基于OBE理念的軟件工程“雙線融合”教學模式探討

郭偉　楊琛

［摘 要］文章針對目前高校軟件工程課程中學生自主學習積極性不高、教學缺乏靈活性等問題，結(jié)合實際情況，提出基于OBE理念，以學生為教學主體，圍繞教學目標、“雙線”教學設計、學業(yè)考核方式三個方面構(gòu)建“雙線融合”教學模式，并引入行動導向教學法和課程思政元素，最后以學生學業(yè)考核成績和能力素質(zhì)提高的數(shù)據(jù)結(jié)果證明該教學模式的有效性。

［關鍵詞］OBE；軟件工程；“雙線融合”；行動導向教學；課程思政元素

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）10-0048-04

軟件工程課程作為軟件工程專業(yè)的一門核心課程，涉及該專業(yè)中的多門基礎課程，其中包括離散數(shù)學、程序設計語言、面向?qū)ο蟪绦蛟O計、數(shù)據(jù)庫、軟件設計方法等多方面的理論知識，系統(tǒng)梳理了軟件開發(fā)過程中各階段的主要任務和能力要求，旨在引導學生綜合運用已學到的專業(yè)知識，對實際項目研發(fā)過程進行系統(tǒng)分析與設計、有效測試與維護，為將來從事軟件開發(fā)行業(yè)的大型軟件項目開發(fā)打下堅實的理論基礎[1]。

鑒于此，本文基于OBE（Outcome?based Education，成果導向教育）理念，以“雙線融合”教學為手段，引入行動導向教學法和課程思政元素，構(gòu)造一種新型教學模式。

一、基于OBE理念的教學與傳統(tǒng)教學的對比

OBE理念是一種以學生為中心、以學習成果為導向的教育理念，清晰地聚焦和組織了教育中的每個環(huán)節(jié)，使學生在學習過程中實現(xiàn)預期的結(jié)果[2]。“雙線融合”教學將線上與線下教學、互聯(lián)網(wǎng)與教育有機結(jié)合起來，在明確教師的主導地位與學生的主體地位的前提下開展教學活動，打破傳統(tǒng)課堂模式固定教學時間和空間的常規(guī)操作，將OBE理念融入教學實踐的全過程，充分發(fā)揮線上和線下學習優(yōu)勢。

高校傳統(tǒng)教學理念是“構(gòu)建課程體系—學生學習—判斷學生是否達到畢業(yè)要求—滿足既定的培養(yǎng)目標”。而基于OBE理念的教學的反向設計更加注重達到最終成果的需求，其理念是“最終需求—確定培養(yǎng)目標—確定畢業(yè)要求—構(gòu)建課程體系—學生學習”，是以最終成果需求為起點，根據(jù)想要達到的終極目標對課程體系進行反向設計，從而展開教學活動。兩種教學模式的注重方向、教學主體、評估方法、受教方式4個方面的對比詳見表1。

二、基于OBE理念的“雙線融合”教學模式

（一）反向課程知識體系結(jié)構(gòu)設置

基于OBE 理念，以“參考國家、行業(yè)發(fā)展需求—制定專業(yè)培養(yǎng)目標—分解畢業(yè)要求—明確教學指標點—建立課程體系—實施教學方案—建立教學評價體系—分析評價結(jié)果—持續(xù)改進……”的“閉環(huán)”特征為主線，進行課程知識體系結(jié)構(gòu)的反向設計，更加注重軟件工程課程理論與實踐的有機結(jié)合，通過課程的學習提升學生解決復雜軟件工程問題的能力[3]。軟件工程課程著重從知識、能力和素質(zhì)三方面切入，確定了5個課程目標。

其中，知識目標即課程目標1，對應著設計/開發(fā)解決方案能力，重點關注學生對軟件開發(fā)基本原理和生命周期基礎知識的理解與掌握；能力目標由兩部分構(gòu)成——工程與社會能力和項目管理能力，分別對應著課程目標2和課程目標3，重點關注學生熟練運用已獲取的軟件工程基本知識、管理原理、經(jīng)濟決策方法和現(xiàn)代化技術等完成實際軟件開發(fā)；素質(zhì)目標更加注重個人與團隊合作能力及職業(yè)規(guī)范，分別對應著課程目標4和課程目標5，重點關注學生的團體協(xié)作、溝通交流、職業(yè)道德素質(zhì)。此外，每個課程目標對應著不同的專業(yè)培養(yǎng)要求指標點，具體對應關系見表2。

