尚俊平 劉合兵 張麗

摘 要：針對(duì)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)及目前教學(xué)中存在的問(wèn)題，可以將能力導(dǎo)向教育理念引入程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，采用基于能力導(dǎo)向教育的“教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)—課堂教學(xué)實(shí)施—教學(xué)考核評(píng)價(jià)”的新教學(xué)模式，以最終的課程學(xué)習(xí)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行反向課程設(shè)計(jì)，從而提高程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育;程序設(shè)計(jì)課程;教學(xué)改革

能力導(dǎo)向教育（OBE），又稱成果導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育，其最早出現(xiàn)于美國(guó)和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革中。美國(guó)學(xué)者William Spady將OBE定義為：在教學(xué)體系中，圍繞學(xué)生經(jīng)過(guò)課程教學(xué)過(guò)程應(yīng)該取得什么樣的關(guān)鍵成效而開(kāi)展的相關(guān)教學(xué)工作。能力導(dǎo)向教育強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以掌握實(shí)際能力為目標(biāo)。課程設(shè)置以最終能力為導(dǎo)向，突出課程的實(shí)用性，注重學(xué)生的自我探索和自我學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，注重學(xué)生在課程學(xué)習(xí)完成后具備什么樣的能力。能力導(dǎo)向教育強(qiáng)調(diào)教學(xué)目標(biāo)（學(xué)生要掌握的知識(shí)、具備的能力等）、教學(xué)設(shè)計(jì)（學(xué)生怎樣學(xué)習(xí)才能掌握知識(shí)、獲得預(yù)期能力，以及教師如何有效地利用課堂幫助學(xué)生）和教學(xué)評(píng)價(jià)（學(xué)生是否已經(jīng)掌握了知識(shí)、具備了相應(yīng)能力）的有機(jī)結(jié)合。在實(shí)際的課程教學(xué)實(shí)踐中，授課教師將OBE理念落實(shí)到具體課程中，圍繞學(xué)生最終的“學(xué)習(xí)成果”組織和開(kāi)展教學(xué)，以明確掌握綜合能力為目標(biāo)，反向設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，最終促成學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。

一、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是一門非常重要的基礎(chǔ)性課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。在實(shí)際的課程教學(xué)中，學(xué)生具備一定的程序編寫(xiě)能力和創(chuàng)造能力，對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高有堅(jiān)實(shí)的支撐作用。以河南農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，共48學(xué)時(shí)，理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)各24學(xué)時(shí)。一般工科專業(yè)的上課班級(jí)為4個(gè)小班（每個(gè)小班約30人），計(jì)算機(jī)專業(yè)為2個(gè)小班，紹骙實(shí)驗(yàn)班單獨(dú)成班授課（約25人）。理論課學(xué)生在多媒體教室上課，實(shí)驗(yàn)課學(xué)生在機(jī)房一人一機(jī)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

目前，高校程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的授課模式大多為“單聲道”的傳統(tǒng)授課模式，主要存在如下問(wèn)題。

一是以教師為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)。授課教師根據(jù)教學(xué)大綱要求，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)制定教學(xué)進(jìn)度表，學(xué)生按照授課教師的要求完成課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。這種授課方式?jīng)]有考慮到學(xué)生個(gè)體的差異，把所有學(xué)生看成具有同等能力與水平的授課對(duì)象，導(dǎo)致能力差的學(xué)生跟不上教師的進(jìn)度，能力強(qiáng)的學(xué)生有意猶未盡的感覺(jué)，不利于學(xué)生潛力的挖掘和能力的培養(yǎng)。

二是以知識(shí)為導(dǎo)向的教學(xué)模式。授課教師按照教學(xué)大綱要求，重點(diǎn)講授教學(xué)內(nèi)容，包括C語(yǔ)言的基本概念、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單應(yīng)用，不注重學(xué)習(xí)結(jié)果，缺乏對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、拓展學(xué)習(xí)等能力的培養(yǎng)。學(xué)生僅僅為掌握教學(xué)知識(shí)點(diǎn)而學(xué)習(xí)，不能對(duì)C語(yǔ)言課程有一個(gè)宏觀的認(rèn)識(shí)，無(wú)法解決實(shí)際問(wèn)題，不能進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

