基于OBE理念的C語言程序設計多元教學

李永華 辛建軍

收稿日期：2022-12-21

基金項目：陜西省教育科學“十四五”規劃課題（SGH22Y1469）；陜西省高等教育學會項目（XGH21228）；商洛學院教育教學改革研究項目（22jyjx103）

作者簡介：李永華，女，甘肅嘉峪關人，碩士，高級工程師

doi：10.13440/j.slxy.1674-0033.2023.05.011

摘 要：針對以內容為中心的傳統教學模式帶來的教學方法單一、學習方式被動等弊端，根據工程教育認證標準，引入OBE（Outcome-based education）理念，結合應用型人才培養目標，以學生為中心、以產出為導向，從教學內容、課堂教學、考核方式等方面進行教學改革探索。結合深度學習理論，以課程目標為導向、開發項目為主線，教學模式采用多元課堂、多元考核的方式，同時融入課程思政，從而激發學生的學習積極性，調動學生學習的主觀能動性，培養學生團隊合作、自主深度學習等方面的能力。

關鍵詞：OBE；多元教學；課程改革；課程思政；C語言

中圖分類號：G642? 文獻標識碼：A文章編號：1674-0033（2023）05-0077-07

引用格式：李永華，辛建軍.基于OBE理念的C語言程序設計多元教學[J].商洛學院學報，2023，37（5）：77-83.

Multiple Teaching Methods for

C Language Programming Based on OBE Concept

LI Yong-hua， XIN Jian-jun

（School of Mathematics and Computer Application， Shangluo University， Shangluo? 726000， Shaanxi）

Abstract： As to single teaching method， passive learning style caused by the traditional content-centered teaching mode， OBE（Outcome-based education） idea is introduced by combining with the applied talents training target， in terms of the engineering education accreditation standard. Teaching reform is carried out in teaching content， classroom teaching and examination mode with students as the center and output as the guidance. Multivariate classroom teaching mode and multiple appraisal way are employed with curriculum goal oriented， development project as the main line on the basis of deep learning theory. Meanwhile， the course education is integrated to stimulate students' learning enthusiasm， mobilize students' subjective initiation and cultivate students' teamwork， the capacity of deep learning， etc.

Key words： OBE; multiple teaching; curriculum reform; course education; C Language

“C語言程序設計”是計算機及相關專業的一門專業基礎課程，是學生接觸到的第一門程序設計類課程，主要培養學生問題分析與建模、數據結構選擇構建、任務劃分與整合等方面的能力，也是諸多后續專業課程的基礎，是學生改變思維方式、建立計算思維的主要課程。傳統的教學模式是以學科為主的課程體系，多以案例教學為主，學生被動接受知識，考核學習效果的方式多為課后習題和期末考試，學生學習積極性不高。基于此，在借鑒工程教育認證以“畢業目標達成度評價”的基礎上[1-2]，堅持“以學生為中心，以成果為導向”的教學設計[3]，在C語言程序設計課程中引入OBE（Outcome-based education）理念，以深度學習理論為基礎，以產出導向、開發項目為主線，從課程目標、教學設計、考核方式等方面對傳統的C語言程序設計課程進行了重新構建。相對于教學模式為學科導向的傳統教學，基于OBE理念的教學強調以學生為中心，圍繞學習成果開展教學設計，進行教學實施及教學質量評價[4]，并根據評價結果，進行持續改進。

一、課程教學目標

本研究以應用型本科人才培養目標為依據，結合省級一流本科專業——“計算機科學與技術”專業畢業目標，在2014版C語言課程教學大綱（簡稱“原大綱”）的基礎上，重新制定了C語言程序設計課程的教學大綱（以下簡稱“新大綱”）。根據OBE理念的“清楚聚焦”原則，在新大綱制定時，明確了畢業生的能力要求，彌補了原大綱對畢業生知識、技能的要求方面的缺陷。新大綱強調，學生通過課程學習能夠具備問題分析與建模、數據結構選擇與構建、任務劃分與整合的能力；運用結構化程序設計思想分析、解決實際問題的專業能力；具有將所學知識運用于復雜工程問題模型的實現，進行系統的研發、設計和維護的能力[5]。在此基礎上，依據OBE的“清楚聚焦”和“反向設計”原則，進一步將前述能力要求細化為6個具體明確的課程目標，見表1。

在前述課程目標的基礎上，再次依據OBE反向設計原則，將計算機專業學生的畢業要求指標與前述的6個課程目標相結合，形成了學生畢業要求指標與課程目標體系之間的映射關系，見表2。

