朱文龍 廖永新 何霆

摘 ? 要：新工科建設(shè)必須改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)工具和理念，探索新型教學(xué)模式?；贠BE理念的混合式教學(xué)模式，以課程目標(biāo)為出發(fā)點，通過達(dá)成路徑的設(shè)計和課程內(nèi)容分解，重構(gòu)教學(xué)框架，充分考慮學(xué)生個體差異，利用線上資源和教學(xué)工具豐富教學(xué)手段。教學(xué)實施過程依據(jù)課程目標(biāo)和達(dá)成途徑具體化為線上線下教學(xué)活動。貫穿整個課程的項目，結(jié)合過程性評價和總結(jié)性評價，反饋學(xué)生學(xué)習(xí)過程，幫助學(xué)生主動運用專業(yè)知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。借助線上教學(xué)平臺的管理工具，對教學(xué)過程進(jìn)行持續(xù)跟蹤和數(shù)據(jù)分析，有利于課程的持續(xù)改進(jìn)，提升工程科目的實踐性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，有助于新工科培養(yǎng)計劃中工程類課程的升級。

關(guān)鍵詞：新工科建設(shè);OBE理念;混合式教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2021）21-0088-04

一、引言

“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”的形成標(biāo)志著新工科建設(shè)進(jìn)入新階段，各高校努力探索適應(yīng)新工科專業(yè)課程的教學(xué)模式。[1]新冠疫情的發(fā)生，促使探索性的“線上教學(xué)”教改活動變?yōu)樗懈咝１仨毭鎸Φ某B(tài)教學(xué)活動。盡管隨著疫情的緩解，各高校逐步恢復(fù)線下教學(xué)，但仍有超過3/4的高校教師愿意采用“線上+線下”的混合式教學(xué)且逐步變?yōu)閺V大師生樂于接受的“新常態(tài)”。[2]新工科要培養(yǎng)具有科學(xué)基礎(chǔ)、工程能力的綜合創(chuàng)新型高素質(zhì)人才。[3]在混合式教學(xué)的“新常態(tài)”下，專業(yè)課程教學(xué)必須充分利用教學(xué)內(nèi)容組織優(yōu)勢、教學(xué)資源優(yōu)勢、教學(xué)環(huán)境優(yōu)勢和靈活評價優(yōu)勢，主動承擔(dān)新工科人才的培養(yǎng)責(zé)任?；旌鲜浇虒W(xué)引入基于結(jié)果導(dǎo)向的教育理念（Outcome Based Education，OBE）[4]，以學(xué)生為中心，遵循結(jié)果導(dǎo)向，設(shè)計合理的課程目標(biāo)達(dá)成途徑和教學(xué)框架。教學(xué)實施充分利用線上教學(xué)平臺（例如超星學(xué)習(xí)通[5]）的過程評價機制，以項目制為主線，線上線下教學(xué)活動相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提升學(xué)生互動意愿，最終達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。隨著智能移動終端的普及和新型信息消費業(yè)態(tài)的興起，各高校紛紛在計算機類專業(yè)開設(shè)Android應(yīng)用軟件開發(fā)課程。

該課程具有知識點多、技術(shù)更新迅速、工程性強、前置知識要求高等諸多特點，是計算機類專業(yè)的應(yīng)用型課程。筆者以《Android系統(tǒng)應(yīng)用層軟件開發(fā)》課程為例，將OBE理念和線上線下混合式教學(xué)有機融合，推動課程目標(biāo)達(dá)成途徑、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實踐和評價體系改革，適應(yīng)新時代新工科人才的培養(yǎng)。

二、課程教學(xué)現(xiàn)狀

《Android系統(tǒng)應(yīng)用層軟件開發(fā)》在計算機類課程體系中起著重要作用，不僅體現(xiàn)在課程體系和知識結(jié)構(gòu)上，而且體現(xiàn)在工程思維、實踐能力的塑造上，是計算機基礎(chǔ)編程課走向工程應(yīng)用實踐的重要橋梁。[6]盡管學(xué)生已經(jīng)有一定的編程能力和計算機理論知識，但還缺乏足夠的工程訓(xùn)練和系統(tǒng)設(shè)計思維。教材實例更新慢，知識點單一，缺乏應(yīng)用背景。采用傳統(tǒng)教學(xué)方式隨著知識點的逐步增加，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性會受到影響，甚至對計算機編程喪失信心，影響學(xué)生對專業(yè)的熱情，這也與新工科的培養(yǎng)理念不符。具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.課程內(nèi)容多，學(xué)時少

