OBE教育模式下的《Python語(yǔ)言編程與工程實(shí)踐》課程教學(xué)改革探究

倪黃晶 馬千里 杜若瑜 戴修斌 王俊

摘 要 本文分析了OBE教育模式下對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本科生培養(yǎng)的新要求，指出目前本專(zhuān)業(yè)在《Python語(yǔ)言編程與工程實(shí)踐》課程開(kāi)設(shè)中存在的問(wèn)題，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)體系三方面進(jìn)行課程教學(xué)改革和創(chuàng)新的具體內(nèi)容探討，為生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)工程型人才的培養(yǎng)質(zhì)量提升貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞 OBE教育模式 Python語(yǔ)言編程與工程實(shí)踐 課程教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

《Python語(yǔ)言編程與工程實(shí)踐》是生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)能直接應(yīng)用于工程實(shí)際的編程語(yǔ)言類(lèi)課程，其課程內(nèi)容與人才培養(yǎng)崗位具有較強(qiáng)的對(duì)應(yīng)性，對(duì)于解決問(wèn)題的思維方式要求較高。該課程的開(kāi)設(shè)，對(duì)于學(xué)生的數(shù)理邏輯培養(yǎng)、探究精神和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)大有裨益，同時(shí)對(duì)于培養(yǎng)優(yōu)秀的生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生起著重要作用。

1 OBE教育模式下對(duì)于應(yīng)用型本科生培養(yǎng)的新要求

OBE教育模式是目前工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證所推崇的教育模式。它著重強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，并要求課程設(shè)計(jì)與教學(xué)要聚焦在學(xué)生的最終學(xué)習(xí)成果上，非常適用于工科專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)設(shè)定。同時(shí)，OBE教育模式還要求教師對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)達(dá)到的能力水平有清晰的構(gòu)想，并致力于設(shè)計(jì)出適合學(xué)生知識(shí)掌握和能力提升的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。此外，OBE教育模式還注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)判，可將過(guò)程性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，形成新的多元評(píng)價(jià)體系，以更好地優(yōu)化教學(xué)效果，同時(shí)也能夠更好地衡量并促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升。

2目前本學(xué)院《Python語(yǔ)言編程與工程實(shí)踐》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

（1）教學(xué)內(nèi)容中Python特色不夠凸顯。當(dāng)前教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的思維方式常偏好于先導(dǎo)課程中C語(yǔ)言編程的結(jié)構(gòu)型思維，注重于算法的實(shí)現(xiàn)而非問(wèn)題的更好解決。Python編程的特色在于保證代碼可讀性的同時(shí)，能讓代碼解決問(wèn)題簡(jiǎn)單化。因此，Python程序設(shè)計(jì)要盡量從最簡(jiǎn)單的角度去思考和編寫(xiě)，保證代碼的簡(jiǎn)潔和更加Pythonic。

（2）課程與專(zhuān)業(yè)特色的結(jié)合度仍顯不足。教學(xué)PPT中程序案例與生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的結(jié)合度仍顯不足，學(xué)生大多練習(xí)編程語(yǔ)言的通用案例，而缺少專(zhuān)業(yè)實(shí)際問(wèn)題的解決實(shí)踐，這使得學(xué)生在學(xué)完課程后仍無(wú)法準(zhǔn)確高效地解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。

（3）課程的評(píng)價(jià)方式仍顯傳統(tǒng)。在課程評(píng)價(jià)中，教師的關(guān)注點(diǎn)主要集中于教學(xué)內(nèi)容，而忽略了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有效評(píng)價(jià)。當(dāng)前采用的評(píng)價(jià)機(jī)制主要是基于期末總結(jié)實(shí)驗(yàn)的成績(jī)來(lái)衡量，這顯得過(guò)于單一，無(wú)法全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3《Python語(yǔ)言編程與工程實(shí)踐》課程教學(xué)改革的具體內(nèi)容

為了達(dá)到應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，提高學(xué)生的個(gè)人能力和競(jìng)爭(zhēng)力，我們擬從課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)體系三方面進(jìn)行改革探索。