二、課程教學

（一）教學流程

根據OBE中反向設計原則，建立了C語言的教學流程框架，課程教學設計起點依據學生最終培養目標，立足學習成果產出需求，設計課程教學、課程評價。如圖1所示，根據社會需求、企業需求、畢業學生反饋，以學生期望達成的目標，以及社會、企業需要學生所具備的能力為落腳點，制定培養目標、畢業指標，進而對課程知識體系進行規劃，確定課程教學內容、方式。具體教學工作以教師授課為主，并聯合企業工程師進行綜合項目研發設計、指導、考核，同時設計合理的教學監督及教學評價體系，對教學工作進行評價。最終形成一個根據校內外評價，對課程各項指標進行持續改進的良性閉環。

（二）教學內容

1.專業內容

為使學生的學習成果達到畢業目標要求，新大綱借鑒OBE關于課程體系建設與學生能力結構之間必須形成映射關系的要求，對C語言程序設計課程教學內容進行整合、優化，以課程目標為依據，以學習成果為預期，劃分、組織教學內容。新大綱中不再按照傳統的依據教材章節知識進行課程內容設計，而是將課程內容按照模塊劃分，各個模塊包含對應課程核心知識點，并將其與畢業要求指標、課程目標進行關聯，形成了對應關系清晰，各模塊核心知識點相互支撐的教學內容體系，見表3。

2.課程思政

為全面落實“立德樹人”根本任務，本課程在教學內容的設計上強調專業與思政融合，強化對學生世界觀、人生觀、價值觀的教育，結合項目模塊的具體內容，認真遴選、楔入了與之相關的思政教育目標、內容，實現了教書和育人的有機統一。表4展示了本課程部分專業知識與課程思政目標、內容的對應關系。如，在C語言基礎知識教學中，本課程在詳細描述其發展歷程的同時，著重強調了務實肯干、堅持不懈、精雕細琢的工匠精神。

通過表4可以看出，思政元素的引入，既有利于學生世界觀、價值觀的塑型，同時也避免了純知識內容講授的枯燥，有利于吸引學生更好地參與到課堂學習中來，同時能夠引發學生的思考，學生的學習積極性被激發出來，學習主動性大大提高。這也體現了以學生為中心的教育方式的轉變，讓學生從單一吸收知識點轉向自主思考學習，從學習知識的傳授轉變為學習成果的獲取。在這個過程中，教師要起到正確引導的作用，幫助學生樹立正確的價值觀，培養學生的家國情懷、國際視野，達到立德樹人的效果。

3.產教融合

C語言作為最基礎的計算機語言，其本身具備極強的實踐要求。基于對C語言內在要求和本專業培養目標、產業發展需求的認識，本課程在教學內容及學習方式上強調產教融合，確定了以產業需求和以程序設計崗位職業能力要求為導向的教學目標。在OBE理念擴大機會、清楚聚焦、反向需求原則的統攝，以及教學內容項目化設置的前提下，積極搭建校企合作平臺，進一步將教學內容與企業需求相結合，立足企業生產實際，進行動態化的實習、見習項目設計，通過學生進入企業見習、實習與企業人才定期來校指導的方式，讓企業直接參與教學活動，實現了課程教學與產業發展之間的有效銜接。學生的實操作業以企業中的小型項目為目標，將教學內容與項目進行融合，以學校教師加企業工程師組成教學團隊制定具有實際應用性的工程項目，將項目依據工作崗位劃分成若干子項目，將課程的知識點貫穿到每個子項目的若干子任務中。在每個子項目中都融入了學習的知識點，學生在項目進行過程中既學習了知識又培養了技能，達到了知識學習與企業需求相一致，實現校企共同育人，產教深度融合的目的。

（三）教學過程

結合OBE的要求與C語言程序設計課程的特點，本課程在教學過程設計上強調成果產出導向，結合深度學習理論，以項目研發為目標，采用多元課堂的教學手段[6-7]，進行項目式翻轉課堂的教學設計，其設計思路如圖 2所示。

基于對教學設計為最終學習成果的達成服務的認識，在圖2所示的具體教學設計中，本課程將教材的較為分散的知識，整合為目標明確的教學項目，以項目促進學習目標的達成。課程第一階段先確定學習目標及內容，預估學生的學習成果，由學習目標確定教學目標，給學生提供學習資源，并確定教學項目，以項目驅動學習成果的達成。第二階段，在學生達成學習目標的前提下，要求學生運用所學知識，進行團隊協同合作，共同探究，對項目進行分析，分工協作解決問題，完成項目目標，通過展示項目成果的方式，各組學生進行深度學習交流，從而引出下一階段的項目。第三階段，各組交流后學生互評、教師評價引導，對項目進行改進、提交、反思。課程最終通過分工協作、深度學習、交流改進等手段，引導幫助學生達成課程知識、能力、素養等各方面的目標。

