成果导向的程序设计课程教学改革与实践

    张丽华 许美玲

    

    

    摘要：成果导向教育是我国高等教育改革的主要方向，其不仅适用于工程教育专业认证领域，而且也为课程教学改革提供了有效途径。作者提出，在程序设计课程中采用成果导向的教学设计，以学生为中心，明确定义预期的学习成果，精心组织教学活动，并通过持续的评价和反馈，帮助学生获得知识，提升能力和素质，能达到提高人才培养质量的目的。通过教学实践证明，这样的教学设计与实施成效明显。

    关键词：成果导向教育;学习成果;教学设计;评价

    中图分类号：G434 文献标识码：A? 论文编号：1674-2117（2021）06-0090-04

    ● 引言

    当前，我国经济发展正在向创新驱动转型，经济社会发展迫切需要高校培养大量高素质的应用型人才。但是，面对前所未有的机遇和挑战，我国高等教育还未完全适应国家经济社会发展的要求，创新型、实用型、复合型人才紧缺。2019年9月教育部出台《关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》（教高〔2019〕6号），要求坚持立德树人，围绕学生忙起来、教师强起来、管理严起来、效果实起来，深化本科教育教学改革，反映了国家对全面振兴本科教育，提高人才培养质量的迫切要求。

    ● 成果导向教育

    OBE（outcome-based education）即成果导向教育，是一种以学生的学习成果（learning outcomes）为导向的教育理念，由Spady等人于1981年首次提出。经过此后十年左右的发展，成果导向教育形成了比较完整的理论体系，并很快得到了人们的重视与认可，成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念。[1-2]2016年6月，我国成为《华盛顿协议》正式签约成员。在工程教育专业认证的带动下，基于OBE的工程教育改革在我国方兴未艾，成为应用型人才培养体系改革的核心理念。[3]無论是从实现人才培养目标的高度，还是针对具体的某门课程的设计与评价，OBE理念都可以发挥卓著的成效。对OBE的研究也经历了由局限于宏观的人才培养教育教学理念到微观的课程论拓展的阶段。[4]深入实施应用型人才培养的抓手就是课程建设，课程是人才培养的核心要素。课堂教学在本科人才培养体系中占据中心地位，深化课堂教学改革，提高课堂教学质量，是提高人才培养质量的突破口和关键点。[5]以学生为中心、成果导向和持续改进是OBE理念的核心，而以学生为中心更是体现了其核心价值，决定了教育质量评价的最终落脚点在于学生的学习成果。

    成果导向的课程教学设计采用“反向设计、正向实施”的方法，首先明确定义学生在课程结束时要达到的预期成果，然后进行教学策略的设计（课程设计、教学环境设计、课程支持等）和评价设计，以确保达到设计的最终成果。“预期的学习成果”既是起点又是终点，最大程度上保证了教学目标与结果的一致性[6]，如图1所示。这样的教学设计目标明确，思路清晰，可操作性强。笔者在主讲的“高级语言程序设计”课程教学中采用成果导向的教学设计方法，体现“两性一度”的标准，将知识、能力、素质有机融合起来，培养学生的高阶思维能力，利用信息技术创新教与学，让学生在不断的挑战中实现成长[7][8]，获得明显的教学成效。

    ● 成果导向的课程教学改革与实践

    笔者长期从事程序设计课程教学，并不断尝试进行课程教学的改革。笔者先后进行了协作讨论式教学和基于微课的翻转课堂教学模式的探索，在此过程中，成果导向的理念逐渐清晰，形成了成果导向的教学路径。

    1.明确学习成果

    课程目标即预期的课程学习成果，既要呈现知识，又要促进能力，并引导学生形成正确的价值观和情感态度。笔者将“高级语言程序设计”课程的预期学习成果分为三部分：知识、能力和素质。①知识。程序设计是计算机专业的基础，是进一步学习其他专业知识的第一步阶梯。因此，学生学习该课程的目标之一就是能够清晰表达程序设计相关的基础知识和基本概念，辨别处理不同数据的操作特点和基本方法，为后续专业课程的学习与实践打下良好的基础。对课程相关知识体系进行梳理。根据布鲁姆教育目标分类法，将课程知识从认知过程维度分为记忆（Remember）、理解（Understand）、应用（Apply）、分析（Analyze）、评价（Evaluate）、创造（Create）六大类，将课程学习成果（Course Learning Outcomes，简称CLO）分解为若干单元学习成果（Unit Learning Outcomes，简称ULO）。根据不同知识点的认知要求，采用不同的教学策略和评价标准，可以更好地保障学习成果、教学活动和评价的一致性。②能力。从能力提升的角度，学习该课程的目标是使学生具备初步的算法设计能力，并能利用程序流程图来表达算法设计思想，编写结构清晰、可读性较好的程序。初步具备运用高级语言和其他领域知识解决实际问题的能力。③素质。在课程思政和综合素养方面，通过课程的学习，使学生具备独立思考、求真务实的良好品质和自主学习能力，体现创新、协作、奉献和在团队中发挥作用的能力。培养学生探索未知、勇攀科学高峰的责任感和使命感。

