基于OBE理念的课堂教学改革

摘要：自2015年以来，计算机科学与技术专业开始接触工程教育认证，从培养学生解决计算机复杂工程问题的能力角度出发，围绕“知识、能力、综合素养”三个方面，开展专业自评及不断改进。根据OBE理念，秉持以学生为中心、以成果为导向，鼓励教师开展专业课程的教学改革。本文以数据库原理及应用课程为例，详细阐述改革内容、过程及效果，并以该课程为辐射，计算机科学与技术专业开展了多门专业课程的教学改革，获得同行专家及学生的一致好评。

关键词：OBE;教学改革;数据库原理及应用

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）09-0169-02

华东交通大学计算机科学与技术专业自2015年开始接触工程教育认证，从培养学生解决计算机复杂工程问题的能力角度出发，围绕“知识、能力、综合素养”三个方面，不断开展以学生为中心、面向产出为导向的课堂教学改革，教学效果明显提升。

根据工程教育认证标准的要求[1-2]，结合校、院相关文件，计算机科学与技术专业形成课程目标达成评价与持续改进的完善机制。每学期，任课教师或课程负责人开展课程目标达成评价，并将评价结果作为课程体系、课程教学大纲、教学过程改进的依据。学院教学督导组和课程负责人针对课程教学存在的相关问题进行分析，给出持续改进的意见和建议，由任课教师负责具体的课堂教学改革落实。

下面以数据库原理及应用课程为例，详细阐述基于OBE（Outcomes-Based Education面向产出导向）理念的课堂教学改革的过程及效果。

1 课堂教学改革的前提

遵循工程认证的毕业要求，计算机科学与技术专业学生毕业时，其知识、能力和素质等方面需达到一定考核指标，并以此建立相关评价依据，这在专业建设中发挥的重要的“指挥作用”，毕业要求连同人才培养方案，遵循校、院二级管理的相关规定，每4年进行一次修订。华东交通大学计算机科学与技术专业具备了明确、公开、可衡量的毕业要求，并进一步将工程认证中的12项毕业要求分解细化为32个指标点，可完全支撑专业培养目标，并覆盖工程教育认证通用标准及专业补充标准。

基于课程目标支撑毕业要求的基本原则[3]，2020年计算机科学与技术专业课程负责人在课程目标达成审核中统计了各主要课程的目标达成度，并根据课程的达成情况对2019年的课程目标进行了调整。下文主要以《数据库原理及应用》课程最近两次授课的效果来举例说明课程反馈结果用于课程目标的持续改进。

2 数据库原理及应用课程持续改进的内容

2.1课程目标的内容调整

（1）修改前

目标1：了解数据库的发展史及其研究领域和内容，掌握数据模型的组成;掌握数据库系统中的各个组成部分的定义及操作;

目标 2：学会利用关系代数语言、关系演算语言及结构化查询语言（SQL）实现数据库的定义、操纵和控制功能;

目标3：掌握构建数据库管理系统的六大过程并能够构建简单的数据库系统（包括数据库和数据库管理系统）;

目标4：掌握数据库优化、并发控制和数据库恢复等方法的相关理论，并正确地评价和分析数据库系统对社会可持续发展的影响及系统全生命周期设计中可能对社会造成的损害和隐患。

（2）修改后

目标1：掌握数据库系统的基本概念和基本知识，学会利用关系代数语言、关系演算语言及结构化查询语言（SQL）实现数据库及数据库管理系统的初步设计，包括数据的定义、操纵和控制等功能;

目标2：学会运用关系数据理论判断设计方案的可行性，使用E-R图建立满足需求的数据模型，并了解数据库系统设计的全过程周期;

目标3：针对复杂的数据库系统设计问题，站在可持续发展的角度思考其可持续性，并能够基于设计原理（如数据库优化、并发控制和数据库恢复方法等方面的相关理论）给出数据库系统设计是否可行的分析评价报告。

2.2课程目标与毕业要求支撑关系的调整

修改前后课程目标与毕业要求支撑关系，如表1：

2.3课程目标达成途径及评价依据的调整

（1）修改前、后课程目标达成途径及评价依据，如表2：

评价标准依据：平时成绩30%：主要由讲授、作业、讨论、实验、案例分析等组成;考试成绩70%。

（2）修改后课程目标达成途径及评价依据，如表3：

评价标准依据：平时成绩40%，4次平时作业（针对目标1布置2次，针对目标2和目标3各布置1次作业）;3次上机实验（针对目标1安排2次，每次4学时;针对目标2安排1次，4学时）;2份课程报告（针对目标2提交1次，针对目标3提交1次）;课外自主学习（主要是考查线上学习及平时学习表现，线上学习成绩由中国MOOC平台导出的学生在线学习得分决定，平时学习表现得分主要考查考勤、提问、作业等情况）;考试成绩60%：采用半开半闭考试方式。

3 数据库原理及应用课程课堂教学改革的实施

根据计算机科学与技术专业的持续改进机制，在课程目标修改后，通过质量监控体系的反馈、专业相关达成度评价以及多方调查结果，教师在培养学生过程中针对发现问题进行了课堂教学改革，持续提高课堂教学质量。对于各方评价中反馈的问题，教师制定了具体的课堂教学改革措施，从教学理念、教学设计、教学方法、考核方式、教学管理等诸多方面进行了改进，并将面向产出的反馈结果用于课堂教学开展的持续教学改进工作。

3.1教学理念的更新

近年来，课堂教学逐渐从原来“以教师为中心”改变成“以学生为中心”的教学方式，基于产出、重视学生能力培养。专业自2015年开始接触工程教育专业认证，以此为契机开展教学改革，取得初步成效;2016年，课程所属专业紧跟工程教育专业认证步伐，要求所有支撑毕业要求指标点达成的课程基于OBE理念制定课程目标，注重培养学生解决复杂工程问题的能力，同步安排课程教学内容、设计教学方案以及考核细则，完善课程教学大纲。

