周濤 李春玲 鄧波 張燕

摘要：以成果為導(dǎo)向的高等工程教育認(rèn)證是目前大學(xué)教學(xué)改革的必然趨勢。深入探索和持續(xù)實踐以及如何完整地在工程教學(xué)中實施，是每個實施工程教育學(xué)校和教學(xué)人員必須認(rèn)真思考的問題。同時，充分利用混合式教學(xué)的優(yōu)勢，推動OBE 教育理念具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：OBE 教育；成果導(dǎo)向教學(xué)；課程教學(xué)模式改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）06-0143-03

成果導(dǎo)向教育（Outcomes-based Education，簡稱OBE）是高等教育中針對工程教育進(jìn)行教學(xué)改革的一種教學(xué)思想。OBE教育以學(xué)生獲取知識的應(yīng)用能力為培養(yǎng)目標(biāo)，以課程教學(xué)為過程的一種新的教學(xué)理念。OBE教育理念完全改變了過去以教師教學(xué)為主的教學(xué)模式，是目前全球工程教育認(rèn)證的核心理念。工程專業(yè)認(rèn)證的先行者，美國的工程教育認(rèn)證協(xié)會對這種教育方式已經(jīng)全面接受并認(rèn)可，并且將這種教育思想貫穿在整個工程教育的體系中，成為工程認(rèn)證執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)并廣泛推廣[1]。目前，我國對OBE的研究和應(yīng)用已經(jīng)在很多學(xué)校進(jìn)行教學(xué)改革和教育實施。如何深入地探索和持續(xù)的實踐，以及如何完整地在工程教學(xué)中實施，是擺在每個實施工程教育學(xué)校和教師面前的首要問題。在此背景下，對OBE教學(xué)進(jìn)行深入研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 OBE 理念在本科生培養(yǎng)過程中的作用

如何通過課程教學(xué)的教育過程，讓學(xué)生經(jīng)過一個階段學(xué)習(xí)后獲得最大的知識和應(yīng)用能力，是OBE教育的核心，這種教育理念是傳統(tǒng)教育無法做到的一種先進(jìn)教育理念。傳統(tǒng)教育只能通過教師的課程教學(xué)，完成教學(xué)內(nèi)容，在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教學(xué)的主體是教師，教師把教學(xué)內(nèi)容通過傳道授業(yè)的方式直接灌輸給學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)度和授課學(xué)時都受到學(xué)校的監(jiān)督和控制，教學(xué)效果只能從學(xué)生的試卷成績體現(xiàn)。學(xué)生學(xué)習(xí)的知識能否應(yīng)用于實際工作，并得到合理的使用，只能通過期末考試的測評和平時的考核成績來評定。而OBE教育的目標(biāo)、課程教學(xué)中課時的分配、教材內(nèi)容的編寫、教學(xué)教案的組織、教學(xué)效果的評價、畢業(yè)要求的設(shè)計等都必須在獲取成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而不是以期中或期末的考試成績?yōu)橐罁?jù)。判斷學(xué)生是否達(dá)到了該課程需要掌握的水平，達(dá)到了課程的教學(xué)目標(biāo)，只有通過教學(xué)評估才能充分地體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。如果在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，每一位學(xué)生都知道自己學(xué)習(xí)這門課程后能做什么，必須達(dá)到什么樣的水平和程度，有明確的目標(biāo)，學(xué)生才能以自己的學(xué)習(xí)能力為基點、以自己的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)進(jìn)度，逐步實現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。以學(xué)生為主體，教師為輔助，教師從每個學(xué)生的能力和基礎(chǔ)出發(fā)，幫助學(xué)生掌握該課程，在OBE 理念下的教學(xué)模式中，中心角色是學(xué)生，側(cè)重點是學(xué)習(xí)，學(xué)生屬于主動要求學(xué)習(xí)[2]。

成果導(dǎo)向?qū)嵤┰瓌t是：教師必須清楚地闡述并致力于幫助學(xué)生發(fā)展知識、能力和境界，使他們能夠達(dá)到預(yù)期成果。清楚聚焦是OBE理念實施原則中最重要和最基本的原則[3]。課程設(shè)計與教學(xué)目標(biāo)要在大多數(shù)學(xué)生能夠理解的基礎(chǔ)上，充分考慮每個學(xué)生的知識基礎(chǔ)和接受能力，以更加靈活的方式來配合學(xué)生的個性化培養(yǎng)需求，制定具有挑戰(zhàn)性的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，以鼓勵學(xué)生中學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生掌握更深度的知識，這是教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的重點。以終極目標(biāo)為導(dǎo)向的教學(xué)方式，要求教學(xué)中反向進(jìn)行課程設(shè)計，開展教學(xué)活動。如何實現(xiàn)OBE理念，僅以陜西理工大學(xué)理工科教育中的程序課程設(shè)計為例進(jìn)行說明。

