基于OBE 理念的Java程序設計課程教學改革實踐探究

摘要：在工程教育認證背景下針對目前高校程序設計課程在教學中出現的不足，進行了以OBE為導向的、立足于工程認證、培養具有解決復雜工程能力的人才為目標的課程教學改革。以Java程序設計課程教學為案例，進行新的教學改革探索，對完善課程目標、優化教學內容、更新教學模式、合理設置考核評價方法進行分析和實踐。實踐結果表明，改革措施有效地提升了教學效果。

關鍵詞：Java程序設計；OBE；工程認證；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）17-0165-03 開放科學（資源服務）標識碼（OSID） ：

0 引言

隨著社會的進步和發展，國家的教育改革也在不斷優化創新，各高校對人才培養方案、教學過程和教學考核等方面的質量要求越來越高。傳統的教學模式中作為認知主體的學生處于被動接受知識的地位，學生容易缺乏學習的興趣，也難以滿足企事業單位對人才的要求。因此，各高校尤其是理工科院校需要深化新工科建設，加快推進教學改革，以提高人才培養質量。

1981 年由Spady 等人提出成果導向教育（Outcome-based Education，簡稱OBE，亦稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育）[1]，它倡導以學生為中心，以成果為導向，以持續改進為重點。OBE 是指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果，OBE 理念提出要明確學生應具備的知識體系和畢業要求，繼而反向確定專業課程體系設置及教學安排[2]。

Java 程序設計是計算機類專業一門必修課程，Java語言是一種具有面向對象、安全、可移植、與平臺無關、多線程等特性的語言。如果能將 OBE 理念融入Java 程序設計教學中，以學生發展為中心，利用結果導向型教育，充分利用線上、線下教學優勢，采用個性化的評價體系，有助于調動學生學習的積極性和主動性，提高學生參與的實效性，從而提升學生的綜合個人能力。

本文基于OBE教育理念，以數據科學與大數據技術專業的Java 程序設計課程為例，探索教學改革，以期為工科專業開展新工科工程教育認證提供一些參考。

1 課程教學目前存在的問題

1） 教學方式單一。傳統的Java程序設計教學主要以教師為中心，圍繞教材的各個章節知識點并按照設計好的教學計劃進行講解，實驗也是根據某個章節或知識點展開。教學過程中，教師通常會傳授Java知識點并演示相關示例程序，而學生則被動地跟隨，師生缺乏足夠的互動交流。這種被動式教學模式有可能忽視了學生在教學中的主體地位，導致學生的學習積極性不夠高，也無法滿足他們個性化的學習需求。在這種情況下，課堂上可能會出現學生走神或者使用手機等現象，學生的個性化需求和創造性思維的培養受到限制。

2） 教學反饋不及時。教學過程中教師對學生的學習情況掌握不足，每學期只有一次評教活動，另外缺少過程性考核機制和激勵性評價機制，沒有對 Java 學習效果進行及時的反饋和跟蹤，不能合理有效地反映課程學習效果[3]。

3） 缺乏綜合實驗項目。在實踐教學中，以往教學過程中的實驗項目均是基于某一個章節知識點，多以驗證性實驗為主，較少有完整的 Java 應用案例/ 項目實訓將知識點串聯起來，不利于學生對 Java 知識的理解和掌握，不利于培養學生的解決實際問題能力，以及對 Java 知識的整體融合性和系統性工程思維。沒能和現代行業企業對 Java 軟件開發和測試人才的需求相結合，很難做到產學結合，導致與社會需求脫節。

4） 課程考核方式缺乏多元化。目前課程的考核方式主要采用平時成績和期末成績占比的方式，期末考核以紙質試卷為主，這種方式偏重考查理論知識，缺乏多維度評價學生的實際動手能力，無法全面評價學生的學習效果，無法適應“培養學生應用能力、創新能力和協同能力”的課程目標。

5） 缺乏課程思政教育。傳統的Java教學中以傳授知識為主，課程思政融入得較少。立德樹人是高等教育的根本任務，如何實現將思政教育與學科知識相結合，實現既傳授專業知識又能立德樹人，是現代教育的一個重要方向。

這些問題是各高校程序設計類課程教學中共性問題，對于計算機專業的大學生而言，新工科建設不僅要求學生具備計算思維能力、程序設計與開發能力，而且更強調學生具備創新能力和協同能力，如何調整適應新工科發展需要的教學模式與方法仍是值得研究的重要問題。