3.2教学设计上的更新

自2016年开始，对所有课程都进行了课程达成度评价及课程支撑毕业要求指标点的达成度评价，从评价结果中反映出部分课程达成度不太理想或课程对毕业要求指标点的支撑较弱或课程支撑教学环节设计不合理等情况。针对上述情况，课程负责人及任课教师对课程及时改进，确保学生毕业要求的达成。

《数据库原理及应用》课程自2015年教学改革以来，从单纯的线下教学改变为线上线下相结合的教学模式，课堂教学仅36学时不足以支撑所有课程目标，故课程自2017年开始尝试线上线下相结合的教学模式改革，取得良好教学效果。通过在线精品课程的开发弥补线下教学的不足，对于相对容易理解的知识点要求学生在线自主学习，原采用的单纯教师课堂讲授改革增加课堂的讨论及互动，帮助学生理解和掌握较难的知识点。

3.3教学方法的改革

在教学中，鼓励教师使用案例教学、基于问题的教学、项目驱动教学、情景式教学、 挑战式教学、体验式教学等教学方法，采用翻转课堂、基于团队的学习、在线移动学习、辩论、讲座、协同教学、拼图教学、混合式教学等授课方式进行教学设计，并在课程目标考核承载毕业要求指标点及支撑设计环节进行体现。

3.4加强过程化考核

课程目标的达成始终落实到课堂教学改革的实施，以数据库原理及应用课程为例，在课程考核评价方式上，教师加强过程化考核，引导教师以平时测验、课堂报告、大作业、上机报告等多种形式开展总结性评价，并在课程考核审核与考核结果分析的“考核细则”中加以体现。

数据库原理及应用课程某堂课内容对应归属于课程目标1，而该目标达成度为82.86%，该节课的学习内容对应期末考试试卷中的选择题第2和第8小题，合计4分。其中第2题33名学生全部答对，第8小题33名学生中仅6名学生答错，故该节课学生考试成绩对应的达成度为90.91%，说明学生对该堂内容掌握的整体较好。而该知识点的平时成绩考核分别有课后作业、上机、课外自主学习等，其达成度相比考试成绩的达成更低，说明平时成绩的达成情况低于考试成绩，也证明过程化考核的难度大于考试，最后折算总体课程目标达成度为82.86%，虽然该班该课程目标达成度比上一轮课堂改革前低，但考试结果的高达成度，也证明了过程性考核中教师加大了平时训练的难度，从而提高了学习效果，其持续改进机制合理有效。

4 数据库原理及应用课程的改革效果

通过课程目标与课程内容对应关系的对比发现，课程原教学大纲中的4个课程目标对应的教学内容有重叠。调整后，课程目标一一对应了教学内容的3个部分（基础篇、设计篇、系统 篇），教学内容更清晰地支撑课程目标。另外，2017级课程目标3、4的达成度低，分析发现，课程目标所对应的考核内容占比少，无法细分学生对这部分教学内容的掌握程度，调整后，各课程目标对应的考核内容分值分布均匀，各个目标对应的考核内容均可以覆盖易、中、难三个等级，更合理地反映学生这门课程真实的能力水平[4]。下表4分别反映改革前后课程目标达成度的计算结果。

5 结束语

数据库原理及应用课程组经过几轮的教学改革，解决的重点问题如下：

（1）课程资源薄弱化，传统的知识体系与教学资源陈旧，难以满足“新工科”建设和新时代全面协同育人的要求[5]，课程内容中融入学科领域前言知识及思政元素，聚焦课程优质资源的共建共享，以解决课程资源薄弱化的问题。

（2）教学内容理论化，学生对于理论知识的理解仅限于理论，难以联系实际工程案例。通过知识重构，通过案例驱动融入理论讲解及应用，强化面向贴近学生生活的实际工程，着力提升解决复杂工程问题的能力;

（3）教学模式单一化，创新教学模式，以学生为中心构建“线上自主理论学习”+“线下小班研讨”的混合式教学设计，线上内容帮助学生构建基础理论框架，小班研讨则对学生薄弱知识进行强化训练及专题研讨，解决学生学习主动性与创造性不足的问题。

（4）考核内容知识化，传统考核方式存在离散性和单一性的弊端，不足以支撑课程改革和持续改进。本课程负责人构建贯穿线上与线下、过程与结果、知识与能力的考核方法以解决这一问题。

综上，数据库原理及应用课程在基于OBE理念的以学生为中心、以结果为导向的持续改进中，取得优秀的课堂改革教学效果，课程也因此获得省级精品在线开放课、省育人共享项目课程、省级抗疫优质课程、省一流课程等认定。华东交通大学计算机科学与技术专业以此为辐射，多门课程分别开展教学教改，获得学生一致好评，也给其他相关专业或课程提供相应教学改革的思路和方案。

参考文献：

[1] 吴岩.新工科：高等工程教育的未来——对高等教育未来的战略思考[J].高等工程教育研究，2018（6）：1-3.

[2] 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.

[3] 吴爱华，侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[4] 周红坊，朱正伟，李茂国.工程教育认证的发展与创新及其对我国工程教育的启示——2016年工程教育认证国际研讨会综述[J].中国大学教学，2017（1）：88-95.

[5] 张晓辉，张天欣.“双一流”建设背景下高等教育改革的借鉴与思考——以新加坡南洋理工大学为例[J].教育理论与实践，2020，40（18）：10-12.

【通联编辑：闻翔军】