Android應(yīng)用軟件開發(fā)除需要較強的Java編程能力外，還要求掌握集成開發(fā)環(huán)境、四大組件、多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲、資源使用及設(shè)計模式等諸多知識點。[7]這些知識點較為抽象、關(guān)聯(lián)性小、應(yīng)用場合多樣。在課時減少的大形勢下，教學(xué)計劃安排“理論18學(xué)時+實驗24學(xué)時”，授課時間緊，課程內(nèi)容多。傳統(tǒng)教學(xué)方法容易導(dǎo)致學(xué)生無法跟上教學(xué)節(jié)奏、低頭族增多，學(xué)生參與度降低，造成教與學(xué)之間脫節(jié)，極大地影響了教學(xué)效果。

2.預(yù)備知識多，基礎(chǔ)參差不齊

課程開設(shè)在第四學(xué)期，且課程預(yù)備知識多，許多學(xué)生編程基礎(chǔ)不扎實，軟件工程和程序設(shè)計模式知識缺乏，完全沒有系統(tǒng)設(shè)計思維。傳統(tǒng)教學(xué)過程難以準(zhǔn)確掌握學(xué)生基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)狀態(tài)，無法對基礎(chǔ)差的學(xué)生進(jìn)行針對性輔導(dǎo)，也無法對基礎(chǔ)好的學(xué)生提供進(jìn)一步的指導(dǎo)。

3.教學(xué)手段單一，缺乏工程思維訓(xùn)練

傳統(tǒng)教學(xué)過程集中講授理論知識點，學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)進(jìn)行上機實踐，完成既定實驗項目。學(xué)生掌握的知識點較為孤立且缺乏獨立思考訓(xùn)練。缺乏應(yīng)用背景和項目驅(qū)動的情況下，學(xué)生單方向接受知識，難以積極參與課堂討論，課堂互動性不足，無法培養(yǎng)新工科教育所需的系統(tǒng)觀。

4.評價方法缺乏激勵作用

以課堂小測、課程實驗報告和課程項目總結(jié)等幾個方面作為課程綜合評價結(jié)果，難以掌握學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與情況。僅在結(jié)課時給出課程考核結(jié)果，不能真正反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和激勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)。課程面向計算機類不同專業(yè)方向開課，被動學(xué)習(xí)課程案例，缺少與專業(yè)關(guān)聯(lián)的興趣點，造成學(xué)生在教學(xué)活動中參與的積極性不高。

三、基于OBE理念的混合式教學(xué)

基于OBE理念并結(jié)合《Android系統(tǒng)應(yīng)用層軟件開發(fā)》課程，從課程目標(biāo)出發(fā)，以課程內(nèi)容為主體，分析課程目標(biāo)的達(dá)成途徑，便于線上線下混合式教學(xué)實施，如表1所示。

《Android系統(tǒng)應(yīng)用層軟件開發(fā)》課程主要有以下三個目標(biāo)：①掌握Android軟件開發(fā);②專業(yè)知識應(yīng)用;③工程思維培養(yǎng)。在OBE理念的引導(dǎo)下，將課程目標(biāo)具體化，對課程內(nèi)容進(jìn)行分解，并通過達(dá)成路徑把課程目標(biāo)分解為具有可操作性的步驟和教學(xué)方式。達(dá)成途徑在混合式教學(xué)實施過程中能夠給學(xué)習(xí)者以明確的學(xué)習(xí)路徑和方向，同時串聯(lián)起課程各階段的知識點。不同層次的學(xué)生可以采用不同學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)時間達(dá)到課程目標(biāo)。對于教師而言，達(dá)成途徑為線上線下教學(xué)的開展提供了清晰的路徑，方便教學(xué)內(nèi)容的分解和分配，同時也能夠充分利用線上教學(xué)平臺的資源。通過線上線下課程的有機結(jié)合，提供課程的過程性評價和促進(jìn)課程目標(biāo)的達(dá)成。

