OBE視域下的程序設(shè)計(jì)類(lèi)公共課實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

馮希葉 閆樂(lè)林 許美慧 高強(qiáng) 黃秀清 盧玉強(qiáng)

【摘要】信息技術(shù)時(shí)代，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用型創(chuàng)新人才成為信息時(shí)代下的新要求。針對(duì)當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)程序類(lèi)公共課實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，以學(xué)生為中心，以O(shè)BE為導(dǎo)向，從教學(xué)理念、教學(xué)方法等方面進(jìn)行研究并改革，對(duì)于學(xué)生的計(jì)算思維能力的提升有著十分重要的作用，同時(shí)也能其形成創(chuàng)新意識(shí)，有效鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)信息技術(shù)解決問(wèn)題的能力。

【關(guān)鍵詞】OBE;計(jì)算思維;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

程序設(shè)計(jì)類(lèi)公共課的開(kāi)設(shè)，目的是讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)掌握計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的技能，并運(yùn)用該項(xiàng)技能去解決遇到的實(shí)際問(wèn)題。所以，為了提高程序設(shè)計(jì)類(lèi)公共課的教學(xué)效果，應(yīng)當(dāng)依據(jù)當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀，以及OBE教育理念，明確當(dāng)前教學(xué)的諸多問(wèn)題，進(jìn)而制定出相應(yīng)的解決措施，將產(chǎn)出作為實(shí)際導(dǎo)向，讓教學(xué)取得良好的成果。

一、前言

對(duì)于OBE的理解，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是將學(xué)生接受教育后獲得的學(xué)習(xí)成果，作為教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施的初衷和目的[1]。成果特指學(xué)生在一個(gè)時(shí)間段中獲得的學(xué)習(xí)結(jié)果，是學(xué)生通過(guò)某一階段學(xué)習(xí)后所能達(dá)到的最大能力。因此基于OBE教育理念，為使非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)提高編程能力和創(chuàng)新協(xié)作能力、最終實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)目標(biāo)，因此，教學(xué)改革工作的開(kāi)展，可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法，以及評(píng)價(jià)體系等環(huán)節(jié)中進(jìn)行著手。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

（一）計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

當(dāng)今時(shí)代，對(duì)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在計(jì)算機(jī)知識(shí)和能力方面的要求越來(lái)越高，要求學(xué)生具備計(jì)算思維能力，同時(shí)這也是社會(huì)發(fā)展下，學(xué)校人才培養(yǎng)新的目標(biāo)和任務(wù)。計(jì)算機(jī)思維實(shí)際上是一種思維活動(dòng)，借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)去解決實(shí)際問(wèn)題。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

以近年來(lái)的熱門(mén)編程語(yǔ)言《Python程序設(shè)計(jì)》為例，本身的課程特點(diǎn)就是輕語(yǔ)法、重功能，具有豐富的第三方庫(kù)，Python的計(jì)算生態(tài)圈數(shù)以?xún)|計(jì)[2]。如果在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)就針對(duì)少數(shù)固定的幾個(gè)函數(shù)，那學(xué)生的思維就大大受限，得不到拓展。所以這對(duì)教師重構(gòu)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)提出了更高的要求，在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)既不能脫離課堂理論，又要高于課堂理論。具體的實(shí)驗(yàn)任務(wù)可與不同的專(zhuān)業(yè)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這樣學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中就不會(huì)覺(jué)得枯燥乏味，又實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與專(zhuān)業(yè)方向兼容，讓學(xué)生既明白了學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的重要性，又大大提高學(xué)習(xí)效果。

以物理相關(guān)的非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生為例，在為其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)關(guān)注其專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)與物理專(zhuān)業(yè)相關(guān)的計(jì)算機(jī)編程實(shí)驗(yàn)。例如通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換來(lái)讓學(xué)生掌握Python基本語(yǔ)法;通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)繪制物理曲線如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)曲線等，使學(xué)生掌握Python的turtle庫(kù)及海龜繪圖體系;通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)七段數(shù)碼管的顯示讓學(xué)生理解模塊化設(shè)計(jì)的思想，培養(yǎng)其算法設(shè)計(jì)能力。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革

