基于OBE 理念的Java程序设计课程教学改革实践探究

摘要：在工程教育认证背景下针对目前高校程序设计课程在教学中出现的不足，进行了以OBE为导向的、立足于工程认证、培养具有解决复杂工程能力的人才为目标的课程教学改革。以Java程序设计课程教学为案例，进行新的教学改革探索，对完善课程目标、优化教学内容、更新教学模式、合理设置考核评价方法进行分析和实践。实践结果表明，改革措施有效地提升了教学效果。

关键词：Java程序设计；OBE；工程认证；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）17-0165-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID） ：

0 引言

随着社会的进步和发展，国家的教育改革也在不断优化创新，各高校对人才培养方案、教学过程和教学考核等方面的质量要求越来越高。传统的教学模式中作为认知主体的学生处于被动接受知识的地位，学生容易缺乏学习的兴趣，也难以满足企事业单位对人才的要求。因此，各高校尤其是理工科院校需要深化新工科建设，加快推进教学改革，以提高人才培养质量。

1981 年由Spady 等人提出成果导向教育（Outcome-based Education，简称OBE，亦称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育）[1]，它倡导以学生为中心，以成果为导向，以持续改进为重点。OBE 是指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果，OBE 理念提出要明确学生应具备的知识体系和毕业要求，继而反向确定专业课程体系设置及教学安排[2]。

Java 程序设计是计算机类专业一门必修课程，Java语言是一种具有面向对象、安全、可移植、与平台无关、多线程等特性的语言。如果能将 OBE 理念融入Java 程序设计教学中，以学生发展为中心，利用结果导向型教育，充分利用线上、线下教学优势，采用个性化的评价体系，有助于调动学生学习的积极性和主动性，提高学生参与的实效性，从而提升学生的综合个人能力。

本文基于OBE教育理念，以数据科学与大数据技术专业的Java 程序设计课程为例，探索教学改革，以期为工科专业开展新工科工程教育认证提供一些参考。

1 课程教学目前存在的问题

1） 教学方式单一。传统的Java程序设计教学主要以教师为中心，围绕教材的各个章节知识点并按照设计好的教学计划进行讲解，实验也是根据某个章节或知识点展开。教学过程中，教师通常会传授Java知识点并演示相关示例程序，而学生则被动地跟随，师生缺乏足够的互动交流。这种被动式教学模式有可能忽视了学生在教学中的主体地位，导致学生的学习积极性不够高，也无法满足他们个性化的学习需求。在这种情况下，课堂上可能会出现学生走神或者使用手机等现象，学生的个性化需求和创造性思维的培养受到限制。

2） 教学反馈不及时。教学过程中教师对学生的学习情况掌握不足，每学期只有一次评教活动，另外缺少过程性考核机制和激励性评价机制，没有对 Java 学习效果进行及时的反馈和跟踪，不能合理有效地反映课程学习效果[3]。

3） 缺乏综合实验项目。在实践教学中，以往教学过程中的实验项目均是基于某一个章节知识点，多以验证性实验为主，较少有完整的 Java 应用案例/ 项目实训将知识点串联起来，不利于学生对 Java 知识的理解和掌握，不利于培养学生的解决实际问题能力，以及对 Java 知识的整体融合性和系统性工程思维。没能和现代行业企业对 Java 软件开发和测试人才的需求相结合，很难做到产学结合，导致与社会需求脱节。

4） 课程考核方式缺乏多元化。目前课程的考核方式主要采用平时成绩和期末成绩占比的方式，期末考核以纸质试卷为主，这种方式偏重考查理论知识，缺乏多维度评价学生的实际动手能力，无法全面评价学生的学习效果，无法适应“培养学生应用能力、创新能力和协同能力”的课程目标。

5） 缺乏课程思政教育。传统的Java教学中以传授知识为主，课程思政融入得较少。立德树人是高等教育的根本任务，如何实现将思政教育与学科知识相结合，实现既传授专业知识又能立德树人，是现代教育的一个重要方向。

这些问题是各高校程序设计类课程教学中共性问题，对于计算机专业的大学生而言，新工科建设不仅要求学生具备计算思维能力、程序设计与开发能力，而且更强调学生具备创新能力和协同能力，如何调整适应新工科发展需要的教学模式与方法仍是值得研究的重要问题。

