OBE 教育理念下高级语言程序设计课程的混合式教学改革探索

周涛 李春玲 邓波 张燕

摘要：以成果为导向的高等工程教育认证是目前大学教学改革的必然趋势。深入探索和持续实践以及如何完整地在工程教学中实施，是每个实施工程教育学校和教学人员必须认真思考的问题。同时，充分利用混合式教学的优势，推动OBE 教育理念具有重要的现实意义。

关键词：OBE 教育；成果导向教学；课程教学模式改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）06-0143-03

成果导向教育（Outcomes-based Education，简称OBE）是高等教育中针对工程教育进行教学改革的一种教学思想。OBE教育以学生获取知识的应用能力为培养目标，以课程教学为过程的一种新的教学理念。OBE教育理念完全改变了过去以教师教学为主的教学模式，是目前全球工程教育认证的核心理念。工程专业认证的先行者，美国的工程教育认证协会对这种教育方式已经全面接受并认可，并且将这种教育思想贯穿在整个工程教育的体系中，成为工程认证执行的标准并广泛推广[1]。目前，我国对OBE的研究和应用已经在很多学校进行教学改革和教育实施。如何深入地探索和持续的实践，以及如何完整地在工程教学中实施，是摆在每个实施工程教育学校和教师面前的首要问题。在此背景下，对OBE教学进行深入研究具有重要的现实意义。

1 OBE 理念在本科生培养过程中的作用

如何通过课程教学的教育过程，让学生经过一个阶段学习后获得最大的知识和应用能力，是OBE教育的核心，这种教育理念是传统教育无法做到的一种先进教育理念。传统教育只能通过教师的课程教学，完成教学内容，在传统教学过程中，教学的主体是教师，教师把教学内容通过传道授业的方式直接灌输给学生，教学内容的进度和授课学时都受到学校的监督和控制，教学效果只能从学生的试卷成绩体现。学生学习的知识能否应用于实际工作，并得到合理的使用，只能通过期末考试的测评和平时的考核成绩来评定。而OBE教育的目标、课程教学中课时的分配、教材内容的编写、教学教案的组织、教学效果的评价、毕业要求的设计等都必须在获取成果的基础上进行，而不是以期中或期末的考试成绩为依据。判断学生是否达到了该课程需要掌握的水平，达到了课程的教学目标，只有通过教学评估才能充分地体现学生的学习水平。如果在学生的学习过程中，每一位学生都知道自己学习这门课程后能做什么，必须达到什么样的水平和程度，有明确的目标，学生才能以自己的学习能力为基点、以自己的学习方式和学习进度，逐步实现自己的学习目标。以学生为主体，教师为辅助，教师从每个学生的能力和基础出发，帮助学生掌握该课程，在OBE 理念下的教学模式中，中心角色是学生，侧重点是学习，学生属于主动要求学习[2]。

成果导向实施原则是：教师必须清楚地阐述并致力于帮助学生发展知识、能力和境界，使他们能够达到预期成果。清楚聚焦是OBE理念实施原则中最重要和最基本的原则[3]。课程设计与教学目标要在大多数学生能够理解的基础上，充分考虑每个学生的知识基础和接受能力，以更加灵活的方式来配合学生的个性化培养需求，制定具有挑战性的执行标准，以鼓励学生中学习能力较强的学生掌握更深度的知识，这是教学内容设计的重点。以终极目标为导向的教学方式，要求教学中反向进行课程设计，开展教学活动。如何实现OBE理念，仅以陕西理工大学理工科教育中的程序课程设计为例进行说明。

2 高级语言程序设计课程教学中采用OBE 教育理念的可行性和优越性

计算机语言是指用于人与计算机之间进行通信的语言。计算机不能识别人类交流的任何自然语言，计算机能直接识别的语言是机器语言，机器语言由0 和1组成，也被称为低级语言。不能直接被计算机识别而需要进行编译才能被计算机识别的语言称为高级语言，高级语言在应用中分为面向过程语言和面向对象语言，高级语言在编写中接近人类语言，人与计算机之间的信息交流是通过计算机语言编写的程序来实现的。高级语言程序设计课程是工科或部分理科学生使用计算机时所具备的专业基础课程，是学生利用计算机进行数据处理和过程控制的最基本工具之一。它是研究领域中以数学为基础，以计算机程序为应用和开发工具的综合能力体现，是专业课程应用所具备的基本素质之一。然而，很多学生对该课程看不懂学不会，如果用传统的教学方式进行教学，烦琐的语言规则和语法让学生的学习效果大打折扣，每学期结束后的考试老师和学生都很苦恼。采用OBE教育理念下对高级语言程序设计课程的教学模式进行改革，能直观地展示OBE教育理念的优越性。

