以產(chǎn)出為導(dǎo)向的創(chuàng)新實(shí)踐課程變革x

1、以產(chǎn)出為導(dǎo)向的創(chuàng)新實(shí)踐課程變革以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育(Outcome-BasedEducation, OBE)認(rèn)為教學(xué)設(shè) 計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果，強(qiáng) 調(diào)“教育是一種能力培養(yǎng)、能力訓(xùn)練的過程 1 2，已被許多國家 高等教育工程專業(yè)所借鑒。我國在2016年正式成為華盛頓協(xié)議 成員國，明確了 “以學(xué)生為中心“以產(chǎn)出為導(dǎo)向的工程教育持續(xù)改革 理念3。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)和創(chuàng)新思維，全國很多高校都 開設(shè)了一門特色實(shí)踐課程創(chuàng)新實(shí)踐4 5，旨在培養(yǎng)學(xué)生具 備解決復(fù)雜工程問題的能力。由于這是一門新型課程，如何設(shè)計(jì)這門 課程的教學(xué)模式和考核機(jī)制，促進(jìn)學(xué)生多種能力的養(yǎng)成是一個(gè)值得

2、研 究的問題。本文將OBE理念引入創(chuàng)新實(shí)踐課程教學(xué)中，在教學(xué)過程 中堅(jiān)持以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為目標(biāo)導(dǎo)向，基于反向設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)教學(xué)模 式和教學(xué)內(nèi)容，提出了以學(xué)生能力為中心的個(gè)性化考核體系，強(qiáng)調(diào)課 程的持續(xù)改進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生達(dá)到“畢業(yè)要求，進(jìn)而達(dá)成“培養(yǎng)目標(biāo)。一、OBE理念分析(一)OBE理念和創(chuàng)新實(shí)踐課程與傳統(tǒng)的以教學(xué)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)教學(xué)活動(dòng)的方式相比，OBE理念注重知識(shí)、 能力與素質(zhì)的一體化，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果作為教學(xué)驅(qū)動(dòng)力6。在 OBE模式下，教師在教學(xué)過程中要注重引導(dǎo)學(xué)生獲取更多成功經(jīng)驗(yàn)， 并將其應(yīng)用于解決實(shí)際問題，達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)狀態(tài)。常規(guī)的實(shí)踐類課 程通常采用封閉式、驗(yàn)證式的教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不

3、足、 思維固化。當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)更新速度快，對(duì)人才的要求與日俱增， 不僅要求學(xué)生會(huì)開發(fā)程序，而且具備批判性、創(chuàng)新思維。因此，在實(shí) 踐課中，教師應(yīng)壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例，制定具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)要求， 讓學(xué)生在“做中思“思中學(xué)。杭州電子科技大學(xué)在計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)了 創(chuàng)新實(shí)踐課，該課程持續(xù)4個(gè)學(xué)期。教師根據(jù)社會(huì)熱點(diǎn)和自身研究領(lǐng) 域，申報(bào)實(shí)踐課題;然后師生間進(jìn)行多輪雙向選擇，盡可能地讓學(xué)生 能參與感興趣的課題;最終采用小班化授課方式，進(jìn)行針對(duì)性的項(xiàng)目 化實(shí)訓(xùn)。美國著名教育家Bloom將認(rèn)知過程分為6個(gè)層次:記憶、理 解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造D。常規(guī)的實(shí)踐課程培養(yǎng)前三個(gè)低階 能力，而創(chuàng)新實(shí)踐課則以后3個(gè)層