2 教学改革措施

为了解决Java语言程序设计课程教学中的上述问题，需要对教学理念进行全面革新，而OBE理念可以助力解决上述问题。将成果导向作为整个教学活动设计的根本原则，根据OBE理念从教学目标、教学内容、教学模式、评价体系四个方面提出改进措施。努力探索面向新工科人才培养的程序设计类教学改革，以期不断改进程序设计类课程的教学效果，培养具备实践能力、创新能力和协同能力的高素质复合型人才，满足新工科对人才的需求。

2.1 课程目标

本课程的总体目标是培养学生的编程能力。通过本课程的学习，使学生掌握Java基础语法，面向对象程序设计思想，能够利用所学基础知识解决实际生活问题，如能够独立或小组完成一个小型系统的设计与开发。同时养成良好的编程风格，具备自主学习能力、创新意识、团队协作能力，并树立正确的人生观、科学观，全面提高学生的综合素质。Java程序设计课程目标主要支撑毕业要求4个分解指标点，如表1所示。

2.2 教学内容

在教学内容方面，紧密围绕专业人才培养目标，以职业岗位需求为导向，以能力培养为核心、以学生为主体、以素质培养为本位的理念进行课程设计。引入OBE反向设计理念，从最终目标出发，按照理论和实践一体，以项目为主线、案例为主导组织教学内容，每个教学任务都提供具体的实际项目案例。课程讲授重点放在问题分析、模型构建和算法设计方面，以此来培养学生的计算思维、分析问题和解决问题的能力[4]。使学生加强对理论知识的理解和掌握，能够将所学知识应用于实际问题解决中，提高其实践与创新能力。通过分组合作的方式，鼓励学生相互合作、共同学习和解决问题，培养团队合作精神[5]。

另外，在教学过程中，教师要落实立德树人的根本任务，深度挖掘课程思政素材，将思政教育巧妙融入课程内容，让学生通过学习，丰富学识，增长见识，从应用实践中培养学生严谨认真的学风，以人为本、爱岗敬业的工匠精神，在吸引学生学习兴趣的同时，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观[6]。

2.3 线上线下混合式教学模式

在教学活动中，根据课程需要灵活采用项目导向、案例教学、分组协作等多种教学方法。基于OBE 理念构建以学生为主体、教师为主导的线上线下混合式教学模式，坚持“教、学、做”一体化的方式组织教学。使教学活动时刻紧贴教学目标，成果产出伴随整个教学过程[1]。教师应提升混合教学设计能力，保障课程教学质量[7]。将基于线上线下混合式教学模式划分为4个阶段：课前阶段、课堂教学阶段、课后阶段，每个阶段都需要教师和学生共同参与。

超星是一款电脑端网络教学平台，移动端为学习通，提供了丰富的教学资源和各种教学管理功能，方便教师统计学生学情，了解学生学习情况，为线上教学提供了很多便利[8]。

课前，教师将教学相关资料上传到超星教学平台，包括课件、案例程序、推荐的课程视频、试题库等教学辅导资料，并明确教学内容和要求，帮助学生完成预习和复习。

课中，教师首先对上节课内容进行简要回顾，明确本节课的教学目标，通过提问或其他方式，检测课前预习效果，调整教授的内容和深度。其次，教师采用案例和项目驱动教学法，并在教学中融入思政元素。在教学内容的设计上，按照由浅入深，循序渐进，突出教学内容的重点和难点，解答学生的问题，促进学生对知识的理解和应用能力的提升。并让学生动手实践，学生之间可以互相讨论，采取学生、师生互动的方式进行，如邀请同学进行讲解或分享，其他同学参与点评，教师对学生编写的代码进行点评和分析，梳理思路并给出正确答案。同时，教学过程中，教师可以发布随堂课堂测试题目，根据学生答题情况适当纠正、补充和答疑[9]。在线教学平台对学生学习过程数据和结果数据进行可视化呈现，教师可直观地了解学生的学习状态、学习效果等数据。为教师做出教学改进和教学决策而提供参考。一节课结束时，进行课堂总结，布置课后作业，并引导对下一次课内容进行预习。

课后，学生完成实践任务和测试，复习巩固所学内容，可强化学生的编程技能[10]。教师及时批改学生作业、实验报告和阶段性检测试题等，发现问题及时进行总结并设计应对策略，并将阶段成绩反馈给学生，对学生没有掌握的内容以及感兴趣的进阶研究内容，引导学生进行设计和创新，并进一步指导。课后教师也可以利用QQ群和微信群与学生进行互动答疑，及时解决学生学习中的问题。

