余軍霞，董永權(quán)，2

（1.江蘇師范大學(xué) 智慧教育學(xué)院；2.徐州市云計算工程技術(shù)研究中心，江蘇 徐州 221116）

0 引言

成果導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education，簡稱OBE），是培養(yǎng)學(xué)生獲得成功所需要的知識、能力和素質(zhì)的一種教育模式［1］。OBE 被美國等西方國家廣泛應(yīng)用于教育改革，已成為工程教育專業(yè)認(rèn)證理念。1989 年，美國、加拿大、英國、愛爾蘭等國簽訂《華盛頓協(xié)議》，該協(xié)議承認(rèn)簽約國所認(rèn)證的工程專業(yè)培養(yǎng)方案具有實質(zhì)等效性，認(rèn)為經(jīng)過認(rèn)證專業(yè)的畢業(yè)生均達(dá)到了從事工程師職業(yè)的學(xué)術(shù)要求和基本質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［2］。2016 年6 月，我國加入該組織，成為成員國之一，標(biāo)志著我國工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量實現(xiàn)了國際實質(zhì)等效，對我國工程教育改革具有重要意義［3］。近年來，隨著我國工程教育專業(yè)認(rèn)證的不斷深入推廣，參與認(rèn)證的專業(yè)必須將OBE教育貫穿于工程教育專業(yè)教學(xué)［4］。因此，探究符合工程教育專業(yè)認(rèn)證的OBE教學(xué)模式和評價方式成為我國高校工程教育改革的方向，成為深入推進(jìn)相關(guān)課程教育教學(xué)改革的關(guān)鍵。OBE 為解決我國高校人才培養(yǎng)與社會需求脫節(jié)問題指明了方向，引起教育界和社會的廣泛重視。但在實踐教學(xué)中研究成果相對較少，未產(chǎn)生應(yīng)有的教學(xué)效果。因此，從實踐教學(xué)角度深入研究OBE 課程教學(xué)顯得尤為重要。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法是計算機類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是其它理工科相關(guān)專業(yè)的選修課程。該課程是一門綜合性的基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容不僅包含一般程序設(shè)計基礎(chǔ)，也包含設(shè)計和實現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其他系統(tǒng)程序，目的是培養(yǎng)學(xué)生具有初步算法設(shè)計、分析能力以及編程能力。當(dāng)前，該課程主要采用教師授課形式，重知識輕實踐、教學(xué)評價單一、學(xué)生興趣不高，也不利于學(xué)生能力培養(yǎng)。鑒于此，本文將OBE 應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程教學(xué)實踐，結(jié)合混合學(xué)習(xí)理論，明確課程目標(biāo)和預(yù)期學(xué)習(xí)成果，按照“反向設(shè)計，正向?qū)嵤钡脑瓌t設(shè)計教學(xué)，實施教學(xué)活動、評價，并通過持續(xù)改進(jìn)機制不斷優(yōu)化教學(xué)過程，從而提升學(xué)生的知識與能力水平。

1 相關(guān)研究

OBE 起源于20 世紀(jì)80 年代美國高等教育改革，至今已有30 年的發(fā)展歷程，其理論體系相對完善。2003 年，姜波［5］發(fā)表了國內(nèi)首篇研究OBE 的文章，標(biāo)志著國內(nèi)OBE 研究的正式開始。研究主要集中在理論研究和實踐應(yīng)用兩方面：理論研究包括理論解讀、模式研究、實施要點等內(nèi)容，頗為豐富；實踐研究主要包括大學(xué)改革、專業(yè)認(rèn)證、課程教學(xué)改革等方面，研究處于探索起步階段。2007 年，李光梅［6］從OBE 的本質(zhì)、策劃、實施、評估過程4 個方面進(jìn)行闡述，但缺少實踐操作經(jīng)驗；李志義［7］從OBE 的概念界定、實施要點、教學(xué)設(shè)計重點、教學(xué)實施4 方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹；申天恩等［8］從OBE 的基礎(chǔ)原理、理論淵源、組成部分進(jìn)行詳細(xì)介紹，并提出OBE教學(xué)設(shè)計圖；顧佩華等［9］在系統(tǒng)研究OBE 的基礎(chǔ)上，在汕頭大學(xué)進(jìn)行了OBE教育模式實踐與探索，為其他學(xué)校進(jìn)行大學(xué)改革提供借鑒，但缺少具體實踐教學(xué)案例；王紅軍［10］以工程教育認(rèn)證12 條畢業(yè)要求準(zhǔn)則分析畢業(yè)要求，建立課程體系，并對畢業(yè)要求達(dá)成情況進(jìn)行評價；孫晶等［11］針對專業(yè)認(rèn)證中畢業(yè)要求達(dá)成度評價方法單一的問題，提出課程考核成績分析法、評價尺規(guī)法和問卷調(diào)查法，全面評價學(xué)生畢業(yè)要求達(dá)成情況；鞏建閩等［12］在專業(yè)認(rèn)證和OBE 理念下，結(jié)合高校實際，探討課程大綱制定依據(jù)和相關(guān)內(nèi)容；蘇芃等［13］以O(shè)BE 理念為指導(dǎo)，以能力為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，構(gòu)建通識教育課程教學(xué)和評價體系。隨著專業(yè)認(rèn)證推行，各大高校如汕頭大學(xué)、黑龍江職業(yè)技術(shù)學(xué)院、商丘工學(xué)院、深圳大學(xué)等，在OBE 的指導(dǎo)下，進(jìn)行人才培養(yǎng)方案改革與實踐，不斷深化專業(yè)人才培養(yǎng)研究［14-17］。