夠理解并遵守軟件工程的相關職業(yè)道德、軟件行業(yè)規(guī)范和法律法規(guī)，能夠在軟件工程實踐中堅守職業(yè)操守，盡職盡責做好本職工作 ]

本門課程的主要任務是讓學生基于已學到的專業(yè)知識，掌握軟件工程的基本理論，如軟件工程方法學、軟件開發(fā)的生命周期及相關技術等，并從實際工程的視角重新認識軟件項目開發(fā)，進一步提高學生解決復雜軟件工程問題的能力，為其步入社會后從事軟件開發(fā)行業(yè)打下堅實基礎。教學內(nèi)容對課程目標的支撐關系見表3。

（二）基于OBE理念的“雙線融合”教學設計

基于OBE理念的“雙線融合”教學設計從線上教學和線下教學兩個階段出發(fā)，充分體現(xiàn)學生學習的主體地位以及教師教學的主導作用，分別從學生課前預習、教師課中引導、師生課后實操三個環(huán)節(jié)把握整體教學效果，融合行動導向教學法，為學生創(chuàng)造個性化學習、討論交流合作學習和深度學習的機會[4]，使學生逐漸成為知識與能力并重、思維與素養(yǎng)并舉的社會優(yōu)秀人才?！半p線融合”教學設計如圖1所示。

1.線上教學

以教學現(xiàn)狀來看，學生課業(yè)繁重，課程學時緊張，學生僅靠上課時間跟著教師的節(jié)奏學習是遠遠不夠的，所以教師需要根據(jù)課程目標、教學任務的輕重和教學內(nèi)容的難易程度進行針對性設計，通過線上教學平臺（慕課、雨課堂、學習通、智慧樹等）為學生推送優(yōu)質(zhì)教學資源，提前發(fā)布學習指南，明確教學平臺、學習內(nèi)容、重點任務、課前小練習等。學生閱讀學習指南，明確學習目標，最重要的是需要提前自主學習微課視頻等課程資源，提交相關練習作業(yè)。在此過程中，學生要發(fā)散思維，不僅要思考“是什么”，更要想到“為什么”，比如在進行軟件測試時，不僅要考慮計算機本身硬件和軟件的環(huán)境問題，還要思考代碼設計的質(zhì)量和不同測試方法帶來的不同測試結(jié)果。對于有疑問的知識點，可以通過百度搜索、同學之間相互討論、詢問教師等方式解決問題，針對難度較高的問題，在課堂上認真聽教師講解。教師通過查看學生提交的線上作業(yè)，及時了解學生的任務完成度，掌握學生學習進度，分析存在的問題，并在線下課程教學中進行反饋。

2.線下教學

線下教學應采用以學生為主體、教師為主導的教學模式，要讓學生做到多思考、善表達、勤實操。

（1）課中引導學生多思考、善表達。教師可根據(jù)課程目標、教學內(nèi)容思考教學方式，例如教學案例引入、課程思政引導等，讓學生更好地掌握專業(yè)知識。在此教學環(huán)節(jié)中，教師可采用行動導向教學法，發(fā)揮學生主體地位，可以小組為單位，設置兩個主要環(huán)節(jié)——學生講授和代表發(fā)言。以“需求分析”的教學為例，在每個學生都學習線上教學資源后，以分配好的學習小組為單位，在課前針對“需求分析”的任務、方法、建模等教學內(nèi)容準備好PPT或思維導圖，在課堂上每組隨機抽取一名學生上臺演講展示。通過學生們的自我闡述和反饋，教師能夠從中了解學生的知識掌握基本情況，然后根據(jù)實際情況來調(diào)整教學進度、把握總體教學效果。

此外，在授課過程中，為了增加師與生、生與生之間的良性溝通，教師可選用“頭腦風暴法”讓學生通過小組合作針對尚未解決的問題進行思考與探討，暢所欲言，并請每個學習小組派出一名代表回答問題。教師可以通過此種方式掌握不同學生對本節(jié)課內(nèi)容的理解程度和思想觀點，同時增強學生的學習參與感，避免“填鴨式”教學，既能促使學生勇于表達，也能提升學生語言表達和知識點歸納總結(jié)能力，逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。

