以產(chǎn)出為導(dǎo)向的創(chuàng)新實踐課程變革范文
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摘要:文章將產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育理念應(yīng)用于創(chuàng)新實踐課程教學(xué)改革，以學(xué)生發(fā)展為中心，將“綜合能力培養(yǎng)”作為課程建設(shè)目標，深入分析如何利用反向設(shè)計原則設(shè)計課程的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，提出了以學(xué)生能力與素質(zhì)為評價宗旨的課程考核體系，并總結(jié)了對課程持續(xù)改進的方式。
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新實踐課程;項目驅(qū)動;產(chǎn)出導(dǎo)向;教學(xué)改革
以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育(Outcome-BasedEducation，OBE)認為教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果，強調(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)了一門特色實踐課程———創(chuàng)新實踐［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)計這門課程的教學(xué)模式和考核機制，促進學(xué)生多種能力的養(yǎng)成是一個值得研究的問題。本文將OBE理念引入創(chuàng)新實踐課程教學(xué)中，在教學(xué)過程中堅持以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為目標導(dǎo)向，基于反向設(shè)計原則設(shè)計教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，提出了以學(xué)生能力為中心的個性化考核體系，強調(diào)課程的持續(xù)改進，促進學(xué)生達到“畢業(yè)要求”，進而達成“培養(yǎng)目標”。
一、OBE理念分析
(一)OBE理念和創(chuàng)新實踐課程
與傳統(tǒng)的以教學(xué)內(nèi)容驅(qū)動教學(xué)活動的方式相比，OBE理念注重知識、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，并將其應(yīng)用于解決實際問題，達到最佳的學(xué)習(xí)狀態(tài)。常規(guī)的實踐類課程通常采用封閉式、驗證式的教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不足、思維固化。當(dāng)前計算機專業(yè)知識更新速度快，對人才的要求與日俱增，不僅要求學(xué)生會開發(fā)程序，而且具備批判性、創(chuàng)新思維。因此，在實踐課中，教師應(yīng)壓縮驗證性實驗的比例，制定具有挑戰(zhàn)性的實驗要求，讓學(xué)生在“做中思”“思中學(xué)”。杭州電子科技大學(xué)在計算機專業(yè)開設(shè)了創(chuàng)新實踐課，該課程持續(xù)4個學(xué)期。教師根據(jù)社會熱點和自身研究領(lǐng)域，申報實踐課題;然后師生間進行多輪雙向選擇，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，進行針對性的項目化實訓(xùn)。美國著名教育家Bloom將認知過程分為6個層次:記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造［7］。常規(guī)的實踐課程培養(yǎng)前三個低階能力，而創(chuàng)新實踐課則以后3個層次的高階能力為目標取向，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)計創(chuàng)新實踐課的教學(xué)活動和考核體系，對課程進行持續(xù)改進，從而培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程
(二)基于OBE理念的創(chuàng)新實踐課程改革
傳統(tǒng)的正向教學(xué)設(shè)計方式從學(xué)科知識體系出發(fā)組織教學(xué)內(nèi)容，忽視了社會對專業(yè)人才的真實需求。本文遵循OBE理念教學(xué)設(shè)計中的反向設(shè)計原則，基于社會發(fā)展需要定位課程教學(xué)目標，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，最后對學(xué)生正向?qū)嵤┰撨^程。
1．基于人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的課程教學(xué)目標定位為了適應(yīng)我國經(jīng)濟、科技快速發(fā)展的需要，計算機專業(yè)旨在培養(yǎng)具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和職業(yè)道德，具備較強的工程實踐能力和創(chuàng)新意識的高級工程技術(shù)人才。基于反向設(shè)計原則，以“培養(yǎng)目標→畢業(yè)要求→課程教學(xué)目標”為主線，自頂向下地定位教學(xué)目標。首先根據(jù)培養(yǎng)目標細化得到12個畢業(yè)要求，具體描述了學(xué)生畢業(yè)時所應(yīng)該具備的能力和素質(zhì)。然后基于計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，定位課程教學(xué)目標:以“綜合能力培養(yǎng)”為目標，通過基于導(dǎo)師制的針對性實訓(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，解決復(fù)雜工程問題的能力。