4、次的高階能力為目標(biāo)取向，期望能 使學(xué)生獲得決策、創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展能力。因此，需要更好地設(shè)計(jì)創(chuàng) 新實(shí)踐課的教學(xué)活動(dòng)和考核體系，對(duì)課程進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，從而培養(yǎng)學(xué) 生解決復(fù)雜工程（二）基于OBE理念的創(chuàng)新實(shí)踐課程改革傳統(tǒng)的正向教學(xué)設(shè)計(jì)方式從學(xué)科知識(shí)體系出發(fā)組織教學(xué)內(nèi)容，忽視了 社會(huì)對(duì)專業(yè)人才的真實(shí)需求。本文遵循OBE理念教學(xué)設(shè)計(jì)中的反向 設(shè)計(jì)原則，基于社會(huì)發(fā)展需要定位課程教學(xué)目標(biāo)，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以 學(xué)生的發(fā)展和能力獲得為核心，改革教學(xué)模式、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，最后 對(duì)學(xué)生正向?qū)嵤┰撨^程?；谌瞬排囵B(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的課程教學(xué)目標(biāo)定位為了適應(yīng)我國 經(jīng)濟(jì)、科技快速發(fā)展的需要，計(jì)算機(jī)專業(yè)旨在培養(yǎng)具有良好的科學(xué)素 養(yǎng)

5、和職業(yè)道德，具備較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的高級(jí)工程技術(shù) 人才?；诜聪蛟O(shè)計(jì)原則，以“培養(yǎng)目標(biāo)A畢業(yè)要求A課程教學(xué)目標(biāo) 為主線，自頂向下地定位教學(xué)目標(biāo)。首先根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)細(xì)化得到12 個(gè)畢業(yè)要求，具體描述了學(xué)生畢業(yè)時(shí)所應(yīng)該具備的能力和素質(zhì)。然后 基于計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，定位課程教學(xué)目標(biāo)：以 “綜合能力培養(yǎng)為目標(biāo)，通過基于導(dǎo)師制的針對(duì)性實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生能 綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)等專業(yè)知識(shí)，解決復(fù)雜工程問題 的能力。以學(xué)生發(fā)展和能力獲得為核心的教學(xué)模式改革在總結(jié)得到課程教 學(xué)目標(biāo)后，秉承人本教育理念，以“學(xué)生的發(fā)展為核心，基于教學(xué)目 標(biāo)來設(shè)計(jì)課程的教學(xué)模式，重視學(xué)生在知識(shí)獲

6、得后的應(yīng)用，促進(jìn)其個(gè) 體成長(zhǎng)和潛能的自我價(jià)值實(shí)現(xiàn)。關(guān)注以下幾點(diǎn)：(1)教師應(yīng)以解決復(fù)雜 工程問題為目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生在問題解決過程中合理應(yīng)用各種技術(shù)、資 源及工具，提高學(xué)生的綜合能力。讓學(xué)生成為課堂的主角，根據(jù)學(xué) 生的興趣愛好、接受程度來組織教學(xué)活動(dòng)，充分激發(fā)其自主學(xué)習(xí)的興 趣。綜合采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、團(tuán)隊(duì)合作、反饋教學(xué)等手段，提高課堂吸 引力。3 .以目標(biāo)為導(dǎo)向的教學(xué)內(nèi)容和考核體系設(shè)計(jì)由于創(chuàng)新實(shí)踐課程包含 4個(gè)學(xué)期，在設(shè)計(jì)具體的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，要從易到難、層層遞進(jìn)，不斷 提升課程難度來引導(dǎo)學(xué)生達(dá)成預(yù)先設(shè)定的能力。在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)， 同樣遵循反向設(shè)計(jì)原則:沿著“項(xiàng)目目標(biāo)A相關(guān)知識(shí)A設(shè)計(jì)A工程應(yīng)用 的主線，從

7、實(shí)際項(xiàng)目目標(biāo)入手，以學(xué)生期望達(dá)成的能力來反推，然后 要求學(xué)生自學(xué)相關(guān)知識(shí)，并綜合利用所學(xué)知識(shí)分析、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)， 逐步遞進(jìn)完成知識(shí)的串聯(lián)，最終解決實(shí)際工程問題。以培養(yǎng)大數(shù)據(jù)分 析人才為目標(biāo)，筆者設(shè)計(jì)了4個(gè)學(xué)期的實(shí)踐內(nèi)容。在前2個(gè)學(xué)期中， 教師可自擬一些難度中等、可操作性強(qiáng)的任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和 動(dòng)手能力。如在第一學(xué)期中，讓學(xué)生完成前后端開發(fā)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。 在第二學(xué)期中，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)分析流程、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析工具、并開 發(fā)可視分析組件。在后2個(gè)學(xué)期中，設(shè)計(jì)更具挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性的題目， 要求學(xué)生查閱資料、設(shè)計(jì)方案并最終實(shí)現(xiàn)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、團(tuán) 隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新意識(shí)。如在第三學(xué)期中，讓學(xué)生針對(duì)

