基于OBE理念的軟件工程實踐課程融合式教學改革與實踐

一、軟件工程實踐課程教學改革的背景與意義

隨著信息技術的迅猛發展和產業升級的持續深化，社會對計算機專業人才的要求日益提高。特別是在人工智能、大數據、云計算等新興技術快速迭代更新的背景下，傳統的計算機人才培養模式正面臨嚴峻挑戰。我國加入《華盛頓協議》并全面推行工程教育專業認證后，依據教育部的指導意見，成果導向教育（OBE）理念已成為指導工程教育改革的重要思想。該理念強調以學生為中心、產出導向和持續改進，對提升工程教育人才培養質量具有重要意義。

在軟件工程實踐課程的教學過程中，仍存在以下突出問題：首先，傳統的講授式教學雖能系統傳授知識，但難以有效激發學生的學習積極性，也不利于實踐能力的培養。教師在課堂上進行單向知識傳授，學生缺乏主動思考和實踐機會，導致理論與實踐脫節。其次，單純的問題導向學習雖有助于提升學生的實踐能力，但容易導致知識體系零散，且教學效率不高。學生在解決問題的過程中顧此失彼，難以構建系統的知識架構。最后，現有的教學評價方式過于單一，難以全面、客觀地反映學生的學習成效和能力水平。這種評價方式不僅無法有效引導學生全面發展，還可能導致教學目標與社會需求脫節。

近年來，隨著新工科建設的深入推進，計算機專業人才培養面臨新的機遇與挑戰。一方面，數字經濟的蓬勃發展為計算機專業人才提供了廣闊的就業空間；另一方面，產業升級對人才的要求已從單純的技術能力轉向創新能力、工程實踐能力和團隊協作能力等綜合素質的全面發展。特別是在\"新基建\"戰略背景下，智能化、數字化轉型對計算機專業人才提出了更高要求。這要求高校必須主動適應新形勢，創新教學方法，優化培養模式。在此背景下，如何有效整合傳統講授式教學的系統性優勢和問題導向學習的實踐性特點，構建適應新時代要求的教學模式，成為計算機專業教學改革的重要課題。本研究基于多年的教學實踐和研究積累，提出了一種融合式教

學方法，旨在探索一條適應新時代要求的計算機專業實踐教學改革路徑。該方法立足于成果導向教育理念，通過有機融合傳統講授式教學（LBL）和問題導向學習（PBL）的優勢，構建“知識一能力一素質\"協同培養的教學體系。本研究以軟件工程專業的軟件設計實踐課程為例，深人探討了融合式教學方法的理論基礎、實施策略和應用效果。通過兩年的教學實踐和系統的實驗研究，驗證了該方法在提升學生綜合能力方面的顯著成效。研究成果不僅為計算機專業實踐課程的教學改革提供了新思路，也為其他工程類專業的教學改革提供了有益借鑒。

二、軟件工程實踐教學中的問題與挑戰

成果導向教育（OBE）理念最早由Spady等人于20世紀80年代提出，現已成為教育學界公認的高等教育改革發展方向。OBE教學理念強調以學生的學習成果為導向，這對改革傳統的計算機實踐教學模式具有重要的指導意義。據教育部統計，我國計算機類專業在工程教育認證中占據重要地位，這對實踐教學質量提出了更高要求。

在計算機領域的實踐課程中，學生需要具備深厚的基礎理論知識和解決復雜問題的能力。然而，在傳統的單一講授式教學（LBL）模式下，學生往往缺乏內在的學習動力，自我思考能力不足，且實踐機會有限，這難以滿足OBE人才培養目標的要求。雖然問題導向學習（PBL）教學法通過將學生的注意力集中在解決實際應用問題上，能夠顯著提升學生的實際操作能力，但也存在明顯的局限性：首先，它忽視了對知識點的全面掌握，導致學生獲得的知識零散、缺乏系統性和連貫性。其次，在解決分解任務的過程中，學生會普遍遇到相似問題，若教師逐一指導，將大幅降低教學效率并影響教學進度。此外，實踐課程的考核評價體系仍顯單一?，F有評價方式過分注重實驗結果，而忽視了實踐過程，缺乏對問題分析、方案設計等關鍵能力的評估。在團隊實踐項目中，個人貢獻難以準確評估，創新性思維和解決方案的評價標準也不夠明確。這種評價方式難以全面、客觀地反映學生的實踐能力和創新水平。

這些問題的存在，直接影響了計算機專業學生工程實踐能力的培養質量。如何有效整合LBL和PBL兩種教學方法的優勢，構建符合時代要求的實踐教學體系，成為當前計算機專業教學改革的重要課題。國外高校在計算機實踐教學改革方面進行了諸多探索。以麻省理工學院等國際知名高校為代表的CDIO工程教育聯盟，強調“構思一設計一實現一運作\"的項目實踐過程，顯著提升了學生的工程實踐能力。德國高校推行的“雙元制\"職業教育模式，將課程內容與企業實踐緊密結合，有效增強了學生的職業競爭力。這些國際經驗表明，將理論教學與工程實踐深度融合，是提高計算機專業教學質量的重要途徑，對我國計算機專業教學改革具有重要的借鑒意義。