1.基于OBE理念的混合式教學(xué)框架

OBE理念承認(rèn)學(xué)生個體差異，避免以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，線上線下混合式教學(xué)提供了這一方式。通過階段目標(biāo)進(jìn)度在達(dá)成途徑的指引下持續(xù)促進(jìn)學(xué)生達(dá)成最終課程目標(biāo)。以學(xué)生個體的階段評價為依據(jù)推進(jìn)下一階段的教學(xué)過程，并充分考慮不同階段學(xué)習(xí)內(nèi)容和不同水平學(xué)生的差異。因此學(xué)情分析是達(dá)成途徑通往課程目標(biāo)的重要依據(jù)，但傳統(tǒng)方法手段單一，數(shù)據(jù)片面，無法真實反映個體差異。線上教學(xué)平臺能夠持續(xù)性、多維度、動態(tài)化和個性化地分析學(xué)情，真實反映學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和目標(biāo)達(dá)成情況。合理利用線上自主學(xué)習(xí)、線上討論、線下課堂講授、線下課堂答疑等多種手段能夠持續(xù)改進(jìn)教學(xué)過程，最終讓學(xué)生達(dá)成課程目標(biāo)。

圍繞課程目標(biāo)和達(dá)成途徑，以學(xué)情分析為核心，結(jié)合線上線下教學(xué)方式的優(yōu)點，提出適合于《Android系統(tǒng)應(yīng)用層軟件開發(fā)》課程的教學(xué)框架，如圖1所示。

混合式教學(xué)框架將課程目標(biāo)在教學(xué)實施過程中分解為階段目標(biāo)，并以此為依據(jù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。線上教學(xué)不再是整個教學(xué)活動的輔助手段，而是教學(xué)活動的重要組成部分。線上教育平臺超星學(xué)習(xí)通負(fù)責(zé)監(jiān)測線上學(xué)習(xí)過程并收集線上教學(xué)活動數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析結(jié)果作為持續(xù)性改進(jìn)的依據(jù)。線下教學(xué)過程也不再是簡單地進(jìn)行單向知識講授，而是基于學(xué)情分析和線上教學(xué)的更為精細(xì)和深入的教學(xué)活動，避免了學(xué)習(xí)效果差異過大、學(xué)習(xí)主動性不強等問題。通過學(xué)情分析反饋將線上教學(xué)和線下教學(xué)組織成有機整體，使學(xué)習(xí)由淺到深，逐步達(dá)成課程目標(biāo)。每個學(xué)生可以及時獲得反饋并通過階段評價度量課程目標(biāo)達(dá)成情況，循序漸進(jìn)地進(jìn)行知識和經(jīng)驗的積累。該混合式教學(xué)框架將OBE理念貫穿到整個教學(xué)過程，讓學(xué)生可以擴展學(xué)習(xí)時間，避免前述提到的課時偏少問題。課前問卷以及階段評價充分考慮學(xué)生預(yù)備知識參差不齊、學(xué)習(xí)效果不同的問題，根據(jù)反饋結(jié)果進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。學(xué)生參與線上學(xué)習(xí)、線上討論、線下課堂和線下答疑，并通過產(chǎn)出評價、學(xué)情分析的形式參與了教學(xué)持續(xù)改進(jìn)過程，變被動聽課為主動學(xué)習(xí)，豐富了教學(xué)手段。線上課前視頻學(xué)習(xí)、知識測試、討論區(qū)互動，線下課堂講授、項目實踐等不同課程目標(biāo)達(dá)成途徑在混合式教學(xué)框架下得到統(tǒng)一。

2.混合式教學(xué)實施

將教學(xué)過程分解為開課前、開課中、結(jié)課時和結(jié)課后四個階段并在不同階段依據(jù)表1的課程目標(biāo)及達(dá)成途徑具體化為不同的教學(xué)活動，如圖2所示。