2 教學改革措施

為了解決Java語言程序設計課程教學中的上述問題，需要對教學理念進行全面革新，而OBE理念可以助力解決上述問題。將成果導向作為整個教學活動設計的根本原則，根據OBE理念從教學目標、教學內容、教學模式、評價體系四個方面提出改進措施。努力探索面向新工科人才培養的程序設計類教學改革，以期不斷改進程序設計類課程的教學效果，培養具備實踐能力、創新能力和協同能力的高素質復合型人才，滿足新工科對人才的需求。

2.1 課程目標

本課程的總體目標是培養學生的編程能力。通過本課程的學習，使學生掌握Java基礎語法，面向對象程序設計思想，能夠利用所學基礎知識解決實際生活問題，如能夠獨立或小組完成一個小型系統的設計與開發。同時養成良好的編程風格，具備自主學習能力、創新意識、團隊協作能力，并樹立正確的人生觀、科學觀，全面提高學生的綜合素質。Java程序設計課程目標主要支撐畢業要求4個分解指標點，如表1所示。

2.2 教學內容

在教學內容方面，緊密圍繞專業人才培養目標，以職業崗位需求為導向，以能力培養為核心、以學生為主體、以素質培養為本位的理念進行課程設計。引入OBE反向設計理念，從最終目標出發，按照理論和實踐一體，以項目為主線、案例為主導組織教學內容，每個教學任務都提供具體的實際項目案例。課程講授重點放在問題分析、模型構建和算法設計方面，以此來培養學生的計算思維、分析問題和解決問題的能力[4]。使學生加強對理論知識的理解和掌握，能夠將所學知識應用于實際問題解決中，提高其實踐與創新能力。通過分組合作的方式，鼓勵學生相互合作、共同學習和解決問題，培養團隊合作精神[5]。

另外，在教學過程中，教師要落實立德樹人的根本任務，深度挖掘課程思政素材，將思政教育巧妙融入課程內容，讓學生通過學習，豐富學識，增長見識，從應用實踐中培養學生嚴謹認真的學風，以人為本、愛崗敬業的工匠精神，在吸引學生學習興趣的同時，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀[6]。

2.3 線上線下混合式教學模式

在教學活動中，根據課程需要靈活采用項目導向、案例教學、分組協作等多種教學方法。基于OBE 理念構建以學生為主體、教師為主導的線上線下混合式教學模式，堅持“教、學、做”一體化的方式組織教學。使教學活動時刻緊貼教學目標，成果產出伴隨整個教學過程[1]。教師應提升混合教學設計能力，保障課程教學質量[7]。將基于線上線下混合式教學模式劃分為4個階段：課前階段、課堂教學階段、課后階段，每個階段都需要教師和學生共同參與。

超星是一款電腦端網絡教學平臺，移動端為學習通，提供了豐富的教學資源和各種教學管理功能，方便教師統計學生學情，了解學生學習情況，為線上教學提供了很多便利[8]。

課前，教師將教學相關資料上傳到超星教學平臺，包括課件、案例程序、推薦的課程視頻、試題庫等教學輔導資料，并明確教學內容和要求，幫助學生完成預習和復習。

課中，教師首先對上節課內容進行簡要回顧，明確本節課的教學目標，通過提問或其他方式，檢測課前預習效果，調整教授的內容和深度。其次，教師采用案例和項目驅動教學法，并在教學中融入思政元素。在教學內容的設計上，按照由淺入深，循序漸進，突出教學內容的重點和難點，解答學生的問題，促進學生對知識的理解和應用能力的提升。并讓學生動手實踐，學生之間可以互相討論，采取學生、師生互動的方式進行，如邀請同學進行講解或分享，其他同學參與點評，教師對學生編寫的代碼進行點評和分析，梳理思路并給出正確答案。同時，教學過程中，教師可以發布隨堂課堂測試題目，根據學生答題情況適當糾正、補充和答疑[9]。在線教學平臺對學生學習過程數據和結果數據進行可視化呈現，教師可直觀地了解學生的學習狀態、學習效果等數據。為教師做出教學改進和教學決策而提供參考。一節課結束時，進行課堂總結，布置課后作業，并引導對下一次課內容進行預習。

課后，學生完成實踐任務和測試，復習鞏固所學內容，可強化學生的編程技能[10]。教師及時批改學生作業、實驗報告和階段性檢測試題等，發現問題及時進行總結并設計應對策略，并將階段成績反饋給學生，對學生沒有掌握的內容以及感興趣的進階研究內容，引導學生進行設計和創新，并進一步指導。課后教師也可以利用QQ群和微信群與學生進行互動答疑，及時解決學生學習中的問題。

