基于“學習成果導向”理念的教學研究
——以C 語言程序設(shè)計課程為例

張翠平，趙 暉

（1.北京信息科技大學 計算機學院，北京 100192；2.北京交通大學 交通運輸學院，北京 100044）

0 引 言

近年來，隨著專業(yè)人才國際流動性的增強，基于“學習成果導向”（Outcome Based Education，OBE）教育模式已得到國內(nèi)外越來越多的高校的認同。“學習成果導向”理念強調(diào)包括教師在內(nèi)的教育者必須在進行教育前，就對學生畢業(yè)時應達到的能力及其水平有清楚的認識，從而設(shè)計相應的教育過程來保證學生達到預期的目標。這就要求我們以學習成果為導向，以學生為中心，從重知而輕行向知行合一進行轉(zhuǎn)變，加強“學習成果導向”教學理念，為建立與國際接軌的教學質(zhì)量保障體系奠定基礎(chǔ)。雖然當前發(fā)達國家對于“學習成果導向”的教育模式有著不同程度的研究，但是由于教育模式與文化背景不同，這些研究對我國高等教育并不具有足夠的指導意義。因此，分析基于“學習成果導向”理念的教學設(shè)計目標與過程，探索“學習成果導向”理念的內(nèi)涵和外延，開展教學改革，探索我國高等教育存在的問題及其解決方法，能夠為我國高等教育教學改革與創(chuàng)新提供有益的參考。

近年來，我國高校在推進“學習成果導向”理念的教學模式改革中取得了一定成效，并在教學理論上有所推進[1]。以解析技術(shù)創(chuàng)新相關(guān)概念為基礎(chǔ)，楊毅剛等對比了高校創(chuàng)新與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的區(qū)別，分析了高校當前創(chuàng)新培養(yǎng)模式與企業(yè)實際技術(shù)創(chuàng)新需求的差距，基于“學習成果導向”理念的教學模式，對高校理工科學生的技術(shù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)提出了建議[2]。劉鍇和孫燕芳結(jié)合高校教師目前普遍存在的教學設(shè)計固化、互動教學能力較弱等問題，基于學習成果導向教育理念設(shè)計了高校教師培養(yǎng)路徑[3]。柏晶等立足“互聯(lián)網(wǎng)+”時代人才培養(yǎng)需求，以學習成果導向教育理念與建設(shè)性后現(xiàn)代哲學為指導，構(gòu)建了基于學習成果導向教育理念的在線開放課程資源結(jié)構(gòu)模型[4]。李定珍等參照企業(yè)的要求清晰定位出高校學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標，構(gòu)建了創(chuàng)新方法的實踐教學以及學習成果評估體系，對學生創(chuàng)新能力進行評估[5]。

可以看出，雖然當前國內(nèi)外學者對學習成果導向教育理念進行了較為深入的研究，但對基于學習成果導向理念的基礎(chǔ)課程教學及相關(guān)討論有待深入，對基礎(chǔ)課程進行教學改革迫在眉睫。而在高校計算機基礎(chǔ)課程的設(shè)置中，C 語言程序設(shè)計是大學生計算機素質(zhì)教育的重要組成部分，對于培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力至關(guān)重要。

1 傳統(tǒng)教學模式下C語言程序設(shè)計課程存在的問題

首先，教學目標不夠明確。在教學中存在著“重語法，輕算法”的現(xiàn)象，導致學生動手能力差，達不到應用計算機解決實際問題的目的。在這種錯誤思想的指引下，學生更容易被抽象的編程思想和單調(diào)的語法規(guī)則迷惑，無法有效把握學習重點。但實際上，C 語言程序設(shè)計這門課程中，相關(guān)算法的學習至關(guān)重要。它不僅對學生的邏輯思維能力培養(yǎng)有所幫助，更有助于鍛煉學生解決計算機實際問題的能力。如果學生不能很好地理解和掌握這門課程中的算法，必然導致學生的學習成果難以達到要求。

其次，教學方法和教學手段不夠先進。當前，C 程序設(shè)計課程教學主要以課堂講授和課下上機結(jié)合的方式展開。課堂教學環(huán)節(jié)大多數(shù)教師采用的都是“滿堂灌”的授課方式，老師講得非常辛苦，而學生能夠獲取多少知識則無法保證。雖然在這過程中可能以MOOC 等形式予以補充，但是在沒有學習成果導向的指引，所采用教學方法的效果則無法完全實現(xiàn)。而課下上機的時候，所布置的編程作業(yè)與實際問題結(jié)合不夠緊密。如果不能以學習成果為導向，其上機練習的效果也會大打折扣。

