OBE視域下的程序設計類公共課實驗教學研究

馮希葉 閆樂林 許美慧 高強 黃秀清 盧玉強

【摘要】信息技術時代，培養計算機應用型創新人才成為信息時代下的新要求。針對當前高校計算機程序類公共課實驗教學現狀，以學生為中心，以OBE為導向，從教學理念、教學方法等方面進行研究并改革，對于學生的計算思維能力的提升有著十分重要的作用，同時也能其形成創新意識，有效鍛煉和培養學生通過信息技術解決問題的能力。

【關鍵詞】OBE;計算思維;實驗教學

程序設計類公共課的開設，目的是讓學生通過學習掌握計算機程序設計的技能，并運用該項技能去解決遇到的實際問題。所以，為了提高程序設計類公共課的教學效果，應當依據當前的教學現狀，以及OBE教育理念，明確當前教學的諸多問題，進而制定出相應的解決措施，將產出作為實際導向，讓教學取得良好的成果。

一、前言

對于OBE的理解，簡單來說是將學生接受教育后獲得的學習成果，作為教學設計和實施的初衷和目的[1]。成果特指學生在一個時間段中獲得的學習結果，是學生通過某一階段學習后所能達到的最大能力。因此基于OBE教育理念，為使非計算機專業學生在較短時間內提高編程能力和創新協作能力、最終實現計算思維能力的培養目標，因此，教學改革工作的開展，可以在實驗教學內容、方法，以及評價體系等環節中進行著手。

二、實驗教學改革

（一）計算思維能力的培養

當今時代，對非計算機專業的學生在計算機知識和能力方面的要求越來越高，要求學生具備計算思維能力，同時這也是社會發展下，學校人才培養新的目標和任務。計算機思維實際上是一種思維活動，借助計算機科學技術去解決實際問題。

（二）實驗教學內容改革

以近年來的熱門編程語言《Python程序設計》為例，本身的課程特點就是輕語法、重功能，具有豐富的第三方庫，Python的計算生態圈數以億計[2]。如果在設計實驗任務時就針對少數固定的幾個函數，那學生的思維就大大受限，得不到拓展。所以這對教師重構實驗內容時提出了更高的要求，在設計任務時既不能脫離課堂理論，又要高于課堂理論。具體的實驗任務可與不同的專業進行關聯，這樣學生在實驗中就不會覺得枯燥乏味，又實現了實驗內容與專業方向兼容，讓學生既明白了學習計算機的重要性，又大大提高學習效果。

以物理相關的非計算機專業學生為例，在為其設計實驗任務時關注其專業特點，設計與物理專業相關的計算機編程實驗。例如通過編程實現溫度轉換來讓學生掌握Python基本語法;通過編程實現繪制物理曲線如簡諧運動曲線等，使學生掌握Python的turtle庫及海龜繪圖體系;通過編程實現七段數碼管的顯示讓學生理解模塊化設計的思想，培養其算法設計能力。

（三）實驗教學模式改革

在OBE導向下，實驗教學模式也要進行變革。教學模式改革的核心是案例實驗教學，以“案例項目為主線，教師為主導，學生為主體”。實踐能力的培養要著重突出學生用計算機解決復雜問題包括本專業問題的能力。復雜問題不單指難度大，讓學生望而生畏的問題，而是開發學生應用所學計算機知識解決綜合問題的能力，即計算思維能力。如果面臨的項目屬于困難級別，可以將其分成幾個不同的子模塊，這樣學生便能從一個個小問題著手，一步一步解決困難的問題，讓學生的創新和綜合設計能力得到培養和鍛煉。復雜實驗項目在實施過程中，比較常用的方式便是小組合作的方式，合作能夠促進學生的共同進步，而且合作學習的效果關乎教學評價的具體目標。對與程序設計類的實驗教育，復雜項目的解決是通過模塊化的方法設計算法，每人可完成子模塊，所以程序類實驗任務特別適合小組協作學習。小組合作遵循著“異質性”的原則，所以組內成員在性別、成績、能力等方面是各不相同的，小組成員之間能夠形成良性互補的關系，人數控制在4-6人。按照這種原則成立的小組，可以更好實現組內合作，也能促進班級不同小組之間形成一定的競爭關系。在合作學習的狀態下，學生不僅學到了更多學科知識，而且自身的團隊合作意識、創新能力等都得到了較大程度的提升。

（四）實驗教學評價

OBE理念下的實驗教學評價應該超越學生學習成果評價本身，而是有個綜合性、一體化的過程，教師教學與學生學習的成果能夠進行相應的整合。過去的考核形式，一般是教師根據當堂任務的完成情況給打個分數，最后再合成一個總分，考核方式太簡單，也難以保證公平公正。在OBE視域下，需要根據程序設計類公共課實驗教學的特點進行改革研究，將形成性評價和總結性評價相結合，形成性評價中的主要考核項目有：實驗報告、小組討論日志、平時實驗任務、實驗總結、課堂表現，設定一定的比例。總結性評價主要由大項目答辯、小組答辯等構成，綜合評定學生的學習情況及培養目標達成情況。

三、結束語

在程序設計類課程教學中，積極應用OBE理念，通過將學習成果轉化為學習導向，促進學生計算思維能力提升，進行實驗教學內容和實驗教學模式及評價體系改革，轉變學生的學習態度，以更加積極主動的態度，正確對待教學活動，讓學生能夠提升創新協作能力和編程能力，開拓計算思維能力方面具有重要意義。

參考文獻：

[1]唐勝達.基于OBE教學模式的本科生應用隨機過程教學改革[J].科教導刊，2018，339（5）：62-63.

[2]嵩天，禮欣，黃天羽. Python語言程序設計基礎[M].北京：高等教育出版社，2017.

基金項目：山東省高等教育本科教改項目（Z2018X067）;教育部產學合作協同育人項目（201602028018）;濟南大學教學研究項目（J2046）。

作者簡介：馮希葉（1976-），男，齊魯師范學院，副教授，碩士，物聯網技術及應用。