開課前，教師將學(xué)生名單導(dǎo)入在線教育平臺超星學(xué)習(xí)通，同時采用分組活動功能將學(xué)生分為三人一組，便于課程項目的開展。為了讓學(xué)生充分理解線上線下混合式教學(xué)方式，通過線上教學(xué)的方式進(jìn)行教學(xué)模式宣講，重點強調(diào)混合式教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式的差異和混合式教學(xué)的具體實施過程。

開課后，每次課前先開放線上自學(xué)慕課視頻和知識點測試，采用過關(guān)測試形式督促學(xué)生學(xué)習(xí)并反饋學(xué)習(xí)效果和評估階段目標(biāo)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以針對知識點或難題發(fā)起話題，學(xué)生或教師可以通過回復(fù)進(jìn)行答疑，話題還可以通過共享的形式讓所有學(xué)生參與。教師可以針對課程難點重點設(shè)立話題開展互動，如Android中事件機制的實現(xiàn)方法、異步任務(wù)的應(yīng)用和不同數(shù)據(jù)存儲方式的區(qū)別等。除了教學(xué)平臺的話題互動，學(xué)生也可以通過微信等方式進(jìn)行線上互動。這個階段能夠幫助學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，帶著問題上課，同時也可以通過在線教學(xué)平臺收集學(xué)生學(xué)習(xí)情況，為線下教學(xué)提供依據(jù)。

超星學(xué)習(xí)通提供了基于PBL[8]的項目管理平臺。根據(jù)開課前的分組劃分，各個小組開展一個貫穿整個課程教學(xué)過程的實踐項目，項目源于學(xué)生調(diào)研、教師啟發(fā)和模仿經(jīng)典產(chǎn)品等途徑。項目自由選擇可以充分發(fā)揮各專業(yè)的優(yōu)勢，同時提供從基礎(chǔ)編程、專業(yè)理論知識到應(yīng)用的橋梁。例如有人工智能專業(yè)小組開發(fā)“基于人臉識別的簽到系統(tǒng)”或“溫室數(shù)據(jù)監(jiān)測App”等項目。學(xué)習(xí)通針對課程項目提供小組交流平臺，可以提供項目進(jìn)度和問題跟蹤，教師也能持續(xù)關(guān)注各個小組的項目推進(jìn)情況并及時給予指導(dǎo)。線下課堂根據(jù)在線學(xué)習(xí)平臺的學(xué)情反饋，重點講授難點知識和重點知識，同時引導(dǎo)學(xué)生對項目開展過程中遇到的難題進(jìn)行討論。在項目節(jié)點的線下課中，項目小組通過階段成果展示的方式呈現(xiàn)實踐成果，同時開展課堂討論與線上互動點評，點評情況會成為最終課程成績評定的組成部分。對于知識掌握得較好的學(xué)生，將引導(dǎo)其進(jìn)行拓展知識的學(xué)習(xí)和運用。課后，線上階段測試主要檢測線下課堂教學(xué)的重點難點掌握情況，同時發(fā)布時間節(jié)點信息以推進(jìn)課程項目。在線互動平臺還可以通過線上話題互動的方式，針對線下課堂講授遺留的問題或項目對難題進(jìn)行解答。教學(xué)可以及時根據(jù)平臺提供的學(xué)情分析數(shù)據(jù)及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況和課程項目推進(jìn)情況，為下次課有針對性地做好教學(xué)準(zhǔn)備。

結(jié)課時，通過線上教學(xué)平臺導(dǎo)出過程評價和學(xué)生提交的材料，并基于評價標(biāo)準(zhǔn)計算期末成績，分析課程項目成果，指導(dǎo)學(xué)生完善項目，積極參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)或?qū)W科競賽。結(jié)課后，通過學(xué)生成績、過程評價、課程項目、調(diào)查問卷等材料進(jìn)行目標(biāo)達(dá)成度分析，形成課程報告，用于下次開課的持續(xù)改進(jìn)。

3.混合式教學(xué)評價

基于OBE理念的教學(xué)評價緊扣課程目標(biāo)的達(dá)成，通過持續(xù)的過程性評價促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。根據(jù)課程目標(biāo)反向設(shè)計評價方式，過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合，各個評價環(huán)節(jié)所占比例和評價類別如表2所示。