最后，教學內(nèi)容及安排順序有待梳理。當前，C 語言程序設(shè)計課程受課時限制，教學內(nèi)容中后半部分的指針、結(jié)構(gòu)體等核心內(nèi)容很難從容展開。但是眾所周知的是，作為C 語言中的基本數(shù)據(jù)類型，指針極大地豐富了C 語言的功能，是C 語言最為重要的特點之一。實際上，這部分內(nèi)容直接作用于就業(yè)創(chuàng)業(yè)，是學習成果導向的重要應用內(nèi)容。只有以學習成果為導向，才能對這部分原來不夠重視的課程內(nèi)容予以加強，來迎合新教育時代的到來。

2 基于“學習成果導向”理念的課程教學框架

在“學習成果導向”理念的框架中，要重視學生在現(xiàn)階段以及畢業(yè)后的學習成果，主要包括課程教學模式、課程體系內(nèi)容、課程應用于實踐擴展以及課程評價與反饋4 個主要層面的內(nèi)容。圖1 所示可以對OBE 教學理念與基礎(chǔ)課程教學模式、課程體系與內(nèi)容、課程評價與反饋、課程實踐與應用擴展之間的相互關(guān)系進行初步的描述。

圖1 基于“學習成果導向”理念的計算機基礎(chǔ)教學改革模式

首先，在進行教學模式設(shè)計時，以學生的實際需要出發(fā)點開展教學工作，使得學生通過無論是課堂學習還是課下復習的過程都指向同一個目標，即最終獲得相應的學習成果。因此在梳理課程體系內(nèi)容的時候，必須分清學習課程之前具備哪些知識點，如C 語言前驅(qū)課程知識是否滿足該課程的開設(shè)要求等。有的學生計算機專業(yè)基礎(chǔ)較好，有的學生恰好是與之相反的狀態(tài)，這些都可能會直接影響課程的理解。

其次，課程體系內(nèi)容是保證學生學習的主要保障。計算機基礎(chǔ)課程具有學習內(nèi)容多、涉及方面廣的特點，其課程體系內(nèi)容不僅有計算機理論的部分，還有計算機的實際操作，因此對于教學課時和計劃安排有著較高的要求。只有綜合理論和實際操作兩個方面，積極引導學生能夠?qū)χR更加全面的了解，積極引導學生自主思考，使得學生能夠真正地運用計算機的相關(guān)知識和技術(shù)處理實際工作或者生活中的一些難題，通過計算機的實際教學才能夠幫助學生提高計算機方面的認知能力，獲得良好的學習成果。

再次，課程實踐與應用擴展是學習成果的導向思路。實際上，要逐漸將學習成果作為整個課程的發(fā)展目標，通過實踐教學以項目課程作為計算機基礎(chǔ)課教學的必要補充。此外，以實踐性的課程教學環(huán)節(jié)為手段，對目前計算機行業(yè)的發(fā)展趨勢以及未來的前進方向進行分析，在教育教學的內(nèi)容中融入現(xiàn)當代社會發(fā)展當中相對前沿的知識和技術(shù)，將課程實踐與應用擴展與時代接軌，與社會的發(fā)展相融合，不斷提高課程實踐內(nèi)容的時效性，才能將實踐與理論緊密結(jié)合、相互協(xié)調(diào)、相互支撐，從而搭建良好的課程教學系統(tǒng)，促進計算機基礎(chǔ)課程教學的快速發(fā)展。

最后，課程評價是學習成果導向的發(fā)展向?qū)В钦n程建設(shè)與發(fā)展的引領(lǐng)性力量。作為提升學習成果的有效機制，課程評價與反饋能根據(jù)評價反饋，及時、有效地了解評價過程獲取的學習成果目標是否實現(xiàn)，通過評價能夠有效推動學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。因此，課程評價與反饋是對學習成果做出價值判斷的過程，是對學習成果進行診斷、糾偏的重要手段，也是調(diào)整教學模式與方法的主要依據(jù)。因此，構(gòu)建客觀、科學而完善的優(yōu)質(zhì)課程評價體系與評價機制，是學習成果導向的具體體現(xiàn)，也是提高高等學校計算機基礎(chǔ)課程教學水平與學生專業(yè)素質(zhì)的保證。

3 基于“學習成果導向”理念的教學實施方案

基于“學習成果導向”理念，結(jié)合社會對專業(yè)人才的實際需求，從學生自身基本特征出發(fā)，以學生為中心教育改變傳統(tǒng)的考核機制，用“學習成果導向”理念改革傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課程教學模式，健全課程體系內(nèi)容，通過課程實踐與應用擴展培養(yǎng)和提高學生的綜合業(yè)務(wù)能力，在課程教學中注重學生綜合實踐能力的多樣化評價考核標準，注重提高學生積極性和主動性，其具體的教學實施方案可設(shè)計如下。