（2）課后實操，師生共進步。上機操作對培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、提高學生的實踐能力和綜合素質(zhì)都具有促進作用。在軟件工程課程中，實驗類操作內(nèi)容覆蓋面小，但基于軟件開發(fā)的綜合性項目設計必不可少，需將其納入學生必修內(nèi)容教學計劃中，完成定量課時的綜合性、設計性項目訓練。例如，在“需求分析”和“結(jié)構(gòu)化設計”學習結(jié)束后，可以針對這兩部分教學內(nèi)容開展一次綜合項目訓練，如“高校教材管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設計與實現(xiàn)”，促進學生對結(jié)構(gòu)化設計任務的理解，在需求分析的基礎上應用面向數(shù)據(jù)流的設計方法得到功能模型軟件結(jié)構(gòu)圖，應用程序流程圖或盒圖描述主要模塊的算法，并完成整個設計過程和測試方案的文檔編輯，形成項目報告并進行答辯驗收。此類綜合項目的訓練不僅可以提升學生綜合運用知識進行軟件設計的能力，而且還可以提升學生文檔編輯、語言組織和表達等能力。在具體實施時仍可采用分組制度，小組成員分工合作，小組人數(shù)根據(jù)訓練項目規(guī)模的大小動態(tài)分配。若每組人數(shù)固定或過多，則可能出現(xiàn)相互依賴、相互推脫的不良現(xiàn)象，不利于學生自主學習和實操能力的培養(yǎng)。

3.引入課程思政元素

為了讓學生能夠更好、更全面地發(fā)展，切實保證學生的綜合素質(zhì)能夠滿足社會發(fā)展的實際需求，教師除了要在課程設計、課堂流程等方面下功夫，還要積極響應國家號召，將思想政治內(nèi)容與理論課程融為一體，保證學生在獲取專業(yè)知識的同時，了解當前市場經(jīng)濟發(fā)展與建設的要求，為學生今后步入社會工作打下堅實基礎[5]。例如黑盒測試技術中的“邊界值分析法”的教學，教學目標為讓學生熟練掌握相關測試步驟及測試方法。在將思政元素融入課程時，教師可以以社會中的“59歲現(xiàn)象”作為例子，加深學生對邊界值分析法的理解，增強學生的社會責任感，逐漸培養(yǎng)他們敬業(yè)愛崗、無私奉獻的職業(yè)道德精神。又如“敏捷軟件開發(fā)過程”的教學，教師可以結(jié)合“健康碼和行程碼”的開發(fā)過程，引導學生要有社會責任感和愛國情懷，運用學習到的專業(yè)知識，勇于創(chuàng)新、開拓進取，實現(xiàn)自己的遠大抱負。

基于以上“雙線融合”的教學環(huán)節(jié)設計，每實施一次完整的教學流程后，教師都要及時進行教學反思，通過學生反饋認真分析各教學環(huán)節(jié)的優(yōu)點和缺點，并加以改進，使各教學環(huán)節(jié)在實踐中持續(xù)改進、逐步完善起來。

三、基于OBE理念的課程考核方式

為體現(xiàn)“以學生為中心”的要求及“持續(xù)改進”，學業(yè)考核方式的改革應更加注重學習過程和實踐操作能力的考核，形成更加直觀、有效、科學的課程考核體系，其中“雙線”課堂表現(xiàn)、作業(yè)、課堂測試以及綜合項目訓練等是考核學生對課程內(nèi)容掌握程度的重要項目。綜合成績評定采用過程性考核和期末考試相結(jié)合的方式，即過程性考核成績占期末總成績的40%，期末考試卷面成績占期末總成績的60%。其中，過程性考核成績包括課堂表現(xiàn)（10%）、“雙線”學習成績（10%）、綜合訓練成績（20%）。該課程成績構(gòu)成與對應的考核指標見表4。

表4 軟件工程課程成績構(gòu)成與考核指標

[成績構(gòu)成 考核指標 分數(shù)占比/% 過程性

考核 課堂表現(xiàn) 考勤、問題回答情況 10 “雙線”學習成績 線上：視頻學習、“學習通”等作業(yè) ? 5 線下：隨堂測試、周測試 ? 5 綜合訓練成績 報告質(zhì)量、答辯情況 20 期末考試 期末考試卷面成績 選擇題、填空題、判斷題、綜合題 60 ]

