基于OBE的智慧教室環(huán)境下新工科課程思政建設(shè)
——以計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程為例

陳曉丹，李思明，李立，王文杰

(1.成都大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，四川 成都 610106；2.成都理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院，四川 成都 610059)

0 前言

2017 年2 月20 日，教育部發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》，2019 年10 月30 日，教育部發(fā)布《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》，2020 年6 月1日教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》。這些意見(jiàn)和綱要的提出為工科課程建設(shè)指引了方向。建設(shè)新工科要建設(shè)一流課程，建設(shè)一流課程要做好課程思政，評(píng)價(jià)課程思政的成效要依據(jù)課程質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。OBE(Outcomes-based Education，OBE) 教育理念，是一種以成果為目標(biāo)導(dǎo)向，以學(xué)生為本，采用逆向思維的方式進(jìn)行的課程建設(shè)理念。將OBE 教育理念用于新工科課程的課程思政建設(shè)，就是以課程思政的最高效果為目標(biāo)展開(kāi)教學(xué)設(shè)計(jì)。

計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的第一門(mén)專業(yè)必修課，起到學(xué)科知識(shí)引入和計(jì)算思維能力初步培養(yǎng)的作用。本文以計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論為例進(jìn)行課程思政教學(xué)改革，研究在智慧教室環(huán)境下如何基于OBE理念設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)促成課程思政的深度學(xué)習(xí)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制判斷學(xué)習(xí)投入度。

1 教學(xué)目標(biāo)體現(xiàn)思政的知識(shí)和能力要求

大學(xué)新生帶著對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的模糊或片面的印象進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課一方面引領(lǐng)學(xué)生感悟完整的學(xué)科體系，另一方面也幫助學(xué)生擔(dān)負(fù)社會(huì)責(zé)任，形成職業(yè)道德規(guī)范。其課程目標(biāo)具體描述為：

課程目標(biāo)1：了解學(xué)科基本問(wèn)題、學(xué)科中的核心概念和學(xué)科中的數(shù)學(xué)方法。能根據(jù)特定需求對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中復(fù)雜工程問(wèn)題的可行性進(jìn)行分析，運(yùn)用學(xué)科分析問(wèn)題解決問(wèn)題的思路和方法，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。

課程目標(biāo)2：能夠理解學(xué)科中的系統(tǒng)科學(xué)方法。能知曉國(guó)家的環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略及相關(guān)的政策、法律和法規(guī)；能理解軟件開(kāi)發(fā)對(duì)于環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。

課程目標(biāo)3：了解計(jì)算的歷史、計(jì)算的社會(huì)背景、道德分析的方法、基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任，保護(hù)隱私和公民自由的法律和技術(shù)、計(jì)算機(jī)犯罪及立法，理解工程師的職業(yè)和道德責(zé)任，能夠在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域工程實(shí)踐中能夠考慮公眾的安全、健康和福祉以及環(huán)境保護(hù)等因素，自覺(jué)履行責(zé)任。

課程目標(biāo)4：分析和探討計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)未來(lái)發(fā)展中的問(wèn)題，培養(yǎng)國(guó)際視野、英語(yǔ)應(yīng)用能力和書(shū)面表達(dá)能力，能夠撰寫(xiě)研究報(bào)告。針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題，能夠展開(kāi)討論。

2 教學(xué)內(nèi)容融入思政元素

計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程的教學(xué)內(nèi)容大多數(shù)是計(jì)算機(jī)學(xué)科各領(lǐng)域知識(shí)的壓縮版，分章節(jié)呈現(xiàn)計(jì)算機(jī)組成、算法與程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、人工智能等內(nèi)容。重視知識(shí)的完整性和系統(tǒng)性，輕視提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，教與學(xué)都有難度。國(guó)家級(jí)線上一流課程計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論（桂林電子科技大學(xué)）負(fù)責(zé)人董榮勝教授，充分考慮了新工科對(duì)課程內(nèi)容的要求，從控制復(fù)雜問(wèn)題的角度，探討學(xué)生應(yīng)掌握的課程內(nèi)容[1]。這種教學(xué)設(shè)計(jì)從根本上重構(gòu)了課程教學(xué)內(nèi)容，是值得借鑒的做法。可以在此教學(xué)內(nèi)容框架中，融入工程倫理教育，挖掘思政元素。