三是教學(xué)考核評(píng)價(jià)方式。傳統(tǒng)的教學(xué)考核方式以期末考試為主，使學(xué)生的注意力集中在課程理論知識(shí)的學(xué)習(xí)上，導(dǎo)致學(xué)生重理論輕實(shí)踐，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際編程能力。

為進(jìn)一步提升教學(xué)效果，提高學(xué)生的綜合能力，筆者所在的程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)將OBE理念引入程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中，團(tuán)隊(duì)成員結(jié)合學(xué)生專業(yè)制定課程教學(xué)目標(biāo)，以學(xué)生為中心制訂教學(xué)計(jì)劃，為實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果而進(jìn)行教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)并加以實(shí)施，在實(shí)施過(guò)程中開(kāi)展有效的教學(xué)評(píng)價(jià)考核。

二、基于能力導(dǎo)向教育的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程改革實(shí)踐

能力導(dǎo)向教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，將課程教學(xué)目標(biāo)明確地聚焦于學(xué)生最終有意義的學(xué)習(xí)成果上，強(qiáng)調(diào)包括知識(shí)、能力、素質(zhì)的三維教學(xué)目標(biāo)，突出能力本位教育，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維及解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力;改變傳統(tǒng)的以課程知識(shí)為主的教學(xué)模式，不再是“單聲道”的知識(shí)灌輸，而是圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)成果組織和開(kāi)展教學(xué)，以明確綜合能力的掌握為目標(biāo)反向設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，最終促成學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。

（一）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)形式，成果導(dǎo)向教學(xué)模式在教學(xué)內(nèi)容的選擇上具有更大的靈活性。筆者所在學(xué)校課程團(tuán)隊(duì)教師根據(jù)課程教學(xué)大綱要求，結(jié)合企業(yè)實(shí)踐案例資源，制定程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程知識(shí)體系架構(gòu)，主要包括三個(gè)模塊。

一是基本要求模塊。主要知識(shí)點(diǎn)包括基礎(chǔ)語(yǔ)法及程序控制結(jié)構(gòu)、數(shù)組、函數(shù)、模塊化程序設(shè)計(jì)、指針、文件等課程內(nèi)容，學(xué)生須完成“Hello World程序”“一元二次方程”“日期計(jì)算器”“自動(dòng)排序軟件”“日期計(jì)算器（函數(shù)實(shí)現(xiàn)版）”“字符串處理程序”“文本文件讀寫(xiě)程序”等內(nèi)容。基本要求模塊重點(diǎn)在于基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、訓(xùn)練學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和基本編程能力。

二是提高階段模塊。主要知識(shí)點(diǎn)為指針和自定義類型，學(xué)生須完成“學(xué)生排名系統(tǒng)”案例。該模塊重點(diǎn)突出結(jié)構(gòu)體和鏈表的應(yīng)用，使學(xué)生具備簡(jiǎn)單程序開(kāi)發(fā)能力。

三是編程高手模塊。以“貪吃蛇游戲”項(xiàng)目案例的實(shí)現(xiàn)作為學(xué)習(xí)成果。項(xiàng)目案例實(shí)踐要求學(xué)生進(jìn)行調(diào)研、閱讀理解項(xiàng)目文檔，完成系統(tǒng)需求分析與設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)編碼并進(jìn)行測(cè)試，撰寫(xiě)項(xiàng)目驗(yàn)收總結(jié)，進(jìn)行項(xiàng)目匯報(bào)展示等內(nèi)容。該模塊重點(diǎn)在于讓學(xué)生了解軟件開(kāi)發(fā)流程，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

需要明確的是，不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)背景不同，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)期望目標(biāo)也不盡相同。授課教師與學(xué)生結(jié)合，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)情況、個(gè)性發(fā)展與學(xué)習(xí)能力情況，確定不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，劃分不同的學(xué)習(xí)成果，確保每個(gè)學(xué)生都能夠?qū)W有所成。

（二）課堂教學(xué)實(shí)施

OBE理念下的課堂教學(xué)過(guò)程更注重以學(xué)生為主體，關(guān)注“學(xué)生怎么學(xué)”，教師通過(guò)學(xué)習(xí)活動(dòng)指導(dǎo)和影響學(xué)生，使學(xué)生明確“應(yīng)該學(xué)習(xí)什么”，從自身需求出發(fā)，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性，而不是被動(dòng)地接受。

