基于OBE理念的“C语言程序设计”
课程翻转课堂探究
孟亚坤1,3，孙景昊2，王 岩3，宋 欣3，朱世敏3
（1.大连理工大学经济管理学院，辽宁 大连 116024；
2.大连理工大学计算机学院，辽宁 大连 116024；
3.东北大学秦皇岛分校计算中心，河北 秦皇岛 066004）
【摘要】基于以学生为中心、以产出为导向的OBE理念，结合“C语言程序设计”课程的教学特点和传统教学模式中存在的问题，设计了基于OBE理念的“C语言程序设计”课程翻转课堂教学模式和评价体系，为其他课程进行教学改革提供了参考。
【关键词】OBE；C语言程序设计；翻转课堂
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-5065（2021）02-0035-05
0 引言
以学生为中心、以产出为导向（Outcome-bad Education，OBE）的教育模式最早由Spady提出。OBE理念主张根据行业需求，制定培养目标，建立毕业能力达成度评价体系，并将评价结果用于培养方案的持续改进，如图1所示[1]。在国外教学中，OBE理念被广泛运用于课程教学改革和质量保障体系建设中。
教育部在2018年发布了《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》（以下简称《标准》），遵循以学生为中心、成果导向教育、持续改进的原则。随着《标准》的实施和推行，其所遵循的OBE 理念在国内得到了广泛研究与应用。毕冉等研究了OBE理念模式下“编译原理”课程的改革实践，为其他课程的教学改革提供了借鉴思路[1]；朱洁等提出了基于OBE理念的“数据结构”课程的教学改革，并取得了预期效果[2]；吴劲等进行了OBE 理念模式下“程序设计与算法基础”课程的教学改革探索，学生反应良好[3]；石秦峰研究了基于
收稿日期：2020-3-3
作者简介：孟亚坤（1987—），女，河北沧州人，硕士，实验师，研究方向为计算机教学教育方法、网络优化、实时系统；孙景昊（1985—），男，河北沧州人，博士，副教授，研究方向为实时系统调度、时间敏感网络；
王岩（1981—），女，河北张家口人，博士，高级实验师，研究方向为计算机教育、网络资源调度；
宋欣（1978—），女，黑龙江齐齐哈尔人，博士，副教授，研究方向为计算机教育教学方法、目标检测、海量数据分析；朱世敏（1979—），女，辽宁绥中人，硕士，实验师，研究方向为智能数据库、数据挖掘；
基金项目：2018年河北省高等教育教学改革研究与实践项目“大数据环境下‘C语言’翻转课堂教学模式研究与实践”（项目编号：2018GJJG433）；2018年河北省高等教育教学改革研究与实践项目“面向CDIO的‘数据库技术’实验课程新教学模式研究”（项目编号：2018GJJG430）。
OBE的程序设计类课程教学改革探索，以目标等级和目标完成度两项指标引导学生自主学习[4]。
“C语言程序设计”是计算机专业的必修基础课，一般在本科第一学年开课，具有知识点繁多、操作性强的特点。在教学过程中，很多学生反映“C语言程序设计”课程不好理解，不知道如何利用C语言解决实际问题。因此，文章结合“C语言程序设计”课程教学特点和实际教学过程中遇到的问题，研究基于OBE理念的“C语言程序设计”课程翻转课堂教学模式，进行教学改革。OBE理念教学设计思路，如图1所示。在新教学模式中，强调学生学会了什么，关注学生是否能够根据所学知识解决实际问题，是否达到了毕业应具备的能力。
1 课程培养目标对毕业要求的支撑
高等院校工科类专业的毕业要求一般包括工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、个人与团队和沟通等12个方面。“C语言程序设计”课程的培养目标是学生在掌握C语言语法内容的基础上，具有设计、开发和维护计算机软硬件系统的能力，同时具备团队合作和沟通交流的能力。基于该培养目标，课程教学目标设计如下。
