方炜炜 周淑一 李桂芝 黄宏博

摘  要：针对C语言程序设计公共课传统教学模式中存在非计算机专业学生学习动力不足、上机学时不足、学生浏览开放教育资源量低的问题，文章提出基于OBE构建实现学生自主学习型C语言程序设计公共课在线开放课程的改革模式。构建“以学为中心”的课程教学模式，探讨能激发学生兴趣、促进自主学习的在线开放课程平台的建设模式。

关键词：教学改革;在线开放课程;成果导向教育

中图分类号：G640       文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）03-0092-04

Abstract： There're many problems in the traditional teaching model of C language programming， such as students whose major isn't computer science are lack of learning motivation， the experimental lessons are not enough， students are not used to visit open online classes resources platform and so on. This paper proposed a new model based on OBE teaching idea to realize auto-learning C language programming open online classes resources， which is regarding student as the core of teaching model， stimulating students' interest and promoting students to autonomous learning.

Keywords： teaching revolution; open online classes; outcome based education

一、概述

自从教育部2015年颁布有关高等学校在线开放课程建设的管理文件以来，全国高校课程建设由精品课程建设转为在线开放课程建设，国内教育行业也从此掀起一股在线开放课程建设的热潮。2017年教育部启动首批国家精品在线开放课程认定工作，截至2019年底共有801门课程被教育部认定为国家精品在线开放课程[1]。

在线开放课程建设对于教育成本的节约、教育资源的共享、教学效率的提高是有一定的促进作用，但其应用实效有待于进一步提高。首先，目前许多在线开放课程的教学素材内容单一，大部分都停留于传统课程的视频再现阶段，课堂是通过视频软件录制和在线上传，制作环节缺乏吸引学生注意力的教学素材，不具备生动性、趣味性，导致学生们产生审美疲劳，没有较高的学习兴趣，在线开放课程微视频的浏览率偏低;其次，在线课程视频的教学方式倾向于单向的知识传播式，没有考虑不同专业学生的学习目标差异性、不同认知能力学生的学习效果差距，缺乏必要的课堂在线互动性、课后双向沟通性，缺乏根据学生掌握程度适时调整授课进度及授课内容的分层教学方式，导致学生的学习效率及学习效果不佳;再次，课程教学内容的设计上多停留于知识传递层面，缺少达成培养学生团队合作、动手实践、创新设计等综合能力培养的教学环节。如何建立既适合学习者个性化发展又促进学习者自主学习的在线开放课程，是我们当前要亟待解决的问题。

二、面向非计算机专业的C语言程序设计公共课教学现状

高校计算机基础教学是为非计算机专业学生提供计算机知识、能力与素质方面的教育;其中C语言程序设计课程是计算机基础教学课程类中最重要的一门编程语言课，旨在培养学生具备将现实生活中问题构建成数学模型、通过计算思维理念设计算法、通过计算机工具解决问题的能力，为将来利用计算机技术解决自己专业实际问题奠定坚实基础。许多高校采用理论教学与实验上机相结合、机房授课、建立课程资源网站等教学模式，希望学生通过上机实验、课后自学课程网站资源来加深理论知识的理解和提高编程实践的能力，但普遍情况是学生对这门课程的掌握程度不尽人意。本文从该门课程教学现状出发，分析基于OBE构建自主学习型在线开放课程的可行性，提出C语言程序设计在线开放课程的建设框架，并结合本校教师学生的使用效果进行评估总结。

目前许多高校的非计算机专业学生在C语言程序设计课程的学习过程中都普遍表现如下现象：1. 缺乏学习动力。许多学生认为该门课程非自己专业的基础课，以后也不从事编程工作，因此降低对该课程的学习期望目标。2. 对于非计算机专业学生而言，他们的计算机编程基础比较薄弱，C语言课程本身比较抽象、较难理解，随着课程内容的推进和学习难度的加深，在学习到循环章节时，明顯会有部分学生跟不上教学进度，对于后续的数组和函数知识已经产生理解困难的现象，慢慢脱节并失去学习该门课程的信心和兴趣。3. 因上机学时所限，学生上机实验时间不够，在调试程序、编程动手能力不足。4. 因授课学时所限，教师们将有限的课堂学时用于知识传授，对于学生的计算思维、编程调试、团队协作、创新设计等能力的培养，有待于通过课堂之外的平台如在线开放课程资源平台促进学生综合素质的培养。

虽然许多高校C语言课程组筹建在线课程资源网站，通过在线课程视频解决课堂学时不足、通过在线题库扩充学生上机课后的动手编程题目，但是学生浏览率低。因而如何构建能激发学生自主学习并培养其综合素质能力的在线开放课程是解决目前C语言教学困境刻不容缓的工作。

