張小恒

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?針對部分高職學生基礎薄弱，下層知識技能難以支撐上層應用的問題，用“小成果”對反向設計的任務進行重新改造，將學習成果的易達成性、學生學習體驗感的增強、迭代改進充分融合一體，相較傳統(tǒng)OBE方法更易于驅動學生進步。在物聯(lián)網與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程中進行了具體實踐。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?“小成果”導向;學習體驗;迭代改進

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2022）20-0101-03

新一代信息技術中有大量新技術、新技能需要信息類高職學生掌握，其中涉及大量的軟硬件復雜知識及開發(fā)，這對于高職學生中基礎相對薄弱的學生來說是不小的挑戰(zhàn)。為有效解決上述難題，以學生為中心，以學習成果為導向并持續(xù)改進的成果導向（OBE）教學理念已成為教學研究重要的手段及實踐思路[1-4]。

OBE要求遵循反向設計原則，從市場需求的成果出發(fā)構建支撐結果達成的相應課程體系，現(xiàn)有研究成果主要將畢業(yè)的能力要求進行分解并通過課程設置與之一一對應，在單獨一門課的成果導向設計上通常將該門課的能力指標與課程的學習情境及情境下的任務作矩陣映射[5，6]。但在具體實施實踐中往往忽略了具體任務設置對相應能力指標的可達成性，雖然通過建立持續(xù)改進的“閉環(huán)”機制可以補救和增強，但一些關鍵能力指標點無法達成可能導致整個以任務驅動的環(huán)路停止運轉。OBE強調以學生為中心[7，8]，很多研究都認為需要以學生為主體，挖掘其內在需求特質，激發(fā)創(chuàng)造力和自信心等，但缺乏具體的實施措施。

因此，本文提出基于“小成果”導向的課程教學模式，針對傳統(tǒng)的信息技術相關能力訓練中枯燥乏味、難度較高的問題，在反向設計中將任務進行“小成果”改造，充分考慮每個“小成果”對應能力的可達成性，在“小成果”的設置及“小成果”與“小成果”之間關聯(lián)性上進行針對性設計，以學生為中心，探索增強學習體驗感和相關能力指標達成的教學場景設計，將激發(fā)學生的內生動力與最終輸出的學習成果有效結合起來。最后本文選取“物聯(lián)網與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”這門課的具體實訓任務進行“小成果”化實踐改造。

一、研究思路與方法

（一）目前課程教學存在的痛點

以“物聯(lián)網與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”這門課程為例，需要達到的技能點主要為三點：（1）熟練掌握嵌入式相關設備及軟件的調試方法流程;（2）掌握基本的嵌入式軟件及系統(tǒng)開發(fā)方法;（3）掌握物聯(lián)網系統(tǒng)中常用嵌入式設備的設計方法。針對上述技能點，如圖1所示，對這門課的知識層次結構進行梳理，我們發(fā)現(xiàn)其層累化結構明顯，學生必須首先具備扎實的嵌入式軟硬件基礎知識、Linux系統(tǒng)基礎知識，然后還需要具備扎實的C語言編程能力，掌握基本的調試技巧方法才能開始做相應的實驗實訓。

基于圖1中知識層次結構從下至上進行教學設計存在以下痛點：（1）部分高職學生數(shù)理基礎薄弱，所儲備的下層知識技能難以支撐上層應用;（2）學習成效反饋環(huán)路過長，需要積累大量知識技能點才能完成相關開發(fā)任務;（3）由于無法輕松掌握相關學習內容，容易產生枯燥乏味、興趣不濃的主觀感受。

（二）改進反向設計重構

針對以上教學實踐中出現(xiàn)的問題，現(xiàn)提出改進后的課程教學模式。首先要做的是改變圖1中所示的層次化結構，打破其層累式結構，將其進行成果導向反向設計重構。傳統(tǒng)的OBE改造思路是建立課程預期目標（CLO）與相關模塊任務的關聯(lián)矩陣，如表1所示，每一項CLO目標都用具體的教學任務設計來達成，但實際上教師在教學設計中只會關注每個任務的內容與CLO對應目標是否相關，而無法把控學生在完成任務后相應目標的可達成度，如任務1與CLO1相關聯(lián)只是教師主觀認為完成任務1中教學內容對達成CLO1有幫助，但并未考慮任務1的設計本身是否合理、是否以學生為中心、是否真正起到促進CLO1的作用。實際上任課教師只需要將傳統(tǒng)的實訓章節(jié)看作任務，其中的內容幾乎不作任何修改，也能體現(xiàn)出類似于表1的映射關系，每個章節(jié)（任務）或多或少與最終的知識能力目標相關聯(lián)，但這樣的成果導向反向設計顯然只是形式上的。

如何才能讓成果導向反向設計方式不只停留在形式上，需要將一個個任務重塑為一個個“小成果”，讓課程的成果導向進一步細化為任務的“小成果”導向，即每次任務有一個顯性的“小成果”產出，這樣才能進一步縮短反饋環(huán)路，讓學生更容易產生學習的興奮感與成就感。如圖2所示，將一門課程串聯(lián)起來的不再是章節(jié)甚至任務，而是可展示的“小成果”，而具體依賴的知識技能點也不再是層次化結構，而是以離散化的方式分布在“小成果”周圍。