通過以上分析可知，國內(nèi)OBE 研究起步較晚，理論研究較為豐富，而實踐領(lǐng)域仍處于探索階段，且主要從大學(xué)改革和專業(yè)建設(shè)角度進(jìn)行研究，對于落實到具體一門課程中的教學(xué)設(shè)計與實踐研究不夠深入，沒有提出具有可操作性的教學(xué)設(shè)計模式。本文選取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這門課程，從課程目標(biāo)制定、教學(xué)設(shè)計與實踐教學(xué)、目標(biāo)達(dá)成度計算、持續(xù)改進(jìn)4 方面闡述OBE 課程設(shè)計與教學(xué)，以提升教學(xué)效果與質(zhì)量。

2 課程設(shè)計整體思路

OBE 課程設(shè)計主要分為4 步：①根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，確立課程支撐指標(biāo)點和課程目標(biāo)［18］；②圍繞課程目標(biāo)進(jìn)行混合學(xué)習(xí)課程設(shè)計，以移動教學(xué)平臺為依托，開展教學(xué)實踐；③采用定性與定量相結(jié)合的評價方法，確定課程目標(biāo)達(dá)成度計算公式，獲取達(dá)成度計算結(jié)果；④以課程目標(biāo)達(dá)成度的結(jié)果為依據(jù)，進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)與提升。在OBE 課程設(shè)計中，教學(xué)評價的目的不是評判成績高低，而是通過教學(xué)策略與方法不斷改進(jìn)教學(xué)過程，提高教學(xué)質(zhì)量，形成持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)閉環(huán)，如圖1 所示。

Fig.1 OBE curriculum design framework圖1 OBE 課程設(shè)計框架

3 OBE 課程目標(biāo)確立

課程目標(biāo)是OBE 課程運行的指南和目的，決定了課程內(nèi)容、教學(xué)方法和考核評價的設(shè)計。OBE 課程目標(biāo)具備明確性、層次性、可測量以及可操作性的特點，便于師生理解、掌握和執(zhí)行［19］。一方面，利用布魯姆的認(rèn)知目標(biāo)分類理論，對課程目標(biāo)進(jìn)行合理定位，盡量使用高層次的“分析、評價、創(chuàng)造”目標(biāo)；另一方面，利用目標(biāo)管理SMART 原則（目標(biāo)必須具備具體性、可衡量性、可實現(xiàn)性、相關(guān)性、時限性原則）［20］，對課程目標(biāo)進(jìn)行設(shè)置與表述，使用可觀察的行為動詞表示。在OBE 課程目標(biāo)制定過程中，課程組以工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的畢業(yè)要求和專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，綜合考慮社會、企業(yè)、家長、學(xué)生等相關(guān)利益方的需求，對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析與研究，并參考《高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程教學(xué)實施方案》后，確定該課程在軟件工程專業(yè)畢業(yè)要求中3 個一級指標(biāo)及其對應(yīng)的3 個二級指標(biāo)，如表1 所示。

Table 1 Course objectives and corresponding graduation requirement index points of“Data Structures and Algorithms”表1 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程目標(biāo)與對應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點

4 OBE 課程設(shè)計與實施

OBE 課程從課程目標(biāo)出發(fā)，確定課程內(nèi)容，規(guī)劃教學(xué)設(shè)計，實施課堂教學(xué)。

（1）明確課程目標(biāo)，確定課程內(nèi)容。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程目標(biāo)是讓學(xué)生理解如何有效地組織、存儲和處理數(shù)據(jù)，正確地設(shè)計算法以及對算法復(fù)雜度進(jìn)行分析和評價，從而培養(yǎng)學(xué)生具備初步的算法設(shè)計能力、分析能力和良好的編程動手能力。依據(jù)課程目標(biāo)將該課程分為理論課與實驗課，兩者的學(xué)時分別為54 學(xué)時和36 學(xué)時，并劃分每章節(jié)的教學(xué)時長及其對應(yīng)的課程目標(biāo)，如表2 所示。

