基于OBE理念的雙向融合創新教學模式研究
——以Python課程為例

馮 榮

集寧師范學院計算機與大數據學院，內蒙古 烏蘭察布 012000

為提高地方高校計算機類本科生編程實踐能力，基于OBE理念對課程進行教學設計，課程思政是應對現實社會思想文化問題的重要手段，專業課程同樣承擔著與思政教育協同育人的教學任務。因此，建立以學為中心的雙向融合的課程教學模式是建立“三全育人”格局的時代要求，也是專業技術人才培養的時代要求。為此需要各專業各課程授課教師深入挖掘課程思政元素，在教學中將價值塑造融入知識傳授和能力培養中，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，將知識傳授與價值引領有機貫穿教育教學全過程，使課程與思政課程同向同行，提升課程思政育人實效，實現思政課與專業課在育人目標上的統一，在立德樹人基礎上構建全員全程全方位育人大格局。［1］育才先育人，大學生的思想政治教育工作一直以來深受黨和國家高度重視，經過數年的實踐探索，課程思政教育與專業課程教育協同發展基礎已奠定，通過協同發展模式驗證計算機類課程思政建設的有效路徑，實現思政教育與專業課程雙向深度融合，為同類課程創新教學改革提供理論和實踐指導。

一、課程概況

Python語言程序設計基礎是大數據、軟件工程、計算機科學與技術等專業的專業基礎課，2學分，64學時，是學生學習大數據分析、人工智能、機器學習的基礎。Python語言廣泛用于科學計算、數據分析、網絡爬蟲、人工智能、機器學習、大數據、Web開發、游戲開發、系統管理編程腳本語言等，特別適用于快速的應用程序開發。Python語言廣受開發者的喜愛，已經成為最受歡迎的程序設計語言之一。課程開設目的是使學生具備通過Python程序設計語言進行項目開發的基本思路、知識和技能。課程的職責是服務專業，面向未來科研與工程，提供計算機素養與程序設計能力的有力支撐。

二、傳統課程教學中的痛點

（一）理論掌握不夠深入，實踐能力缺乏鍛煉

課程理論與實踐并重，理論知識涉及面廣，知識點多，部分知識點較為抽象，如果不去反復研讀，理解不透徹就無法應用，綜合案例實踐出現明顯的分層現象。傳統授課模式中，傳統教學中教師示范學生跟做，如果理論知識點理解到位學生就可以舉一反三，理論知識點理解不到位當遇到復雜案例程序調試難度大或是調試不通，就使得實踐操作無法獨立完成，部分學生體驗不到程序運行成功的快樂，久而久之應用能力不強，因此就失去了研究的興趣。

（二）學生自主學習缺乏動力，不愛研究書本

部分學生的學習能力普通，不愛研究書本，而學習方法又欠佳，課前預習、課后復習執行不到位，僅靠課堂知識容易遺忘，更不能轉化成技能，往往是當時懂了過后忘了，函數、命令、用法不能內化于心，實際應用時有時需要查找用法或是想不到解決方法。久而久之不能形成完整的知識體系，也不能靈活運用知識和技能解決實際編程出現的問題，學生的計算思維能力得不到提高，創新能力也不能得到更好的發展。

三、雙向融合創新教學模式構建策略

針對上述教學痛點，授課教師在認真鉆研教材、分析學生學情的基礎上，精心設計教學案例、準備線上教學資源、進行教學研究討論、最終確定教學設計方案，進行創新教學改革。從教學理念、教學內容、教學形式、教學方法、課程思政元素的融入等維度進行創新。

（一）教學理念創新

改變傳統程序設計課程通過課堂教學“學寫程序”的理念，基于OBE教學理念進行課程創新，建立生師學習共同體。基于OBE教學理念進行教學目標的確定和教學設計首先要明確學習成果，訓練從解決知識點案例問題拓展到解決綜合問題。［2］教學過程中強調每部分學習要達成的能力目標，學生聚焦在最終的學習成果上。基于OBE教學理念進行思政教育與專業課程雙向融合在課程教學目標上首先要做到聚焦學習成果，使二者教學目的相融合。課程要培養學生的專業技能，除此之外還應具備較強的育人功能，也就是思政教育目標。增設高水平案例，目的是鼓勵學生進行深度學習，引導學生解決高標準有難度的問題，提高學生解決問題的能力。以最終要達成的能力目標為起點進行教學設計，反推出學生所需能力與知識點，學習時由簡入深、逐層遞增解決問題。課程的內容設計上與思政教育做到相融合，提供和擴大學生參與思想政治教育的機會。