8、具體問題，利 用數(shù)據(jù)挖掘算法尋找數(shù)據(jù)中潛在的模式。在第四學(xué)期中，讓學(xué)生針對(duì) 某一領(lǐng)域數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一個(gè)完整實(shí)用的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，能夠輔助決策。此外，傳統(tǒng)的考核體系利用出勤率、考試成績(jī)來評(píng)價(jià)教學(xué)效果、衡量 學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，無法評(píng)價(jià)學(xué)生能力的獲得。本課程以學(xué)生 能力與素質(zhì)為評(píng)價(jià)宗旨，設(shè)計(jì)課程考核體系，注重平時(shí)學(xué)習(xí)過程的考 核。二、創(chuàng)新實(shí)踐課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)基于OBE理念設(shè)計(jì)了一種適合于創(chuàng)新實(shí)踐課程的新型教學(xué)模式，主 要分為3個(gè)部分:基于MOOC的課前自學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的課堂互動(dòng)式教 學(xué)和課后研討?；贛OOC的課前自學(xué)與編程類課程不同，創(chuàng)新實(shí)踐課程不講授 編程語言，而是要求學(xué)生能綜合運(yùn)用多門技術(shù)完成一

9、個(gè)實(shí)際項(xiàng)目。這 些技術(shù)可能是已經(jīng)學(xué)習(xí)過的，也可能是全新的。因此，在新的教學(xué)模 式中課前自主學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)。以互聯(lián)網(wǎng)為載體的大規(guī)模在線開放課程 慕課(MassiveOpenOnlineCourse，MOOC) 8提供了豐富的教 學(xué)資源、信息更新迅速、且多數(shù)課程資源向大眾免費(fèi)開放，為學(xué)生的 課前自學(xué)提供了一種新的解決方案。老師在課前針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和項(xiàng)目 需求總結(jié)所要用到的技術(shù)，甄選出優(yōu)質(zhì)的MOOC視頻、讓學(xué)生觀看 學(xué)習(xí)，并布置簡(jiǎn)單的練習(xí)題。學(xué)生可以自行安排視頻學(xué)習(xí)時(shí)間，完成 課前任務(wù)。同時(shí)要求學(xué)生每周發(fā)一份學(xué)習(xí)周報(bào)給老師，讓老師掌握每 個(gè)同學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)展。這樣不僅為學(xué)生減少了挑選優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源的時(shí)間 代價(jià)，

10、而且提高了他們的自學(xué)能力，從某種程度上將課堂從封閉式向 開放式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)時(shí)間、空間上的開放。（二）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的課堂互動(dòng)式教學(xué)課堂教學(xué)包括2部分。教師首先介紹 課程相關(guān)的理論知識(shí)，讓學(xué)生了解課程目標(biāo)及實(shí)施方式0。然后針 對(duì)課前自學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生的反饋信息，對(duì)于普遍性問題和難點(diǎn)問題進(jìn)行 統(tǒng)一解答。第二部分以項(xiàng)目為完成目標(biāo)，教師首先介紹項(xiàng)目需求，然 后開展互動(dòng)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生有體系地應(yīng)用知識(shí)來解決實(shí)際問題。具 體實(shí)踐中，首先將學(xué)生分成創(chuàng)新研究小組，要求以小組為單位完成任 務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生相互合作、共享技能。為了更好地提高學(xué)生的積極性， 采用不同的手段刺激學(xué)生完成項(xiàng)目。在創(chuàng)新實(shí)踐1和2中，學(xué)生處于 技術(shù)初

