OBE 教育理念下高級語言程序設計課程的混合式教學改革探索

周濤 李春玲 鄧波 張燕

摘要：以成果為導向的高等工程教育認證是目前大學教學改革的必然趨勢。深入探索和持續實踐以及如何完整地在工程教學中實施，是每個實施工程教育學校和教學人員必須認真思考的問題。同時，充分利用混合式教學的優勢，推動OBE 教育理念具有重要的現實意義。

關鍵詞：OBE 教育；成果導向教學；課程教學模式改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）06-0143-03

成果導向教育（Outcomes-based Education，簡稱OBE）是高等教育中針對工程教育進行教學改革的一種教學思想。OBE教育以學生獲取知識的應用能力為培養目標，以課程教學為過程的一種新的教學理念。OBE教育理念完全改變了過去以教師教學為主的教學模式，是目前全球工程教育認證的核心理念。工程專業認證的先行者，美國的工程教育認證協會對這種教育方式已經全面接受并認可，并且將這種教育思想貫穿在整個工程教育的體系中，成為工程認證執行的標準并廣泛推廣[1]。目前，我國對OBE的研究和應用已經在很多學校進行教學改革和教育實施。如何深入地探索和持續的實踐，以及如何完整地在工程教學中實施，是擺在每個實施工程教育學校和教師面前的首要問題。在此背景下，對OBE教學進行深入研究具有重要的現實意義。

1 OBE 理念在本科生培養過程中的作用

如何通過課程教學的教育過程，讓學生經過一個階段學習后獲得最大的知識和應用能力，是OBE教育的核心，這種教育理念是傳統教育無法做到的一種先進教育理念。傳統教育只能通過教師的課程教學，完成教學內容，在傳統教學過程中，教學的主體是教師，教師把教學內容通過傳道授業的方式直接灌輸給學生，教學內容的進度和授課學時都受到學校的監督和控制，教學效果只能從學生的試卷成績體現。學生學習的知識能否應用于實際工作，并得到合理的使用，只能通過期末考試的測評和平時的考核成績來評定。而OBE教育的目標、課程教學中課時的分配、教材內容的編寫、教學教案的組織、教學效果的評價、畢業要求的設計等都必須在獲取成果的基礎上進行，而不是以期中或期末的考試成績為依據。判斷學生是否達到了該課程需要掌握的水平，達到了課程的教學目標，只有通過教學評估才能充分地體現學生的學習水平。如果在學生的學習過程中，每一位學生都知道自己學習這門課程后能做什么，必須達到什么樣的水平和程度，有明確的目標，學生才能以自己的學習能力為基點、以自己的學習方式和學習進度，逐步實現自己的學習目標。以學生為主體，教師為輔助，教師從每個學生的能力和基礎出發，幫助學生掌握該課程，在OBE 理念下的教學模式中，中心角色是學生，側重點是學習，學生屬于主動要求學習[2]。

成果導向實施原則是：教師必須清楚地闡述并致力于幫助學生發展知識、能力和境界，使他們能夠達到預期成果。清楚聚焦是OBE理念實施原則中最重要和最基本的原則[3]。課程設計與教學目標要在大多數學生能夠理解的基礎上，充分考慮每個學生的知識基礎和接受能力，以更加靈活的方式來配合學生的個性化培養需求，制定具有挑戰性的執行標準，以鼓勵學生中學習能力較強的學生掌握更深度的知識，這是教學內容設計的重點。以終極目標為導向的教學方式，要求教學中反向進行課程設計，開展教學活動。如何實現OBE理念，僅以陜西理工大學理工科教育中的程序課程設計為例進行說明。

2 高級語言程序設計課程教學中采用OBE 教育理念的可行性和優越性

計算機語言是指用于人與計算機之間進行通信的語言。計算機不能識別人類交流的任何自然語言，計算機能直接識別的語言是機器語言，機器語言由0 和1組成，也被稱為低級語言。不能直接被計算機識別而需要進行編譯才能被計算機識別的語言稱為高級語言，高級語言在應用中分為面向過程語言和面向對象語言，高級語言在編寫中接近人類語言，人與計算機之間的信息交流是通過計算機語言編寫的程序來實現的。高級語言程序設計課程是工科或部分理科學生使用計算機時所具備的專業基礎課程，是學生利用計算機進行數據處理和過程控制的最基本工具之一。它是研究領域中以數學為基礎，以計算機程序為應用和開發工具的綜合能力體現，是專業課程應用所具備的基本素質之一。然而，很多學生對該課程看不懂學不會，如果用傳統的教學方式進行教學，煩瑣的語言規則和語法讓學生的學習效果大打折扣，每學期結束后的考試老師和學生都很苦惱。采用OBE教育理念下對高級語言程序設計課程的教學模式進行改革，能直觀地展示OBE教育理念的優越性。