目标1：熟练掌握C语言的语法知识，培养学生用计算思维和逻辑思维来解决工程问题的能力。该目标支撑毕业要求中的“工程知识”：能够运用工程基础知识和专业知识来解决计算机应用领域内的复杂工程问题。
目标2：能够用系统的观点分析、处理科学技术问题，具有设计、开发和维护计算机软硬件系统的能力。该目标支撑毕业要求中的“问题分析”和“设计/开发解决方案”，即能够应用数学和工程科学的基本原理来分析计算机应用领域的复杂工程问题，并获得有效结论，以及能够设计满足特定指标要求的软硬件系统。
目标3：具备在团队中分工协作和沟通交流的能力。该目标支撑毕业要求中的“个人与团队”：能够在多学科背景下的团队中积极沟通，承担个体、团队成员和负责人的角色。
笔者提出的基于OBE理念的翻转课堂教学模式，旨在实现以上课程教学目标。
2 在线学习平台建设
基于OBE理念的“C语言程序设计”翻转课堂教学模式的实施需要借助在线学习平台。在线学习平台上的学习内容主要分为教学资源模块、交互式练习模块和在线考试模块。
2.1 教学资源模块
在线学习平台上发布的教学资源的质量将直接影响学生的学习及应用效果。因此，在参考国内外知名院校视频课程的基础上，力求制作出高质量的教学资源（如PPT和视频教程等）。制作教学资源的过程中，教师针对各章节的知识点进行梳理，然后按照问题引入、问题分析、问题解决、应用拓展的思路对每个知识点制作视频，每段视频约15分钟。以数组章节为例，数组章节知识点，如表1所示。
2.2 交互式练习模块
在线教学平台上，教师在每个知识点的讲解视频之后，都配有相应的练习题，用于测试和巩固相应的知识点。教师将这些练习题分为基础练习、综合提高和实际应用3个层次，以满足不同基础学生的学习需求。学生在交互式练习模块中的学习数据会被记录下来，如每道练习题所需时间及得分等。当数据积累到一定程度时，可以利用
图1 OBE理念教学设计思路
系统提供的数据挖掘功能对学生的学习行为进行分析，自动为学生提供适合其水平的教学资源，实现个性化教育。
2.3 在线考试模块
为了测试学生的学习效果，教师为每章设计2套综合测试试卷（课前完成1套，课后完成1套），以在线考试的形式对学生的学习情况进行评测，并记录测试结果。教师根据课前综合测试试卷的完成情况及学生反映的情况来确定哪些知识点需要在课堂上重点讲解。同时，通过对比两次综合测试试卷的完成情况来判断知识点的掌握情况和应用情况，进一步修改、完善教学资料，以便持续改进教学质量。
3 基于OBE理念的“C语言程序设
计”课程翻转课堂教学模式构建
基于OBE理念的“C语言程序设计”课程翻转课堂教学模式以学生自主学习为主，教师充当引导者的角色，负责调动学生学习的积极性，引导学生解决问题，完成知识的内化和拓展。具体实施包含以下3个阶段。
（1）课前阶段。为实现目标1，教师根据课堂知识点、教学重点和教学难点制作教学资源，并发布到学习平台。学生通过在线学习平台学习教学视频，并将自学过程中遇到的问题反馈给教师，教师对学生遇到的问题进行归纳与总结，并对学生的学习情况做出合理评估，确定课堂讲解重点。
（2）课中阶段。为实现目标2、3，教师可以根据课前学生反映在自学过程中遇到的问题，将课堂内容分为理论教学和实践教学两部分。讲授理论知识时，教师通过生动形象的视频和例子来讲解理论知识；实践教学时，教师列出自学过程中学生遇到的问题，然后将学生分成若干小组，以小组为单位讨论解决这些问题。最后，教师讲解问题解决途径和具体方法，集中呈现解决问题的整个过程。
（3）课后阶段。课后，学生通过学习在线学习平台上的参考资料，继续深入学习该课程的相关知识，通过实际开发小程序来拓展自己的应用技能。同时，学生完成在线学习平台的综合测试试卷，自己对知识的掌握情况和应用情况进行评估。根据OBE理念，教师对学生的学习掌握情况进行总结，完善教学资料，改进培养方案，持续提高教学质量。
4 教学评价体系
基于OBE理念的翻转课堂教学模式，弱化
表1
数组章节知识点