通常完成一個具體的“小成果”所需的核心知識技能點如圖3所示，成鏈狀連接在一起，具有很強的耦合性，而其他相關知識技能點不在完成“小成果”中發(fā)揮關鍵要素作用，如圖3中只需要知識技能點1和2即可，而知識點3、4、5，技能點3、4已不再必要，簡而言之，只需要較少的知識技能點即可在短時間內完成一個小型的應用成果。這里并不是說其他相關知識技能不再重要，而是通過如圖2中多個“小成果”的持續(xù)訓練可以最終融會貫通。

鏈

（三）以學生為中心的學習體驗感設計

以學生為中心需要學生成為課堂的主角，教師只起到引導和支撐作用，近年來大多研究都只是一味強調教師需要加強以學生為中心的觀念，而很少提及具體的操作細節(jié)，本文認為以學生為中心就是要充分考慮學生的學習體驗感，學生清楚在一個確定的時間周期內輸出一個能夠量化的成果，完成這個成果需要的實驗條件（軟硬件、資料等）已經準備好，實現(xiàn)的具體方法老師可能不會像以前一樣進行灌輸，但可以在教學場景中提供的很多線索中去尋找，學生可以按照標準的操作手冊進行嘗試，除遵循程式化的步驟還可以進行一些自主探索。

（四）考核評價及迭代改進

如圖4所示，“小成果”導向的課程教學既包含了傳統(tǒng)的考核評價反饋改進部分，更重要的是它本身就將課程設計成了一個串行迭代改進模型?！靶〕晒睂蛟诮档捅舜艘蕾囆宰寣W生完成成果更為容易的基礎上，增強其連續(xù)性并形成一定遞進關系，具體表現(xiàn)在同一知識技能點貫穿在連續(xù)多個“小成果”中，學生通過完成一個個“小成果”可以將同一知識技能點進行不斷強化提升，最終完成迭代改進。

二、基于“小成果”導向的實訓任務改造

下面以“物聯(lián)網與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”中的“嵌入式智能小車”模塊為例，具體闡述基于“小成果”的實訓任務改造過程。對于嵌入式相關課程來說，這個實訓某塊較為龐雜，通常會分為多個子模塊進行學習，傳統(tǒng)學習方法首選學習小車攝像頭子模塊、紅外避障子模塊、超聲波子模塊等專項知識，然后是底板原理圖、安裝調試方法等，最后才是各種開發(fā)軟件使用、開發(fā)例程等，這樣學生要掌握最終知識技能耗時周期漫長，容易產生消極的學習情緒?，F(xiàn)對其進行“小成果”化導向改造并說明如下：

（一）課程小成果1

如圖5所示，制作智能小車最短路徑，第一步指導學生根據圖紙進行安裝，第二步根據原理圖焊接底板，第三步進行STM32程序下載，第四步上電運行讓尋跡小車動起來，其中每一步都有老師的親自指導示范，對即使基礎不太好的學生來說也較容易實現(xiàn)。因為僅依靠手工焊接和嵌入式調試下載方法這兩個知識點就能完成，且具有一定趣味性更容易激發(fā)學生的積極性。

（二）課程小成果2

如圖6所示，完成“小成果2”與完成“小成果1”所需的大部分知識技能相同，因此“小成果2”只需將“小成果1”中的運動例程替換為超聲波例程即可，這個遷移過程對學生來說相對容易，且相關硬件及調試技能可以在這兩個小成果的遞進中不斷迭代改進。

（三）課程小成果3

如圖7所示，如果需要實現(xiàn)簡單的避障功能，需要將運動例程和超聲波例程組合在一起，相對之前可以按部就班地操作，這部分對學生來說并不容易，需要解決多模塊程序的耦合，但只要專業(yè)教師提前打好程序架構再讓學生進行程序模塊化補充，仍然不難解決問題。最后學生發(fā)現(xiàn)只要通過對現(xiàn)有例程的極小修改就又可完成一個重要功能。

最終該課程以具體成果方式進行考核，我們可以根據每個成果的復雜度安排5～8學時。教師除了占用少部分課堂時間綜合采用典型示范、重點講解等多種教學方式，其余時間都充分交給學生。成果作品考核評價方式主要采用成果功能性能評價+成果創(chuàng)新性考核評價方式。

本課程以小成果作品為單位進行考核，對學生的具體作品制作情況進行有效評估，并綜合考慮學生自評、小組互評及教師評價等情況，有助于不斷持續(xù)改進，迭代進步。

三、結論

提升部分基礎薄弱的高職學生信息化水平，甚至讓其具備得到認可的嵌入式編程開發(fā)相關能力本身就是一個挑戰(zhàn)。本教學團隊通過改變原有課程設計的層累結構，在OBE相關理論的基礎上，用一個個短小精悍的容易達成的“小成果”進行課程導向，以不斷增加學生學習體驗踐行以學生為中心的理念，并將迭代改進融入整個教學設計模型，最后其可行性在“物聯(lián)網與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”課程教學實踐中得到充分證明。

參考文獻：

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編輯 王亞青