三、基于OBE构建自主学习型在线开放课程可行性

（一）OBE理念

美国教育家William G. Spady撰写的《基于产出的教育模式：争议与答案》对成果导向教育OBE（outcome based education）给出定义：“为实现学生可在日后工作中获取成功而采取的有效教育模式”[2]。近年来教育部对国内高校展开不同专业的工程认证工作。国内教育学者基于工程认证提出的OBE的定义：“以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式，是以学生为中心、以培养目标与毕业要求为导向，通过课程体系等支撑毕业要求，进而支撑培养目标，实施内外部评价反馈的持续改进体系”[3]。

OBE理念是从学生出发，为最终能实现学生的预期培养目标，而倒推设置出促进目标实现的一系列教学举措。对于具体的课程而言，就是包含应讲授哪些知识点、学生应掌握哪些能力、课程内容如何衔接、教学活动如何筹建、考试如何设计等等。

（二）在线开放课程

2012年，联合国教科文组织对“开放教育资源”给出明确的定义：“发布于公共平台可供学习者共享的学习资源”[4]。

迄今为止，国外在线课程的发展经历了三个阶段的历程：

1. 开放教育资源阶段。1989年，美国University of Phoenix实行在线MBA学位教育。2002年，开放教育资源运动兴起，许多高校通过互联网向学习者发布免费的课程资源。

2. 大规模在线开放课程MOOC阶段。2011年，美国Stanford University开设在线课程《人工智能》吸引约十六万名学生参与。2012年，在线教育平台Udacity、edX和Coursera在美国掀起教育热潮，为促进教育资源共享推波助澜，深受学习者欢迎。

3. 后MOOC时代。随着MOOC平台上线课程激增、学习者人数增长，所引发的MOOC质量危机也不断显现。在线学习者规模急速扩大，学习者认知及接收知识能力参差不齐，在线视频课程不能满足学习者分层化和个性化的需求。2013年美国MIT、Harvard University等高校开始探索精细化小规模MOOC课程[5]。

（三）构建“OBE+在线开放课程”模式

因OBE教育模式是以学生为出发点，通过预期培养目标来倒推学习知识点和合适的教学活动，每一个教学环节的设计都是与学生学习成效息息相关。所以学生在每一个学习和实践环节中都能感知自身成长，因而对于有明确学习目标的学生而言，他知道如果想要达到个人预期学习目标，他就需要积极参与到在线开放课程的学习活动中。

本教改项目将OBE教育理念应用于《C语言程序设计》在线开放课程的教学改革中：1. 由学生预期的学习产出实现目标，进行反向教学设计，针对不同专业的学生设计应用于该专业的学习知识点、学习案例、编程题库。2. 传统的在线开发课程的资源提供者和生成者仅仅是教师，本教改项目构建的《C语言程序设计》在线开放课程，学生不仅仅是资源的使用者，同时也是资源的迭代者，学生可以在题库中上传编程挑战题目以更新扩充题库，学生可以在论坛中上传个人总结的知识点思维导图以交流学习心得。3. 为将教学的重点聚焦在学生的学习成果上，本在线开放课程构建双向沟通形成闭环，课程基础主体部分不仅仅包括基本课程基本信息（教学大纲、教学日历）、学习素材（在线可阅读教材电子版、课件、微课）、活动信息（校内竞赛活动、编程社团项目活动、日常题库联系活动、实验作业提交活动），还包含系统平台评价反馈。课程组通过平台实时收集学生参与视频学习、活动学习、论坛反馈问题、题库完成质量等数据信息，通过学生的学习成效对现有学习资源及活动资源进行调整，为不同认知能力的学习者提供分层及个性化的学习资源和学习进度规划。4. 在每一章节的学习结束时，明确显示出学习者在线学习完成后所实现的产出及待查缺补漏的问题，让学生在每一个学习和实践环节中都能感知自身成长。

四、基于OBE在线开放课程在C语言程序课程教

学模式中的应用

本项目课程组自2006年开始进行《C语言程序设计》精品课程的建设工作，前期所做的研究实践基础包括：出版教材及配套习题集、根据本校不同专业制定相应教学大纲及课件、建立日常练习题库、实验作业平台提交及测评、期末考试机考机判、举办校编程竞赛。课程组筹建网络教学平台，将所有教学资源于平台发布共享。