1.積極運(yùn)用混合式教學(xué)模式

運(yùn)用混合式教學(xué)模式之前對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，堅(jiān)持適當(dāng)原則，既要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又要保證團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。

在第一堂課時(shí)，教師要給學(xué)生講解相關(guān)信息資源，讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用圖書(shū)館文獻(xiàn)資源和MOOC資源。MOOC的發(fā)展為學(xué)生提供了更多的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，僅在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上就有浙江大學(xué)翁愷老師的“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”、哈爾濱工業(yè)大學(xué)蘇小紅教授的“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)精髓”、北京理工大學(xué)李鳳霞教授的“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”等課程資源，還有課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)的“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”在線課程資源。

教師在上課前布置學(xué)生自學(xué)相應(yīng)內(nèi)容。學(xué)生可以看參考書(shū)，或登錄中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，還可以登錄校企（軟酷網(wǎng)）合作建設(shè)的核心課程資源平臺(tái)，通過(guò)課程知識(shí)補(bǔ)強(qiáng)環(huán)節(jié)預(yù)習(xí)內(nèi)容，觀看網(wǎng)絡(luò)視頻課程。

在課堂上，授課教師結(jié)合具體問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生積極思考，組織學(xué)生交流討論，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問(wèn)題并進(jìn)行解答。課后，教師通過(guò)各種信息技術(shù)手段（中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)課程學(xué)習(xí)討論區(qū)、QQ群、微信群等）答疑，確保學(xué)生的疑問(wèn)能及時(shí)得到解答。

2.案例教學(xué)

混合式教學(xué)模式的主體是學(xué)生，授課教師起輔助及引導(dǎo)作用。課前的預(yù)習(xí)與課堂討論都是圍繞學(xué)習(xí)成果展開(kāi)的，但是學(xué)生基礎(chǔ)不同、學(xué)習(xí)能力不同，不能保證所有學(xué)生都能掌握所學(xué)知識(shí)。這時(shí)候授課教師就需要設(shè)計(jì)一些案例，通過(guò)案例培養(yǎng)學(xué)生初步的編程能力和邏輯思維能力，引導(dǎo)學(xué)生積極參與，相互協(xié)作，促使學(xué)生理解問(wèn)題的復(fù)雜性與變化性。

在項(xiàng)目實(shí)踐模塊，教師可以提供一個(gè)完整的游戲開(kāi)發(fā)案例。通過(guò)案例，學(xué)生可提前熟悉軟件工程思想，體會(huì)軟件開(kāi)發(fā)的完整流程，了解企業(yè)對(duì)員工的紀(jì)律要求及技能要求等。從撰寫(xiě)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)，定制合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，到具體編寫(xiě)程序代碼，并對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行測(cè)試，最終完成軟件開(kāi)發(fā)，學(xué)生完成并體驗(yàn)著自己開(kāi)發(fā)的游戲，非常有成就感。項(xiàng)目實(shí)踐可以讓學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到充分發(fā)揮，其計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力也得到有效提高。

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是理論和實(shí)踐并重的課程。在課堂有限的時(shí)間內(nèi)，教師不可能全面講授完所有的知識(shí)體系，這就需要授課教師有針對(duì)性地補(bǔ)充一些有代表性和提高性的實(shí)踐項(xiàng)目案例資源，供學(xué)生學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。教師可以在校企（軟酷網(wǎng)）合作搭建的核心課程平臺(tái)上，引導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生將其中的“計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)”“銀行管理系統(tǒng)”等案例資源進(jìn)行實(shí)踐，使學(xué)生能將各階段的知識(shí)融會(huì)貫通并學(xué)以致用。

3.以賽促學(xué)機(jī)制

團(tuán)隊(duì)教師堅(jiān)持“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促改、以賽促建”，讓技能競(jìng)賽和教學(xué)改革相互促進(jìn)。一方面，積極組織學(xué)生參加編程訓(xùn)練。由于課堂學(xué)時(shí)有限，教師就引導(dǎo)學(xué)生在課余時(shí)間利用在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行編程訓(xùn)練，這不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能形成好的學(xué)習(xí)氛圍。另一方面，通過(guò)各種形式給學(xué)生介紹ICPC國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽亞洲區(qū)域賽、CCPC中國(guó)大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽、天梯賽、藍(lán)橋杯軟件大賽等相關(guān)比賽，并積極組織學(xué)生參加。通過(guò)比賽，進(jìn)一步將以賽促學(xué)落到實(shí)處，切實(shí)有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，并幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，提升編程實(shí)踐能力。