2．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)目標來設(shè)計課程的教學(xué)模式，重視學(xué)生在知識獲得后的應(yīng)用，促進其個體成長和潛能的自我價值實現(xiàn)。關(guān)注以下幾點:(1)教師應(yīng)以解決復(fù)雜工程問題為目標，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。(2)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，充分激發(fā)其自主學(xué)習(xí)的興趣。(3)綜合采用項目驅(qū)動、團隊合作、反饋教學(xué)等手段，提高課堂吸引力。
3．以目標為導(dǎo)向的教學(xué)內(nèi)容和考核體系設(shè)計由于創(chuàng)新實踐課程包含4個學(xué)期，在設(shè)計具體的教學(xué)內(nèi)容時，要從易到難、層層遞進，不斷提升課程難度來引導(dǎo)學(xué)生達成預(yù)先設(shè)定的能力。在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時，同樣遵循反向設(shè)計原則:沿著“項目目標→相關(guān)知識→設(shè)計→工程應(yīng)用”的主線，從實際項目目標入手，以學(xué)生期望達成的能力來反推，然后要求學(xué)生自學(xué)相關(guān)知識，并綜合利用所學(xué)知識分析、設(shè)計并實現(xiàn)系統(tǒng)，逐步遞進完成知識的串聯(lián)，最終解決實際工程問題。以培養(yǎng)大數(shù)據(jù)分析人才為目標，筆者設(shè)計了4個學(xué)期的實踐內(nèi)容。在前2個學(xué)期中，教師可自擬一些難度中等、可操作性強的任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和動手能力。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。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個學(xué)期中，設(shè)計更具挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性的題目，要求學(xué)生查閱資料、設(shè)計方案并最終實現(xiàn)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新意識。如在第三學(xué)期中，讓學(xué)生針對具體問題，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)生針對某一領(lǐng)域數(shù)據(jù)，設(shè)計一個完整實用的數(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、考試成績來評價教學(xué)效果、衡量學(xué)生對知識點的掌握程度，無法評價學(xué)生能力的獲得。本課程以學(xué)生能力與素質(zhì)為評價宗旨，設(shè)計課程考核體系，注重平時學(xué)習(xí)過程的考核。
二、創(chuàng)新實踐課程教學(xué)模式設(shè)計
基于OBE理念設(shè)計了一種適合于創(chuàng)新實踐課程的新型教學(xué)模式，主要分為3個部分:基于MOOC的課前自學(xué)、項目驅(qū)動的課堂互動式教學(xué)和課后研討。
(一)基于MOOC的課前自學(xué)與編程類課程不同，創(chuàng)新實踐課程不講授編程語言，而是要求學(xué)生能綜合運用多門技術(shù)完成一個實際項目。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。老師在課前針對教學(xué)內(nèi)容和項目需求總結(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)，并布置簡單的練習(xí)題。學(xué)生可以自行安排視頻學(xué)習(xí)時間，完成課前任務(wù)。同時要求學(xué)生每周發(fā)一份學(xué)習(xí)周報給老師，讓老師掌握每個同學(xué)的學(xué)習(xí)進展。這樣不僅為學(xué)生減少了挑選優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源的時間代價，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，實現(xiàn)了學(xué)習(xí)時間、空間上的開放。
(二)項目驅(qū)動的課堂互動式教學(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，讓學(xué)生了解課程目標及實施方式［9］。然后針對課前自學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生的反饋信息，對于普遍性問題和難點問題進行統(tǒng)一解答。第二部分以項目為完成目標，教師首先介紹項目需求，然后開展互動式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生有體系地應(yīng)用知識來解決實際問題。具體實踐中，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)生完成項目。在創(chuàng)新實踐1和2中，學(xué)生處于技術(shù)初步運用階段，老師可以給出一些難度中等的案例，介紹要完成的目標和要求，如設(shè)計一個具有特定功能的可視分析組件。為了提高趣味性和競爭性，采用具有動態(tài)完成時間的挑戰(zhàn)賽形式———項目的截止時間取決于最快完成小組所用的時間。假設(shè)一共有5個小組，按照最先完成的2組作為項目截止的日期，前兩組獲得全部得分，其他小組按照在項目截止日期時的完成結(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)新實踐3和4中，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，鼓勵學(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，布置開放式的任務(wù)，要求學(xué)生在指定時間內(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，每個小組自行選擇相關(guān)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，每個小組都要提交項目文檔、演示視頻和代碼，并組織一次項目答辯驗收。