基于OBE教育理念的混合式教学模式实践与探索

张文胜　陈宏

[摘  要]针对Python公共基础课存在的以教为中心、实践体验性差和教学评价不合理等问题，本文以OBE教育理念为导向，在数字化背景下，积极探索和实施线上线下混合式教学模式，通过多元化的教学方式和有弹性的评价方法让教学过程充满活力，激发不同专业学生学习Python的兴趣，提升人才培养质量。

[关键词]OBE  混合式教学模式  线上线下教学

基金项目：西安欧亚学院2018年度校级重点课程建设项目资助《趣学Python编程》（项目编号：2018KC006）；陕西省教育厅科研计划项目资助“基于LAMP框架的分布式Online Judge平台的设计与实现”（项目编号：18JK1068）。

中图分类号：TP311    文献标识码：A

引  言

随着数字化时代的来临，编程能力成为学生必备的技能之一。虽然各高校都会开设针对全校学生的Python程序设计基础课程，以培养学生的计算思维能力和编程能力，然而大多数学生因之前未接触过程序设计相关知识，所以程序设计教学实践中会遇到以下几点问题：

1.授课内容过分强调语法知识等语言细节

许多院校在Python程序设计课程教学实践中侧重语言本身，语法知识虽然是编程的基础，但知识点多且琐碎，需要理解、掌握并运用，学生也极易在枯燥的语法学习中失去学习编程的兴趣，把课程学习重点放在学习语法规则上，并没有掌握计算思维以及程序设计思想和方法，忽视了对程序设计能力的培养。

2.课程评价缺乏程序思维能力的训练

在程序设计课程教学中缺乏程序思维能力的训练，侧重知识、语法的掌握，即使获得高分，可一旦在实践中遇到真正需要编程解决的问题，往往无从下手，不知道该如何分析问题、分解问题、设计算法和解决问题。

3.程序设计课程内容与专业的结合不够

采用通用的Python程序设计教材，案例也多针对计算机专业学生所设计，课程的教学内容和实践很少与学生的专业应用结合起来。在多数非计算机专业的学生看来，程序设计课程仅是一门计算机编程课，和自身专业无关，后续的专业学习和实践中也很少会使用，因此对程序设计课程兴趣不大，缺乏持续学习的热情和主动性。

本文以西安欧亚学院公共基础课《趣学Python编程》为例，以OBE教育理念为导向，积极探索和实施线上线下混合式教学模式，改变原有的课堂形态，便于满足不同专业、不同学习基础和学习水平学生的需求，通过多元化的教学方式和有弹性的评价方法让教学过程充满活力，激发不同专业的学生学习Python的兴趣，提升人才培养效果和质量。

OBE教育理念

OBE是成果导向教育（Outcome based education）的简称，1981年由美国学者斯帕蒂等人提出后，其教育改革的主流理念得到了欧美等国家的重视与认可。美国工程教育认证协会全面接受OBE的理念，將其贯穿在工程教育认证标准之中。2013年6月，OBE理念的引入对于我国高等教育模式改良、专业人才培养和高等教育市场需求具有积极影响。

OBE教育理念的核心内容包括成果导向（Outcome-Based）、以学生为中心（Students-Centered）、全过程控制（Process Control）三个方面。同时，基于OBE的工程教育认证提供了一套科学、严谨的方法论。

一、为人才培养全过程提供了方法指引——成果导向（反向设计、正向实施）。

二、促进以学生为中心理念落地——能力培养。

三、保障教学质量底线达成——持续改进机制。

基于OBE混合式教学模式的建设

1.建设目标

《趣学Python编程》作为服务全校各专业的一门公共基础课，其目的不仅是让学生掌握基本的Python程序设计语言，更希望学生能够系统地理解并掌握计算思维的理念和方法，能够掌握一定的计算思维方式，然后通过训练学生使用计算思维和程序设计技术来解决本专业中遇到的种种实际问题，让学生在思维和技能两方面终身受益。基于OBE理论，课程目标从知识、能力、素质三个维度进行设定：