首先，在教學目標方面，以學習成果導向為出發(fā)點，重新確定課程培養(yǎng)目標。人才培養(yǎng)與社會需求零距離對接是當前教育的關(guān)鍵所在。確定計算機專業(yè)人才培養(yǎng)目標，應考慮當前需求與長遠需求相協(xié)調(diào)，多樣性的需求與人才培養(yǎng)定位相匹配。在制定人才培養(yǎng)目標并予以實施過程中，既要反映工程能力、職業(yè)需求，又要反映我國人才培養(yǎng)的目標要求以及身心素養(yǎng)方面水平的提升。實際上，計算機領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的實際需求是確定培養(yǎng)目標的重要因素，因此，可以強化理論與實踐的緊密結(jié)合，以通識教育為主，重點掌握計算機基礎(chǔ)知識和應用能力，特別注意學生學習能力、科研能力、工程研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以培養(yǎng)具有專業(yè)水平的高層次技術(shù)人員為基本目標，制訂符合學科特點和人才培養(yǎng)目標的培養(yǎng)方案并進行相應的課程內(nèi)容設(shè)置，以滿足學習成果的導向需求。

在教學內(nèi)容方面，則強調(diào)以學生為中心的針對性過程教學。在C 語言程序設(shè)計課程教學的改革過程中，從學生出發(fā)，依據(jù)學生的個體特征，改變傳統(tǒng)的以教師講授為主體的教學方法，轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑W生、提升學生能力的導向性教學方式。通過問題提出、課前自主預習、程序案例分析、學生小組討論、學生總結(jié)、教師講解與總結(jié)等幾個步驟不斷提升學生參與課程、參與課堂、參與程序設(shè)計的自主性和探索能力。在理論講授中，要求學生切實掌握程序設(shè)計的基礎(chǔ)理論知識，在理論講解的過程中，融入與解決實際問題緊密聯(lián)系的相關(guān)程序，研究解決問題的方案和步驟。同時，及時增加實踐性上機操作課程，讓理論學習得到實際的理解與應用。此外，可以通過設(shè)定學習小組，注重小組成員間的相互溝通與協(xié)作，提升小組發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、總結(jié)經(jīng)驗的能力，充分調(diào)動學生自主學習的能動性和實踐性，不斷提升學生的專業(yè)能力與實踐操作能力。

在教學形式方面，以興趣為引導，提升學生的綜合能力。有興趣的學習能夠很好地提升學生的學習能動性和學習效果。基于此，可以在課堂中從學生個體出發(fā)，鼓勵學生開動腦筋多思考，對有創(chuàng)新型想法的個體更要及時捕捉并給予鼓勵；在課下上機的過程中，則可以結(jié)合自主的學習內(nèi)容，采用任務(wù)驅(qū)動教學法、融合問題教學法與案例教學法，讓學生帶任務(wù)、帶問題進行上機，并對學生上機時間進行指導和監(jiān)督，以此調(diào)動學生學習的主動性、積極性。除了課堂教學和課下上機以外，還可以以學生興趣為出發(fā)點，不斷提升學生理解能力、實踐能力，注重分析問題、解決問題、協(xié)作處理等綜合能力的培養(yǎng)。不同的學生個體興趣點、個人能力都不相同，但是如果針對到具體的問題，則最終只需要通過獲得的知識找到解決問題的方法。針對各種各樣的解決問題的方法，鼓勵學生自我思考評價哪種方法最有效、最簡潔、最優(yōu)。遇到問題能夠在小組團隊中一起思考、分析，爭取內(nèi)部消化，即使未能消化也能夠提出更為簡潔的問題求助老師。這樣，學生的學習能動性、思考問題的廣度、解決問題的思路、編程的經(jīng)驗、實踐能力等方面就會逐漸提升，學習過程也會變得生動有趣，進而逐漸進入良性循環(huán)的學習進程。

4 基于“學習成果導向”理念的教學設(shè)計

基于“學習成果導向”的教學設(shè)計理念是由需求決定教學內(nèi)容，是使得學生通過學習能達到既定的能力要求，教學設(shè)計也要明確反映對學生學習成果要求的支撐。依據(jù)“學習成果導向”，可以將學習成果分為包括基礎(chǔ)技能、綜合應用能力和工程實踐與創(chuàng)新能力的3 個不同層面。從這3 個層面出發(fā)，可以從課堂講解、實驗操作、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目以及各種學科競賽為出發(fā)點，對C 語言程序設(shè)計課程的教學過程進行設(shè)計。