    2.设计教学逻辑

    在课程教学过程中，重视学生参与学习的过程，以及学生在此过程中的获得。单元学习成果的达成均采用如下页图2所示的逻辑进行设计。每个单元成果的获得不仅通过课堂教学，更是在课后实践的过程中加深理解和应用。在讲授新的单元知识前对上一单元的学习成果进一步评测，帮助学生即时纠正错误，为最终获得学习成果而努力。在小组分享环节，让学生分工合作、积极交流，通过查阅相关资料，拓宽视野，通过分析、评价等高阶思维活动重新理解和表征已有的知识，丰富原有的知识结构。[9]

    随着课程内容的逐步深入，形成“螺旋式上升”的循环教学设计，营造了“成果导向”的学习氛围，单元学习成果外化为个人行动，学生自觉用成果导向来审视自己的学习，使各阶段性学习变得有价值有意义，形成阶段性成果的积累，学习的执行力不断加强。

    3.增强师生互动

    当前，很多高校教师仍然局限于教学是“教师把知识、技能传授给学生”的传统认识，强调大学生已经成年了，学习要靠自觉。教师一个人在讲台上唱“独角戏”的课堂比比皆是。这种照本宣科、缺乏互动的课堂氛围很难激发学生的学习兴趣，于是大学课堂中“低头族”现象日益增多。在这样的课堂中，即便教师把问题讲得再透彻，也很难保证学生有什么收获。古希腊学者普罗塔戈说过：“学生的头脑不是需要被填满的容器，而是需要被点燃的火把。”从认知科学和控制理论的角度，课堂师生双向交流的过程实际上是系统间不断反馈修正的过程。这种及时、高频率的反馈修正起着刺激、加深的作用，可以进一步引发学生的思考，推进课堂讨论，提高学生的参与度。当然，教学互动不能停留在浅层次、简单化的“一问一答”上，要结合启发式、探究式和讨论式等多种教学方法，构建信息技术与教学深度融合的师生“强互动”的课堂。[10]采用实时答题、随机抽查和一起来“找茬”等丰富多样的互动形式，充分激活学生的思维，点燃学生的参与热情。[11]当然，教师要根据教学情境，把握提问的时机，控制提问的难度，并适时引导启发，让学生学会清晰地表达自己的见解。教师也要对学生的作答情况进行即时点评，这样会对学生的学习效果带来积极的影响。[12]

    4.重视及时反馈

    持续测评并及时反馈是达到预期学习成果最大化的最直接的途径，也符合当代大学生在学习过程中的快速反馈诉求。笔者在教学中主要设计了以下几个环节。

    （1）随堂测。对前一单元的学习进行课堂测试，将总体情况（测试的平均分、每个分数段人数等）及时反馈给学生，并有针对性地讲解题目（正确率低的题细讲），激励并帮助学生为获得阶段性的学习成果而努力。

    （2）课中答。利用智能教学工具，通过限时推题、投稿反馈、弹幕讨论、随机选人等功能进行实时测试和反馈，即时反映学生对相关知识的掌握情况。

    （3）实验练。要求学生在实验平台上完成适量的编程实验题，题目的设计从简单到复杂，体现一定的挑战度。学生在平台上提交的程序能实时得到反馈，各类错误信息一目了然。学生可以根据报错信息寻找问题的根源，不断调试程序直到得到正确结果。该平台还设有排名机制，大大激发了学生的兴趣和挑战欲望。在此过程中，学生不仅掌握了相关知识点，提高了编程能力，而且磨练了意志。