過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合的方式充分利用線上視頻學(xué)習(xí)、階段測試、主題互動等環(huán)節(jié)的留痕操作準(zhǔn)確反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，利用線下項目的自評、互評和項目總結(jié)激發(fā)學(xué)生積極參與討論，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度。

評價項目多樣化、評價主體多元化、評價過程化是該評價方法的主要特點?；旌鲜浇虒W(xué)評價彌補了傳統(tǒng)課程以總結(jié)性評價為主的缺陷，能避免學(xué)生項目參與度低、動手能力弱等后果。盡管上述評價過程較為復(fù)雜，但是得益于線上教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)分析能力和教學(xué)組織功能，實際操作比傳統(tǒng)方法更為方便。評價過程通過課程項目進(jìn)行小組互評、組內(nèi)互評和項目自評，促進(jìn)學(xué)生責(zé)任心的培養(yǎng)，更加真實地反映學(xué)生參與項目的過程及貢獻(xiàn)。

4.教學(xué)實施效果

《Android系統(tǒng)應(yīng)用層軟件開發(fā)》課程在采取了案例教學(xué)后，教學(xué)效果明顯提升，達(dá)到了以下幾個方面的效果。

（1）提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。線上互動過程不僅可以讓學(xué)生有更多的思考時間，還可以避免有些學(xué)生不善于口頭表達(dá)的問題，學(xué)生的積極互動也會反映在最終成績里。每次課前慕課視頻學(xué)習(xí)過程都會發(fā)起10多個主題，線上討論熱烈。教師主動發(fā)起的主題也得到了積極響應(yīng)，有力地促進(jìn)學(xué)生積極思考、參與學(xué)習(xí)過程。

（2）培養(yǎng)學(xué)生的工程思維。自由選題的課程項目貫穿整個教學(xué)過程，是培養(yǎng)學(xué)生工程思維的良好途徑，符合新工科建設(shè)過程中應(yīng)用型課程的培養(yǎng)方法。項目調(diào)研、項目規(guī)劃、設(shè)計與實現(xiàn)、調(diào)試和答辯等多個環(huán)節(jié)均以小組形式開展，不僅需要學(xué)生積極參與，也需要小組成員相互配合?；赑BL的方式促使學(xué)生運用所學(xué)Android開發(fā)技術(shù)和專業(yè)知識為項目的開展提供方案，完成各自的任務(wù)，從而實現(xiàn)Android開發(fā)技術(shù)應(yīng)用的過程。

（3）持續(xù)改進(jìn)教學(xué)活動。線上教學(xué)過程積累了大量的過程性評價數(shù)據(jù)，為精準(zhǔn)定位教學(xué)難點提供了數(shù)據(jù)支撐。各種線上互動主題呈現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)過程碰到的問題，為教學(xué)活動提供依據(jù)。各個課程項目的完成為下一次開課提供了豐富的素材，有利于教學(xué)活動的持續(xù)改進(jìn)和提供教學(xué)案例。

四、結(jié)語

在新工科建設(shè)背景下，基于OBE理念，以《Android系統(tǒng)應(yīng)用層軟件開發(fā)》課程為例，從課程目標(biāo)出發(fā)，以課程內(nèi)容為主體，分析課程目標(biāo)的達(dá)成途徑，便于線上線下混合式教學(xué)的實施。圍繞課程目標(biāo)和達(dá)成途徑，以學(xué)情分析為核心，結(jié)合線上線下教學(xué)方式的優(yōu)點，提出適合于應(yīng)用類課程的教學(xué)框架。將教學(xué)過程分解為開課前、開課中、結(jié)課時和結(jié)課后四個階段并具體化為不同的教學(xué)活動。利用在線教學(xué)管理工具，圍繞課程項目，采用過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合的方式，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、積極參與課程項目，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，促進(jìn)教學(xué)活動的持續(xù)改進(jìn)。基于OBE理念的線上線下混合式教學(xué)可以靈活地組織教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式，有助于課程目標(biāo)的達(dá)成，是培養(yǎng)新工科專業(yè)學(xué)生所需能力的理想教學(xué)方式。

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（編輯：王天鵬）