为了进一步提高学生的学习成效，课程组引入OBE理念，重新梳理在线开放课程的建设思路，从以下几个方面对在线开放课程和教学模式进行改进：

（一）基于OBE理念设置课程目标

我们课题组团队围绕专业认证、行业能力需求和学校毕业要求三个方面确定本课程预期达到的学习目标：

1. 培养计算思维，学生具备使用计算机学科领域的思维模式来针对现实生活问题建立数学模型和设计算法。

2. 应用C语言编程工具，将算法代码化，并具备动手配置编程环境、编写简洁易懂及高执行率的编程代码、动手排除bug及调试程序的能力。

3. 与团队协作沟通、共同合作开发项目，具备将项目模块分解化、团队合作分工化的能力。

（二）围绕课程目标设计微课

基于课程目标设定的基础上，课程组对《C语言程序设计》课程的知识点与例题进行重构，将每章节的知识点、重难点进行梳理及细化，明确不同专业的学生所应掌握的难易程度，并根据不同专业设计出与专业知识相关的例题。通过知识点制定导学单，导学单包括已学知识、学习目的、详细内容、习题使用说明等。根據导学单设计教学对应内容，包括讲解微视频、探究、测验等。图1为一维数组知识点反向教学设计的示例。

据统计，学生课堂注意力时间约8分至15分。因此在线开放课程各知识点讲解视频约8分至10分。考虑到不同专业的学生理解层次有差异，我们将结合文理科分类，针对课程知识点的难易度设计微课教学案例，微课录制做到时间短、内容精、高质量，便于学生利用碎片时间通过微课学习巩固课程的重点难点内容。微课内容由课题组全体老师合力研究斟酌，授课老师由课题组获得教学名师称号的年青教师授课讲解。

（三）探究自主学习的教学模式

课程组筹建在线开放课程平台，平台上通过案例式微视频进行讲解知识点，通过答疑板块实现学生与教师双向沟通，通过作业版块要求学生提交课后作业并供教师批改，通过在线实验版块实现学生在线上机并且平台自动判题，教师及时对学生的作品进行点评，并对好的作品置顶展示，增加学生学习兴趣。课题组设置刷题榜，鼓励学生积极课后练习编程题目并号召学生上传自制趣味编程题供大家挑战。课程组自建题库，老师或学生都可以上传题目。每道题目会显示出所有学习者参与编程的正确率（编程正确人次/参与编程人次）和最佳编程者。老师通过后台还可以查看每一位学生所有编程记录及对应正确率。此举措方便教师了解整届学生平均编程水平和每一位学生的编程水平，并适度调整题库难度。学生通过刷题榜单，可以选择合适自己难度的题目予以练习并互相激励督促增加编程练习次数。

课程组将在线开放课程平台与翻转课堂的教学方式相结合。授课老师通过在线开放课程平台发布预习内容，让学生在课前提前了解课堂内容并发布一些需要课前思考的题目;在课堂上老师着重讲解重难点知识并考察学生对于课前思考问题的回答情况，从而培养学生自主学习的习惯;课后课程组利用在线开放课程平台进行线上答疑，以保证课后实时与学生沟通。通过线上微课与翻转课堂有机结合的方式，将过去只是一味灌输知识的教学方式，转化为通过预习布置题目、课堂重点引导学生关注预习中不懂的知识点、课后鼓励学生在线练习题库、积极通过论坛与学生交流切磋、通过答疑与授课教师沟通、通过题库刷题榜互相督促练习编程。通过一系列连贯措施引导学生养成自主学习的模式。

（四）大数据评价教学效果

基于平台上的大数据信息，课程组实时记录和掌握每一位教师的教学情况和每一位学生的学习过程、阶段性教学效果及对任课老师的教学反馈，全面跟踪和了解每个学生的学习行为和教师的教导方式，结合学习过程及学习成绩来评估教学效果、改进教学质量。图2是一周学生登陆平台练习编程的数据统计情况。老师们根据学生浏览量、编程量掌握平台是否受学生欢迎，哪些板块需要改进。

五、结束语

课程组在OBE教学理念的指导下，在分析学校培养学生目标、学生专业毕业需求的基础上对课程进行教学反向设计，通过微课问题探究式、线上线下翻转课堂、在线高频互动、大数据跟踪学习效果等教学方法开展该门课程的在線开放课程建设，促进学生自主学习性，关注学生计算思维的培养，注重程序设计算法的核心理念引导与编程技能的锻炼，使学生具备利用现有编程工具完成设计系统解决问题的能力。

参考文献：

[1]蒋宗礼.新工科建设背景下的计算机类专业改革[J].中国大学教学，2017（8）：34-39.

[2]姜海红.基于OBE理念反向设计大数据人才培养体系[J].高教学刊，2019（25）：150-153.

[3]杨毅刚，孟斌，王伟楠.基于OBE模式的技术创新能力培养[J].高等工程教育研究，2015（6）：24-30.

[4]王宇，汪琼.慕课环境下的真实学习设计：基于情境认知的视角[J].中国远程教育，2018（3）：5-13.

[5]樊文强.基于关联主义的大规模网络开放课程（MOOC）及其学习支持[J].远程教育，2012（3）：32-35.