    （4）合作學。4～5人组建学习小组，小组长组织团队成员协商确定主题，围绕一个问题进行深入发掘和探究，并协作完成“上课”的准备工作（搜集资料、准备实例、制作课件等）。因为知识事先经过了内化，所以在课堂分享环节，更容易开拓思路，产生深入探讨。当然，如果在分享与讨论中出现停滞于某一个层面而难以深入的局面，这时候就需要教师在课堂上实时点拨、引导，所以对教师掌控课堂的能力提出了更高的要求。最后，通过交叉互评的方式对该小组的成果进行评价与反馈。在此过程中，不仅培养了学生的团队协作能力，而且激发了学生的分析、评价、创新等高阶思维。

    5.注重过程考核

    学习与考评是教学的两个方面。结果性考核不能顾及学生在学习过程中的表现，更不能充分发挥考评对学习的促进作用。过程性考核是阶段性学习成果、教学活动和考核评价组成的完整的闭环系统的核心要素，能达到以考辅教、以考促学的目的，同时也为课程成绩的评定提供依据。“高级语言程序设计”课程的过程性考核成绩占总评成绩的50%，由五部分组成：作业与实验、随堂测试、小组分享与课堂表现、期中测试和课堂考勤。通过持续不间断的评测并及时反馈，一方面使学生明白自己的学习行为与预期目标的差距，提醒学生及时调整策略，激励学生主动学习、刻苦学习，另一方面使学生不断体验到实现某一阶段目标或某一方面目标的喜悦，从而保持长久旺盛的行为内驱力。笔者对近两年教学班的课堂测试成绩与期末成绩进行了Pearson线性相关性分析，线性相关指数r分别为0.74和0.8，呈现出显著的正相关性。

    ● 教学成效

    通过教学实践，成果导向的教学设计与实施成效明显。80%的学生觉得结合信息化技术的课堂符合时代进步的步伐，64.8%的学生认为课堂互动非常好，30.5%的学生认为课堂互动比较好。通过交互式实验教学平台完成编程，80%的学生认为提交的程序能及时得到反馈提高了效率，其中，59.1%的学生觉得激发了学习动力，87.6%的学生认为小组合作学习使人有团队归属感，大家能互帮互助一起进步，在小组分享环节开拓了思路，学会了解决问题的方法。学生对本课程的总体满意率超过93%，其中59.1%的学生表示非常满意，34.3%的学生表示满意。

    ● 结束语

    教学是一门艺术，有效的教学策略是教师通过各种手段和方法激发学生的兴趣，让他们积极参与学习活动，学会主动学习，帮助他们发掘学习的潜能，使学会变成会学。成果导向的教学设计为实现有效的教学提供了清晰的路径。当然，教学是一个动态变化的过程，教师要通过不断的教学实践，从教师的教和学生的学两个方面不断总结经验，查找不足，研究和探索新的思路和方法，促进学习目标的达成，提高人才培养质量。

    参考文献：

    [1]Spady W G，Marshell W G.Beyond Traditional Outcome-based Education[J].Educational Leadership，1991，49（02）：67-72.

    [2]Spady W G，Marshell W G.Choosing Outcomes of Significance[J].Educational Leadership，1994，51（06）：18-22.

    [3]李志义，袁德成，汪滢，等.“113”应用型人才培养体系改革[J].中国大学教学，2018（03）：57-61.

    [4]申天恩，斯蒂文·洛克.论成果导向的教育理念[J].高校教育管理，2016，10（05）：47-51.

    [5]卫建国.以改造课堂为突破口提高人才培养质量[J].教育研究，2017，38（06）：125-131.

    [6]李志义.成果导向的教学设计[J].中国大学教学，2015（03）：32-39.

    [7]陆国栋.治理“水课”打造“金课”[J].中国大学教学，2018（09）：23-25.

    [8]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学，2018（12）：4-9.

    [9]徐红彩.大学生合作学习影响因素的质性研究[J].高教探索，2018（08）：44-49.

    [10]胡军苟.试论信息技术与综合实践活动课深度融合的内涵与策略[J].教育探索，2017（05）：32-37.

    [11]雷洪德，于晴，阳纯仁.课堂发言的障碍——对本科生课堂沉默现象的访谈分析[J].高等教育研究，2017（12）：81-89.

    [12]张静华.本科课堂教学中的师生互动：现状及其效果[J].教育发展研究，2019，39（23）：10-17.

    作者简介：张丽华，副教授，研究方向为智能信息处理、数据库技术。

    基金项目：浙江省高等教育“十三五”第一批教学改革研究项目“基于OBE理念的计算机类专业应用型人才培养体系研究”（jg20180526）;嘉兴学院南湖学院课堂教学改革项目“基于案例驱动的Web程序设计课程教学改革”（N414541907）。