[摘  要]針對(duì)Python公共基礎(chǔ)課存在的以教為中心、實(shí)踐體驗(yàn)性差和教學(xué)評(píng)價(jià)不合理等問題,本文以O(shè)BE教育理念為導(dǎo)向,在數(shù)字化背景下,積極探索和實(shí)施線上線下混合式教學(xué)模式,通過多元化的教學(xué)方式和有彈性的評(píng)價(jià)方法讓教學(xué)過程充滿活力,激發(fā)不同專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)Python的興趣,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]OBE  混合式教學(xué)模式  線上線下教學(xué)

基金項(xiàng)目:西安歐亞學(xué)院2018年度校級(jí)重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目資助《趣學(xué)Python編程》(項(xiàng)目編號(hào):2018KC006);陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目資助“基于LAMP框架的分布式Online Judge平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”(項(xiàng)目編號(hào):18JK1068)。

中圖分類號(hào):TP311    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

引  言

隨著數(shù)字化時(shí)代的來臨,編程能力成為學(xué)生必備的技能之一。雖然各高校都會(huì)開設(shè)針對(duì)全校學(xué)生的Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程,以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力和編程能力,然而大多數(shù)學(xué)生因之前未接觸過程序設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí),所以程序設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐中會(huì)遇到以下幾點(diǎn)問題:

1.授課內(nèi)容過分強(qiáng)調(diào)語(yǔ)法知識(shí)等語(yǔ)言細(xì)節(jié)

許多院校在Python程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)踐中側(cè)重語(yǔ)言本身,語(yǔ)法知識(shí)雖然是編程的基礎(chǔ),但知識(shí)點(diǎn)多且瑣碎,需要理解、掌握并運(yùn)用,學(xué)生也極易在枯燥的語(yǔ)法學(xué)習(xí)中失去學(xué)習(xí)編程的興趣,把課程學(xué)習(xí)重點(diǎn)放在學(xué)習(xí)語(yǔ)法規(guī)則上,并沒有掌握計(jì)算思維以及程序設(shè)計(jì)思想和方法,忽視了對(duì)程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

2.課程評(píng)價(jià)缺乏程序思維能力的訓(xùn)練

在程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中缺乏程序思維能力的訓(xùn)練,側(cè)重知識(shí)、語(yǔ)法的掌握,即使獲得高分,可一旦在實(shí)踐中遇到真正需要編程解決的問題,往往無(wú)從下手,不知道該如何分析問題、分解問題、設(shè)計(jì)算法和解決問題。

3.程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容與專業(yè)的結(jié)合不夠

采用通用的Python程序設(shè)計(jì)教材,案例也多針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生所設(shè)計(jì),課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐很少與學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用結(jié)合起來。在多數(shù)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生看來,程序設(shè)計(jì)課程僅是一門計(jì)算機(jī)編程課,和自身專業(yè)無(wú)關(guān),后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)和實(shí)踐中也很少會(huì)使用,因此對(duì)程序設(shè)計(jì)課程興趣不大,缺乏持續(xù)學(xué)習(xí)的熱情和主動(dòng)性。

本文以西安歐亞學(xué)院公共基礎(chǔ)課《趣學(xué)Python編程》為例,以O(shè)BE教育理念為導(dǎo)向,積極探索和實(shí)施線上線下混合式教學(xué)模式,改變?cè)械恼n堂形態(tài),便于滿足不同專業(yè)、不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)水平學(xué)生的需求,通過多元化的教學(xué)方式和有彈性的評(píng)價(jià)方法讓教學(xué)過程充滿活力,激發(fā)不同專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)Python的興趣,提升人才培養(yǎng)效果和質(zhì)量。

OBE教育理念

OBE是成果導(dǎo)向教育(Outcome based education)的簡(jiǎn)稱,1981年由美國(guó)學(xué)者斯帕蒂等人提出后,其教育改革的主流理念得到了歐美等國(guó)家的重視與認(rèn)可。美國(guó)工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)全面接受OBE的理念,將其貫穿在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)之中。2013年6月,OBE理念的引入對(duì)于我國(guó)高等教育模式改良、專業(yè)人才培養(yǎng)和高等教育市場(chǎng)需求具有積極影響。

OBE教育理念的核心內(nèi)容包括成果導(dǎo)向(Outcome-Based)、以學(xué)生為中心(Students-Centered)、全過程控制(Process Control)三個(gè)方面。同時(shí),基于OBE的工程教育認(rèn)證提供了一套科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ㄕ摗?/p>