三、基于OBE理念的融合式教學方法設計與實施

本研究提出的融合式教學方法整體框架如圖1所示。該框架以OBE理念為指導，將LBL（傳統講授式教學）與PBL（問題導向學習）兩種教學方法有機結合，通過基礎知識講授、項目實踐和能力培養三個維度，達成知識傳授與能力培養的協同。在具體實施過程中，采用模塊化課程設計，借助LBL系統傳授理論知識，運用PBL培養實踐能力，兩種方法交替推進，形成動態循環的教學過程。

（一）教學目標的系統設計

基于成果導向教育（OBE）理念和工程教育專業認證要求，本研究構建了一個多維度的教學目標體系。該體系不僅關注知識的傳授，更注重能力的培養和素質的提升，力求實現知識、能力和素質的協同發展。在知識目標方面，強調軟件工程基礎理論與實踐技能的有機融合，涵蓋軟件工程方法論、面向對象設計原則等核心內容。在能力目標方面，著重培養學生的需求分析、系統設計、原型設計等全流程工程實踐能力。將團隊協作、溝通表達、持續學習等職業發展所需的關鍵能力納人培養目標。

表12022學年與2023學年本科生軟件設計實踐課程期末成績分布

（二）教學內容體系的構建

本研究采用模塊化的課程設置方案，將教學內容劃分為基礎知識、技術應用和綜合實踐三個遞進式模塊。在基礎知識模塊，運用LBL教學法系統介紹軟件設計的基礎知識，為學生奠定堅實的理論基礎。在技術應用和綜合實踐模塊，基于PBL教學法，將復雜的實踐項目細化為一系列分階段解決的小任務，涵蓋從選題、需求分析、軟件設計、原型實現到項目答辯的全過程。

（三）教學組織方式創新

為確保融合式教學的效果，本研究在教學組織方式上進行了創新。首先，在每個任務的初始階段，教師依據LBL教學法，集中講授完成該任務所需的關鍵方法論和相關知識點。隨后，在學生提交每個任務的首輪成果后，教師運用PBL教學法，對學生作品中存在的共性問題進行深入剖析，并再次借助LBL教學法進行集中講解。在PBL階段，學生在教師的個性化指導下，針對具體問題展開深入探究和實踐操作。兩種教學方法在整個教學過程中不斷交替運用，形成一種動態的教學循環。

（四）多元化評價體系的構建

本研究構建了一個涵蓋過程性評價和終結性評價的多元化評價體系。過程性評價重點考查學生在項目各階段的表現，包括需求分析的深度、設計方案的合理性、原型實現的質量等。終結性評價則通過項目答辯的方式，全面評估學生的工程實踐能力和創新水平。在團隊協作評價方面，引入同伴互評機制，確保對每個學生的貢獻度進行客觀、公正的評估。

四、融合式教學方法的實驗對比與效果提升分析

為評估本文所述融合式教學方法的實際效果，將其應用于實際教學工作中。在軟件設計實踐課程教學過程中，2022年采用傳統教學方式，2023年引入融合式教學方法。兩個年度的學生在專業基礎課（如面向對象程序設計、UML及其應用等）的成績分布較為均衡，且對軟件設計的掌握程度在課前基本處于同一統計水平。教學結束后，從多個維度對學生進行考核評價，評價內容涵蓋需求分析報告、系統設計文檔、原型系統以及項目答辯等方面。表1呈現了兩個學年的期末成績分布情況。

由于期末考核完全基于實際項目開發開展，該成績能夠真實反映不同學生在軟件設計能力方面的差異。從表1可知，在采用融合式教學方法的2023學年，期末成績80分以上的學生比例達 82.5% ，顯著高于采用傳統教學方式的2022年。由此可認為，2023年學生的軟件設計與開發能力相較于2022年有明顯提升。

為進一步分析該教學實驗的成果，計算了兩個年度期末成績的均值與均方差。2023年的分數均值為85.6，比2022年的分數均值79.8高出5.8分，這表明教學效果較上一年有明顯改善。此外，2023年的分數均方差較小，這意味著在獲得更高平均分的同時，學生成績的整體水平分布更為均衡，教學成效得到有效提升。

以融合式教學方法開展學生能力培養的教學工作，其教學目標主要涵蓋以下兩個方面：其一，將原本以課堂教學為主或以實踐教學為主的教學模式，轉變為理論與實踐相結合的教學模式，要求學生能夠系統掌握軟件工程知識，并在項目實踐中靈活運用所學知識，實現從被動接受知識到主動解決問題的轉變；其二，著力提升學生的系統設計能力、工程實踐能力、團隊協作能力以及創新能力。

從教學實踐情況來看，學生對軟件設計實踐課程的學習積極性顯著提高，工程實踐能力得到有效鍛煉，系統設計水平也通過項目實踐得到普遍提升，基本達成了培養學生綜合能力的教學目標。

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