OBE理念下C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革研究

喬靜 劉付勇 楊旭鵬

關(guān)鍵詞：新工科；OBE；C語言；教學(xué)改革

0 引言

以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，以持續(xù)改進(jìn)為重點(diǎn)的OBE理念于1981年由美國學(xué)者Spady提出，該理念被認(rèn)為是追求卓越教育的正確方向。我國2016年提出的“新工科”理念也強(qiáng)調(diào)重塑人才培養(yǎng)質(zhì)量觀，加快制定適應(yīng)工科學(xué)生終身發(fā)展和社會(huì)需要的核心素養(yǎng)體系和學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，完善學(xué)生、老師、雇主、校友等共同參與的“以學(xué)生為中心”的學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)體系，完善從學(xué)習(xí)目標(biāo)—培養(yǎng)目標(biāo)—培養(yǎng)方案—課程大綱—評(píng)價(jià)分析—課程品質(zhì)報(bào)告—改進(jìn)方案實(shí)施－學(xué)習(xí)目標(biāo)的閉環(huán)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)體系[1]，體現(xiàn)了OBE理念。

C語言程序設(shè)計(jì)課程是計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和程序設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)的Java、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等課程打下基礎(chǔ)。同時(shí)，該課程面向大一學(xué)生開設(shè)，對(duì)于從未接觸過編程的學(xué)生來說，內(nèi)容較難，若采用傳統(tǒng)教學(xué)方法可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生畏難情緒，從而影響和該課程密切相關(guān)聯(lián)的后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

本文結(jié)合C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)過程中存在的問題，基于OBE理念重構(gòu)C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行教學(xué)方法創(chuàng)新和探索實(shí)踐，改革課程考核評(píng)價(jià)體系，旨在提升教育教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 C 語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)方式方法相對(duì)單一

C語言知識(shí)點(diǎn)繁多，課時(shí)較少，在課程教學(xué)過程中，一些教師為了趕進(jìn)度，采用“以教師為中心”的“灌輸式”教學(xué)模式，注重理論知識(shí)的講授，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的面面俱到，缺乏對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式方法的精心設(shè)計(jì)。課堂上偶爾的提問一般也流于形式，缺少新意，難以真正鍛煉學(xué)生思維，缺乏和學(xué)生之間真正的有效互動(dòng)，無法激起學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取僅僅依靠教師課堂上的講授。這種教學(xué)模式忽略了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，無法滿足新工科背景下培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才的需求。此外，有研究表明：一堂課45分鐘，學(xué)生注意力高度集中的狀態(tài)大約只有10分鐘[2]，如果教師整堂課全部進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)講授，缺乏對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的合理規(guī)劃和教學(xué)方法的精心設(shè)計(jì)，教和學(xué)的效率將會(huì)都較低。

1.2 教學(xué)目標(biāo)相對(duì)單一

傳統(tǒng)教學(xué)模式下的教學(xué)目標(biāo)主要側(cè)重學(xué)生對(duì)教學(xué)大綱要求的知識(shí)的掌握，例如，在C語言程序設(shè)計(jì)課程的循環(huán)結(jié)構(gòu)章節(jié)教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生能夠了解引入循環(huán)的原因以及循環(huán)的作用、掌握循環(huán)結(jié)構(gòu)的一般形式和執(zhí)行流程、掌握循環(huán)條件和循環(huán)體的確定，這種教學(xué)目標(biāo)難以體現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，無法滿足新工科對(duì)人才培養(yǎng)的需求。因此，需要根據(jù)新時(shí)代對(duì)教育的要求，重新明確教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)成果。

1.3 考核評(píng)價(jià)方式相對(duì)單一

傳統(tǒng)“以教師為中心”的教學(xué)模式教學(xué)方式方法相對(duì)單一，傳統(tǒng)的考核評(píng)價(jià)方式主要以終結(jié)性考核為主，考核學(xué)生對(duì)教學(xué)大綱要求的知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。考核評(píng)價(jià)是為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，而傳統(tǒng)的考核評(píng)價(jià)方式很容易導(dǎo)致學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中不認(rèn)真、不積極，期末的時(shí)候臨時(shí)抱佛腳，無法真正反饋學(xué)生在教學(xué)過程中的學(xué)習(xí)狀態(tài)，因此，考核評(píng)價(jià)方式的改革也尤為重要。

2 教學(xué)改革思路

基于對(duì)C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀的分析，本文提出基于OBE理念的“教學(xué)目標(biāo)-教學(xué)模式-評(píng)價(jià)體系”一體化教學(xué)改革思路，如圖1所示。