三、教學評價

（一）評價體系

要評判學生是否達到目標學習成果，應對照畢業要求指標同教學內容、教學實施之間的對應關系，形成科學、合理的教學效果及學習成果評價[8-9]。對C語言程序設計課程來說，學習獲得的效果可歸納為：理解及運用知識分析、解決復雜程序設計的問題，能恰當地選擇數據結構，劃分整合任務，理解程序設計過程中角色劃分的重要性，可獨立或合作完成團隊任務。以項目反轉課堂為例，評價課堂教學是否使學生達到預期學習成果，課堂教學與學習效果的評價如表5所示。

如本研究基于學習效果來設計課堂考核方式，考察是否達成了學習成果，同時按照各教學點對畢業要求指標項支撐要求確定各考核環節的權重。不同的課堂考核方式針對相應的教學策略，對于項目式翻轉課堂的課堂考核，表5中已列出項目。項目完成情況的評價將取決于每一項的得分。其中，項目完成過程主要考核學生分析問題、繪制流程圖、構建數據結構、劃分整合任務、進行團隊協作的能力；答辯過程主要考核知識運用、方案設計、溝通交流的能力；各類文檔主要考核現代工具使用、語言表達、優化方案的能力。采用每種教學策略的課時數與該策略的課堂考核所占比重成正比，根據實際需要采用該教學策略的課堂考核結果。近年來，對計算機科學與技術專業進行C語言程序設計課程改革探索，整個評價過程形成一個閉環反饋機制，教學改進的依據為上一次任務的成果評價。實踐表明，大部分學生課程目標達成度良好，針對小部分學生，教學策略持續改進，最終亦完成了課程目標。

（二）教學效果

為驗證改革的效果，本研究對計算機科學與技術專業2019級和2020級200多名學生的教學效果進行了驗證。開展多元教學后，學生對編程、軟件開發等方面興趣漸濃，相比前幾屆教學效果明顯提高，以下從成績考核、認證比賽、實踐能力、教學評價四個方面介紹取得的教學效果。

1.成績考核

2019級按照原大綱進行教學，2020級按照新大綱采用改進后的教學模式進行授課。學生對課程的興趣明顯增強，期末成績考核也明顯好于無改革班級， 2020級學生的學習成績（包含筆試成績、項目完成成績）得到了明顯提高，優秀率明顯增加，不通過率為0，見圖3所示。

2.認證比賽

學生參加各級各類認證考試、比賽的人次及人數也可以看到，學生學習興趣有所增加。計算機2019級學生沒有人考取軟件方面的認證（例如H3C公司、華為、思科），在計算機2020級學生中有29人次獲得各級各類認證考試，其中12人考取了H3C的NE認證、2人考取了H3C的SE認證、1人考取了H3C的安全認證，在第十四屆藍橋杯軟件設計大賽中，報名參賽31人，有11名學生獲獎，獲獎率為35%，其中一等獎3項，二等獎4項，三等獎4項。

圖3? 教學改革后兩個年級成績對比

3.實踐能力

實驗教學質量得到提升，學生對實驗的興趣明顯提高，學生的動手能力得到鍛煉和培養。學生對程序設計方面的興趣明顯增加，學生實訓過程目標更加明確，實踐能力得到提高。2020級學生創新創業訓練計劃項目、“互聯網+”、挑戰杯等獲批立項共15項，榮獲全國性大學生各類學科競賽10余項。開展多元教學，以現實生活中的場景作為案例，不僅讓學生學會了工程性思維，還可以與現實應用相結合。小組協作不僅能夠鍛煉學生的溝通協作能力，還可以培養學生的集體責任感和榮譽感。

4.教學評價

表6顯示了2019級和2020級學生對教學效果的評價。如表6所示，采用了新的教學模式后，2020級學生對教學效果的評價總體上較2019級有了明顯的改善，學生對課程及教師的滿意度逐步提高。

四、結語

教育部關于一流本科課程建設的實施意見中明確指出“必須將教學改革成果落實在課程建設上”。本文結合某高校應用型本科的定位，及省級一流專業“計算機科學與技術”專業應用型人才培養目標，以OBE教育理念為導向，針對C語言程序設計課程的特點，融合深度學習理論，在程序設計課程的開發及應用中以項目式教學為主，貫穿多元教學方法，采用多元考核方式，探索新的教學模式，提高教學質量和教學效果。

參考文獻：

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責任編輯：彭治民