3 如何在高级语言程序设计教学活动中实现OBE 理念

要实现OBE教育理念，在教学内容和教学活动中必须遵循教学方向设计的原则。教学内容首先要根据专业培养目标制定适合本专业的课程教学大纲，授课教师依据教学大纲制定相应的教学计划和教学模式进行教学内容，如图1所示。在制定的教学大纲中，要充分体现该课程的重点、难点和课程目标。目前，各个学校对开设的高级语言课程多种多样，有Python 程序设计、Java面向对象程序设计、C语言程序设计等。陕西理工大学为非计算机专业工科生开设的编程语言课主要是C语言程序设计。在教学过程中，教师面临着学生零基础，课程学习内容多，课程学时少，学生畏难情绪较高等不利因素。如何提高学生学习的积极性和主动性，是每个教师需要思考的首要问题。教学内容的设计上可以采用先整体后语句的方式进行教学，让学生对该课程的内容有一个整体的认识。在教学方式上，首先要让学生有学习的兴趣，让学生对该课程的兴趣学生学习该课程的动力。例如：可以让学生在固定的框架下编写简单的3～5行程序，让学生获得成就感，逐步引导学生编写复杂的程序。然后以能力值为基数，以每天进步的努力值为参数，通过编程，让学生看到一年后通過努力的递增值和不努力的衰退值。通过这样的例子，既帮助学生理解了“学如逆水行舟，不进则退”的道理，同时也提升了他们的学习兴趣。以程序应用实例为导向、以教学内容和活动为载体，可实现事半功倍的效果。

4 基于OBE 教育理念的高级语言程序设计课程的线上线下混合式教学的教学实施

高级语言程序设计课程的混合式教学体系在实现过程中所达到的效果是传统的授课方式无法实现的。传统的教学模式只能让学生跟随教师的思维学习和分析，这种学习模式对学生的思维局限很大，理论灌输式教学法依旧是高等院校教育教学中普遍运用的方法[4]。随着互联网技术的飞速发展，学生的学习不仅仅局限于课堂，可以通过手机、个人电脑等终端设备进行学习，教师也可以利用中国大学的MOOC、超星学习通、智慧树等众多的网络资源进行理论课教学，同时利用PTA程序设计类实验辅助教学平台等教学软件进行实验教学。教师在教学过程中通过优质的课程资源，开展线上线下互为补充的混合式教学，取长补短，弥补教师教学中的不足，发挥新教学体系的优势。在教学前，让学生认真做好课前预习，将课程中的学习内容提前了解，对不懂或一知半解的内容提前记录下来，这样，教师在讲课过程中做到有的放矢，事半功倍。对于不同专业的学生，教师把课程内容与专业课程内容结合起来，使得教学内容有血有肉、生动活泼。对于某些知识点，教师采用了翻转课堂的形式，让学生通过自己的理解进行讲解，教师对学生讲解内容进行点评，指出学习内容中的不足之处，然后让学生进行分组讨论，充分调动学生的学习积极性。教师在课后进行辅导时，应具有针对性，对于基础差的学生，应从最简单的内容着手，对于基础好的同学，尽力扩展知识面，将最新的课程应用展现给他们，提升教学效果。陕西理工大学高级语言程序设计课程线上线下混合式教学设计重点在下面5个方面：1）根据老师下发的资料进行自主预习；2）教师针对发布的内容进行问卷调查，掌握学生预习效果；3）总结课堂要点并进行课后实践;4）课堂提问与答疑，做到当天问题当天解决；5）对重点、难点归纳和讲解。

5 OBE 理念在陕西理工大学教学中的实施效果

陕西理工大学从2018年开始进行工程教育专业认证，已经认证通过的专业有机械制造和材料工程类的部分专业。在学习过程中，根据工程认证的要求，对该课程主要从以下三个方面进行了改革。

5.1 确定学习目标

要求学生学习后达到以下两个方面的能力。

1）问题分析能力：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

2）使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性[5]。

5.2 制定教学策略

在教学过程中，采用了反转式教学方法。课前对学生进行分组，4～6人分一个教学小组，对每一个小组发放本节课程的学习内容，讲课学生由教师任意指定，学生在规定的时间内讲完后，对讲课小组人员现场计分。教师在课后总结时，以问题为导向，提出问题，让学生课后思考和查阅资料。上机实验部分采用多级题库，以个性化教学方式满足不同学生的学习需求，认真记录每一位学生的学习轨迹，针对不同学生的基础和进度、理解能力，为每一位学生设置个性化发展方案。