課程的學習目標首先要在夯實基礎的同時能夠提高知識與技巧，為提升學生能力素養，課程的學習目標首先要具有高階性，為使學生能力能夠對接未來與發展。課程的學習目標還要有一定的挑戰度，在設計中自主學習。在迭代中堅持不懈，在思辨中理解、在分析與解決問題中提升學習能力、提升素養，為未來與自我發展進行較為全面的能力與素養儲備。在不斷挑戰中，直面問題，精益求精，看到行業軟件的短板，心系家國，在學生心中埋下一顆自主創新的種子，引導學習方法改變。編寫基本算法、辨析語法邏輯、推進實踐能力的提升，計算執行效率。以計算思維為起點，打好基礎，以工程思維為路徑，搭建臺階，以學科前沿與創新思維為引領，攀登高峰，學習計算思維、工程思維、創新思維，在解決問題的過程中提升方法與能力。能夠從多維的視角對多種程序算法和架構方案進行分析、評價、權衡、優化、決策。能夠用程序解決工程中的實際問題。提高學生的程序編寫能力、算法設計能力、程序調試能力、問題剖析能力。從知識、方法、思維和素養四個角度去確定學生的學習目標，建立師生學習共同體，逐步形成知識與能力的遷移與轉化。使用不同的教學策略，使課程的教學與思政教育相融合。

采用多元和梯次的評價標準，評價強調達成學習成果的內涵要求和個人的學習進步，不過分強調學生之間的比較。［3］根據每個學生能達到教育目標要求的程度，給學生賦予從不熟練到優秀等不同的評定等級，進行針對性評價，通過對學生學習狀態的明確掌握，為老師改進教學提供參考。將學生的學習進程劃分成從初級到高級不同的學習階段，并確定出每階段的學習目標，最終要達成目標成果。

（二）教學內容創新

引入計算思維提高學生的程序設計的能力。計算思維是美國卡內基大學（CMU）的周以真（JeannetteM.Wing）教授提出的一種理論。他認為計算思維是人類求解問題的思維方法。后來，國際教育技術協會（ISTE）和計算機科學教師協會（CSTA）給計算思維做了一個可操作性的定義，即：計算思維是一個問題解決的過程。從計算思維著手學習程序設計的思想，算法最為重要，程序設計語言只是工具，越是簡單的語法規則越能發揮程序員的算法設計能力，讓程序員把更多的精力放在算法設計和功能實現上。

結合CDIO教學模式設計案例項目，利用實際案例調動學生的學習興趣。如以“模擬七段數碼管顯示當前日期”用以理解函數及封裝的價值，以“基于列表的名片管理系統”理解和應用列表的增、刪、改、查操作，以“飲品自動售貨機”理解程序的模塊化設計及函數應用，以“學生管理系統面向對象版”理解面向對象編程方法等。

（三）教學形式創新

課程教學團隊借助傳智高校輔助教學平臺構建了《Python程序設計基礎》課程線上教學資源，線上線下混合式教學模式強化了線上線下互動教學，形成了具有特色的專業基礎課程線上線下混合式教學模式。課程線上資源提供有微課，解決理論理解不透徹的問題。利用線上資源讓學生完成課程預習，布置重點、難點、易錯點問題進行深入思考；在課堂教學時，學生通過實驗自主探索并驗證所預習的理論知識，強化線上線下互動教學，學生分組討論思考題，開展翻轉課堂活動。建立了教學效果的多維度多梯次的評估方法，通過多種途徑對學生學習進行考核與評價。線上學習、階段考核占10%，根據學生完成線上預習任務以及作業的情況自動評分。線下小組討論表現占5%，團隊項目考核占10%，個人項目考核占20%，平時其他占5%，期末測試占50%，以上機實操考試的方式檢查學生對知識點的掌握情況。通過5個方面的評價，最終得出對學生學習情況的綜合評價。以上設計均以“學”為中心，推動了思政教育與專業教育的雙向融合。基于OBE理念，采用多種教學方式，使具有不同學習能力的學生用不同時間、通過不同途徑和方式逐漸達到同一目標。