（三）教學(xué)考核評(píng)價(jià)

對(duì)教學(xué)成果進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的考核評(píng)價(jià)是能力導(dǎo)向教育模式中的重要環(huán)節(jié)之一。授課教師根據(jù)設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)建立全面有效的多維度評(píng)價(jià)機(jī)制，包括平時(shí)表現(xiàn)、單元測(cè)試、期中考試、項(xiàng)目實(shí)踐及演示匯報(bào)、期末考試等，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展案例式、團(tuán)隊(duì)協(xié)作式等模式學(xué)習(xí)，及時(shí)快速評(píng)估教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)成果。課程考核評(píng)價(jià)主要包括以下幾個(gè)部分。

一是平時(shí)表現(xiàn)，占總成績(jī)的20%。根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)、文檔及視頻的學(xué)習(xí)情況、完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)情況、單元測(cè)試的結(jié)果及期中考試的情況進(jìn)行綜合評(píng)分。二是OJ做題，占總成績(jī)的10%。根據(jù)學(xué)生完成OJ上題目的情況和參加比賽等情況進(jìn)行綜合評(píng)分。三是項(xiàng)目實(shí)踐，占總成績(jī)的10%。根據(jù)學(xué)習(xí)項(xiàng)目文檔提交、項(xiàng)目功能完成、項(xiàng)目匯報(bào)展示、個(gè)人總結(jié)等情況進(jìn)行綜合評(píng)分。項(xiàng)目實(shí)踐可以檢驗(yàn)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，需要學(xué)生熟練運(yùn)用語(yǔ)言編制和調(diào)試程序，并以成果的方式進(jìn)行展示匯報(bào)。四是期末考試，占總成績(jī)的60%。按照學(xué)校要求進(jìn)行上機(jī)考試，題型包括選擇題、判斷題、程序閱讀題、程序填空題、編程題等。

可以看出，基于能力導(dǎo)向教育的多維度評(píng)價(jià)機(jī)制，既包含過(guò)程性評(píng)價(jià)（平時(shí)學(xué)習(xí)情況、項(xiàng)目實(shí)踐等），又包含結(jié)果性評(píng)價(jià)（項(xiàng)目實(shí)踐展示匯報(bào)、單元測(cè)試、期末考試等），要求學(xué)生既能動(dòng)手做，又能進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作溝通，還能展示匯報(bào)，從而使其能力得到全面提升。

三、結(jié)論

能力導(dǎo)向教育作為一種新的教育模式，是對(duì)傳統(tǒng)教育模式的革新，對(duì)于教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法與手段改革、教學(xué)考核評(píng)價(jià)模式設(shè)計(jì)有重要的指導(dǎo)意義，有利于促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展以及師生教與學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變。教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員在程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中，將工程實(shí)踐案例融入整個(gè)教學(xué)過(guò)程，通過(guò)對(duì)案例進(jìn)行反向設(shè)計(jì)和知識(shí)分解，制定程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的知識(shí)體系架構(gòu)和預(yù)期的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。結(jié)合企業(yè)（軟酷網(wǎng)）案例資源開(kāi)展教學(xué)實(shí)施，彌補(bǔ)教學(xué)模式不足的現(xiàn)狀，有效地提升了程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果。筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)近3年在多個(gè)專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐，有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。教學(xué)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)了河南農(nóng)業(yè)大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放創(chuàng)新項(xiàng)目“基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的程序設(shè)計(jì)類課程在線評(píng)測(cè)平臺(tái)搭建與應(yīng)用”，搭建在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)，為程序設(shè)計(jì)類課程提供了編程訓(xùn)練平臺(tái)。學(xué)生參加各類學(xué)科競(jìng)賽的積極性和競(jìng)賽成績(jī)有了顯著提高，2019年獲ICPC國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽亞洲區(qū)域賽銀獎(jiǎng)、CCPC中國(guó)大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽銅獎(jiǎng)、河南省ACM競(jìng)賽金獎(jiǎng)等。教學(xué)改革效果受到了學(xué)生和學(xué)校的充分肯定。

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責(zé)編：嘉 悅