基于OBE理念明確課程教學(xué)目標(biāo)。為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，提出在課程教學(xué)中引入“以學(xué)生為中心”的PBL 教學(xué)模式，同時(shí)制定與教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)模式相匹配的過程性評(píng)價(jià)體系，根據(jù)評(píng)價(jià)反饋結(jié)果持續(xù)改進(jìn)教學(xué)目標(biāo)和培養(yǎng)方案。

2.1 明確教學(xué)目標(biāo)

基于OBE理念的C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)強(qiáng)調(diào)以結(jié)果為導(dǎo)向，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)要能支撐工科專業(yè)的畢業(yè)要求，同時(shí)需要和培養(yǎng)目標(biāo)相匹配。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，工科專業(yè)的畢業(yè)要求有多個(gè)方面[3]，其中的工程知識(shí)、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)4 個(gè)方面和C語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)制定密切相關(guān)，基于以上4個(gè)畢業(yè)要求，C語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)如下：目標(biāo)1：掌握C語言程序設(shè)計(jì)的基本語法知識(shí)、常見算法，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力和邏輯思維能力，能夠利用所學(xué)來解決相關(guān)領(lǐng)域中的復(fù)雜工程問題。此目標(biāo)和畢業(yè)要求中的“工程知識(shí)”相匹配。

目標(biāo)2：具備創(chuàng)新能力和自主探究能力，能夠應(yīng)用基本原理，通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜的工程問題；能夠系統(tǒng)設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜工程問題的解決方案，開發(fā)滿足特定需求的軟件系統(tǒng)、程序模塊并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。此目標(biāo)和畢業(yè)要求中的“問題分析”和“設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案”相匹配。

目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中能夠承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人角色，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通交流能力。此目標(biāo)和畢業(yè)要求中的“個(gè)人和團(tuán)隊(duì)”相匹配。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，上課積極性不高，課堂不活躍，如何將這種被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)或合作學(xué)習(xí)，從而達(dá)到有效教學(xué)、達(dá)成教學(xué)目標(biāo)是教師需要認(rèn)真思考和研究的問題。

2.2.1 主動(dòng)學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)

主動(dòng)學(xué)習(xí)指學(xué)生在課堂上自己獲得知識(shí)，可進(jìn)行個(gè)人討論或小組討論，而不是老師一味灌輸，學(xué)生是課堂的主體，教師是課堂活動(dòng)的組織者；合作學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生互動(dòng)，分享和共同構(gòu)建知識(shí)，朝著相同的目標(biāo)相互合作，教師的作用是協(xié)助小組的學(xué)習(xí)過程。無論是主動(dòng)學(xué)習(xí)還是合作學(xué)習(xí)，體現(xiàn)的都是“以學(xué)生為中心”的理念，沒有弱化教師的作用，相反，兩種學(xué)習(xí)方式都對(duì)學(xué)生和教師都提出了更高的要求，學(xué)生和教師的活動(dòng)并不僅僅局限在課中，課前和課后都應(yīng)該學(xué)習(xí)更多。為了轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)模式下教師灌輸式的教學(xué)，達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)，本文提出在C語言程序設(shè)計(jì)課程中采用兼具主動(dòng)學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)特點(diǎn)的PBL 教學(xué)模式。

2.2.2 PBL 教學(xué)模式

PBL是一種基于建構(gòu)學(xué)習(xí)的理論，提倡在教師指導(dǎo)下的“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)，既強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知主體作用，又不忽視教師的指導(dǎo)作用。教師是整個(gè)過程的組織者、參與者、指導(dǎo)者，而不僅僅是知識(shí)的傳授者和灌輸者；學(xué)生是信息加工的主體，主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)意義的建構(gòu)，而不僅僅是外部刺激的被動(dòng)接受者和被灌輸對(duì)象[4]。在教學(xué)的不同階段，教師充當(dāng)不同角色，如圖2所示。

2.2.3 實(shí)施過程

文章以C語言程序設(shè)計(jì)課程循環(huán)章節(jié)為例，說明基于PBL教學(xué)模式的實(shí)施過程：課前：教師通過MOOC平臺(tái)發(fā)布優(yōu)質(zhì)在線資源（浙江大學(xué)翁愷教授主講的程序設(shè)計(jì)入門——C語言）或通過雨課堂發(fā)布自制的視頻學(xué)習(xí)資源；根據(jù)循環(huán)章節(jié)教學(xué)重點(diǎn)布置預(yù)習(xí)任務(wù)：列舉生活中循環(huán)的例子，并提前告知學(xué)生課中將以小組的形式對(duì)列舉的循環(huán)例子進(jìn)行討論交流；對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)過程中的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，作為課中講解重點(diǎn)。學(xué)生通過MOOC平臺(tái)或雨課堂進(jìn)行預(yù)習(xí)，完成預(yù)習(xí)作業(yè)；提出預(yù)習(xí)中遇到的問題。