知识目标：掌握Python语言的基本语法规则、程序设计技术和基本开发流程。

能力目标：运用计算思维的基础概念去求解问题，将计算思维渗入到自己的思维方式中，综合应用本专业所学知识分析问题和解决问题。

素养目标：课程育人，在程序设计中锻炼团队协作、精益求精的职业素养，培养动手实践能力。

OBE的“成果导向”是指在实践课程开展前明确课程预期的学习目标、所学技能和具体成果，以成果目的为导向，激发学生兴趣。根据Python课程建设目标设置了课程内容，课程内容与公共基础课通识能力预期培养目标的相关度如表1所示。

2.混合式教学

OBE的“以学生为中心”是指整个实践教学是围绕学生如何学习而展开的，而混合式学习就是摒弃以往工厂式的集中教育，转变为以学生为中心的弹性教育，让学生将新型在线学习和传统课堂学习有机地结合起来，真正做到虚拟空间与实体体验相结合，因材施教与有教无类相兼顾，知识框架与方法迭代相一致，个性设计与分级教学相吻合。

本课程的Python教学充分发挥数字化教学的特点，利用中国大学 MOOC建立混合式教学方式，充分实现学生个性化学习的同时使其不受时空的限制，而且其教学形式的多样有利于教学过程的组织与管理，从而将授课方式从以教师为中心转变为以学生为中心。混合式教学方式实施分为三个阶段：

课前：阅读预习任务单→了解学习内容→观看MOOC平台的链接微视频→阅读课前学习资料。

课中：利用学习通进行课前测试→教师针对测试结果进行针对性讲解→抽取部分小组对课前预习指定内容进行讲解→教师同步点评、随时提问、随机解答→学生按照提交作业的顺序上台展示代码→课堂讨论。

课后：本单元个人作业→小组作业→学习反思→优秀代码阅读→个人博客、微信群。

借鉴优质的MOOC资源和灵活的教学模式，促使学生课前课后主动学习，教师通过精炼教学视频内容，让学生随时参与和反复学习，实现碎片化教学。以更加弹性的方式来配合学生的个性化要求，让学生有机会展示学习成果。

3.学习过程管理

OBE全过程控制的要点是确定学习成果、构建课程体系、确定教学策略和完善评价体系。本课程在实际应用中要细化各个要点，凸显课程特色。

（1）确定学习成果

最终学习成果（顶峰成果）既是OBE的终点，也是起点，学习成果应该被清楚表述和测评，因此往往要将其转换成绩效指标。Python课程学习预期成果如表2所示。

（2）构建课程体系

课程体系构建对达成学习成果尤为重要，能力结构与课程体系结构应有一种清晰的映射关系，能力结构中的每一种能力要有明确的课程内容来支撑，本课程根据能力结构明晰教学内容，分解阶段任务。Python课程作为一门实践性极强的课程，除常规的验证性实验项目外，还增加了设计性和综合性实验项目的比例，项目由简单到复杂，任务由浅入深。

（3）确定教学策略

OBE特别强调个性化教学而不是相同的教学内容。本课程要求教师按照不同的要求，制订不同的教学方案，提供不同的学习机会。

①“1+X”跨专业交叉模式

Python课程构建了“1+X”跨专业交叉的课程设计模式。“1”是指以计算思维能力、数据处理能力及采用程序设计方法解决实际问题的思想为主线；“X”是指针对不同专业学习和实践的侧重点各不相同。

“1+X”课程设计模式适用于全校各个专业，采用这种教学策略使得教学目标和学习目标更加清晰，不仅有效地激发了师生的活力和创造力，还加深了学生对知识的理解和掌握，提高了教学效果，让学生充分体验到课程和专业结合的乐趣。