一、為人才培養(yǎng)全過程提供了方法指引——成果導(dǎo)向(反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤?/p>

二、促進(jìn)以學(xué)生為中心理念落地——能力培養(yǎng)。

三、保障教學(xué)質(zhì)量底線達(dá)成——持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。

基于OBE混合式教學(xué)模式的建設(shè)

1.建設(shè)目標(biāo)

《趣學(xué)Python編程》作為服務(wù)全校各專業(yè)的一門公共基礎(chǔ)課,其目的不僅是讓學(xué)生掌握基本的Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,更希望學(xué)生能夠系統(tǒng)地理解并掌握計(jì)算思維的理念和方法,能夠掌握一定的計(jì)算思維方式,然后通過訓(xùn)練學(xué)生使用計(jì)算思維和程序設(shè)計(jì)技術(shù)來解決本專業(yè)中遇到的種種實(shí)際問題,讓學(xué)生在思維和技能兩方面終身受益?;贠BE理論,課程目標(biāo)從知識(shí)、能力、素質(zhì)三個(gè)維度進(jìn)行設(shè)定:

知識(shí)目標(biāo):掌握Python語(yǔ)言的基本語(yǔ)法規(guī)則、程序設(shè)計(jì)技術(shù)和基本開發(fā)流程。

能力目標(biāo):運(yùn)用計(jì)算思維的基礎(chǔ)概念去求解問題,將計(jì)算思維滲入到自己的思維方式中,綜合應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題。

素養(yǎng)目標(biāo):課程育人,在程序設(shè)計(jì)中鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作、精益求精的職業(yè)素養(yǎng),培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力。

OBE的“成果導(dǎo)向”是指在實(shí)踐課程開展前明確課程預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)、所學(xué)技能和具體成果,以成果目的為導(dǎo)向,激發(fā)學(xué)生興趣。根據(jù)Python課程建設(shè)目標(biāo)設(shè)置了課程內(nèi)容,課程內(nèi)容與公共基礎(chǔ)課通識(shí)能力預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)的相關(guān)度如表1所示。

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(注:H:相關(guān)度高;M:相關(guān)度中等;L:相關(guān)度低)

2.混合式教學(xué)

OBE的“以學(xué)生為中心”是指整個(gè)實(shí)踐教學(xué)是圍繞學(xué)生如何學(xué)習(xí)而展開的,而混合式學(xué)習(xí)就是摒棄以往工廠式的集中教育,轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的彈性教育,讓學(xué)生將新型在線學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)有機(jī)地結(jié)合起來,真正做到虛擬空間與實(shí)體體驗(yàn)相結(jié)合,因材施教與有教無(wú)類相兼顧,知識(shí)框架與方法迭代相一致,個(gè)性設(shè)計(jì)與分級(jí)教學(xué)相吻合。

本課程的Python教學(xué)充分發(fā)揮數(shù)字化教學(xué)的特點(diǎn),利用中國(guó)大學(xué) MOOC建立混合式教學(xué)方式,充分實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的同時(shí)使其不受時(shí)空的限制,而且其教學(xué)形式的多樣有利于教學(xué)過程的組織與管理,從而將授課方式從以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心?;旌鲜浇虒W(xué)方式實(shí)施分為三個(gè)階段:

課前:閱讀預(yù)習(xí)任務(wù)單→了解學(xué)習(xí)內(nèi)容→觀看MOOC平臺(tái)的鏈接微視頻→閱讀課前學(xué)習(xí)資料。

課中:利用學(xué)習(xí)通進(jìn)行課前測(cè)試→教師針對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性講解→抽取部分小組對(duì)課前預(yù)習(xí)指定內(nèi)容進(jìn)行講解→教師同步點(diǎn)評(píng)、隨時(shí)提問、隨機(jī)解答→學(xué)生按照提交作業(yè)的順序上臺(tái)展示代碼→課堂討論。

課后:本單元個(gè)人作業(yè)→小組作業(yè)→學(xué)習(xí)反思→優(yōu)秀代碼閱讀→個(gè)人博客、微信群。

借鑒優(yōu)質(zhì)的MOOC資源和靈活的教學(xué)模式,促使學(xué)生課前課后主動(dòng)學(xué)習(xí),教師通過精煉教學(xué)視頻內(nèi)容,讓學(xué)生隨時(shí)參與和反復(fù)學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)碎片化教學(xué)。以更加彈性的方式來配合學(xué)生的個(gè)性化要求,讓學(xué)生有機(jī)會(huì)展示學(xué)習(xí)成果。