5.3 改变考核方式

在没有实施改革之前，一直采用期中、期末考试成绩和平时成绩合成的方式对学生学习情况进行考评，教师为了通过率，往往是考前划重点，出模拟题。学生为了通过考试，对重点内容死记硬背。改革后，修改了教学大纲，将成绩按照专业的课程需求目标进行分割，以课程达标目标为依据。在考核过程中，添加了作业、综合测试、课堂提问和反转课堂中学生对程序的分析等多项内容。特别是在学生的上机操作中，可以直接对学生的操作能力进行现场评定，这样能真实地反映学生对该课程的掌握程度。

学生对该课程的达标情况统计如下：2019至2020 学年第二学期共有47个教学班，1168名学生高级语言程序设计课程全部完成教学。其中及格率在90% 以上的有28个班，占比60%。及格率在80%～89%的有14个班，占比29%。及格率小于80%的有5个班，占比11%；2020至2021学年第二学期共有51个班，1428名学生高级语言程序设计课程完成教学，其中及格率在90%的有33个班，占比65%。

及格率在79%～89%有14个班级，占比27%，及格率小于79%的有4个班，占比8%。2021至2022学年第二学期共有48个班，1344名学生高级语言程序设计课程全部完成教学，其中及格率在90%以上的有34个班，占比71%。及格率在79%～89%有12个班级，占比25%，及格率低于79% 的只有2 个班，占比4%。通过教学改革后，学生对该课程的学习兴趣和学习方法有所提高，掌握了适合个人的学习方法，结合个人的学习特点，学生的达标程度逐年提高。

6 存在的问题及今后教学需要改进的措施

6.1存在的问题

充足的教学时间和持续不断的教學跟踪是实现教学目标的关键。陕西理工大学在教学安排中，对该课程的教学安排是32+18 专业的学时，在教学时间内，无论是计算机专业还是非计算机学生，熟练地运用该课程的知识，仅仅依靠课时内的教学远远达不到教学目标的要求。因此，线上教学和长期的跟踪辅导是实现教学目标的有效保障。

6.2改进的措施

继续推进混合式教学模式，认真做好课前预习和课后复习的监管和检查，才能保证上课质量。同时，加强对线上教学环节的考核力度，让学生的学习不仅仅局限于课堂，而是延伸到课堂之外。

以项目为驱动，充分调动学生的编程兴趣。学生在大学一年级完成课程内容后，通过工程项目，加深课程教学的深度和广度，保持与学生的持续联系，鼓励学生通过传、帮、带的方式，让高年级的学生带动低年级学生。

以教研室为单位，积极有效地开展教学法活动，教师之间多交流教学经验，推广好的教学方法。

OBE教育理念的执行陕西理工大学和全国范围内在探索中进行，教学法的讨论和研究是教学改革不断进步的保障。积极探索和尝试学生喜欢且容易接受的教学方法，积极开展教学法活动以持续改进教学质量是提高教学质量的最有效途径。

7 结束语

OBE教育理念的混合式课程改革对教学质量提升促进较大。在教学过程中，转变教育观念，合理使用教学手段，充分发挥学生的主观能动性，让学生成为教学的主体，才能够让学生获得更多的知识。目前陕西理工大学的机械自动化、材料等专业已经通过了专业工程认证。线上教学延伸了传统课堂教学的深度和广度，为陕西理工大学高等工程教育更好地适应国家人才培养和地方经济发展需求，为社会培养更多的应用型人才。

参考文献：

[1] 吕宗旺，孙福艳.工程教育认证理念下电子信息工程专业实践教学改革探析[J].黄河水利职业技术学院学报，2019，31（4）：82-86.

[2] 吴岩.一流本科建设：中国特色与世界水平[M]//加快“双一流”建设实现内涵式发展. 兰州：兰州大学出版社，2018：22-25.

[3] 李志义，朱泓，刘志军，等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34，70.

[4] 郭庆启，赵玉红，包怡红，等.食品工程原理课程成果导向教育（OBE）理念的教学实践[J].沈阳农业大学党报：社会科学版，2018，20（4）：449-453.

[5] 李鹿之，王晓飞.浅谈大学生物学课程中学生科技英语能力的培养[J].校园英语，2021（50）：22-23.

【通联编辑：谢媛媛】