“互聯(lián)網(wǎng)+”時代基于OBE的課程生態(tài)系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

亓 璐

（濟寧學(xué)院 計算機科學(xué)系，山東 濟寧 272000）

0 引言

2015年3月5日，李克強總理在政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”受到廣大教育工作者的關(guān)注；4月13日，教育部出臺了《關(guān)于加強高等學(xué)校在線開放課程建設(shè)應(yīng)用與管理的意見》，推動了我國大規(guī)模在線開放課程建設(shè)[1]。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、MOOC等教學(xué)方式在我國迅速興起，為大學(xué)教學(xué)模式改革發(fā)展注入了新的生機。2016年12月初，中投顧問發(fā)布《2017—2021年慕課行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》稱，核心MOOC平臺已積累一定量的用戶規(guī)模，中國大學(xué)MOOC、學(xué)堂在線注冊用戶規(guī)模都已超過500萬[2]。在MOOC教學(xué)實踐中，派生出SPOC（小規(guī)模私有在線課程）私有課程，任課教師可以利用MOOC+SPOC通過學(xué)生組內(nèi)協(xié)同等方式實現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)[3-4]。

互聯(lián)網(wǎng)已悄悄改變著人們的學(xué)習(xí)與生活習(xí)慣，但目前國內(nèi)大部分高校的課堂授課仍然采用以理論講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式，學(xué)生被動接受，學(xué)習(xí)積極性不高，分析和解決復(fù)雜工程問題的能力得不到提升。如何改善這種狀況雖然不是一個新的課題，但它的確是一個困擾當下教育工作者的難題。

1 互聯(lián)網(wǎng)對大學(xué)生學(xué)習(xí)行為的影響

95后已成為當今大學(xué)校園的主力軍，他們在互聯(lián)網(wǎng)時代長大，手機、臺式機、平板電腦等已經(jīng)滲透到他們生活的方方面面，成為他們學(xué)習(xí)知識、獲取信息、人際交往、溝通交流和娛樂休閑的主要方式。隨著智能校園逐步推進，一部手機走遍校園，食堂吃飯、宿舍報修、考試成績查詢、圖書借還等都可以用手機完成[5]。在互聯(lián)網(wǎng)的沖擊下，學(xué)生獲取的信息量比以往任何時代都要大，眼界更為寬廣，他們思想活躍、好奇心強，關(guān)注點不再局限在校園和課堂，開始轉(zhuǎn)向課堂外的學(xué)習(xí)和實踐，他們通過QQ、微信等聊天工具得到了教師更多的指導(dǎo)，在與教師交往過程中，表現(xiàn)得更加積極主動、平等獨立。

“互聯(lián)網(wǎng)+”的到來使得MOOC、微課、SPOC、移動教育平臺等教育新模式越來越多地運用起來。作為高校教師，應(yīng)根據(jù)95后大學(xué)生成長特性，引導(dǎo)學(xué)生積極、有效利用現(xiàn)代化的學(xué)習(xí)工具，不應(yīng)“一刀切”式的禁止學(xué)生在課堂上使用手機，更不應(yīng)盲目封殺課堂上的“低頭族”。

2 以O(shè)BE為指導(dǎo)原則，建設(shè)課程生態(tài)系統(tǒng)

OBE（Outcome Based Education，成果導(dǎo)向教育）教育理念以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向，引導(dǎo)人才培養(yǎng)方案持續(xù)改進[6-7]。OBE教學(xué)理念是一種開放式的教學(xué)理念，以社會需求設(shè)計培養(yǎng)目標，以培養(yǎng)目標預(yù)設(shè)學(xué)習(xí)成果，以學(xué)習(xí)成果確定課程目標，反向設(shè)計正向?qū)嵤?。該教育理念強調(diào)的是學(xué)生自學(xué)能力、分析與解決問題的能力、主動學(xué)習(xí)能力、主動實踐能力、團隊工作能力、交流與溝通能力等能力的培養(yǎng)[8-9]，這是傳統(tǒng)“滿堂灌式”課堂教育無法做到的。OBE教育理念是當今國際工程教育的發(fā)展趨勢，有助于推進我國工科專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。