2 高級語言程序設(shè)計課程教學(xué)中采用OBE 教育理念的可行性和優(yōu)越性

計算機語言是指用于人與計算機之間進(jìn)行通信的語言。計算機不能識別人類交流的任何自然語言，計算機能直接識別的語言是機器語言，機器語言由0 和1組成，也被稱為低級語言。不能直接被計算機識別而需要進(jìn)行編譯才能被計算機識別的語言稱為高級語言，高級語言在應(yīng)用中分為面向過程語言和面向?qū)ο笳Z言，高級語言在編寫中接近人類語言，人與計算機之間的信息交流是通過計算機語言編寫的程序來實現(xiàn)的。高級語言程序設(shè)計課程是工科或部分理科學(xué)生使用計算機時所具備的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)生利用計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和過程控制的最基本工具之一。它是研究領(lǐng)域中以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，以計算機程序為應(yīng)用和開發(fā)工具的綜合能力體現(xiàn)，是專業(yè)課程應(yīng)用所具備的基本素質(zhì)之一。然而，很多學(xué)生對該課程看不懂學(xué)不會，如果用傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)，煩瑣的語言規(guī)則和語法讓學(xué)生的學(xué)習(xí)效果大打折扣，每學(xué)期結(jié)束后的考試?yán)蠋熀蛯W(xué)生都很苦惱。采用OBE教育理念下對高級語言程序設(shè)計課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革，能直觀地展示OBE教育理念的優(yōu)越性。

3 如何在高級語言程序設(shè)計教學(xué)活動中實現(xiàn)OBE 理念

要實現(xiàn)OBE教育理念，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動中必須遵循教學(xué)方向設(shè)計的原則。教學(xué)內(nèi)容首先要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)制定適合本專業(yè)的課程教學(xué)大綱，授課教師依據(jù)教學(xué)大綱制定相應(yīng)的教學(xué)計劃和教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容，如圖1所示。在制定的教學(xué)大綱中，要充分體現(xiàn)該課程的重點、難點和課程目標(biāo)。目前，各個學(xué)校對開設(shè)的高級語言課程多種多樣，有Python 程序設(shè)計、Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、C語言程序設(shè)計等。陜西理工大學(xué)為非計算機專業(yè)工科生開設(shè)的編程語言課主要是C語言程序設(shè)計。在教學(xué)過程中，教師面臨著學(xué)生零基礎(chǔ)，課程學(xué)習(xí)內(nèi)容多，課程學(xué)時少，學(xué)生畏難情緒較高等不利因素。如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，是每個教師需要思考的首要問題。教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上可以采用先整體后語句的方式進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生對該課程的內(nèi)容有一個整體的認(rèn)識。在教學(xué)方式上，首先要讓學(xué)生有學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生對該課程的興趣學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的動力。例如：可以讓學(xué)生在固定的框架下編寫簡單的3～5行程序，讓學(xué)生獲得成就感，逐步引導(dǎo)學(xué)生編寫復(fù)雜的程序。然后以能力值為基數(shù)，以每天進(jìn)步的努力值為參數(shù)，通過編程，讓學(xué)生看到一年后通過努力的遞增值和不努力的衰退值。通過這樣的例子，既幫助學(xué)生理解了“學(xué)如逆水行舟，不進(jìn)則退”的道理，同時也提升了他們的學(xué)習(xí)興趣。以程序應(yīng)用實例為導(dǎo)向、以教學(xué)內(nèi)容和活動為載體，可實現(xiàn)事半功倍的效果。

