发现的问题进行重点讲解；组织学生分组讨论课前预习预留的问题，引导学生讨论如何确定循环问题的循环条件和循环体，每组推选出一个最优例子作为小组分享；对各组的分享进行总结和分析，根据任务完成情况对知识碎片进行重构总结。学生参加小组讨论，认真听课，积极思考发言。

课后：教师利用PTA（程序设计类实验辅助教学平台）布置课后实践作业。学生在线完成课后作业，做到知识的学以致用。

课前-课中-课后教学内容的规划和教学方法的设计充分体现了“以学生为中心”的理念，解决了传统教学模式下学生注意力分散、上课积极性不高的问题，培养了学生自主学习能力、团队合作能力以及利用课堂所学解决实际问题的能力。

2.3 改进考核评价体系

教学改革不应该仅仅只是教学模式、教学方式方法的改革，还需要遵循教学规律，采取和学科特点、课程类型、教学模式相适应的考核方式，建立科学的考核评价体系，改变单一的终结性评价。为践行“以学生为中心”的教育教学理念，深化人才培养模式改革，推进课程教学内容和教学方法改革，需要加强对学生学习过程的考核，全面评价学生的综合素质，强化知识应用能力和创新能力的考核，引导学生以知识学习为主向知识、能力、素质并重的方向转变，增强学生自主学习能力、分析及解决问题的能力、获取信息的能力等，使课程考核真正起到检验学生学习效果的作用。

形成性评价是在教学过程中即时、动态、多次对学生实施的评价，注重及时反馈，将课程考核贯穿到课程教学的全过程，实现考核过程全程化、考核形式多样化、考核内容能力化、考核反馈及时化，有助于教师诊断学生的学习行为与效果，引导学生端正学习态度、重视学习过程、发挥学习能动性，同时可以充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性。

根据C语言程序设计课程的特点，课程考核评价采用形成性评价和终结性考核结合的方式，形成性评价和终结性考核各占50%。其中，形成性评价包括课堂表现、记分作业、课堂测验和实验4项，占比分别为20%、20%、20%和40%。课堂表现包括课堂提问、小组分组讨论、课前预习得分情况，课堂表现项的设置能够激发学生学习积极性，增强团队合作意识。记分作业和课堂测验均借助PTA平台创建题目集，教师提前设置答案，学生在线完成作业，系统自动评分，如图3所示。记分作业主要考查学生对章节基础理论知识的掌握情况；课堂测验阶段性考查学生对重点理论知识的掌握情况、算法设计能力和程序编写能力。教师通过记分作业和课堂测验能够及时了解学生学习过程中存在的问题，通过记分作业和课堂测验结果反思教学中存在的不足，持续改进教学方式方法。实验主要培养学生的逻辑思维能力和实践应用能力。

3 结论

传统的“以教师为中心”的教学模式已經不能满足新时代对教育的要求，为了顺应时代需求，本文以C 语言程序设计课程为例，提出了基于OBE理念的“教学目标-教学模式-评价体系”一体化教学改革思路，改革思路紧扣“以学生为中心”、以产出为导向、教学质量持续改进，对改进C语言程序设计课程教学现状具有参考意义。在今后的教学中，课程组将继续探索研究，进一步提高课程的教学效果和教学质量。