四、“雙線融合”教學模式實施成效

基于OBE理念的軟件工程課程“雙線融合”教學模式在遼寧工程技術大學軟件學院2018級和2019級已經(jīng)實施。軟件2018級有16個教學班級，共有學生498人；軟件2019級有17個教學班級，共有學生535人。相較于采用傳統(tǒng)教學模式的軟件2017級，軟件2018級和軟件2019級在基于OBE理念的軟件工程課程“雙線融合”教學模式的影響下，優(yōu)良率分別提升了8.34%和13.03%，不及格率分別下降了2.24%和2.60%；同時，軟件2019級的課程優(yōu)良率相較于軟件2018級提升了4.69%。優(yōu)良率的提升使得及格率和不及格率相應下降。由此可見，本文提出的教學模式在持續(xù)改進的前提下，其教學效果較為顯著，得到了明顯的穩(wěn)步提升。兩種教學模式在實際應用中的結(jié)果對比數(shù)據(jù)見表5。

為進一步了解“雙線融合”教學模式的應用對學生產(chǎn)生的影響，在2019級軟件工程課程教學活動結(jié)束后，筆者面向?qū)W生進行了“能力素質(zhì)是否提高”問卷調(diào)查，問卷從自主學習能力、思維創(chuàng)新能力、小組協(xié)作能力三方面進行調(diào)查。結(jié)果顯示，在參與本次問卷調(diào)查的495名學生中，認為自主學習能力有很大提高的學生占比82.56%，只有3.05%的學生認為自己在此種教學模式下自主學習能力沒有提高，這說明線上教學任務的發(fā)布在一定程度上起到了督促學生的作用，能有效激發(fā)學生自主學習的積極性。另外，有73.42%和90.08%的學生認為自己在思維創(chuàng)新能力和小組協(xié)作能力上得到了很大提高。從數(shù)據(jù)來看，“雙線融合”教學模式提高了學生獨立思考和解決問題的能力，并且極大促進了學生之間團結(jié)協(xié)作、相互探討問題的良好學習氛圍形成。問卷調(diào)查結(jié)果具體數(shù)據(jù)見表6。

表6 “能力素質(zhì)是否提高”問卷調(diào)查結(jié)果

單位：%

[提高程度 自主學習能力 思維創(chuàng)新能力 小組協(xié)作能力 很大提高 82.56 73.42 90.08? 一般提高 14.39 22.41 7.69 沒有提高 ? 3.05 ? 4.17 2.23 ]

五、結(jié)語

以學生為主體反向設計教學環(huán)節(jié)的軟件工程課程“雙線融合”教學模式，從學生成績對比和問卷調(diào)查結(jié)果數(shù)據(jù)可以看到，其有效激發(fā)了學生的學習自主性、積極性，培養(yǎng)了學生的協(xié)作能力，雖然學生的思維創(chuàng)新能力有待加強，但總體上正向反映了該教學模式的積極影響。在今后的教學實施過程中，筆者將持續(xù)改進教學技術和策略，重點強化學習探究過程，引導學生進一步發(fā)散思維、勇于創(chuàng)新。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 束建華.基于OBE理念的軟件工程課程學生軟件能力培養(yǎng)研究與實踐[J].安徽工業(yè)大學學報（社會科學版），2020，37（3）：78-80.

[2] 郭慶啟，趙玉紅，包怡紅，等.食品工程原理課程成果導向教育（OBE）理念的教學實踐[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學學報（社會科學版），2018，20（4）：449-453.

[3] 于程程，江玉潔，陳林，等.軟件工程課程的OBE教學改革探討與實踐[J].計算機時代，2022（6）：104-107.

[4] 韓莉，傅巧靈，趙睿.基于OBE理念的課程教學設計：以《國際金融》課程為例[J].金融教育研究，2020，33（1）：67-74.

[5] 吳穎，張磊.新時代下“課程思政”融入計算機專業(yè)課程《操作系統(tǒng)》教學實踐[J].數(shù)字技術與應用，2022，40（3）：84-86.

［責任編輯：周侯辰］