工程倫理是對(duì)工程師和工程活動(dòng)的規(guī)范與指導(dǎo)，其內(nèi)涵包括兩方面，一方面是目標(biāo)價(jià)值追求，另一方面包含各種工程倫理規(guī)則和規(guī)范[2]。在計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程教學(xué)的“社會(huì)和職業(yè)問(wèn)題”部分，以工程倫理教育為切入點(diǎn)建設(shè)課程思政案例庫(kù)。課程思政案例設(shè)計(jì)結(jié)果如表1所示，并須隨時(shí)代發(fā)展更新和增加。

表1 教學(xué)內(nèi)容與課程思政案例

3 智慧教室助力課程思政

智慧教室為教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析提供重要的技術(shù)支持，是實(shí)現(xiàn)智能決策、智能實(shí)施與智能評(píng)價(jià)的關(guān)鍵所在。在智慧教室中便于開(kāi)展OBE 強(qiáng)調(diào)的研究型教學(xué)模式，可選擇案例法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法和小組教學(xué)法等教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。成都大學(xué)的智慧教室的講臺(tái)有中控臺(tái)和1個(gè)主智能屏，教室內(nèi)有6 個(gè)副智能屏和60 張可移動(dòng)的單人桌，單人桌可以拼接成6個(gè)小組用桌，具體布局如圖1所示。智慧教室的軟硬件結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)教師和小組之間的互動(dòng)，以及小組與小組之間的信息共享。

圖1 智慧教室硬件布局

在智慧教室中開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)可以基于圖2所示的策略。將班級(jí)學(xué)生分成六組，每組8~10 人。每次教學(xué)可以使用1~3個(gè)案例，被分為相同案例的不同小組承擔(dān)相同任務(wù)，最終任務(wù)結(jié)果形成對(duì)比分析。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中可通過(guò)智慧教室收集和分享小組討論結(jié)果，以此促進(jìn)師生和生生互動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到深度學(xué)習(xí)的效果。

圖2 智慧教室中的分組教學(xué)活動(dòng)策略

4 評(píng)價(jià)機(jī)制檢驗(yàn)思政效果

4.1 課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高校教師在新工科的一流課程建設(shè)和課程思政領(lǐng)域展開(kāi)了廣泛深入的研究和實(shí)踐?，F(xiàn)有關(guān)于課程思政評(píng)價(jià)機(jī)制的研究主要涉及幾個(gè)方面的工作：

1) 課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的原則。王軼卿等[3]指出課程評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)注重工科的自然科學(xué)屬性，將科學(xué)思維的啟發(fā)作為該門(mén)課程推行課程思政建設(shè)的著力點(diǎn)。課程思政的教學(xué)評(píng)價(jià)需從學(xué)習(xí)主動(dòng)性、知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性和前沿性、挑戰(zhàn)學(xué)科前沿的勇氣以及學(xué)習(xí)過(guò)程中合作與交流等角度來(lái)落實(shí)。教學(xué)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)涵蓋價(jià)值塑造、知識(shí)獲取和能力提升三方面。杜震宇[4]認(rèn)為理工科課程思政教學(xué)評(píng)價(jià)的原則主要包括：忌機(jī)械、倡綜合、重感悟和觀實(shí)效。

2) 課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)。王岳喜[5]從學(xué)校、專業(yè)、課程、教師、學(xué)生等一般意義上構(gòu)建的課程思政質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中包括5 個(gè)一級(jí)指標(biāo)，15 個(gè)二級(jí)指標(biāo)，43 個(gè)三級(jí)指標(biāo)。譚紅巖等[6]借鑒專業(yè)評(píng)估的理論與方法，研制了課程、專業(yè)和高校不同層面課程思政建設(shè)的評(píng)估指標(biāo)體系。以上研究在實(shí)際應(yīng)用中還需針對(duì)不同學(xué)科和不同類(lèi)型的課程細(xì)化具體的指標(biāo)。

3) 課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法。對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)時(shí)，朱征軍[7]采用問(wèn)卷調(diào)查表和會(huì)談了解學(xué)生的價(jià)值偏好和行動(dòng)依據(jù)，進(jìn)而設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量表，根據(jù)收集到的相關(guān)證據(jù)數(shù)量和程度衡量和評(píng)價(jià)學(xué)生的價(jià)值態(tài)度變化。類(lèi)似地，陳雪貞[8]在課前和課后通過(guò)測(cè)驗(yàn)和問(wèn)卷調(diào)查評(píng)定學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、品格修養(yǎng)和心理發(fā)展水平，通過(guò)對(duì)比測(cè)試結(jié)果評(píng)價(jià)課程思政的效果。對(duì)教師評(píng)價(jià)時(shí)，時(shí)偉[9]從教育理念和師德風(fēng)范的角度考慮評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