3 如何在高級語言程序設計教學活動中實現OBE 理念

要實現OBE教育理念，在教學內容和教學活動中必須遵循教學方向設計的原則。教學內容首先要根據專業培養目標制定適合本專業的課程教學大綱，授課教師依據教學大綱制定相應的教學計劃和教學模式進行教學內容，如圖1所示。在制定的教學大綱中，要充分體現該課程的重點、難點和課程目標。目前，各個學校對開設的高級語言課程多種多樣，有Python 程序設計、Java面向對象程序設計、C語言程序設計等。陜西理工大學為非計算機專業工科生開設的編程語言課主要是C語言程序設計。在教學過程中，教師面臨著學生零基礎，課程學習內容多，課程學時少，學生畏難情緒較高等不利因素。如何提高學生學習的積極性和主動性，是每個教師需要思考的首要問題。教學內容的設計上可以采用先整體后語句的方式進行教學，讓學生對該課程的內容有一個整體的認識。在教學方式上，首先要讓學生有學習的興趣，讓學生對該課程的興趣學生學習該課程的動力。例如：可以讓學生在固定的框架下編寫簡單的3～5行程序，讓學生獲得成就感，逐步引導學生編寫復雜的程序。然后以能力值為基數，以每天進步的努力值為參數，通過編程，讓學生看到一年后通過努力的遞增值和不努力的衰退值。通過這樣的例子，既幫助學生理解了“學如逆水行舟，不進則退”的道理，同時也提升了他們的學習興趣。以程序應用實例為導向、以教學內容和活動為載體，可實現事半功倍的效果。

4 基于OBE 教育理念的高級語言程序設計課程的線上線下混合式教學的教學實施

高級語言程序設計課程的混合式教學體系在實現過程中所達到的效果是傳統的授課方式無法實現的。傳統的教學模式只能讓學生跟隨教師的思維學習和分析，這種學習模式對學生的思維局限很大，理論灌輸式教學法依舊是高等院校教育教學中普遍運用的方法[4]。隨著互聯網技術的飛速發展，學生的學習不僅僅局限于課堂，可以通過手機、個人電腦等終端設備進行學習，教師也可以利用中國大學的MOOC、超星學習通、智慧樹等眾多的網絡資源進行理論課教學，同時利用PTA程序設計類實驗輔助教學平臺等教學軟件進行實驗教學。教師在教學過程中通過優質的課程資源，開展線上線下互為補充的混合式教學，取長補短，彌補教師教學中的不足，發揮新教學體系的優勢。在教學前，讓學生認真做好課前預習，將課程中的學習內容提前了解，對不懂或一知半解的內容提前記錄下來，這樣，教師在講課過程中做到有的放矢，事半功倍。對于不同專業的學生，教師把課程內容與專業課程內容結合起來，使得教學內容有血有肉、生動活潑。對于某些知識點，教師采用了翻轉課堂的形式，讓學生通過自己的理解進行講解，教師對學生講解內容進行點評，指出學習內容中的不足之處，然后讓學生進行分組討論，充分調動學生的學習積極性。教師在課后進行輔導時，應具有針對性，對于基礎差的學生，應從最簡單的內容著手，對于基礎好的同學，盡力擴展知識面，將最新的課程應用展現給他們，提升教學效果。陜西理工大學高級語言程序設計課程線上線下混合式教學設計重點在下面5個方面：1）根據老師下發的資料進行自主預習；2）教師針對發布的內容進行問卷調查，掌握學生預習效果；3）總結課堂要點并進行課后實踐;4）課堂提問與答疑，做到當天問題當天解決；5）對重點、難點歸納和講解。

5 OBE 理念在陜西理工大學教學中的實施效果

陜西理工大學從2018年開始進行工程教育專業認證，已經認證通過的專業有機械制造和材料工程類的部分專業。在學習過程中，根據工程認證的要求，對該課程主要從以下三個方面進行了改革。

5.1 確定學習目標

要求學生學習后達到以下兩個方面的能力。

1）問題分析能力：能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論。

2）使用現代工具：能夠針對復雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，包括對復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性[5]。

5.2 制定教學策略

在教學過程中，采用了反轉式教學方法。課前對學生進行分組，4～6人分一個教學小組，對每一個小組發放本節課程的學習內容，講課學生由教師任意指定，學生在規定的時間內講完后，對講課小組人員現場計分。教師在課后總結時，以問題為導向，提出問題，讓學生課后思考和查閱資料。上機實驗部分采用多級題庫，以個性化教學方式滿足不同學生的學習需求，認真記錄每一位學生的學習軌跡，針對不同學生的基礎和進度、理解能力，為每一位學生設置個性化發展方案。