3.學(xué)習(xí)過程管理

OBE全過程控制的要點(diǎn)是確定學(xué)習(xí)成果、構(gòu)建課程體系、確定教學(xué)策略和完善評(píng)價(jià)體系。本課程在實(shí)際應(yīng)用中要細(xì)化各個(gè)要點(diǎn),凸顯課程特色。

(1)確定學(xué)習(xí)成果

最終學(xué)習(xí)成果(頂峰成果)既是OBE的終點(diǎn),也是起點(diǎn),學(xué)習(xí)成果應(yīng)該被清楚表述和測(cè)評(píng),因此往往要將其轉(zhuǎn)換成績(jī)效指標(biāo)。Python課程學(xué)習(xí)預(yù)期成果如表2所示。

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(2)構(gòu)建課程體系

課程體系構(gòu)建對(duì)達(dá)成學(xué)習(xí)成果尤為重要,能力結(jié)構(gòu)與課程體系結(jié)構(gòu)應(yīng)有一種清晰的映射關(guān)系,能力結(jié)構(gòu)中的每一種能力要有明確的課程內(nèi)容來支撐,本課程根據(jù)能力結(jié)構(gòu)明晰教學(xué)內(nèi)容,分解階段任務(wù)。Python課程作為一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程,除常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外,還增加了設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例,項(xiàng)目由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,任務(wù)由淺入深。

(3)確定教學(xué)策略

OBE特別強(qiáng)調(diào)個(gè)性化教學(xué)而不是相同的教學(xué)內(nèi)容。本課程要求教師按照不同的要求,制訂不同的教學(xué)方案,提供不同的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

①“1+X”跨專業(yè)交叉模式

Python課程構(gòu)建了“1+X”跨專業(yè)交叉的課程設(shè)計(jì)模式。“1”是指以計(jì)算思維能力、數(shù)據(jù)處理能力及采用程序設(shè)計(jì)方法解決實(shí)際問題的思想為主線;“X”是指針對(duì)不同專業(yè)學(xué)習(xí)和實(shí)踐的側(cè)重點(diǎn)各不相同。

“1+X”課程設(shè)計(jì)模式適用于全校各個(gè)專業(yè),采用這種教學(xué)策略使得教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)目標(biāo)更加清晰,不僅有效地激發(fā)了師生的活力和創(chuàng)造力,還加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握,提高了教學(xué)效果,讓學(xué)生充分體驗(yàn)到課程和專業(yè)結(jié)合的樂趣。

②增加課程挑戰(zhàn)度,引入游戲闖關(guān)模式

“以學(xué)生為中心”的理念就是在改變“老師講,學(xué)生聽”的模式,積極開發(fā)學(xué)生喜聞樂見的教學(xué)活動(dòng),增加課程挑戰(zhàn)度。針對(duì)學(xué)生的“游戲癮”“手機(jī)控”等問題,為了激發(fā)學(xué)生的好學(xué)之心,特別是首次接觸程序設(shè)計(jì)的學(xué)生,本課程通過引入Python游戲闖關(guān)理念,開發(fā)了系列游戲項(xiàng)目,設(shè)置了闖關(guān)式測(cè)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)接受闖關(guān)式挑戰(zhàn),激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的潛能。闖關(guān)游戲案例如表3所示。

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(4)教學(xué)實(shí)施與保障

①“一條龍”教學(xué)服務(wù)

建立“以學(xué)生為中心”的服務(wù)體系,開課前教師說明課程學(xué)習(xí)的要求,邀請(qǐng)企業(yè)工程師對(duì)行業(yè)需求、Python應(yīng)用領(lǐng)域、就業(yè)前景等內(nèi)容進(jìn)行講解,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。課程結(jié)束后,分小組進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐與答辯。以具體問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生在課堂上進(jìn)行小組討論、探究,強(qiáng)化鞏固理解教學(xué)內(nèi)容,課后利用課程組自研開發(fā)的在線評(píng)測(cè)(Online Judge)平臺(tái)實(shí)施拓展訓(xùn)練,提升學(xué)生計(jì)算機(jī)編程能力,提高學(xué)習(xí)效果。同時(shí),還建立了考核平臺(tái)和試題庫(kù),學(xué)生在移動(dòng)端即可進(jìn)行考核,各個(gè)班級(jí)的考核結(jié)果都將進(jìn)行圖形化展示和分析。 為了保障課程實(shí)施效果,課程團(tuán)隊(duì)集體備課,共享題庫(kù),研討教學(xué)法,課后輔導(dǎo)答疑,分析課程目標(biāo)達(dá)成情況,探討課程持續(xù)改進(jìn)措施。