（四）教學方法創新

實施翻轉課堂教學方法，在傳智高校教學平臺和學習通上布置課前預習作業，使學生主動使用線上教學資源，自主研究知識點，解決學生不愛主動研究的問題，同時也解決課堂上學生的差異化學習的問題，讓同學們的思維先活躍起來。實施對分課堂教學法，通過實例，引出要學習的內容，以實際工作任務利用當堂對分課堂教學法引入本課內容，引起學生的學習興趣，再讓學生課后吸收，利用隔堂討論分享匯報教學方法，讓學生對知識主動參與，從而形成師生“對分”課堂的格局。實施任務驅動法，分步驟分解完成任務，“以任務為主線、教師為主導、學生為主體”，創設情境、確定任務、驅動學生自主學習、最后進行效果評價。通過翻轉—對分—驅動完全調動學生的學習積極性，改變學生的學習狀態，使學生充分參與學習活動并且主動建構探究、實踐、思考、運用、解決的學習體系。在教學策略上，保證了雙向融合教育的實施。

實施翻轉課堂教學法和任務驅動法，學生使用線上教學資源，學習由原來單一的課堂教學環境轉移到課堂+線上，利用靈活的時間和空間，學生通過舉一反三、自主學習、調動多方資源解決問題形成知識與能力的遷移，促進學生的探究能力提升。通過高階性、有挑戰的項目案例訓練，學生在設計中自主學習。在迭代中堅持不懈，在思辨中理解。通過面向真實工程問題的程序設計形成項目引領、提升方法與能力，進行較為全面的能力與素養儲備。

（五）課程思政元素的融入

雙向融合的教學目標是在符合專業課程的教學目標的同時也要符合思政教育目標的。因此在教學活動中，以課程為載體，以立德樹人為根本，充分挖掘蘊含在專業知識中的思政元素，將思政滲透、貫穿教育和教學的全過程，助力學生的全面發展。在潤物細無聲的知識學習中融入價值引領。通過變量、數據類型、流程控制、字符串、列表、元組、字典、函等知識點學習引導學生樹立嚴謹求實的學習習慣和工作作風，通過案例挑戰培養學生學以致用的信念和能力，通過思維挑戰訓練培養學生的軟件工匠精神。在合作學習中形成團體精神，在觀察發現中樹立探索精神，在上機操作中增強實踐意識，在編程成功后體驗學習樂趣。通過引入數據安全及華為5G技術的戰略意義，引發學生的共鳴，在激發學生的學習興趣同時，培養學生的愛國情懷并引導學生樹立正確的價值觀。在教學目標和教學內容上實現了專業教育和思政教育的雙向融合。

四、創新成效

課程教學改革實施過程中，教學質量明顯提高、教師教研水平明顯提高，學習興趣明顯提升，學生實踐技能水平和成績明顯提高、學生學習效果全面提升、課程創新改革作用突出。在2021年和2022年開設過本課程的班級選擇用Python語言完成畢業設計的人數明顯增多，并且經過深入研究圓滿完成畢業設計。課程思政教學效果明顯，學生學習目標明確，學習知識點能夠嚴謹求實并能學以致用、舉一反三，有愛國情懷，能鉆研、肯鉆研，學習興趣明顯提高、學習成績和效果明顯增長，課堂氣氛明顯活躍，充分調動了學生的學習興趣，充分發揮了學生的主觀能動性。課程通過幾輪創新探索和實踐，實現了從傳統課堂向智慧課堂、知識課堂向能力課堂的轉變。在今后的教學過程中，還要充分利用教學資源和教學策略，引導課堂參與度不高的學生，調動發揮其自主學習的內驅力。教學改革創新需要進一步深化和拓展，以“引領—喚醒—賦能—成長—成才”的理念促進學生的全面發展。