了教师的主体作用，关注学生是否能够根据所学知识解决实际问题。评价体系主要由两部分组成：①教师对学生进行评价。包括平时成绩（占比40%）、期末考试成绩（占比40%）和综合实验（占比20%）。其中，平时成绩由课堂表现情况和在线学习平台测验成绩两部分构成，分别占比80%和20%。②学生对教师进行评价。教学过程中，组织学生定期对课堂组织形式和教师授课方式进行评价，教师可获得教学过程中的连续反馈，做出相应调整，持续改进教学内容。
5 教学效果评价
东北大学秦皇岛分校的“C语言程序设计”课程由两部分组成：32课时的理论课程和16课时的实验课程。为了持续提高教学质量和教学效果，教师实施了基于OBE理念的翻转课堂教学模式改革，并以调查问卷的形式做了教学效果评价。
调查问卷主要从是否提高了学生学习的积极性、是否提高了学生对课程内容的掌握程度、是否提高了学生的编程能力、是否提高了学生解决实际问题的能力、是否提高了学生开发应用软件的能力和是否提高了学生团队合作能力这6个方面展开调查。“C语言程序设计”课程教学模式改革调查问卷结果，如图2所示。
由调查试卷的统计结果可以看出，新教学模式显著提高了学生学习的积极性、对课程内容的掌握程度、编程能力和团队合作能力，但解决问题的能力和开发软件的能力还需要进一步提高。
6 结语
以学生为中心，以产出为导向的教育模式对教师和学生都提出了更高的要求。文章将OBE理念与翻转课堂教学模式相融合，对“C语言程序设计”课程进行了以下改革：①根据毕业要求制定培养目标；②设计了翻转课堂教学模式的实施步骤；③设计了基于平时成绩、期末考试成绩和综合实验成绩的学生评价体系和基于教学反馈的教师评价体系。下一步工作希望在提高学生解决问题的能力和软件开发能力两方面得到新进展。
图2 “C语言程序设计”课程教学模式改革调查问卷结果
【参考文献】
[1] 毕冉，姚卫红，任健康，等.OBE模式在“编译原
理”课程中的实践探索[J].计算机教育，2018（7）：35-37.
[2] 朱洁，王海艳，黄海平.基于OBE的数据结构教学改
革实践[J].计算机教育，2019（10）：95-98.[3] 吴劲，周帆，王瑞锦，等.OBE模式下的“程序设计
与算法基础”课程改革探索[J].计算机教育，2019（11）：86-90.
[4] 石秦峰.基于OBE的程序设计类课程教学改革探索[J].
计算机教育，2016（3）：106-109.
（上接第34页）
OBE理念强调基于结果产出进行持续改进，建立科学的课程评价标准，而科学的课程评价标准可以帮助教师准确把握每名学生对TRIZ创新方法的理解、创新能力的提升等产出情况，更好地掌握教学改革的执行效果。根据课程评价后的目标达成度，可以再循环改进教学目标、教学方法和教育资源配置，实现课程教学质量的全面管理。
3 结语
OBE理念更加关注学生的学习产出效果、为通识课教学改革提供了科学依据。参与选课的学生在学习
过程中，明显提高了对创新方法的学习兴趣，在创新思维的训练方面，学生也尝试将TRIZ创新方法应用于其他学科的创新实践中，有效提升了学生的创新能力，不少学生在各类创新竞赛中表现突出。
在具体教学实践中，学生参与项目的实验环境有待得到学校和实验室的支持。由于TRIZ只是一种创新方法，在创新项目水平拔高方面离不开对各专业知识的深度运用，在组建教学团队方面，应该多吸引各工科专业教师的参与。此外，教师还应该积极尝试在各专业必修和选修课的教学改革中加入TRIZ，这种专业课知识+TRIZ创新方法的教学体系，可以进一步提高学生的创新创业水平。
【参考文献】
[1] 国务院办公厅.关于深化高等学校创新创业教育改
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htm.
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[3] 苏芃，李曼丽.基于OBE理念构建通识教育课程教学
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[4] 崔军，汪霞.从历史走向未来：麻省理工学院通识教
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