基于OBE理念的C语言程序设计课程教学改革研究

兰聪花　龚成莹

摘要：针对传统的C语言程序设计课程中存在的一些问题，文章提出基于OBE教学理念，以学生为中心，成果为导向，重新设计C语言程序设计课程的教学活动，采用“多资源整合，双项目并行”重构教学内容，创新教学方法，改进课程考核评价方式，突出“过程+能力”评价，结合雨课堂、开物·云课堂等网络教学平台，充分利用线上、线下教学优势，依托优质慕课视频和自制视频，构建C语言程序设计课程混合式教学模式，旨在培养学生运用计算机进行逻辑思维的能力和程序设计能力，使其成为能在电子信息行业及相关领域从事开发与设计的应用型人才。

关键词：OBE理念;雨课堂;开物云课堂;教学改革

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）26-0116-02

1 引言

C语言程序设计作为电子信息工程专业的基础入门课程，为后续单片机、嵌入式等课程提供必要的语法和思想支持。通过本课程的学习，不仅要求学生学会C语言的语法规则、程序结构、常用算法的设计方法，同时培养能够在电子信息行业及相关领域从事开发与设计的应用型人才。传统的C语言程序设计课程存在的问题有[1]：知识点琐碎，联系不紧密，缺乏系统引导;算法抽象，理解困难;评价方式单一片面，评价反馈单调滞后。因此，学生对本门课的学习缺乏兴趣和动力，逻辑思维能力和程序设计能力较差，教学效果不够理想。

成果导向教育（Outcome-Based Education，OBE） [2]是为了克服美国教育实践中面临的问题，美国人Spady率先提出了OBE理念，并以惊人的速度获得了广泛重视和应用。经过此后多年的发展，形成了比较完整的理论体系，美国工程教育认证协会接受了OBE的理念，并将该理念贯穿于工程教育认证标准的全过程，被认为是追求卓越教育的正确方向。OBE理念的实质是教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。将OBE的理念融入C语言程序设计课程的教学当中，就是以学生為中心，成果为导向，有关学生的学习成果方面：通过C语言程序设计课程想让学生取得什么学习成果？让学生取得这样的学习成果对其有什么作用？采用什么有效措施帮助学生取得这些学习成果？如何判断学生是否取得了这些学习成果？

本文基于OBE教学理念，对C语言程序设计课程进行教学改革[3]，并对教学活动进行重新设计，结合雨课堂、开物·云课堂等在线教学手段和方法，充分利用线上、线下教学优势，依托优质慕课视频和自制视频，构建C语言程序设计课程混合式教学模式[4]。因此课程组成员尝试线上线下混合式教学，重构教学内容，改革教学方法，改进评价方式，激发了学生的学习主动性，取得了较好的成效。

2 “多资源整合，双项目并行”重构教学内容

在我校电子信息工程专业人才培养体系中，以C语言程序设计为基础的课程群，支撑计算机应用能力的培养，以此为依据提出了“懂、编、建、用”的课程教学目标：懂基本语法、编程规范和编程思想;针对具体对象，能够编写应用程序;构建最小化应用系统;能够用C语言开发电子信息软件产品。按照线上线下混合式教学模式，安排线上学习课堂翻转10学时，占总课时百分之二十。

采用“多资源整合，双项目并行”的方式重构教学内容和教学活动。线上资源建设情况包括：引进国家级优质在线课程资源（大连理工大学朱鸣华主讲的C语言程序设计优质慕课58个，10学时）;课程组教师针对重难点内容自制微视频10个;建设在线题库338道;结合C语言在不同领域的应用，开发案例库16个;以复现算法为目标，学生针对知识点录制“算法游戏”视频30个。

OBE教学模式下，教师围绕实战项目开展课程教学，课上以“学生成绩管理系统”项目为主线，根据项目内部的相互联系与知识的递进关系，逐层讲解数据表示、程序结构、存储结构等教学内容。同时，课下学生围绕“通讯录管理”项目，逐一消化课程知识。以“花样闪烁灯”等案例为导向，建立与嵌入式设计等后续课程内容的衔接。线上教学按照基本语法内容、探究式学习内容和拓展性内容，利用知识碎片化的方式组织，以优质MOOC资源和自制视频为载体，依托雨课堂和开物云课堂平台发布，学生完成在线自主学习后，了解基本知识点，形成印象，提出疑惑点，在讨论区互动交流。课堂教学内容结合“学生成绩管理系统”项目，学习算法的综合应用，采取随堂测验、生讲生评、小组讨论、合作探究等手段开展教学活动，灵活应用“算法游戏”教学法、案例教学法等。