4 基于OBE 教育理念的高級語言程序設(shè)計課程的線上線下混合式教學(xué)的教學(xué)實施

高級語言程序設(shè)計課程的混合式教學(xué)體系在實現(xiàn)過程中所達(dá)到的效果是傳統(tǒng)的授課方式無法實現(xiàn)的。傳統(tǒng)的教學(xué)模式只能讓學(xué)生跟隨教師的思維學(xué)習(xí)和分析，這種學(xué)習(xí)模式對學(xué)生的思維局限很大，理論灌輸式教學(xué)法依舊是高等院校教育教學(xué)中普遍運用的方法[4]。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅僅局限于課堂，可以通過手機、個人電腦等終端設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師也可以利用中國大學(xué)的MOOC、超星學(xué)習(xí)通、智慧樹等眾多的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行理論課教學(xué)，同時利用PTA程序設(shè)計類實驗輔助教學(xué)平臺等教學(xué)軟件進(jìn)行實驗教學(xué)。教師在教學(xué)過程中通過優(yōu)質(zhì)的課程資源，開展線上線下互為補充的混合式教學(xué)，取長補短，彌補教師教學(xué)中的不足，發(fā)揮新教學(xué)體系的優(yōu)勢。在教學(xué)前，讓學(xué)生認(rèn)真做好課前預(yù)習(xí)，將課程中的學(xué)習(xí)內(nèi)容提前了解，對不懂或一知半解的內(nèi)容提前記錄下來，這樣，教師在講課過程中做到有的放矢，事半功倍。對于不同專業(yè)的學(xué)生，教師把課程內(nèi)容與專業(yè)課程內(nèi)容結(jié)合起來，使得教學(xué)內(nèi)容有血有肉、生動活潑。對于某些知識點，教師采用了翻轉(zhuǎn)課堂的形式，讓學(xué)生通過自己的理解進(jìn)行講解，教師對學(xué)生講解內(nèi)容進(jìn)行點評，指出學(xué)習(xí)內(nèi)容中的不足之處，然后讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師在課后進(jìn)行輔導(dǎo)時，應(yīng)具有針對性，對于基礎(chǔ)差的學(xué)生，應(yīng)從最簡單的內(nèi)容著手，對于基礎(chǔ)好的同學(xué)，盡力擴展知識面，將最新的課程應(yīng)用展現(xiàn)給他們，提升教學(xué)效果。陜西理工大學(xué)高級語言程序設(shè)計課程線上線下混合式教學(xué)設(shè)計重點在下面5個方面：1）根據(jù)老師下發(fā)的資料進(jìn)行自主預(yù)習(xí)；2）教師針對發(fā)布的內(nèi)容進(jìn)行問卷調(diào)查，掌握學(xué)生預(yù)習(xí)效果；3）總結(jié)課堂要點并進(jìn)行課后實踐;4）課堂提問與答疑，做到當(dāng)天問題當(dāng)天解決；5）對重點、難點歸納和講解。

5 OBE 理念在陜西理工大學(xué)教學(xué)中的實施效果

陜西理工大學(xué)從2018年開始進(jìn)行工程教育專業(yè)認(rèn)證，已經(jīng)認(rèn)證通過的專業(yè)有機械制造和材料工程類的部分專業(yè)。在學(xué)習(xí)過程中，根據(jù)工程認(rèn)證的要求，對該課程主要從以下三個方面進(jìn)行了改革。

5.1 確定學(xué)習(xí)目標(biāo)

要求學(xué)生學(xué)習(xí)后達(dá)到以下兩個方面的能力。

1）問題分析能力：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。

2）使用現(xiàn)代工具：能夠針對復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性[5]。

5.2 制定教學(xué)策略

在教學(xué)過程中，采用了反轉(zhuǎn)式教學(xué)方法。課前對學(xué)生進(jìn)行分組，4～6人分一個教學(xué)小組，對每一個小組發(fā)放本節(jié)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，講課學(xué)生由教師任意指定，學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)講完后，對講課小組人員現(xiàn)場計分。教師在課后總結(jié)時，以問題為導(dǎo)向，提出問題，讓學(xué)生課后思考和查閱資料。上機實驗部分采用多級題庫，以個性化教學(xué)方式滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，認(rèn)真記錄每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，針對不同學(xué)生的基礎(chǔ)和進(jìn)度、理解能力，為每一位學(xué)生設(shè)置個性化發(fā)展方案。

