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摘要：工程教育专业认证遵循成果导向教育OBE（Outcome-based Education）教育理念，强调以学生为中心、以产出为导向的教学模式。从实践内容设计、教学模式、课程达成度评价等几方面对《逻辑与计算机设计基础实践》课程按照OBE理念进行改革。
关键词：成果导向教育；实践教学；达成度评价
本文引用格式：易丛琴，等.基于OBE理念的《逻辑与计算机设计基础实践》教学改革研究[J].教育现代化,2019,6(96):111-112.
《逻辑与计算机设计基础实践》是计算机科学与技术专业的专业基础课《逻辑与计算机设计》的实践课程。学生通过实践课程，掌握基本逻辑单元的工作原理，并具备使用基本逻辑单元和器件构成简单计算机系统的能力。为后期的《计算机组成原理》、《微机原理与接口》、《计算机系统结构》等硬件课程的学习打下坚实的基础。根据工程教育专业认证的要求，创新人才的培养要遵循成果导向教育OBE（Outcome-based Education）教育模式，其核心理念为以学生为中心、以产出为导向进行教学设计，并具有持续改进的质量保障机制[1]。OBE模式从学生进校就有明确目标和预期表现，形成体现成果导的评价机制，并根据实际学习过程中碰到的可能问题建立持续改进机制[2]。OBE模式的实施，由传统的课程内容教学效果转变为基于产出能力的学生学的效果，由学生毕业后用人单位的反馈及社会评价体现学习效果。
实践教学是提高学生解决实际问题能力的必要过程，是加深理论知识理解的有效途径。根据工程教育专业认证的要求，以产出为导向的OBE理念对计算机科学与技术专业学生的要求除了分析和解决问题的能力及创新外，“系统掌握计算机专业所需的数学与基础硬件知识，掌握通过计算机解决复杂工程问题的基本方法，能对本专业领域的具体对象建立抽象数学模型，并理解数字电路用于数字表达、计算及计算自动化的基本原理。”“深入理解计算机工作原理，能够根据实验方案中的软硬件要素，从硬件、系统级软件的角度出发选用或搭建开发环境，可在其上安全地开展诸如虚拟现实、仿生学、物联网等新兴信息技术领域的实验，并从应用系统中采集实验数据。”“能够在多学科背景下主动与其他成员沟通、合作、开展工作，最大程度发挥团队的作用。”为了达到这些要求，必须科学合理地设计以学生为中心、能力为导向的评价机制的实践课程内容，由浅入深地将专业课程知识与毕业要求的目标能力指标贯穿于各实践环节，设计出以产出为导向的完整实践体系，考核模式多元化[3]，使学生的工程能力和创新能力在实践教学中得以提升，最终能成为计算机工程型、应用型创新技术人才。
一 实践内容设计
《逻辑与计算机设计基础实践》实践内容要突出对学生工程实践能力的培养，启发学生的创新意识，紧扣《逻辑与计算机设计基础》理论课程，通过实践能够进一步掌握数字逻辑及计算机基本硬件的专业知识，达到理论与实践结合，并具备初步的硬件开发能力。
遵循以产出为导向进行教学设计方法，以“回溯式设计”原则设计实践教学体系[4]，按照“提出预期学习目标——实现预期学习产出——评价学习效果”的步骤，提出《逻辑与计算机设计基础实践》课程目标——掌握数字逻辑及计算机基本硬件的专业知识，具备初步硬件开发能力，实现能完成基本算术运算的简单计算机系统，理解冯诺依曼计算机的基本思想。
为了实现《逻辑与计算机设计基础实践》课程目标，先分解各部分功能部件及基本逻辑实现方式，从编码器、译码器、加法器、寄存器、计数器、总线、存储器，各部分既是独立实验，又需要将独立实验结果封装组合成一个综合完整的实验系统。老师详细讲解编码器、解码器、加法器实现方法，其余部分器件及由器件组合成完整基本计算机的实现由学生通过多种方式实现。
实践内容是理论课程的良好补充，学生通过理论知识的学习，如果没有实践课程支撑，很难真正理解课堂上一个个抽象的理论概念。对卡诺图化简电路的作用也没有深入的认识，显示译码的实现方式也处于懵懂的状态。理论课程不能体现以能力为导向的教育理念，实践课程通过学生实际操作，在进一步理解理论知识的同时，对学生的动手能力、理解能力、团队协作能力得到充分的体现。因此，实践课程旨在理论联系实际，增强学生动手能力[5]，合理的安排实践内容，使学生清楚课程的主要目标及所需要达到的能力，同时体现从局部到整体、由浅入深的课程体系。