在OBE導(dǎo)向下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式也要進(jìn)行變革。教學(xué)模式改革的核心是案例實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以“案例項(xiàng)目為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”。實(shí)踐能力的培養(yǎng)要著重突出學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決復(fù)雜問(wèn)題包括本專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力。復(fù)雜問(wèn)題不單指難度大，讓學(xué)生望而生畏的問(wèn)題，而是開(kāi)發(fā)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)計(jì)算機(jī)知識(shí)解決綜合問(wèn)題的能力，即計(jì)算思維能力。如果面臨的項(xiàng)目屬于困難級(jí)別，可以將其分成幾個(gè)不同的子模塊，這樣學(xué)生便能從一個(gè)個(gè)小問(wèn)題著手，一步一步解決困難的問(wèn)題，讓學(xué)生的創(chuàng)新和綜合設(shè)計(jì)能力得到培養(yǎng)和鍛煉。復(fù)雜實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中，比較常用的方式便是小組合作的方式，合作能夠促進(jìn)學(xué)生的共同進(jìn)步，而且合作學(xué)習(xí)的效果關(guān)乎教學(xué)評(píng)價(jià)的具體目標(biāo)。對(duì)與程序設(shè)計(jì)類(lèi)的實(shí)驗(yàn)教育，復(fù)雜項(xiàng)目的解決是通過(guò)模塊化的方法設(shè)計(jì)算法，每人可完成子模塊，所以程序類(lèi)實(shí)驗(yàn)任務(wù)特別適合小組協(xié)作學(xué)習(xí)。小組合作遵循著“異質(zhì)性”的原則，所以組內(nèi)成員在性別、成績(jī)、能力等方面是各不相同的，小組成員之間能夠形成良性互補(bǔ)的關(guān)系，人數(shù)控制在4-6人。按照這種原則成立的小組，可以更好實(shí)現(xiàn)組內(nèi)合作，也能促進(jìn)班級(jí)不同小組之間形成一定的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。在合作學(xué)習(xí)的狀態(tài)下，學(xué)生不僅學(xué)到了更多學(xué)科知識(shí)，而且自身的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、創(chuàng)新能力等都得到了較大程度的提升。

（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)

OBE理念下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)該超越學(xué)生學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)本身，而是有個(gè)綜合性、一體化的過(guò)程，教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的成果能夠進(jìn)行相應(yīng)的整合。過(guò)去的考核形式，一般是教師根據(jù)當(dāng)堂任務(wù)的完成情況給打個(gè)分?jǐn)?shù)，最后再合成一個(gè)總分，考核方式太簡(jiǎn)單，也難以保證公平公正。在OBE視域下，需要根據(jù)程序設(shè)計(jì)類(lèi)公共課實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行改革研究，將形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，形成性評(píng)價(jià)中的主要考核項(xiàng)目有：實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小組討論日志、平時(shí)實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)總結(jié)、課堂表現(xiàn)，設(shè)定一定的比例?？偨Y(jié)性評(píng)價(jià)主要由大項(xiàng)目答辯、小組答辯等構(gòu)成，綜合評(píng)定學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成情況。

三、結(jié)束語(yǔ)

在程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程教學(xué)中，積極應(yīng)用OBE理念，通過(guò)將學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)導(dǎo)向，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維能力提升，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及評(píng)價(jià)體系改革，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，以更加積極主動(dòng)的態(tài)度，正確對(duì)待教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生能夠提升創(chuàng)新協(xié)作能力和編程能力，開(kāi)拓計(jì)算思維能力方面具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐勝達(dá).基于OBE教學(xué)模式的本科生應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程教學(xué)改革[J].科教導(dǎo)刊，2018，339（5）：62-63.

[2]嵩天，禮欣，黃天羽. Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2017.

基金項(xiàng)目：山東省高等教育本科教改項(xiàng)目（Z2018X067）;教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201602028018）;濟(jì)南大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目（J2046）。

作者簡(jiǎn)介：馮希葉（1976-），男，齊魯師范學(xué)院，副教授，碩士，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用。