5.3 改變考核方式

在沒有實施改革之前，一直采用期中、期末考試成績和平時成績合成的方式對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考評，教師為了通過率，往往是考前劃重點，出模擬題。學(xué)生為了通過考試，對重點內(nèi)容死記硬背。改革后，修改了教學(xué)大綱，將成績按照專業(yè)的課程需求目標(biāo)進(jìn)行分割，以課程達(dá)標(biāo)目標(biāo)為依據(jù)。在考核過程中，添加了作業(yè)、綜合測試、課堂提問和反轉(zhuǎn)課堂中學(xué)生對程序的分析等多項內(nèi)容。特別是在學(xué)生的上機操作中，可以直接對學(xué)生的操作能力進(jìn)行現(xiàn)場評定，這樣能真實地反映學(xué)生對該課程的掌握程度。

學(xué)生對該課程的達(dá)標(biāo)情況統(tǒng)計如下：2019至2020 學(xué)年第二學(xué)期共有47個教學(xué)班，1168名學(xué)生高級語言程序設(shè)計課程全部完成教學(xué)。其中及格率在90% 以上的有28個班，占比60%。及格率在80%～89%的有14個班，占比29%。及格率小于80%的有5個班，占比11%；2020至2021學(xué)年第二學(xué)期共有51個班，1428名學(xué)生高級語言程序設(shè)計課程完成教學(xué)，其中及格率在90%的有33個班，占比65%。

及格率在79%～89%有14個班級，占比27%，及格率小于79%的有4個班，占比8%。2021至2022學(xué)年第二學(xué)期共有48個班，1344名學(xué)生高級語言程序設(shè)計課程全部完成教學(xué)，其中及格率在90%以上的有34個班，占比71%。及格率在79%～89%有12個班級，占比25%，及格率低于79% 的只有2 個班，占比4%。通過教學(xué)改革后，學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)方法有所提高，掌握了適合個人的學(xué)習(xí)方法，結(jié)合個人的學(xué)習(xí)特點，學(xué)生的達(dá)標(biāo)程度逐年提高。

6 存在的問題及今后教學(xué)需要改進(jìn)的措施

6.1存在的問題

充足的教學(xué)時間和持續(xù)不斷的教學(xué)跟蹤是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵。陜西理工大學(xué)在教學(xué)安排中，對該課程的教學(xué)安排是32+18 專業(yè)的學(xué)時，在教學(xué)時間內(nèi)，無論是計算機專業(yè)還是非計算機學(xué)生，熟練地運用該課程的知識，僅僅依靠課時內(nèi)的教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)的要求。因此，線上教學(xué)和長期的跟蹤輔導(dǎo)是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的有效保障。

6.2改進(jìn)的措施

繼續(xù)推進(jìn)混合式教學(xué)模式，認(rèn)真做好課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的監(jiān)管和檢查，才能保證上課質(zhì)量。同時，加強對線上教學(xué)環(huán)節(jié)的考核力度，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅僅局限于課堂，而是延伸到課堂之外。

以項目為驅(qū)動，充分調(diào)動學(xué)生的編程興趣。學(xué)生在大學(xué)一年級完成課程內(nèi)容后，通過工程項目，加深課程教學(xué)的深度和廣度，保持與學(xué)生的持續(xù)聯(lián)系，鼓勵學(xué)生通過傳、幫、帶的方式，讓高年級的學(xué)生帶動低年級學(xué)生。

以教研室為單位，積極有效地開展教學(xué)法活動，教師之間多交流教學(xué)經(jīng)驗，推廣好的教學(xué)方法。

OBE教育理念的執(zhí)行陜西理工大學(xué)和全國范圍內(nèi)在探索中進(jìn)行，教學(xué)法的討論和研究是教學(xué)改革不斷進(jìn)步的保障。積極探索和嘗試學(xué)生喜歡且容易接受的教學(xué)方法，積極開展教學(xué)法活動以持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量是提高教學(xué)質(zhì)量的最有效途徑。

7 結(jié)束語

OBE教育理念的混合式課程改革對教學(xué)質(zhì)量提升促進(jìn)較大。在教學(xué)過程中，轉(zhuǎn)變教育觀念，合理使用教學(xué)手段，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生成為教學(xué)的主體，才能夠讓學(xué)生獲得更多的知識。目前陜西理工大學(xué)的機械自動化、材料等專業(yè)已經(jīng)通過了專業(yè)工程認(rèn)證。線上教學(xué)延伸了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的深度和廣度，為陜西理工大學(xué)高等工程教育更好地適應(yīng)國家人才培養(yǎng)和地方經(jīng)濟發(fā)展需求，為社會培養(yǎng)更多的應(yīng)用型人才。

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