二课程设计教学模式改革
《逻辑与计算机设计基础实践》课程旨在提高学生创新意识和团队协作能力，课程设计分组进行，每组相当于一个课程团队，对于基础实验（编码器、解码器、加法器、总线设计、寄存器、计数器），每个团队成员都需要自主完成，后期自动加减法器实现及其他扩展实验由团队协作完成任务。对课程设计过程进行合理设计，课程设计的进行能够充分调动每个团队成员的积极性，使得每个学生都能受益。另外，对学有余力的团队，在完成基本课程设计之后，以竞赛题目作为课程扩展内容，进一步培养学生的创新能力和实践能力。
基于OBE的课程设计教学模式注重学生能力从无到有，从弱到强的进步能力提升。实践课程的管理中，也可以借鉴“翻转课堂”思想管理实践过程，第一次、第二次实践由老师带领学生熟悉软硬件环境及基本实验操作，完成编码器、解码器、加法器实现。第三次实践开始教师布置好实践任务，学生在课前通过自主学习研究完成实验，在实验室内主要完成答疑、成果展示、讨论，最后两次实践内容只告诉学生所要达到的结果，实践过程由小组成员在课外查阅资料，自行设计完成，实践过程不再受时间、地点等的约束，借助各种网络平台随时随地进行交流及答疑。这样的教学模式以成果为导向，同时注重学习过程，通过合理的组织管理实践过程，帮助学生达成学习成果。
三课程目标达成度评价机制
根据OBE理念，针对本门课程，建立了完善的考核评价机制，多层次、多角度评估学生的学习产出是否达到预期目标[6]。考核评价注重学生能力的评价，分别从教师、学生、过程、结果等多方面综合评价学生的实践成效，考核过程既看重结果也关注过程，既侧重个人也考虑团队，从定性和定量两方面客观评价学生经过课程实践后能力提升的效果。
评价机制涵盖学生的自我评价、学习态度、团队协作能力、基本课程设计完成情况、扩展的竞赛题目完成情况、课程设计答辩情况等方面。体现学生的自我认识、学生学习表现、动手能力、创新能力及交流表达能力等方面。具体评价指标如表1所示。
设计既考核各部分功能部件的完成情况，也考核整个设计功能的完整性及扩展设计完成情况；答辩考核学生设计思路及对整体功能的把握程度；文档部分主要考察学生实验报告的撰写能力；过程主要考核学生在设计过程中查阅资料能力、实践过程的认真程度、与教师及团队成员的沟通情况；扩展与创新主要考核基本更能实现的创新性及设计基本功能实现之后扩展功能的实现及完成竞赛题目的能力；自我评价主要考核学生自身能力达成度的评估；同学评价主要考察在实践过程中与其他同学的沟通协作能力。
四结束语
以OBE理念，对《逻辑与计算机设计基础实践》课程的课程内容、教学方法进行改革，建立了课程目标达成度评价机制。从实施的效果来看，初步达到预期能力产出效果，提高了学生解决问题、分析问题、工程知识能力及创新能力，同时学生的团队合作、沟通交流及表达能力也得到了很好的锻炼。
参考文献
[1]陆鑫,任立勇.基于OBE工程教育理念的课程实践教学模式探索[J].实验科学与技术,2018,16(06):113-117.
[2]弓云峰,左敬龙,崔得龙.基于OBE模式的通信原理课程教学改革与探索[J].课程教育研究,2016(5):249-249.
[3]郭成龙,王维,郭飞强.基于卓越工程师培养的课程考核模式改革[J].教育现代化,2017(01):48-49.
[4]段雄春.应用型本科教育课程设置与开发——基于OBE教育理念[J].东莞理工学院学报,2017(06):108-111.
[5]吕涛“.计算机操作系统原理”的实践教学研究[J].教育现代化,2017(24):157-158.
[6]张其亮,陈永生.基于OBE的多维度阶梯式实践教学体系构建[J].实验室研究与探索,2018,37(03):206-209+225.
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