5.3 改變考核方式

在沒有實施改革之前，一直采用期中、期末考試成績和平時成績合成的方式對學生學習情況進行考評，教師為了通過率，往往是考前劃重點，出模擬題。學生為了通過考試，對重點內容死記硬背。改革后，修改了教學大綱，將成績按照專業的課程需求目標進行分割，以課程達標目標為依據。在考核過程中，添加了作業、綜合測試、課堂提問和反轉課堂中學生對程序的分析等多項內容。特別是在學生的上機操作中，可以直接對學生的操作能力進行現場評定，這樣能真實地反映學生對該課程的掌握程度。

學生對該課程的達標情況統計如下：2019至2020 學年第二學期共有47個教學班，1168名學生高級語言程序設計課程全部完成教學。其中及格率在90% 以上的有28個班，占比60%。及格率在80%～89%的有14個班，占比29%。及格率小于80%的有5個班，占比11%；2020至2021學年第二學期共有51個班，1428名學生高級語言程序設計課程完成教學，其中及格率在90%的有33個班，占比65%。

及格率在79%～89%有14個班級，占比27%，及格率小于79%的有4個班，占比8%。2021至2022學年第二學期共有48個班，1344名學生高級語言程序設計課程全部完成教學，其中及格率在90%以上的有34個班，占比71%。及格率在79%～89%有12個班級，占比25%，及格率低于79% 的只有2 個班，占比4%。通過教學改革后，學生對該課程的學習興趣和學習方法有所提高，掌握了適合個人的學習方法，結合個人的學習特點，學生的達標程度逐年提高。

6 存在的問題及今后教學需要改進的措施

6.1存在的問題

充足的教學時間和持續不斷的教學跟蹤是實現教學目標的關鍵。陜西理工大學在教學安排中，對該課程的教學安排是32+18 專業的學時，在教學時間內，無論是計算機專業還是非計算機學生，熟練地運用該課程的知識，僅僅依靠課時內的教學遠遠達不到教學目標的要求。因此，線上教學和長期的跟蹤輔導是實現教學目標的有效保障。

6.2改進的措施

繼續推進混合式教學模式，認真做好課前預習和課后復習的監管和檢查，才能保證上課質量。同時，加強對線上教學環節的考核力度，讓學生的學習不僅僅局限于課堂，而是延伸到課堂之外。

以項目為驅動，充分調動學生的編程興趣。學生在大學一年級完成課程內容后，通過工程項目，加深課程教學的深度和廣度，保持與學生的持續聯系，鼓勵學生通過傳、幫、帶的方式，讓高年級的學生帶動低年級學生。

以教研室為單位，積極有效地開展教學法活動，教師之間多交流教學經驗，推廣好的教學方法。

OBE教育理念的執行陜西理工大學和全國范圍內在探索中進行，教學法的討論和研究是教學改革不斷進步的保障。積極探索和嘗試學生喜歡且容易接受的教學方法，積極開展教學法活動以持續改進教學質量是提高教學質量的最有效途徑。

7 結束語

OBE教育理念的混合式課程改革對教學質量提升促進較大。在教學過程中，轉變教育觀念，合理使用教學手段，充分發揮學生的主觀能動性，讓學生成為教學的主體，才能夠讓學生獲得更多的知識。目前陜西理工大學的機械自動化、材料等專業已經通過了專業工程認證。線上教學延伸了傳統課堂教學的深度和廣度，為陜西理工大學高等工程教育更好地適應國家人才培養和地方經濟發展需求，為社會培養更多的應用型人才。

參考文獻：

[1] 呂宗旺，孫福艷.工程教育認證理念下電子信息工程專業實踐教學改革探析[J].黃河水利職業技術學院學報，2019，31（4）：82-86.

[2] 吳巖.一流本科建設：中國特色與世界水平[M]//加快“雙一流”建設實現內涵式發展. 蘭州：蘭州大學出版社，2018：22-25.

[3] 李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34，70.

[4] 郭慶啟，趙玉紅，包怡紅，等.食品工程原理課程成果導向教育（OBE）理念的教學實踐[J].沈陽農業大學黨報：社會科學版，2018，20（4）：449-453.

[5] 李鹿之，王曉飛.淺談大學生物學課程中學生科技英語能力的培養[J].校園英語，2021（50）：22-23.

【通聯編輯：謝媛媛】