②增加课程挑战度，引入游戏闯关模式

“以学生为中心”的理念就是在改变“老师讲，学生听”的模式，积极开发学生喜闻乐见的教学活动，增加课程挑战度。针对学生的“游戏瘾”“手机控”等问题，为了激发学生的好学之心，特别是首次接触程序设计的学生，本课程通过引入Python游戏闯关理念，开发了系列游戏项目，设置了闯关式测验，引导学生主动接受闯关式挑战，激发学生主动学习的潜能。闯关游戏案例如表3所示。

（4）教学实施与保障

①“一条龙”教学服务

建立“以学生为中心”的服务体系，开课前教师说明课程学习的要求，邀请企业工程师对行业需求、Python应用领域、就业前景等内容进行讲解，激发学生学习热情。课程结束后，分小组进行项目实践与答辩。以具体问题激发学生的学习兴趣，引导学生在课堂上进行小组讨论、探究，强化巩固理解教学内容，课后利用课程组自研开发的在线评测（Online Judge）平台实施拓展训练，提升学生计算机编程能力，提高学习效果。同时，还建立了考核平台和试题库，学生在移动端即可进行考核，各个班级的考核结果都将进行图形化展示和分析。 为了保障课程实施效果，课程团队集体备课，共享题库，研讨教学法，课后辅导答疑，分析课程目标达成情况，探讨课程持续改进措施。

②课程与行业结合提升了学生的职业竞争力

不同專业对Python的应用需求是不同的，学校应根据不同需求帮助学生学习相关技能。如金融和会计专业的学生需要培养如何快速处理和分析数据的能力，依据Python语言自身的特点，将数据可视化和分析工具作为Python知识的重点教学内容。通过学习，金融专业的学生能够利用分析工具获取隐藏在海量数据里的内在规律，并能够实现可视化展示，有效地提升学生的就业竞争力。

③教师实践能力提升措施

定期派课程组教师参加论坛和专业研讨会，获取最新的信息和资源，提高专业水平；聘请高水平的Python讲师或行业工程师来学校指导课程组教师，进一步提升眼界和业务能力；鼓励课程组教师深入大数据和人工智能公司挂职锻炼，通过挂职强化学校和行业之间的合作，教师在挂职公司加入项目组，参与产品开发，从而接触到更多的实际工程应用，更加清楚实际工程中可能遇到的问题及解决措施，这对丰富课堂的真实案例、提升课堂教学质量有着巨大帮助。

④应用型教材建设

运用OBE理念重构教材内容，课程组编写教材《Python大数据基础与实战》和《Python科学计算》。教材从实际岗位需求出发，根据校情和学情，采用项目驱动式教学方法，以实际问题的求解过程为向导，突出“问题—算法—程序”的思维过程，强调计算机求解问题的思路引导与程序设计思维方式的训练，重点放在程序设计的思想与方法上，突出思维方式、知识技能和学习能力的培养。

（5）完善评价体系

传统的评估方式仅仅关注考核环节得分，忽视了对整个课程学习过程的全面考评，而基于OBE的课程考核应包括过程性评价和终结性评价，通过对学生的课堂表现、观察和对话，以及不同阶段的学生自我评价和互评等形成最后的课程评价结果。本课程依据反向设计理念和本课程的学习目标，设计了如表4所示的评价体系。

（6）反馈与持续改进机制

依据评价结果，采取有针对性的改进措施，改进不是一次性的，是被要求不断改进并持续伴随教学过程的，最终达到毕业要求和培养目标。

本课程通过课程评价体系得分的分析、学生评教、督导听课、用人单位评价等多种途径监控教学过程和教学效果，并将反馈信息提交课程组讨论，有效的建议将被采纳并在下一个教学周期中实施。这种“评价—反馈—改进”机制的成功运用使课程教学的持续改进变得切实可行并效果显著。

结  语

公共基础课《趣学Python编程》的实践和探索，契合了以数字化为特征的高等教育新形态，主动适应高等教育普及化阶段模式多样化、学习终身化、培养个性化、治理现代化的需求。本课程以OBE教育理念为导向，结合课程培养目标，分析了在Python教学中普遍存在的问题，积极探索和实施线上线下混合式教学模式，在实际应用中产生了良好的教学效果。

参考文献：

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