11、步運(yùn)用階段，老師可以給出一些難度中等的案例，介紹要完成 的目標(biāo)和要求，如設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的可視分析組件。為了提高 趣味性和競(jìng)爭(zhēng)性，采用具有動(dòng)態(tài)完成時(shí)間的挑戰(zhàn)賽形式項(xiàng)目的 截止時(shí)間取決于最快完成小組所用的時(shí)間。假設(shè)一共有5個(gè)小組，按 照最先完成的2組作為項(xiàng)目截止的日期，前兩組獲得全部得分，其他 小組按照在項(xiàng)目截止日期時(shí)的完成結(jié)果給予一定得分，以此促使學(xué)生 提高學(xué)習(xí)效率。在創(chuàng)新實(shí)踐3和4中，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力， 鼓勵(lì)學(xué)生開展探索式、合作研究式的學(xué)習(xí)。老師給出數(shù)據(jù)和總體分析 目標(biāo)，布置開放式的任務(wù)，要求學(xué)生在指定時(shí)間內(nèi)完成，如基于公共 交通數(shù)據(jù)分析城市熱門的旅游景點(diǎn)，每個(gè)小組自行選擇相關(guān)

12、技術(shù)和工 具來完成分析任務(wù)，最終可能得到不同的規(guī)律和結(jié)果。在每學(xué)期末， 每個(gè)小組都要提交項(xiàng)目文檔、演示視頻和代碼，并組織一次項(xiàng)目答辯 驗(yàn)收。答辯時(shí)要求學(xué)生通過現(xiàn)場(chǎng)演示、錄制視頻等多種方式展示學(xué)習(xí) 成果，其他小組的同學(xué)可以對(duì)當(dāng)前答辯小組進(jìn)行提問，最終由老師和 其他小組共同評(píng)估每個(gè)小組的完成情況，包括數(shù)據(jù)分析方案的有效性、 可視化組件的美觀性和新穎性、對(duì)分析目標(biāo)解答的準(zhǔn)確性等。在整個(gè) 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)過程中，教師以引導(dǎo)為主，參與每個(gè)小組的團(tuán)隊(duì)討論， 對(duì)項(xiàng)目中間完成過程把關(guān)并進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)。學(xué)生以小組為單位學(xué)習(xí)、 討論與合作，提出解決方案。采用上述教學(xué)方式，將課堂變成了 “學(xué) 習(xí)共同體，培養(yǎng)學(xué)生獲得多

13、種能力。（三）課后研討由于課堂時(shí)間有限，需要引導(dǎo)學(xué)生利用課外時(shí)間拓展知 識(shí)面。老師可以根據(jù)學(xué)生完成情況在課堂上提出具有啟發(fā)性的問題， 學(xué)生利用課后時(shí)間查閱資料并深入思考，與老師在課后進(jìn)行線下探討。 老師還可以補(bǔ)充提供與項(xiàng)目有關(guān)的最新研究動(dòng)態(tài)，指導(dǎo)學(xué)生檢索文獻(xiàn) 資料，進(jìn)一步了解技術(shù)前沿，完善自己的項(xiàng)目。在整個(gè)教學(xué)過程中， 教師根據(jù)學(xué)生的反饋情況持續(xù)地改進(jìn)授課形式和內(nèi)容，學(xué)生不斷地學(xué) 習(xí)新的知識(shí)和技能，穩(wěn)步提升自己的能力。三、以學(xué)生能力為評(píng)價(jià)宗旨的課程考核體系 以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新實(shí)踐課程無法采用試卷考核，本文以學(xué)生能力和素 質(zhì)為評(píng)價(jià)宗旨，設(shè)計(jì)多元化的考核指標(biāo)，注重學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過程中 的綜合表現(xiàn)，突