课程教学中，有机融入课程思政[5]。通过学习C语言源程序的结构、语法规则，培养学生要有严谨的态度和一丝不苟的精神;通过学习结构化程序设计方法，培养学生的逻辑思维能力、主动探究和勇于创新的精神;通过课程的编程实践，培养学生精益求精的工匠精神。

3 课程教学组织实施

课程教学按照课前、课中和课后的各种活动，依托相应的在线平台组织实施，如图1所示。

课前，教师依托雨课堂和开物云课堂发布学习资源，布置学习任务单，学生在线完成自主学习并讨论，提出1～2个疑惑点;教师对学生反馈的疑惑点进行收集、整理，供课堂讨论交流;教师可以查看学生开物云课堂和雨课堂的在线学习情况，及时了解学生个体学习存在的问题。

课中借助智慧教室和雨课堂，主要包括四个阶段的教学活动。第一阶段的教学活动是在线学习效果评价，采用的方式有雨课堂随机点名提问、实时教学课件同步、课堂练习使用雨课堂投稿（如图2所示）、限时随堂测试检验学生在线学习效果等，使用雨课堂实现智慧教学，教师能够实时掌握学生的学习情况，实现精准教学，如图3所示是使用雨课堂进行随堂测试的结果，教师可根据雨课堂统计的数据，及时了解学生知识的掌握情况，以便及时调整教学设计;第二阶段的教学活动是通过编程演示、算法游戏、小组讨论，为学生答疑解惑，解决重难点问题;第三阶段的教学活动是采用课堂翻转、师生合作、上机实践等环节，结合“学生成绩管理系统”项目，学习算法的综合应用;第四阶段的教学活动是利用智慧教室开展小组合作探究活动，通过案例分析、作品交流等活动，培养学生的创新能力和协作问题解决能力。

课后，利用校本平台开物云课堂，完成单元测验、在线批改作业、实时反馈评价、发布国内优质慕课和自制微视频等教学资源，为本校教师实现资源共享和资源的可持续性建设提供了便利。学生可以在线完成课外作业，教师可以在线批改作业，通过填写“评语反馈”，将作业中的问题通过开物云课堂及时反馈给学生;通过在线单元测试，了解学生本单元知识学习情况;学生通过“算法游戏”作品巩固和检测对算法的理解;开发“通讯录管理”项目与线下课堂学习内容同步，更好地做到学以致用;通过反思环节，教师反思教，学生反思学，有利于提高教学质量，促进学生发展。

课程的实践内容，采用“基础实验+三性实验+综合实习+技能竞赛”四阶梯的实践教学模式。开课前由教师布置“信息管理系统”的题目，学生完成选题;第一阶梯要求学生完成基础实验，按每次实验任务要求，完成选题中对应的模块内容，达到对基础知识点的验证，为后续任务打下扎实基础;第二阶梯要求学生完成三性实验，能够按照任务需求达到对函数的设计、结构体和文件的综合训练;第三阶梯是通过一周的实习，完成“信息管理系统”项目的开发;第四阶梯是通过技能竞赛，提升学生C语言综合应用能力和创新能力，满足学生个性化发展需求。通过四阶梯的实践教学模式，使学生的实践动手能力培养不断线。

4 改革教学方法

4.1 “算法游戏”，创新教学方法

采用真人编排游戏的方式展示算法，将抽象问题形象化，枯燥问题生动化，让学生寻找日常生活中的算法，帮助自己理解课程中的算法问题，改变学生的学习模式，增加算法的理解力和趣味性。比如，在讲解1～n的累加求和的例子中，教师使用一个棋盒和若干颗棋子作为道具，依次往棋盒中投入1颗棋子、2颗棋子、3颗棋子……，通过这种形象直观的游戏能够帮助学生快速理解累加求和的过程，同时让学生参与游戏，计算棋盒内棋子的数量，通过在投子之前盒子不为空的情况下无法计算出棋子数量，引出累加求和之前变量值的重要性，提醒学生在累加求和之前涉及的变量的值一定要明确，否则就无法求得正确的结果，这也是初学者最容易犯错的地方。通过一个简单的游戏，不但讓学生了解了求和过程，也让学生明白其中容易出错的知识点，游戏过程与代码结合，使得枯燥的算法变得生动起来，同时也激发学生将程序中的算法与日常生活中的算法相结合，寻找新的学习方法。图4是学生录制的三个“算法游戏”视频作品。“算法游戏”创新教学方法，帮助学生理解课程中的算法问题，改变学生的学习模式，受到了学生的广泛认可。