OBE教育模式要求教師對學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)達到的能力和水平有清晰的構(gòu)想，然后設(shè)計相應(yīng)的課程體系、師資隊伍、教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評價等，保證學(xué)生達到這些預(yù)期目標，對沒有達到預(yù)期目標的部分找出不足進行改進，使教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)良好、持續(xù)運轉(zhuǎn)。在課程生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)過程中，基于OBE教育理念，并針對社會、企業(yè)對軟件開發(fā)畢業(yè)生要求，筆者重新設(shè)計課程的教學(xué)目標、教學(xué)計劃、視頻主題和評價體系，形成過程評價、教學(xué)反饋、反思改進生態(tài)圈，經(jīng)過多次迭代，構(gòu)建適合各自院校的課程目標和計劃，有針對性地培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力、溝通能力、團隊合作等綜合素養(yǎng)，提高學(xué)生的社會競爭力。

3 線上與線下相結(jié)合，構(gòu)建多元化課程生態(tài)系統(tǒng)

“互聯(lián)網(wǎng)+”課程生態(tài)系統(tǒng)由線上教學(xué)資源平臺和線下課堂交互工具構(gòu)成，通過應(yīng)用先進的信息化手段解決傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的短板，提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效果；幫助學(xué)生從被動聽課、獨自完成作業(yè)轉(zhuǎn)變成自主學(xué)習(xí)、合作交流，提高學(xué)生的溝通能力和主動學(xué)習(xí)能力[10]。

學(xué)生利用線上多元化教學(xué)資源平臺觀看教學(xué)視頻、預(yù)習(xí)和準備知識、在線討論交流疑難問題、發(fā)布作業(yè)和測試，完成線上學(xué)習(xí)階段。在線下教學(xué)階段，教師根據(jù)了解到的學(xué)生知識儲備情況對核心知識點進行梳理，有針對性地對重點問題作深入剖析，以“學(xué)生為中心”進行個性化的翻轉(zhuǎn)課堂實踐。線上學(xué)習(xí)階段和線下教學(xué)階段充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相融合；建立多元化教學(xué)反饋評價體系，圍繞教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程找出線上學(xué)習(xí)和線下教學(xué)中存在的問題，改進教學(xué)方案，以此形成具有線上學(xué)生自主學(xué)習(xí)、線下課堂討論和教學(xué)信息反饋等環(huán)節(jié)的課程教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)（如圖1所示）。

圖1 線上與線下相結(jié)合的多元化教學(xué)模式課程生態(tài)系統(tǒng)

3.1 搭建線上教學(xué)資源平臺

按照OBE教學(xué)理念中課程規(guī)劃的“反向設(shè)計、正向?qū)嵤?，針對各學(xué)科特點，對用人單位和社會需求進行調(diào)研，制定符合當下要求的人才培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計等內(nèi)容，明確其對于實現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出的貢獻度。在建構(gòu)教學(xué)設(shè)計活動中，針對學(xué)生學(xué)情特點，重新調(diào)整課程的重點和難度，圍繞課程的重點和難點重新組織教學(xué)資源和教學(xué)內(nèi)容發(fā)布到平臺上，引入先進的課程資源和最新科研成果，用科研反哺教學(xué)以提高學(xué)生的創(chuàng)新意識。學(xué)生更喜歡授課教師自己錄制的視頻，因為他們熟悉授課教師的風格，感覺到更親切，更容易跟上教師的節(jié)奏，所以選取有代表性的學(xué)習(xí)單元組織錄制教學(xué)視頻，并為翻轉(zhuǎn)課堂做好準備。

教學(xué)資源平臺建設(shè)過程中應(yīng)堅持多樣性和開放性，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，搜索“中國大學(xué)MOOC”“學(xué)堂在線”等優(yōu)秀MOOC平臺中的課程，精心篩選學(xué)生容易理解的、有一定深度的課程章節(jié)作為課程教學(xué)資源的補充。同時，應(yīng)注重整合各方資源，通過產(chǎn)教融合、產(chǎn)學(xué)研合作方式共建共享的模式開展課程資源建設(shè)，樹立創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