14、出學(xué)習(xí)的過程性。在考核體系中，不僅老師對(duì)每個(gè)同 學(xué)打分，小組成員內(nèi)部、小組之間同樣相互評(píng)價(jià)，因此成績(jī)構(gòu)成更能 反映學(xué)生學(xué)習(xí)過程的真實(shí)情況?？己梭w系中各項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)比重如表1 所示，同時(shí)包括教師評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)：1.教師評(píng)價(jià)(70%):課堂評(píng)價(jià)(30%) 是對(duì)學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。項(xiàng)目完成情況包括3部分： 項(xiàng)目文檔和項(xiàng)目答辯情況各占10%；項(xiàng)目成果占20%，主要對(duì)項(xiàng)目功 能完整性、使用便利性、創(chuàng)新性等進(jìn)行評(píng)分。2.學(xué)生評(píng)價(jià)(30%):具體 包括組內(nèi)成員互評(píng)(15%)和組間成員評(píng)價(jià)(15%)。由于小組成員合作完 成一個(gè)項(xiàng)目，小組內(nèi)部對(duì)每個(gè)成員對(duì)項(xiàng)目的貢獻(xiàn)程度最為了解，因此 要求小組成員之間進(jìn)

15、行互評(píng);根據(jù)每個(gè)小組的答辯情況，團(tuán)隊(duì)之間可 以了解別的小組的完成情況，進(jìn)行成果互評(píng)。四、教學(xué)效果調(diào)查及持續(xù)改進(jìn)為了更好地達(dá)成專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生能力與畢業(yè)要求相符合，需要 對(duì)課程進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。在學(xué)期結(jié)束后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查。70%以上 的學(xué)生認(rèn)為通過課程學(xué)習(xí)自己的自學(xué)、動(dòng)手和工程實(shí)踐能力有所提高。 部分較優(yōu)異的同學(xué)認(rèn)為在項(xiàng)目化的課程實(shí)訓(xùn)中，提高了自己的團(tuán)隊(duì)協(xié) 作和創(chuàng)新能力。90%以上的學(xué)生認(rèn)可項(xiàng)目化實(shí)踐、小組合作的形式。還有同學(xué)表示，在找實(shí)習(xí)工作時(shí)，工作單位對(duì)他們做的項(xiàng)目非常感興 趣，在面試過程中進(jìn)行了詳細(xì)的詢問。此外，課程還取得了一定的研 究成果，有同學(xué)在老師的指導(dǎo)下將項(xiàng)目成果整理成范文發(fā)表

16、在計(jì)算機(jī) 相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議和期刊上。但是在課程改革過程中，學(xué)生和老師都遇 到了很多問題和挑戰(zhàn)。對(duì)于老師來說，導(dǎo)師制和項(xiàng)目化的課堂教學(xué)模 式不僅要求教師準(zhǔn)備大量資料用于學(xué)生課前和課后學(xué)習(xí)，而且要求教 師實(shí)時(shí)跟進(jìn)每個(gè)小組的項(xiàng)目進(jìn)展，評(píng)估平時(shí)的學(xué)習(xí)過程，需要付出大 量精力。對(duì)于學(xué)生來說，由于專業(yè)基礎(chǔ)與實(shí)踐能力存在差異，基礎(chǔ)扎 實(shí)、學(xué)習(xí)效率高的學(xué)生能很好地跟上課程節(jié)奏;而部分學(xué)生一直在學(xué) 習(xí)編程技術(shù)，實(shí)際運(yùn)用有所欠缺，在遇到問題時(shí)有畏難情緒，過分依 賴?yán)蠋煄椭鉀Q問題。為了更好地持續(xù)改進(jìn)，可以從幾個(gè)方面入 手：1 .探索以老帶新的形式，讓創(chuàng)新實(shí)踐3的小組一對(duì)一地指導(dǎo)創(chuàng)新 實(shí)踐1的小組，不僅分擔(dān)了老師的工作量，而且提高了高年級(jí)學(xué)生的 領(lǐng)導(dǎo)能力。2.引入互動(dòng)式講座，讓每個(gè)小組以特定主題搜索資料并 進(jìn)行演講，分享知識(shí)、擴(kuò)充班級(jí)同學(xué)的知識(shí)面。3.事先對(duì)學(xué)生基礎(chǔ) 進(jìn)行摸底調(diào)查，針對(duì)