綜上，現(xiàn)有研究偏重理論性和泛化性，為了對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，提升評(píng)價(jià)的可操作性，需要研究課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)依據(jù)和評(píng)價(jià)工具。

4.2 新型課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)

新型課程思政評(píng)價(jià)體系包括五種實(shí)體：學(xué)校、專業(yè)、課程、學(xué)生和教師。具體評(píng)價(jià)的過(guò)程是自下而上的教學(xué)行為，如圖3所示。首先，教師在課程教學(xué)中與學(xué)生互相評(píng)價(jià)，產(chǎn)生形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)結(jié)果，既包括定性評(píng)價(jià)也包括定量評(píng)價(jià)，此階段也可加入第三方評(píng)價(jià)，如學(xué)校督導(dǎo)組。然后，教師和學(xué)生的評(píng)價(jià)結(jié)果成為課程評(píng)價(jià)的支撐材料，而同一專業(yè)多門(mén)課程的課程思政質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果構(gòu)成了專業(yè)的課程思政質(zhì)量評(píng)價(jià)依據(jù)。最后，多個(gè)專業(yè)的課程思政質(zhì)量也就體現(xiàn)了學(xué)校課程思政的教學(xué)質(zhì)量。此體系結(jié)構(gòu)有助于驗(yàn)證課程思政理念下的新工科一流課程建設(shè)的有效性，分析學(xué)校的課程思政工作的保障和激勵(lì)機(jī)制的執(zhí)行效果，反思教學(xué)中存在的問(wèn)題。

圖3 課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

4.3 課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)依據(jù)

根據(jù)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》中對(duì)工科教育課程思政的指導(dǎo)意見(jiàn)，課程思政的主要內(nèi)容是工程倫理教育，教學(xué)評(píng)價(jià)可以著眼于以下幾方面：學(xué)生是否明確自己的責(zé)任；是否有敏感的工程倫理意識(shí)；能否同時(shí)關(guān)注不同工程共同體的道德選擇和困境；能否與多利益群體進(jìn)行有效的對(duì)話溝通；能否平衡和處理好多利益群體的利益；是否特別注重公眾的安全、健康和福祉、倫理決策的來(lái)源依據(jù)及支撐理由是否合理且充分；能否在倫理決策時(shí)提出幾種備選方案等?；贠BE理論，采用多元評(píng)價(jià)依據(jù)進(jìn)行課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，比如學(xué)科競(jìng)賽申報(bào)書(shū)、小組討論結(jié)果、單元測(cè)試、課程報(bào)告等，如表2所示。

表2 課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)依據(jù)

4.4 課程思政教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)工具

評(píng)價(jià)工具采用“智慧教室+超星爾雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)”的組合方式。智慧教室有配套的平臺(tái)軟件可用于課堂教學(xué)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，比如課堂案例教學(xué)時(shí)的小組討論結(jié)果。超星爾雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提供了課下教學(xué)活動(dòng)的發(fā)放和統(tǒng)計(jì)功能，教師可以使用“作業(yè)”功能，發(fā)布書(shū)寫(xiě)學(xué)科競(jìng)賽申報(bào)書(shū)、線上單元測(cè)試和書(shū)寫(xiě)課程報(bào)告等教學(xué)活動(dòng)?；谥腔劢淌液统菭栄诺慕虒W(xué)數(shù)據(jù)，每次授課后可進(jìn)行課程總結(jié)，甚至學(xué)期結(jié)束后可進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度分析，以此促進(jìn)教學(xué)持續(xù)改進(jìn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)課程思政建設(shè)的研究有三個(gè)特點(diǎn)：一是可操作性強(qiáng)。課程思政是一流課程和新工科建設(shè)的主要內(nèi)容之一，從課程本身考慮課程思政的建設(shè)，能更好地結(jié)合課程、專業(yè)和學(xué)生特點(diǎn)，利于課程思政實(shí)施。二是針對(duì)性強(qiáng)。把握新工科課程思政建設(shè)的目標(biāo)融入課程教學(xué)目標(biāo)，并結(jié)合教學(xué)內(nèi)容探討評(píng)價(jià)機(jī)制，使得課程思政建設(shè)和教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制的評(píng)價(jià)內(nèi)容更具體化。三是可推廣度高。本文研究方案不受限于學(xué)校的管理體制，適用于大多數(shù)院校的工科課程，具有普適性。