Table 2 Course contents，teaching sessions and corresponding course objectives of“Data Structures and Algorithms”表2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)與對應(yīng)課程目標(biāo)

（2）統(tǒng)籌教學(xué)要素，規(guī)劃教學(xué)設(shè)計。依據(jù)Richard 等［21］的OBE教學(xué)設(shè)計模型，將教學(xué)設(shè)計要素劃分為學(xué)習(xí)目標(biāo)、活動設(shè)計、學(xué)習(xí)評價，三者相互影響，學(xué)生成果處于模型中心驅(qū)動教學(xué)，如圖2 所示。在學(xué)習(xí)目標(biāo)方面，主要是將課程目標(biāo)向下拆解為每節(jié)課的知識和能力目標(biāo)，拆解過程參照布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分類理論與SMART 原則。在活動設(shè)計方面，主要從學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)活動出發(fā)設(shè)計教學(xué)活動。具體設(shè)計如下：學(xué)習(xí)資源主要由基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)資源和拓展性學(xué)習(xí)資源構(gòu)成，基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)資源包括任務(wù)清單、PPT、案例、實驗操作視頻及相關(guān)專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站等資源，拓展性學(xué)習(xí)資源包括參考書籍、拓展資料、網(wǎng)站鏈接資源，覆蓋了基礎(chǔ)理論、技能操作和應(yīng)用案例的內(nèi)容，有效地滿足了學(xué)習(xí)者對資源的不同需求；學(xué)習(xí)環(huán)境主要是一個融合了基礎(chǔ)設(shè)施、軟件資源的多媒體教室，通過藍(lán)墨云班課將在線學(xué)習(xí)與面授教學(xué)有效融合，為師生、生生營造一個資源共享、強交互的混合學(xué)習(xí)環(huán)境；學(xué)習(xí)活動主要是提供實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的措施，具體包括自主學(xué)習(xí)、頭腦風(fēng)暴、成果展示、協(xié)作學(xué)習(xí)、互動答疑和個性化輔導(dǎo)等。在學(xué)習(xí)評價方面，主要是采用定性評價與定量評價、教師評價和同伴互評以及自評等評價方法，突出過程性與形成性，衡量課程目標(biāo)的達(dá)成度，便于教師及時調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)。

Fig.2 Instructional design of OBE course圖2 OBE 課程教學(xué)設(shè)計

（3）協(xié)調(diào)師生關(guān)系，實施OBE 混合學(xué)習(xí)教學(xué)。OBE 混合學(xué)習(xí)教學(xué)包括課前導(dǎo)學(xué)（線上）、課中研學(xué)（線上+線下）、課后練學(xué)（線上）3 個階段，涉及教師、學(xué)生和助教3 個重要關(guān)系，三者之間密切配合，共同完成教學(xué)任務(wù)。課前，助教將資源上傳至學(xué)習(xí)平臺，發(fā)布學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)，讓學(xué)生帶著目標(biāo)和任務(wù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)并完成預(yù)習(xí)；課中，教師主持教學(xué)過程，進(jìn)行重難點講授，并組織學(xué)生進(jìn)行成果匯報、成果點評、答疑交流等活動；課后，學(xué)生提交作業(yè)至平臺，完成互評與自評任務(wù)，然后教師依據(jù)學(xué)生問題反饋進(jìn)行集中答疑，并反思教學(xué)過程，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和方法。在教學(xué)過程中，教師作為引導(dǎo)者，負(fù)責(zé)開設(shè)班課、課堂講授、實踐指導(dǎo)等教學(xué)活動，通過案例和項目實戰(zhàn)提高學(xué)生動手能力；學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、在線討論、協(xié)作學(xué)習(xí)等形式完成測試、小組作業(yè)、成果匯報、實驗報告等學(xué)習(xí)任務(wù)，遇到疑難問題可以通過平臺求助、同伴互助、教師協(xié)助共同解決學(xué)習(xí)問題；藍(lán)墨云班課作為資源管理工具和載體，實現(xiàn)上傳、存放、下載資源、簽到、頭腦風(fēng)暴、學(xué)習(xí)測試等任務(wù)。