線上在線討論部分安排了高年級學(xué)生參與，整理出焦點問題及學(xué)生反饋等信息，為線下課堂教學(xué)的高效進行做好準備。

3.2 引入線下課堂交互工具

將信息化教學(xué)工具帶入課堂，既豐富了教學(xué)表現(xiàn)形式，又提高了學(xué)生的主動參與意識。PC端的在線教育，如虛擬實驗、OJ（Online Judge，在線程序評測系統(tǒng)）、在線答疑等產(chǎn)品越來越成熟；手機端在線互動工具，如藍墨云班課、雨課堂和課程派等產(chǎn)品越來越智能。利用手機端的課堂交互工具，能夠跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，分析學(xué)習(xí)成效評價數(shù)據(jù)，了解學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡，實時把握學(xué)生對知識點的掌握情況，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，為個性化教學(xué)的有效實施提供數(shù)據(jù)支撐。

針對95后大學(xué)生的學(xué)習(xí)行為特點，將課堂交互工具帶入課堂完成簽到、課堂測試、問卷調(diào)查等師生互動環(huán)節(jié)，為傳統(tǒng)課堂帶來生機和活力。利用線上教學(xué)資源平臺設(shè)計方案，在線下開展學(xué)生分組討論、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)活動，提高學(xué)生的溝通能力、領(lǐng)導(dǎo)能力和自主學(xué)習(xí)能力等。

3.3 設(shè)計多元教學(xué)反饋評價體系

通過課堂交互工具反饋、用人單位問卷調(diào)查、輔導(dǎo)員訪談、溝通座談等多種方式，設(shè)計實現(xiàn)圍繞教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和教學(xué)策略的多元教學(xué)反饋評價體系，全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，找出學(xué)生“學(xué)”和教師“教”中存在的問題，持續(xù)改進教學(xué)過程，完善人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱。

4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)實踐

經(jīng)過近幾年的不懈努力，濟寧學(xué)院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)有了長足發(fā)展。先后開展了“學(xué)做合一，知能并舉”教學(xué)模式的教學(xué)改革、游戲化學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂和多元化教學(xué)評價體系等教學(xué)實踐。雖然取得了一定成績，但是存在課件、教案和案例等教學(xué)資源未能有效整合，教學(xué)成效未能充分展現(xiàn)等問題，不利于課程的后續(xù)建設(shè)，因此，應(yīng)加強數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)實踐。

4.1 調(diào)研國內(nèi)主要MOOC平臺，著手建設(shè)多元化教學(xué)資源平臺

“中國大學(xué)MOOC”的SPOC課程在免費試用一段時間后開始收費，費用或多或少，但對于經(jīng)費緊張的地方本科院校來說，壓力仍然不小。筆者通過對清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、武漢大學(xué)等8所高校在“中國大學(xué)MOOC”和“學(xué)堂在線”兩大MOOC平臺開設(shè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程進行調(diào)查分析，并與筆者教學(xué)課程進行對照比較，發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)校的課程教學(xué)與本校教學(xué)情況存在很大差異，不能直接為我所用：①使用教材不盡相同，開課教師使用的教材與我校使用的嚴蔚敏版教材差距較大，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)難度；②授課的深度、難度差距較大，即便在MOOC中設(shè)立了“小白專場”，但是部分學(xué)生仍難以理解其中的算法。因此，課題組決定在學(xué)習(xí)借鑒和融合提升的基礎(chǔ)上，建立屬于自己的平臺，充實課程內(nèi)容，沉淀數(shù)據(jù)獲取個性化學(xué)情分析，為我所用，而不是聽之任之，被動接受別人給予的素材。

4.2 融合校內(nèi)、頂尖大學(xué)和企業(yè)等各方資源，建設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程生態(tài)系統(tǒng)

根據(jù)OBE教學(xué)理念，深入校企合作企業(yè)青島英谷、慧與公司等公司了解課程需求，結(jié)合問卷調(diào)查結(jié)果重新調(diào)整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)大綱和重點難點知識點，設(shè)計教學(xué)不同階段使用的多元化評價體系，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時調(diào)整教學(xué)方案，形成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程良好的生態(tài)循環(huán)圈。為此，構(gòu)建了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)資源平臺作為線上學(xué)習(xí)平臺（如圖2所示），選取藍墨云班課作為線下課堂教學(xué)工具。