2.4 改革考核評價方法

在新工科教育的背景下，Java程序設計教學著重培養學生解決實際工程問題和創新能力。采用多元化的考核評價方式，兼顧過程性評價和學習成效評價，覆蓋了教學過程中的各個環節。

理論課程總評成績=平時成績×20%+實驗（實踐）成績×20%+期末閉卷考試成績×60%。平時成績由課堂表現、平時作業、實驗報告、學習筆記、線上學習與階段性測驗等組成。實驗成績由6次實驗的完成情況來評定，考核指標由實驗報告、操作技能、動作規范、實驗結果等組成，可根據情況適當增改考核指標。期末成績按期末考試評分標準百分制評分，總評按考核大綱給定比例折算。

實踐課程總評成績=平時成績×30%+期末考核成績×70%；平時成績由實踐過程、實踐分析、課堂表現、討論等組成。期末考核成績為期末項目成績，期末項目評估包括兩個主要組成部分：項目報告和項目答辯。在項目報告中，學生獨立或小組完成一個Java程序設計項目，并詳細呈現項目的目標、實施過程、最終成果以及個人反思。這一部分的主要目的是評估學生對知識的綜合運用能力。而在項目答辯環節，學生需要對項目的功能進行展示，指出優勢和不足之處，并回答教師和同學提出的問題。項目答辯旨在進一步考查學生的表達和溝通能力，以及對項目的深入理解。

這種考核評價方式體現了OBE理念下的學習成果導向，全面考核學生的動手能力、基礎理論和平時學習狀況。

2.5 課程目標達成情況分析·

為促進課程目標的實現，進一步支撐畢業要求，根據評價的結果改進課程質量和教學方法。教師應根據課程性質與特點，以學生實際情況為基準確立階段性、層次性的課程目標定位，并重點關注學生的評價與反饋，及時調整課程教學與考核方式，使課程目標達成情況的分析涵蓋教育教學各項要素。從教師教學與學生學習兩個方面對于課程目標達成情況進行原因分析與方法歸納，總結規律和經驗，進而對教學改進方向起到指導作用。

3 結束語

程序類課程的教學不僅關注學生對理論知識的掌握，還強調培養學生的綜合實踐能力。在Java程序設計課程的教學改革和實踐中，以學生為中心的OBE 教育理念得以廣泛應用。通過明確課程目標、精心選擇教學內容、采取恰當的教學模式、確定合適的課程考核方式以及深入分析課程目標的達成情況，使學生的分析問題解決問題以及實際動手能力得到了明顯的提高。

參考文獻：

[1] 熊斐.基于OBE理念的“Java語言程序設計” 課程教學改革研究[J].科技風，2023（15）：109-111.

[2] 梁峰，程永喜，韓朝怡，等.基于OBE-CDIO理念的畢業要求達成度體系構建：以數據科學與大數據技術專業“Java程序設計” 課程為例[J].西部素質教育，2023，9（1）：154-158.

[3] 李金忠，黃雪梅，夏潔武.新工科背景下融合CDIO和翻轉課堂的Java程序設計課程教學改革[J].計算機教育，2019（11）：58-63.

[4] 張榮博，許莉，叢麗暉，等.基于OBE理念的程序設計基礎課程教學改革實踐[J].計算機教育，2020（7）：148-151.

[5] 劉征，李井竹.基于OBE和思政的Java程序設計教學改革研究[J].互聯網周刊，2023（18）：73-75.

[6] 張學欽，賈媚媚.新工科背景下基于“OBE+課程思政” 理念的教學設計與實施：以“Java語言程序設計” 為例[J].南陽師范學院學報，2023，22（1）：60-63.

[7] 歐陽宏基，葛萌，宋笑雪.面向新工科和工程認證的“Java程序設計” 教學改革探討[J].咸陽師范學院學報，2023，38（4）：107-111.

[8] 姜乃源，李玉波.基于超星學習通與BOPPPS教學模式的旅游社交禮儀課程教學改革探析[J].白城師范學院學報，2022，36（4）：109-112.

[9] 郭東恩，賈子琪，唐滿，等.基于OBE的Python程序開發線上線下混合教學模式設計與實踐[J]. 計算機教育，2022（10）：174-178.

[10] 王素云，陳海勇.基于OBE的《Python程序設計》課程教學改革[J].中國新通信，2022，24（22）：93-95.

【通聯編輯：王力】

基金項目：廣西高等教育本科教學改革工程項目——新工科“專創融合”的應用型本科培養模式研究與實踐（編號：2023JGA359） ；廣西科技師范學院校級本科教學改革工程項目——新工科背景下程序設計類課程教學改革探索（編號：2022GKSYGA06）