劉帥 陳書貞 吳培良 彭秀平

摘要：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是一門理工科普遍開設(shè)的課程，為了提高教學(xué)質(zhì)量，對(duì)課程進(jìn)行了教學(xué)改革。文章首先論述了目前的教學(xué)模式及教改的必要性，按照以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)理念，從課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)評(píng)價(jià)三個(gè)方面進(jìn)行了改革。本文以電子信息工程專業(yè)為例，引入基于產(chǎn)出導(dǎo)向的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)；C++；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）01-0048-02

一、引言

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)在現(xiàn)代工程技術(shù)研發(fā)中有較廣泛的應(yīng)用，是電子信息類專業(yè)中普遍開設(shè)的課程。學(xué)習(xí)和掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法，可以提高電子信息類學(xué)生的軟件研發(fā)能力，為后續(xù)需要編程的專業(yè)課程（如：單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字圖像處理）打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。C++語言是應(yīng)用最廣泛的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的語言之一，由于知識(shí)點(diǎn)繁多、語法規(guī)則復(fù)雜，對(duì)初學(xué)者來說學(xué)習(xí)難度大，因此很多高校開展了教學(xué)改革，取得了一定的效果[2]。但如何進(jìn)一步提高工程技術(shù)人才編程能力，增強(qiáng)工科人才培養(yǎng)對(duì)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性，依然是有待研究的課題。OBE（Outcomes-based Education）即基于產(chǎn)出的教學(xué)，是工程教育認(rèn)證推崇的教學(xué)模式[3]。教學(xué)者首先必須對(duì)學(xué)生應(yīng)達(dá)到的能力有清楚的構(gòu)想，然后采用合適的教學(xué)手段保證學(xué)生達(dá)到這些預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，教師要在教學(xué)過程中指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和探索創(chuàng)新。筆者在對(duì)OBE教學(xué)模式研究的基礎(chǔ)上，探討了“產(chǎn)出導(dǎo)向”的電子信息類專業(yè)學(xué)生面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的教學(xué)方案。

二、教學(xué)模式改革的必要性

近年來，許多高校都對(duì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程進(jìn)行了相關(guān)教改工作，但從教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)過程來看，還存在如下問題。

（一）課程教學(xué)目標(biāo)

課程教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)設(shè)計(jì)的首要問題，能否制定出明確、規(guī)范的教學(xué)目標(biāo)關(guān)系著教學(xué)的成敗。目前許多面向?qū)ο笳n程設(shè)計(jì)沒有說明支撐的畢業(yè)要求。課程教學(xué)目標(biāo)大部分針對(duì)的是知識(shí)目標(biāo)，較少涉及能力目標(biāo)。傳統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)關(guān)注的僅僅是知識(shí)掌握的多少，缺少有針對(duì)性地鍛煉學(xué)生解決問題的能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、溝通能力、終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力等。

（二）課程教學(xué)內(nèi)容和活動(dòng)

課程教學(xué)內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的保證。目前，教學(xué)大綱中課程教學(xué)內(nèi)容多是按教學(xué)知識(shí)點(diǎn)羅列，每個(gè)教學(xué)活動(dòng)支撐了哪些教學(xué)目標(biāo)在教學(xué)大綱中沒有體現(xiàn)。課程教學(xué)活動(dòng)方式單一，主要是教師講授以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)。學(xué)生不清楚課程知識(shí)在專業(yè)中的應(yīng)用，不會(huì)應(yīng)用。課程教學(xué)中的實(shí)踐環(huán)節(jié)與專業(yè)應(yīng)用脫節(jié)，制約了學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

（三）考核評(píng)價(jià)

現(xiàn)階段考核方式?jīng)]有明確說明其與教學(xué)目標(biāo)的關(guān)系，考核的每項(xiàng)內(nèi)容需要細(xì)化與知識(shí)目標(biāo)或能力目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。考核學(xué)生的方式主要以期末考試及實(shí)驗(yàn)形式進(jìn)行，主要考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，缺乏對(duì)學(xué)生能力的考核。考核方式單一，不能全面有效的評(píng)價(jià)學(xué)生。

三、“產(chǎn)出導(dǎo)向”的教學(xué)改革探索

針對(duì)目前面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)中的一些問題，本文以燕山大學(xué)電子信息工程專業(yè)為例，設(shè)計(jì)了“產(chǎn)出導(dǎo)向”的教學(xué)模式。

（一）課程教學(xué)頂層設(shè)計(jì)

C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生使用現(xiàn)代信息技術(shù)工具的能力，并能初步應(yīng)用于電子信息領(lǐng)域。電子信息工程專業(yè)的畢業(yè)要求共12條，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)主要支撐畢業(yè)要求的第5條：能夠針對(duì)電子信息工程領(lǐng)域的綜合性工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對(duì)復(fù)雜工程問題的建模、模擬與測試，并能夠理解其實(shí)際可行性。首先根據(jù)課程支撐的電子信息工程專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)確定課程的教學(xué)目標(biāo)，主要包括知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)兩大類。通過精選案例、分解任務(wù)、討論和項(xiàng)目有機(jī)融合，明確其對(duì)教學(xué)目標(biāo)的支撐作用，將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融入討論和項(xiàng)目，讓學(xué)生更好地掌握C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)。