2.4 改革考核评价方法

在新工科教育的背景下，Java程序设计教学着重培养学生解决实际工程问题和创新能力。采用多元化的考核评价方式，兼顾过程性评价和学习成效评价，覆盖了教学过程中的各个环节。

理论课程总评成绩=平时成绩×20%+实验（实践）成绩×20%+期末闭卷考试成绩×60%。平时成绩由课堂表现、平时作业、实验报告、学习笔记、线上学习与阶段性测验等组成。实验成绩由6次实验的完成情况来评定，考核指标由实验报告、操作技能、动作规范、实验结果等组成，可根据情况适当增改考核指标。期末成绩按期末考试评分标准百分制评分，总评按考核大纲给定比例折算。

实践课程总评成绩=平时成绩×30%+期末考核成绩×70%；平时成绩由实践过程、实践分析、课堂表现、讨论等组成。期末考核成绩为期末项目成绩，期末项目评估包括两个主要组成部分：项目报告和项目答辩。在项目报告中，学生独立或小组完成一个Java程序设计项目，并详细呈现项目的目标、实施过程、最终成果以及个人反思。这一部分的主要目的是评估学生对知识的综合运用能力。而在项目答辩环节，学生需要对项目的功能进行展示，指出优势和不足之处，并回答教师和同学提出的问题。项目答辩旨在进一步考查学生的表达和沟通能力，以及对项目的深入理解。

这种考核评价方式体现了OBE理念下的学习成果导向，全面考核学生的动手能力、基础理论和平时学习状况。

2.5 课程目标达成情况分析·

为促进课程目标的实现，进一步支撑毕业要求，根据评价的结果改进课程质量和教学方法。教师应根据课程性质与特点，以学生实际情况为基准确立阶段性、层次性的课程目标定位，并重点关注学生的评价与反馈，及时调整课程教学与考核方式，使课程目标达成情况的分析涵盖教育教学各项要素。从教师教学与学生学习两个方面对于课程目标达成情况进行原因分析与方法归纳，总结规律和经验，进而对教学改进方向起到指导作用。

3 结束语

程序类课程的教学不仅关注学生对理论知识的掌握，还强调培养学生的综合实践能力。在Java程序设计课程的教学改革和实践中，以学生为中心的OBE 教育理念得以广泛应用。通过明确课程目标、精心选择教学内容、采取恰当的教学模式、确定合适的课程考核方式以及深入分析课程目标的达成情况，使学生的分析问题解决问题以及实际动手能力得到了明显的提高。

参考文献：

[1] 熊斐.基于OBE理念的“Java语言程序设计” 课程教学改革研究[J].科技风，2023（15）：109-111.

[2] 梁峰，程永喜，韩朝怡，等.基于OBE-CDIO理念的毕业要求达成度体系构建：以数据科学与大数据技术专业“Java程序设计” 课程为例[J].西部素质教育，2023，9（1）：154-158.

[3] 李金忠，黄雪梅，夏洁武.新工科背景下融合CDIO和翻转课堂的Java程序设计课程教学改革[J].计算机教育，2019（11）：58-63.

[4] 张荣博，许莉，丛丽晖，等.基于OBE理念的程序设计基础课程教学改革实践[J].计算机教育，2020（7）：148-151.

[5] 刘征，李井竹.基于OBE和思政的Java程序设计教学改革研究[J].互联网周刊，2023（18）：73-75.

[6] 张学钦，贾媚媚.新工科背景下基于“OBE+课程思政” 理念的教学设计与实施：以“Java语言程序设计” 为例[J].南阳师范学院学报，2023，22（1）：60-63.

[7] 欧阳宏基，葛萌，宋笑雪.面向新工科和工程认证的“Java程序设计” 教学改革探讨[J].咸阳师范学院学报，2023，38（4）：107-111.

[8] 姜乃源，李玉波.基于超星学习通与BOPPPS教学模式的旅游社交礼仪课程教学改革探析[J].白城师范学院学报，2022，36（4）：109-112.

[9] 郭东恩，贾子琪，唐满，等.基于OBE的Python程序开发线上线下混合教学模式设计与实践[J]. 计算机教育，2022（10）：174-178.

[10] 王素云，陈海勇.基于OBE的《Python程序设计》课程教学改革[J].中国新通信，2022，24（22）：93-95.

【通联编辑：王力】

基金项目：广西高等教育本科教学改革工程项目——新工科“专创融合”的应用型本科培养模式研究与实践（编号：2023JGA359） ；广西科技师范学院校级本科教学改革工程项目——新工科背景下程序设计类课程教学改革探索（编号：2022GKSYGA06）