4.2 以案例为导向，衔接后续课程

OBE教育理念是一种以成果为目标导向，对于电子信息工程专业的学生，学习C语言，最终能达到什么样的预期成果呢？课程组成员针对电子信息工程专业学生的学习建设了16个案例库。一方面，通过案例教学使学生快速了解C语言的应用背景。比如：“花样闪烁灯”案例，体现在微处理器领域中的应用;“网络通信编程”案例，体现在嵌入式领域的应用;“数据加密”案例，体现在计算机网络中的应用。另一方面，通过对案例的学习，使学生能够快速掌握典型模块的开发过程，明确学习目标，激发学习潜能。

4.3 重难点问题，自制视频辅助解决

利用中国大学慕课网上的国家级优质在线课程资源，为学生提供了课前和课后学习内容，通过课中的四个阶段教学活动，能够帮助学生解决部分问题。而针对雨课堂投稿收集的典型问题，以及课外作业、实验等环节暴露出的共性问题，课程组成员专门录制了短视频辅助学生解决问题。

5 改进课程考核评价方式，突出“过程+能力”评价

课程考核打破了以往以期末考试为主的模式，将学生的学习过程以及实践能力也作为考评的主要内容，以满足 OBE 理念对教学效果的检验要求，课程成绩=过程性考核（25%） +实践能力考核（25%） +终结性考核（50%） 。过程性考核利用雨课堂和开物云课堂平台形成的在线学习、课堂互动、在线测试等数据，结合生讲生评、程序听写、课堂练习、作业、“算法游戏”作品等环节，进行多维度评价，采用“教师评定+小组评价+学生互评”相结合，关注学生对基础知识的掌握情况。实践能力考核采用“项目考核法”，考虑到学生的个体差异，教师提供了难易程度不一的若干个“信息管理系统”项目，由学生根据自身能力自主选择能达成的目标内容，两人为一小组协作完成，考核成绩以“信息管理系统”项目的推进情况为依据，采取的主要形式为“小组讨论+捆绑式评价”，通过讨论环节引导学生思考，使用捆绑式评价来提高学生参与的积极性。过程性考核和实践能力考核贯穿课程教学的全过程，为课程的教学质量提供了有力保障。

参考文献：

[1] 刘杰，赵永强，刘晋钢.基于OBE理念的“C程序设计”课程教学改革与探索[J].教育理论与实践，2022，42（3）：61-63.

[2] 张菁，龙正吉.以能力为导向的“C语言程序设计”课程混合式教学模式探索与实践[J].教育教学论坛，2021（51）：94-98.

[3] 李小玲，魏建国，袁继敏.新工科背景下基于OBE的《C语言程序设计》课程建设[J].攀枝花学院学报，2020，37（5）：103-107.

[4] 周淑一，方炜炜，徐英慧，等.基于OBE理念的C语言程序设计教学创新与实践[J].计算机教育，2021（9）：113-118.

[5] 王春梅.三全育人视域下基于OBE导向的工科课程思政一体化研究与实践——以“高级语言程序设计（C语言）”课程为例[J].科技与创新，2021（21）：89-90，92.

【通联编辑：谢媛媛】

收稿日期：2022-04-18

基金项目：2020年甘肃省高等教育教学成果培育项目（项目编号：196） ;2020年本科教学质量提高项目（项目编号：194） ;2021年校级课程思政建设研究项目（项目编号：14） ;2020年校级一流本科课程建设项目（项目编号：2） ;兰州工业学院2021年“课程思政”示范课程（项目编号：16）

作者简介：兰聪花（1979—） ，女（畲族），浙江遂昌人，副教授，硕士，研究方向为数据挖掘;龚成莹（1979—） ，女，甘肃景泰人，教授，硕士，研究方向为信息与信号处理。