首先，基礎(chǔ)技能是以知識掌握和動手能力獲取為學習成果導向的。以C 語言程序設(shè)計課程函數(shù)部分為例，這一部分的理論性和實踐性都比較強。在課堂講解時可以綜合采用啟發(fā)教學法、類比教學法，引導學生先從熟悉的數(shù)學函數(shù)入手，進而引入C 語言中的函數(shù)并加以區(qū)別，針對C語言中的函數(shù)就函數(shù)名稱、輸入、輸出、功能獨立、代碼封裝展開論述，使學生對函數(shù)有較為深刻的印象。在課下上機時，可以設(shè)計一些簡單易實現(xiàn)的案例，按照結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想，結(jié)合數(shù)據(jù)的特性，完成函數(shù)設(shè)計，并在此過程中使學生加深函數(shù)作用的理解，體會函數(shù)的重要性，并在實踐過程中發(fā)現(xiàn)自己的知識缺陷，促進、重構(gòu)現(xiàn)有的知識網(wǎng)絡(luò)，并且在此基礎(chǔ)上增強學習的興趣和信心。

其次，綜合應用能力是以編程實踐能力、工程設(shè)計能力獲取為學習成果導向的。因此，可以在基本實踐技能和素質(zhì)培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，把最新的、最實用的編程技術(shù)、程序設(shè)計思想滲透到上機實踐的內(nèi)容中。設(shè)計同時具有廣度和深度的上機實踐內(nèi)容，并利用開放實驗平臺，以任務(wù)為導向，分層設(shè)置實驗的難度，做到因材施教，同時鼓勵討論和協(xié)作，給學生建立可以自由發(fā)揮和研討，可以充分發(fā)揮其能動性和創(chuàng)造性的空間，在掌握知識的同時培養(yǎng)學生項目管理和溝通協(xié)調(diào)的能力。以C 語言程序設(shè)計課程指針部分為例，在課堂上學完指針概念以后，由易到難，進行知識的拓展和延伸，結(jié)合上機演示和操作，使學生深入理解指針與數(shù)組的不同，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計相應的實際案例，組織學生分組協(xié)作，共同完成，并同時引導學生注意其中存在的細節(jié)和可能的錯誤，從而實現(xiàn)對重點難點的突破，并加強綜合應用能力的培養(yǎng)。

最后，工程實踐與創(chuàng)新能力是以解決工程中的復雜問題以及創(chuàng)新能力的獲得為學習成果導向的。因此，可以通過創(chuàng)新實驗、畢業(yè)設(shè)計、學科競賽等形式對學生的創(chuàng)新意識進行培養(yǎng)，設(shè)計知識環(huán)節(jié)相扣、教學科研并舉的創(chuàng)新型實驗體系，形成以解決工程中的復雜問題為導向的實驗教學過程。解決工程中的復雜問題以及創(chuàng)新能力的獲取，是對先驗知識的凝練和對未知問題的探索之間進行相互融合逐漸形成的。學生接觸到新的復雜問題，會按自己的經(jīng)驗去匹配和對照，在頭腦里組成有規(guī)律的備選方案，從而進行方案的再造和創(chuàng)新。在C 語言程序設(shè)計課程的教學過程中，可以結(jié)合ACM 國際大學生程序設(shè)計競賽，通過將競賽元素融入教學中激發(fā)學生學習編程的興趣。此外，學科競賽的引入還有助于鍛煉學生在有壓力情況下解決編程問題的能力，由于其更加貼近于實際工程中復雜問題的產(chǎn)生背景，從而使得學生獲得綜合工程能力的提升。

5 結(jié) 語

當前，我國教育正值深化拓展“六卓越一拔尖”人才計劃，大力培養(yǎng)德學兼修的各類高素質(zhì)人才的高速發(fā)展時代，要求我們夯實基礎(chǔ)，狠抓落實，全面實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展。而在此過程中，基礎(chǔ)課程改革是不可或缺的重要一環(huán)。作為高等教育結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，基礎(chǔ)課程教學是培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力的切入點，是保證培養(yǎng)目標的根源所在。隨著我國社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、綠色經(jīng)濟等成為經(jīng)濟增長和科學研究的主要突破點。與此同時，新技術(shù)的發(fā)展也產(chǎn)生了新的復雜問題。要解決這些復雜的工程問題，就必須要牢固掌握基礎(chǔ)知識，而這也正是新工科人才培養(yǎng)模式的根本。將“學習成果導向”理念與基礎(chǔ)課程教學的培養(yǎng)目標相融合，以此指導計算機基礎(chǔ)課程的課程設(shè)計，適應社會行業(yè)的發(fā)展變化，有助于我國大學切實提高本科生教學質(zhì)量，更加有利于培養(yǎng)出適合新時代的創(chuàng)新人才。