圖2 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”多元化教學(xué)平臺結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)資源平臺在原有精品課程基礎(chǔ)上進行擴展，將已開發(fā)完成的在線試題庫移植進來，該試題庫實現(xiàn)了教師組卷和學(xué)生自測等功能。教學(xué)視頻部分增加了基礎(chǔ)篇、提升篇、企業(yè)篇和精選篇，其中基礎(chǔ)篇中的視頻包括授課教師自己錄制的20個視頻和汲取優(yōu)秀教師的15個上課視頻，如浙江大學(xué)陳越老師主講的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第一講，循序漸進、生動有趣的講解能夠使學(xué)生換個角度看待“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”；提升篇中借助知名大學(xué)和著名教授的MOOC資源10個充實自己資源，使不同層次的學(xué)生都能得到想用的資源，如清華大學(xué)鄧俊輝老師主講的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（下）”之優(yōu)先級隊列，為自主性、自學(xué)性較強的學(xué)生提供提升動力；企業(yè)篇中的視頻內(nèi)容是企業(yè)掌握的前沿技術(shù)和開發(fā)的新產(chǎn)品15個；精選篇中將濟寧學(xué)院和兄弟院校與本課程相關(guān)的學(xué)生大賽等歷屆優(yōu)秀作品30個植入進來。

通過該教學(xué)資源平臺，學(xué)生可以學(xué)習(xí)本課程優(yōu)秀的學(xué)生作品、了解目前使用的熱門技術(shù)，還可以欣賞山東省大學(xué)生軟件設(shè)計大賽中的學(xué)生作品，激發(fā)學(xué)生參加大賽的熱情，借此提高學(xué)生的實踐能力、團隊能力和科研能力等。筆者所教班級有2個隊伍參加了2017年的山東省大學(xué)生軟件設(shè)計大賽，取得了不錯的成績，有一部分同學(xué)已經(jīng)開始著手準備2018年的軟件比賽。

線下課堂教學(xué)過程中使用的是藍墨云班課APP，第一次使用要花些時間完善各章節(jié)教學(xué)資源、問卷調(diào)查等。對于重點章節(jié)，首先要求學(xué)生課前線上預(yù)習(xí)、線上測試；課堂上線下測試、問卷調(diào)查，檢查學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況，根據(jù)適時數(shù)據(jù)，調(diào)整課堂授課內(nèi)容，最后補充與之相關(guān)的生活案例、科研案例，豐富課堂內(nèi)容，組織學(xué)生分組討論；課下要求學(xué)生完成思維導(dǎo)圖，理清課堂思路，鞏固教學(xué)內(nèi)容，形成線上、課堂、課下良好生態(tài)環(huán)境。

5 結(jié)語

使用線上線下模式的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程生態(tài)系統(tǒng)一段時間后發(fā)現(xiàn)，教師通過測試分析、問卷調(diào)查等，講起課來有的放矢、難易程度把握準確；學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的學(xué)習(xí)痕跡，如觀看視頻、在線測試成績等數(shù)據(jù)，能夠認清學(xué)習(xí)中的盲點，推薦的薄弱知識點試題和視頻等可以彌補不足，實現(xiàn)了個性化的教和學(xué)。在這樣的生態(tài)環(huán)境中，學(xué)生的自學(xué)能力、科研意識和協(xié)同合作能力都有很大的提高。

課程生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)需要多次迭代、不斷改進，為了提高課程生態(tài)系統(tǒng)的智能化，課題組將利用課程生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，采用個性化推薦算法，分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中遇到的難點與盲點，將學(xué)習(xí)資源推送給適合的平臺用戶，幫助學(xué)習(xí)者快速地發(fā)現(xiàn)有價值的資源；教師可以從中得到啟發(fā)，拓展教學(xué)思路，合理調(diào)整課程內(nèi)容與進度。