5 OBE 課程目標(biāo)達(dá)成度計算

OBE 課程的教學(xué)效果評價是通過評判課程目標(biāo)達(dá)成度（Goal Achievement，簡稱GA）完成。為了解本課程各目標(biāo)達(dá)成度情況，本文選取江蘇師范大學(xué)軟件工程本科專業(yè)的一個班級為研究對象，共計39 人（男生19 人，女生20人），對第k個學(xué)生課程目標(biāo)i的達(dá)成度計算方法進(jìn)行定義，如式（1）。

其中，1≤i≤m，m 表示所有課程目標(biāo)數(shù)量，實驗中m=3；1≤k≤K，K 表示所有研究對象數(shù)量，實驗中K=39，其取值范圍為記Aij表示課程中第i個課程目標(biāo)的第j個考查方式，Wij表示Aij的額定分值，表示第k個學(xué) 生在Aij上得到的實際分值，λj表示課程中不同考查方式所占比重（1≤j≤n，n 表示所有考查方式數(shù)量，實驗中n=3），其取值范圍為0 ≤λj≤1 目標(biāo)達(dá)成度的合格值一般大于等于0.6。

根據(jù)學(xué)生所有單個課程目標(biāo)的達(dá)成度，可以對學(xué)生整體的課程目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行計算。式（2）對第k個學(xué)生整體的課程目標(biāo)達(dá)成度（GAk）進(jìn)行了定義。

其中，θi表示課程中課程目標(biāo)i的權(quán)重。

課程目標(biāo)達(dá)成度的考查方式主要由平時作業(yè)（λ1）、上機實驗（λ2）、期末考試（λ3）構(gòu)成。由于各項考查方式對課程目標(biāo)的支撐貢獻(xiàn)度不同，本文將3 個考查方式λ1～λ3的比重分別設(shè)為0.2、0.3、0.5。依據(jù)各項考核成績，綜合判定學(xué)生最終學(xué)習(xí)成績。成績構(gòu)成與課程目標(biāo)對應(yīng)關(guān)系如表3所示。

平時作業(yè)主要包括考勤、視頻學(xué)習(xí)、測驗等內(nèi)容，主要考查基礎(chǔ)知識的掌握與應(yīng)用情況，滿分為100 分；上機實驗主要考查學(xué)生對數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)、常見算法、程序設(shè)計基本思想及編程方法的掌握情況，培養(yǎng)學(xué)生編寫復(fù)雜程序的能力，滿分為100 分；期末考試采用上機考試形式，主要考查基礎(chǔ)知識和基本操作掌握情況以及各種程序編程、設(shè)計與驗證，并結(jié)合具體應(yīng)用案例，實現(xiàn)編程設(shè)計、調(diào)試和分析等要求，滿分為100 分。依據(jù)《高等學(xué)校課程實施方案》中各考查方式對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系，計算得到考查方式對應(yīng)各課程目標(biāo)的額定分值表，如表4 所示。

Table 3 Course assessment and corresponding course objectives of“Data Structures and Algorithms”表3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程考核與對應(yīng)課程目標(biāo)

Table 4 Rated scores of course assessment forms corresponding to course objectives of“Data Structures and Algorithms”表4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程考核形式對應(yīng)課程目標(biāo)額定分值

依據(jù)課程大綱中質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)和評價依據(jù)，各考查方式均包含有若干個不同的考查點。平時成績由資源學(xué)習(xí)、測驗、活動、簽到記錄等組成，每一章節(jié)含有3～6 道測試題、討論答疑以及頭腦風(fēng)暴活動等。依據(jù)課程大綱和課程目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)和考查點，將平時作業(yè)按照9∶1 比例劃分，分別對應(yīng)課程目標(biāo)1、2，所占分值分別為90 和10。上機實驗共有6 個，分別為線性表實驗、棧與隊列實驗、二叉樹實驗、圖實驗、查找實驗、排序?qū)嶒?，其中? 個實驗屬于驗證型實驗，對應(yīng)課程目標(biāo)2，總分值為20；后4 個實驗屬于設(shè)計型實驗，對應(yīng)課程目標(biāo)3，總分值為80。期末考試成績主要是全面考查學(xué)生的綜合知識與能力水平，對應(yīng)課程目標(biāo)1、2、3，所占分值分別為60、30 和10。

依照目標(biāo)達(dá)成度計算公式，分別計算學(xué)生單個課程目標(biāo)達(dá)成度與整體課程目標(biāo)達(dá)成度，計算結(jié)果如表5 所示。