3.1教學(xué)內(nèi)容的改革與創(chuàng)新

擴(kuò)展課堂教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)相關(guān)模擬數(shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)據(jù)的案例分析。具體說(shuō)來(lái)，重新制作的新課件，要在保證對(duì)Python語(yǔ)言編程基本概念講述完整的同時(shí)，增強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)編程案例教學(xué)和問(wèn)題解決的思維訓(xùn)練。充分利用好Python成熟的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和擴(kuò)展庫(kù)，讓學(xué)生將更多的精力放在問(wèn)題的解決上，進(jìn)而大幅度提升開(kāi)發(fā)效率。例如，使用pandas擴(kuò)展庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析;使用matplotlib擴(kuò)展庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化與科學(xué)計(jì)算可視化等。這樣，可以讓本課程的教學(xué)重點(diǎn)與其他同類(lèi)課程區(qū)分開(kāi)來(lái)，同時(shí)學(xué)生也能獲得更多的專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練。

3.2教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新

在課堂教學(xué)過(guò)程中，采用“案例引導(dǎo)”的教學(xué)方法。例如，通過(guò)臨床醫(yī)學(xué)圖像實(shí)例，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到Python在醫(yī)學(xué)圖像處理上的便捷性和高效性，既能讓學(xué)生了解Python語(yǔ)言的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，也可以提升其專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感。同時(shí)，在案例講解時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)認(rèn)識(shí)和接受新知識(shí)，并讓其主動(dòng)思考實(shí)踐中可能遇到的問(wèn)題并嘗試解決，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，通過(guò)“項(xiàng)目引導(dǎo)”的實(shí)驗(yàn)方式，讓學(xué)生邊做邊學(xué)。首先，要求學(xué)生利用我校圖書(shū)館的豐富資源，進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)研究方向某一專(zhuān)題的調(diào)研，自主完成項(xiàng)目選題構(gòu)思;其次，構(gòu)建學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生采用交叉思維并通過(guò)分組討論的方式，編寫(xiě)出項(xiàng)目的Python實(shí)現(xiàn)算法;最后，通過(guò)算法的運(yùn)行、調(diào)試和修改來(lái)進(jìn)一步熟悉、掌握和優(yōu)化Python代碼。在項(xiàng)目施行中，每位學(xué)生都需要明確分工，并進(jìn)行自我工作匯報(bào)，以培養(yǎng)和鍛煉其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.3評(píng)價(jià)體系的改革與創(chuàng)新

基于OBE教學(xué)理念，建立多元的課程考核方式，并持續(xù)改進(jìn)。我們提出，在《Python語(yǔ)言編程與工程實(shí)踐》課程中，除了注重期末練習(xí)的效果檢驗(yàn)外，還需要關(guān)注學(xué)生在“項(xiàng)目引導(dǎo)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)?？梢酝ㄟ^(guò)課堂討論、提問(wèn)、項(xiàng)目匯報(bào)等多種類(lèi)型的考核方式，其中課堂討論主要考核學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析和表達(dá)能力，提問(wèn)主要考核學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解能力，項(xiàng)目匯報(bào)主要考核學(xué)生對(duì)于問(wèn)題解決的掌握和總結(jié)能力。每種考核方式賦以不同的權(quán)重，然后加權(quán)得出學(xué)生最終的綜合能力評(píng)定，以此來(lái)衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，確保本課程對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)達(dá)成。

綜上，針對(duì)《Python語(yǔ)言編程與工程實(shí)踐》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)體系進(jìn)行的一系列教學(xué)改革與創(chuàng)新，有助于本專(zhuān)業(yè)更好更高效地實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才的既定培養(yǎng)目標(biāo)，使培養(yǎng)出的學(xué)生更具競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)然這也是一個(gè)需要長(zhǎng)期研究和探索、并不斷完善和提高的過(guò)程，還需要在不斷的學(xué)習(xí)和與兄弟院校的交流中吸取他人的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

基金項(xiàng)目：南京郵電大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（JG03219JX36）。

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