（二）教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化與拓展，注重學(xué)生能力培養(yǎng)

以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出的OBE教學(xué)理念為指導(dǎo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和拓展。教學(xué)內(nèi)容包括理論知識(shí)講解、討論課、課程項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)。理論知識(shí)講解和實(shí)驗(yàn)主要支撐知識(shí)目標(biāo)；討論課和課程項(xiàng)目主要支撐能力目標(biāo)。理論知識(shí)教學(xué)主要采用案例式教學(xué)，通過編程實(shí)例教授函數(shù)、類、對(duì)象、繼承和多態(tài)等知識(shí)點(diǎn)。討論課就課程涉及的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論，能夠使學(xué)生加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)際應(yīng)用的理解、擴(kuò)寬知識(shí)面、初步具備查閱文獻(xiàn)、閱讀相關(guān)技術(shù)資料和調(diào)查研究的能力，并引導(dǎo)學(xué)生積極思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)，鍛煉和提高學(xué)生的交流、溝通和表達(dá)能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力。課程設(shè)有3次討論課，第1次討論課設(shè)置在類和對(duì)象的知識(shí)點(diǎn)授課結(jié)束后，圍繞繪制頻譜圖形功能進(jìn)行探討，用面向?qū)ο缶幊趟枷胩接戭惖氖褂茫坏?次討論課設(shè)置在派生類和繼承的知識(shí)點(diǎn)授課結(jié)束后，圍繞MFC中畫筆和畫刷的繼承關(guān)系及其在繪制圖形中的應(yīng)用進(jìn)行探討，體會(huì)繼承的優(yōu)點(diǎn)；第3次討論課設(shè)置在多態(tài)性的知識(shí)點(diǎn)授課結(jié)束后，采用面向?qū)ο缶幊趟枷胫械木幾g時(shí)和運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性進(jìn)行編程模擬。討論課要求學(xué)生按照討論題目分組查閱資料，歸納總結(jié)，撰寫報(bào)告，制作匯報(bào)用PPT。課程項(xiàng)目要求學(xué)生使用MFC實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)號(hào)數(shù)字的單極性碼生成和圖形繪制，結(jié)合教學(xué)的進(jìn)程，要求學(xué)生2—3人一組，分組查閱資料，編寫程序，撰寫項(xiàng)目研究報(bào)告并制作匯報(bào)用PPT，分組完成學(xué)號(hào)后四位單極性碼生成、MFC界面設(shè)計(jì)、圖形繪制、坐標(biāo)繪制等功能，為后續(xù)課程奠定編程能力基礎(chǔ)。課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生能驗(yàn)證、鞏固和補(bǔ)充課堂講授的理論知識(shí)。本課程和數(shù)字信號(hào)處理、通信原理三門課程還聯(lián)合開設(shè)了《數(shù)字通信仿真課程設(shè)計(jì)》，是多學(xué)科知識(shí)的綜合應(yīng)用，進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生針對(duì)電子信息工程中的實(shí)際問題編寫面向?qū)ο蟪绦虻哪芰Α?/p>

（三）考核方式多樣化，多角度評(píng)價(jià)教學(xué)效果

學(xué)生成績由討論課、課程項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)和結(jié)課考試成績構(gòu)成。討論課成績依據(jù)資料的查閱整理及PPT制作質(zhì)量、PPT講解情況和回答問題情況幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，占總成績的10%。課程項(xiàng)目成績依據(jù)研究報(bào)告、項(xiàng)目程序代碼和匯報(bào)情況綜合評(píng)定，占總成績的20%。實(shí)驗(yàn)成績占總成績的10%，要求學(xué)生認(rèn)真準(zhǔn)備，全程參與，獨(dú)立完成并按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。結(jié)課考試占總成績的60%。根據(jù)教學(xué)大綱和考試評(píng)定方式，課程組還確定了課程目標(biāo)與考核內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出了各教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度評(píng)價(jià)值，該評(píng)價(jià)值可以進(jìn)一步支撐畢業(yè)要求達(dá)成度的計(jì)算。

四、結(jié)束語

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是一門教學(xué)難度較大的課程，提高教學(xué)效果需要不斷改進(jìn)教學(xué)理念和方法。本文結(jié)合電子信息類專業(yè)教學(xué)實(shí)踐，基于OBE的教學(xué)理念，探討了以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)改革思路。針對(duì)電子信息工程專業(yè)設(shè)計(jì)了課程目標(biāo)、討論課和課程項(xiàng)目。教改明確了課程目標(biāo)中的知識(shí)和能力目標(biāo)，課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系，課程目標(biāo)與課程考核的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過多輪教學(xué)實(shí)踐證明，教改提升了學(xué)生的編程能力，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，有效提高了電子信息類人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]包理群，李錦瓏，蘭聰花.應(yīng)用型本科電子信息類學(xué)生編程能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].教學(xué)研究，2015，38（06）：85-88+92.

[2]何國斌，吳春明.C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，41（11）：189-193.

[3]胡正平，許成謙，李英偉，等.從專業(yè)認(rèn)證角度談工科課程三級(jí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)[J].教學(xué)研究，2017，40（01）：96-99+105.