由表5 可知，1 號學(xué)生的個人整體課程目標(biāo)達(dá)成度為0.71，高于目標(biāo)達(dá)成度的合格值；其單個課程目標(biāo)1、3 的達(dá)成度分別為0.8、0.89，但課程目標(biāo)2 的達(dá)成度為0.44，低于目標(biāo)達(dá)成度合格值。2 號學(xué)生整體課程目標(biāo)達(dá)成度為0.76，高于目標(biāo)達(dá)成合格值；其單個課程目標(biāo)1、2、3 達(dá)成度依次為0.73、0.68、0.88，均高于目標(biāo)達(dá)成度合格值。

Table 5 Statistical of individual course goal achievement degree（some students）表5 個人課程目標(biāo)達(dá)成度統(tǒng)計（部分學(xué)生）

6 OBE 課程持續(xù)改進(jìn)

教學(xué)質(zhì)量是教育發(fā)展與進(jìn)步的核心所在，而要提升教學(xué)質(zhì)量，離不開教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。本文就目標(biāo)達(dá)成度評價表中個人課程目標(biāo)達(dá)成度相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析，選取兩個樣本，對應(yīng)的改進(jìn)措施如表6 所示。1 號學(xué)生的整體課程目標(biāo)達(dá)成度為0.71，表明該生對課程整體掌握良好；其單個課程目標(biāo)1、3 的達(dá)成度分別為0.8、0.89，表明該生基礎(chǔ)知識掌握牢固，后期可以推送拔高練習(xí)題，對學(xué)生予以提升優(yōu)化；其單個課程目標(biāo)2 的達(dá)成度為0.44，未達(dá)到目標(biāo)達(dá)成度合格值。通過分析發(fā)現(xiàn)，是由于該生期末考試成績偏低，直接造成目標(biāo)達(dá)成度偏低，而且這部分考查難度并不高，由此可以推出，該生做題十分粗心。因此，對于該學(xué)生采取的總體改進(jìn)意見是督促其養(yǎng)成集中注意力和檢查作業(yè)的好習(xí)慣，強化責(zé)任心，并推送拔高題進(jìn)行練習(xí)。2 號學(xué)生的整體課程目標(biāo)達(dá)成度為0.76，表明該生對課程整體掌握良好；其單個課程目標(biāo)1、2、3 達(dá)成度為0.73、0.68、0.88，表明該生知識與技能掌握良好，后期可以加大難度，推送相關(guān)練習(xí)，不斷進(jìn)行拔高學(xué)習(xí)。

依次對每位學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行分析并給出改進(jìn)意見，提高班級整體的課程目標(biāo)達(dá)成度，達(dá)到鞏固與強化知識的目的。在分析過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生遇到的問題大同小異，可以從學(xué)生與教師方面雙管齊下解決這些問題。學(xué)生方面，將學(xué)生分為基礎(chǔ)知識提升組、算法設(shè)計薄弱組、能力提升拔高組，形成幫扶團體，充分發(fā)揮團體輔導(dǎo)優(yōu)勢，相互幫扶、鼓勵，先進(jìn)帶后進(jìn)。在學(xué)生相互幫扶的過程中，不僅能激發(fā)其積極思考、查缺補漏，而且也有助于掃除知識盲區(qū)、促進(jìn)交流。在教師方面，從課后補救與未來教學(xué)改進(jìn)角度出發(fā)，通過集中答疑、個性化輔導(dǎo)進(jìn)行課后補救教學(xué)，也可以通過增加實驗專項訓(xùn)練、綜合類實驗進(jìn)行未來教學(xué)改進(jìn)。

Table 6 Continuous improvement of individual course achievement degree表6 個人課程目標(biāo)達(dá)成度的持續(xù)改進(jìn)情況

7 結(jié)語

本文研究將OBE 應(yīng)用于課堂教學(xué)實踐中，將OBE 與課堂教學(xué)充分結(jié)合，形成了一套較為完整的OBE 課程設(shè)計流程，為教師提供了一個OBE 課程實踐教學(xué)案例。實踐結(jié)果表明：①實驗課調(diào)動了學(xué)生的積極性，實驗效果明顯；②通過分析、設(shè)計、編碼、調(diào)試等專項訓(xùn)練，學(xué)生的程序設(shè)計技能得到了提升；③形成了一套課程目標(biāo)達(dá)成度的評價方法與計算公式，為其他課程目標(biāo)達(dá)成度評價和計算方面提供參考。下一步將探索推廣基于OBE 理論的混合學(xué)習(xí)課程的有效機制，擴大實踐范圍，包括選擇不同專業(yè)、學(xué)科類別的課程，依據(jù)實踐效果不斷完善，進(jìn)而在大學(xué)課程教育中推廣OBE 課程教學(xué)設(shè)計模型。