②課程與行業(yè)結(jié)合提升了學(xué)生的職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

不同專業(yè)對(duì)Python的應(yīng)用需求是不同的,學(xué)校應(yīng)根據(jù)不同需求幫助學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)技能。如金融和會(huì)計(jì)專業(yè)的學(xué)生需要培養(yǎng)如何快速處理和分析數(shù)據(jù)的能力,依據(jù)Python語(yǔ)言自身的特點(diǎn),將數(shù)據(jù)可視化和分析工具作為Python知識(shí)的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。通過學(xué)習(xí),金融專業(yè)的學(xué)生能夠利用分析工具獲取隱藏在海量數(shù)據(jù)里的內(nèi)在規(guī)律,并能夠?qū)崿F(xiàn)可視化展示,有效地提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

③教師實(shí)踐能力提升措施

定期派課程組教師參加論壇和專業(yè)研討會(huì),獲取最新的信息和資源,提高專業(yè)水平;聘請(qǐng)高水平的Python講師或行業(yè)工程師來學(xué)校指導(dǎo)課程組教師,進(jìn)一步提升眼界和業(yè)務(wù)能力;鼓勵(lì)課程組教師深入大數(shù)據(jù)和人工智能公司掛職鍛煉,通過掛職強(qiáng)化學(xué)校和行業(yè)之間的合作,教師在掛職公司加入項(xiàng)目組,參與產(chǎn)品開發(fā),從而接觸到更多的實(shí)際工程應(yīng)用,更加清楚實(shí)際工程中可能遇到的問題及解決措施,這對(duì)豐富課堂的真實(shí)案例、提升課堂教學(xué)質(zhì)量有著巨大幫助。

④應(yīng)用型教材建設(shè)

運(yùn)用OBE理念重構(gòu)教材內(nèi)容,課程組編寫教材《Python大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn)》和《Python科學(xué)計(jì)算》。教材從實(shí)際崗位需求出發(fā),根據(jù)校情和學(xué)情,采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法,以實(shí)際問題的求解過程為向?qū)В怀觥皢栴}—算法—程序”的思維過程,強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)求解問題的思路引導(dǎo)與程序設(shè)計(jì)思維方式的訓(xùn)練,重點(diǎn)放在程序設(shè)計(jì)的思想與方法上,突出思維方式、知識(shí)技能和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

(5)完善評(píng)價(jià)體系

傳統(tǒng)的評(píng)估方式僅僅關(guān)注考核環(huán)節(jié)得分,忽視了對(duì)整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程的全面考評(píng),而基于OBE的課程考核應(yīng)包括過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià),通過對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、觀察和對(duì)話,以及不同階段的學(xué)生自我評(píng)價(jià)和互評(píng)等形成最后的課程評(píng)價(jià)結(jié)果。本課程依據(jù)反向設(shè)計(jì)理念和本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo),設(shè)計(jì)了如表4所示的評(píng)價(jià)體系。

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(6)反饋與持續(xù)改進(jìn)機(jī)制

依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,采取有針對(duì)性的改進(jìn)措施,改進(jìn)不是一次性的,是被要求不斷改進(jìn)并持續(xù)伴隨教學(xué)過程的,最終達(dá)到畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)。

本課程通過課程評(píng)價(jià)體系得分的分析、學(xué)生評(píng)教、督導(dǎo)聽課、用人單位評(píng)價(jià)等多種途徑監(jiān)控教學(xué)過程和教學(xué)效果,并將反饋信息提交課程組討論,有效的建議將被采納并在下一個(gè)教學(xué)周期中實(shí)施。這種“評(píng)價(jià)—反饋—改進(jìn)”機(jī)制的成功運(yùn)用使課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)變得切實(shí)可行并效果顯著。

結(jié)  語(yǔ)

公共基礎(chǔ)課《趣學(xué)Python編程》的實(shí)踐和探索,契合了以數(shù)字化為特征的高等教育新形態(tài),主動(dòng)適應(yīng)高等教育普及化階段模式多樣化、學(xué)習(xí)終身化、培養(yǎng)個(gè)性化、治理現(xiàn)代化的需求。本課程以O(shè)BE教育理念為導(dǎo)向,結(jié)合課程培養(yǎng)目標(biāo),分析了在Python教學(xué)中普遍存在的問題,積極探索和實(shí)施線上線下混合式教學(xué)模式,在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生了良好的教學(xué)效果。

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(張文勝、陳宏:西安歐亞學(xué)院)

責(zé)任編輯:張言