答辯時要求學(xué)生通過現(xiàn)場演示、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)可以對當(dāng)前答辯小組進行提問，最終由老師和其他小組共同評估每個小組的完成情況，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、對分析目標解答的準確性等。在整個項目驅(qū)動的教學(xué)過程中，教師以引導(dǎo)為主，參與每個小組的團隊討論，對項目中間完成過程把關(guān)并進行針對性指導(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)生獲得多種能力。
(三)課后研討由于課堂時間有限，需要引導(dǎo)學(xué)生利用課外時間拓展知識面。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)生利用課后時間查閱資料并深入思考，與老師在課后進行線下探討。老師還可以補充提供與項目有關(guān)的最新研究動態(tài)，指導(dǎo)學(xué)生檢索文獻資料，進一步了解技術(shù)前沿，完善自己的項目。在整個教學(xué)過程中，教師根據(jù)學(xué)生的反饋情況持續(xù)地改進授課形式和內(nèi)容，學(xué)生不斷地學(xué)習(xí)新的知識和技能，穩(wěn)步提升自己的能力。
三、以學(xué)生能力為評價宗旨的課程考核體系
以項目驅(qū)動的創(chuàng)新實踐課程無法采用試卷考核，本文以學(xué)生能力和素質(zhì)為評價宗旨，設(shè)計多元化的考核指標，注重學(xué)生在整個教學(xué)過程中的綜合表現(xiàn)，突出學(xué)習(xí)的過程性。在考核體系中，不僅老師對每個同學(xué)打分，小組成員內(nèi)部、小組之間同樣相互評價，因此成績構(gòu)成更能反映學(xué)生學(xué)習(xí)過程的真實情況。考核體系中各項評價標準比重如表1所示，同時包括教師評價和學(xué)生評價:1．教師評價(70%):課堂評價(30%)是對學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進行評價。項目完成情況包括3部分:項目文檔和項目答辯情況各占10%;項目成果占20%，主要對項目功能完整性、使用便利性、創(chuàng)新性等進行評分。2．學(xué)生評價(30%):具體包括組內(nèi)成員互評(15%)和組間成員評價(15%)。由于小組成員合作完成一個項目，小組內(nèi)部對每個成員對項目的貢獻程度最為了解，因此要求小組成員之間進行互評;根據(jù)每個小組的答辯情況，團隊之間可以了解別的小組的完成情況，進行成果互評。
四、教學(xué)效果調(diào)查及持續(xù)改進
為了更好地達成專業(yè)培養(yǎng)目標，使學(xué)生能力與畢業(yè)要求相符合，需要對課程進行持續(xù)改進。在學(xué)期結(jié)束后，對學(xué)生進行了調(diào)查。70%以上的學(xué)生認為通過課程學(xué)習(xí)自己的自學(xué)、動手和工程實踐能力有所提高。部分較優(yōu)異的同學(xué)認為在項目化的課程實訓(xùn)中，提高了自己的團隊協(xié)作和創(chuàng)新能力。90%以上的學(xué)生認可項目化實踐、小組合作的形式。還有同學(xué)表示，在找實習(xí)工作時，工作單位對他們做的項目非常感興趣，在面試過程中進行了詳細的詢問。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)下將項目成果整理成在計算機相關(guān)的學(xué)術(shù)會議和期刊上。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)。對于老師來說，導(dǎo)師制和項目化的課堂教學(xué)模式不僅要求教師準備大量資料用于學(xué)生課前和課后學(xué)習(xí)，而且要求教師實時跟進每個小組的項目進展，評估平時的學(xué)習(xí)過程，需要付出大量精力。對于學(xué)生來說，由于專業(yè)基礎(chǔ)與實踐能力存在差異，基礎(chǔ)扎實、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)，實際運用有所欠缺，在遇到問題時有畏難情緒，過分依賴老師幫助解決問題。為了更好地持續(xù)改進，可以從幾個方面入手:1．探索以老帶新的形式，讓創(chuàng)新實踐3的小組一對一地指導(dǎo)創(chuàng)新實踐1的小組，不僅分擔(dān)了老師的工作量，而且提高了高年級學(xué)生的領(lǐng)導(dǎo)能力。2．引入互動式講座，讓每個小組以特定主題搜索資料并進行演講，分享知識、擴充班級同學(xué)的知識面。3．事先對學(xué)生基礎(chǔ)進行摸底調(diào)查，針對學(xué)生的差異化現(xiàn)狀，采用分層教學(xué)方法。4．進一步研究如何能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，克服畏難情緒。5．根據(jù)學(xué)生反饋結(jié)果，調(diào)整課程考核體系，不斷改善學(xué)生對課程指標點的達成情況。
五、結(jié)語
本文在創(chuàng)新實踐課程建設(shè)中引入OBE教育理念，遵循反向設(shè)計原則設(shè)計教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化考核體系、提出持續(xù)改進的策略。教學(xué)實踐表明，基于OBE理念的創(chuàng)新實踐課程改革在提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識方面具有優(yōu)勢，學(xué)生對這種教學(xué)模式接受度較高。由于該門課程的教學(xué)還處于探索階段，我們將繼續(xù)研究持續(xù)改進方式，進一步提高教學(xué)質(zhì)量。
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作者：史曉穎；林菲；龔曉君 單位：杭州電子科技大學(xué)