課中：教師從知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)三個(gè)方面介紹循環(huán)結(jié)構(gòu)章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)；通過點(diǎn)名提問或雨課堂下發(fā)練習(xí)題等形式檢驗(yàn)學(xué)生在線預(yù)習(xí)效果；對(duì)學(xué)生課前預(yù)習(xí)中存在的問題和課中檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行重點(diǎn)講解；組織學(xué)生分組討論課前預(yù)習(xí)預(yù)留的問題，引導(dǎo)學(xué)生討論如何確定循環(huán)問題的循環(huán)條件和循環(huán)體，每組推選出一個(gè)最優(yōu)例子作為小組分享；對(duì)各組的分享進(jìn)行總結(jié)和分析，根據(jù)任務(wù)完成情況對(duì)知識(shí)碎片進(jìn)行重構(gòu)總結(jié)。學(xué)生參加小組討論，認(rèn)真聽課，積極思考發(fā)言。

課后：教師利用PTA（程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)）布置課后實(shí)踐作業(yè)。學(xué)生在線完成課后作業(yè)，做到知識(shí)的學(xué)以致用。

課前-課中-課后教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃和教學(xué)方法的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的理念，解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生注意力分散、上課積極性不高的問題，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及利用課堂所學(xué)解決實(shí)際問題的能力。

2.3 改進(jìn)考核評(píng)價(jià)體系

教學(xué)改革不應(yīng)該僅僅只是教學(xué)模式、教學(xué)方式方法的改革，還需要遵循教學(xué)規(guī)律，采取和學(xué)科特點(diǎn)、課程類型、教學(xué)模式相適應(yīng)的考核方式，建立科學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系，改變單一的終結(jié)性評(píng)價(jià)。為踐行“以學(xué)生為中心”的教育教學(xué)理念，深化人才培養(yǎng)模式改革，推進(jìn)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革，需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考核，全面評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合素質(zhì)，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的考核，引導(dǎo)學(xué)生以知識(shí)學(xué)習(xí)為主向知識(shí)、能力、素質(zhì)并重的方向轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析及解決問題的能力、獲取信息的能力等，使課程考核真正起到檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的作用。

形成性評(píng)價(jià)是在教學(xué)過程中即時(shí)、動(dòng)態(tài)、多次對(duì)學(xué)生實(shí)施的評(píng)價(jià)，注重及時(shí)反饋，將課程考核貫穿到課程教學(xué)的全過程，實(shí)現(xiàn)考核過程全程化、考核形式多樣化、考核內(nèi)容能力化、考核反饋及時(shí)化，有助于教師診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)行為與效果，引導(dǎo)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度、重視學(xué)習(xí)過程、發(fā)揮學(xué)習(xí)能動(dòng)性，同時(shí)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

根據(jù)C語言程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，課程考核評(píng)價(jià)采用形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性考核結(jié)合的方式，形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性考核各占50%。其中，形成性評(píng)價(jià)包括課堂表現(xiàn)、記分作業(yè)、課堂測驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)4項(xiàng)，占比分別為20%、20%、20%和40%。課堂表現(xiàn)包括課堂提問、小組分組討論、課前預(yù)習(xí)得分情況，課堂表現(xiàn)項(xiàng)的設(shè)置能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。記分作業(yè)和課堂測驗(yàn)均借助PTA平臺(tái)創(chuàng)建題目集，教師提前設(shè)置答案，學(xué)生在線完成作業(yè)，系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)分，如圖3所示。記分作業(yè)主要考查學(xué)生對(duì)章節(jié)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握情況；課堂測驗(yàn)階段性考查學(xué)生對(duì)重點(diǎn)理論知識(shí)的掌握情況、算法設(shè)計(jì)能力和程序編寫能力。教師通過記分作業(yè)和課堂測驗(yàn)?zāi)軌蚣皶r(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，通過記分作業(yè)和課堂測驗(yàn)結(jié)果反思教學(xué)中存在的不足，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方式方法。實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。

3 結(jié)論

傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足新時(shí)代對(duì)教育的要求，為了順應(yīng)時(shí)代需求，本文以C 語言程序設(shè)計(jì)課程為例，提出了基于OBE理念的“教學(xué)目標(biāo)-教學(xué)模式-評(píng)價(jià)體系”一體化教學(xué)改革思路，改革思路緊扣“以學(xué)生為中心”、以產(chǎn)出為導(dǎo)向、教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)，對(duì)改進(jìn)C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀具有參考意義。在今后的教學(xué)中，課程組將繼續(xù)探索研究，進(jìn)一步提高課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。