基于 OBE 理念的《Python 程序设计及应用》教学改革研究

1 引言

Python 在网络安全领域有着极为广泛的应用，例如用于编写网络爬虫以收集情报、开发自动化脚本进行漏洞扫描和渗透测试等。Python 提供了丰富的安全相关库和框架，如用于加密的 PyCrypto 和用于网络分析的Scapy 等，这些工具能够帮助网络安全专业学生在较短的时间内快速掌握网络安全方面的知识。

OBE（Outcome - based Education，成果导向教育） 是一种以学生学习成果作为核心评价要素的教育理念，强调明确学生受到相关专业教育后应该具备的能力与能达成的目标，通过成果反馈持续优化课程与教学，融入高校教学改革，对提升人才培养质量、契合社会需求意义重大。

对于应用型本科高校而言，《Python 程序设计及应用》是信息安全和网络空间安全专业的重要专业限选课程。在教学过程中，为解决传统教学模式下学生理论与实践脱节、创新能力不足以及学习积极性低等问题，我们对《Python 程序设计及应用》的教学进行了全面改革。通过引入基于成果导向教育（OBE）理念的教育教学模式，探索出一条能够有效培养学生工程实践能力和创新能力的新路径。实践证明，这种改革不仅提升了学生的学习兴趣和主动性，显著增强了他们的综合应用能力，为学生进一步的学术深造和毕业后的职业发展打下了坚实的基础。

2 教学方案改革的内容

《Python 程序设计及应用》这门课程开设在大学第 5 学期，学生已系统学习过 C 语言、操作系统、离散结构等课程，具有一定的专业理论基础和实践基础，也具备了将 OBE 理念融入本门课程实验教学中的知识基础。针对信息安全专业和网络空间安全专业，将本门课程的教学内容改进分为三个方面：

2.1 完善课程目标

从课程教学目标设计上，以“工程教育+市场需求”为基础，让学生理解Python 的基本概念和语法规则；掌握常用的数据类型和变量的使用方法；熟悉流程控制，掌握面向对象编程的基本原理和概念，并能够使用类和对象进行编程；从情感目标设计上，以“锐意进取+爱岗敬业”作为基础，培育学生的编程思维和创新意识，通过经典案例解析，让学生了解 Python 程序设计中的要点，了解行业需求，培育职业精神。

2.2 提高课程教学方法

课程采用线下+线上混合式教学方法，通过理论讲解、实践操作、课堂讨论、作业和项目实践及综合性评估方式，来推动本课程的高质量发展。首先，教师介绍Python 基本概念、语法和常用技巧，辅以编程实例和练习，让学生掌握 Python 编程的技能；其次，引导学生进行问题讨论和思考，培养其分析和解决问题的能力，通过布置编程作业和项目，深化学生对知识的理解和应用；最后，采用“考试+过程考核”来提升学生的掌握程度。

2.3 深化课程教学体系

课程教学内容体系的构建应该在“培养学生的编程思维和解决问题的能力”导向基础之上，分为基础应用--专业应用--创新应用三个阶段。其中，基础应用阶段围绕基本语法和数据类、函数定义与使用、图形绘制编程等；专业应用阶段围绕图像识别、数据处理、机器学习等；创新应用阶段主要是爬虫应用、GUI 与声音处理等。教师在不同阶段通过开展实践性的创新应用案例阐述、项目练习，拓宽学生的编程思路。

3 基于 OBE 理念的教学改革实施路径

在教学环节中，除了要基于 OBE 理念设计渐进式的教学内容，更重要的是从目标制定、教学过程、考核评价这几个维度实施教学改革，从而系统性构建知识传授、能力训练与多维评价一体化的 OBE 教学模式。

3.1 教学目标制定

基于 OBE 理念，这门课程的教学需要明确学生应具备的知识目标和能力要求。首先，根据课程内容将相关知识点划分为不同模块的学习单元，每个单元包括一个或多个相关的主题。其次，为各学习单元设计具体学习任务，帮助学生逐步达到学习目标。最后，增加实践应用环节，学生能够

利用学到的专业知识解决实际问题。

3.2 教学实施过程

课程教学需根据学生学习情况与反馈，动态调整教学方式以提升效果。首先，教师应结合理论讲解与编程实践，通过示范助力学生掌握 Python 编程技巧，引导其学会运用所学解决实际问题。其次，鼓励课堂讨论和分组活动，促进学生之间的合作学习和知识交流，借助小组项目或编程挑战培养团队协作能力。最后，在实践活动中及时给予反馈和指导，帮助学生纠正错误、提高学习效果。

3.3 课程考核层面

基于 OBE“成果输出导向”理念，学生需完成具体学习任务并达成相应目标，达成度分析是课程考核的核心环节。考核既关注项目结果，更强化过程评价。在项目开发全流程（从准备到结束）设置多个过程考核点进行监控，记录所需基本能力、执行中的重难点及解决方案等内容。该课程最终成绩由四个部分加权平均构成：课前预习（ 10% ）、课堂表现（ 20% ）、实验报告（ 30% ）、综合实验项目（ 40% ），全过程考核可以全方位体现网络安全专业学生各方面情况。

4 教学方案改革的特色

4.1 融入“课程思政”。秉承“以人为本、以德为先”的社会主义教育教学理念，坚持立德树人，在教学过程中融入课程思政元素，培养学生科学严谨的编程思维和工程项目动手能力；培养学生的职业素养和责任意识；培养学生具有强烈的家国情怀和科技强国的急迫使命感，使学生成为网络安全领域的创新型人才。

4.2 注重过程考核。基于OBE 的教学理念强调“以成果输出为导向”, 考核不仅关注项目任务完成情况，还应注重过程考核的完善。在项目开发中设立多项考核指标，记录任务中的问题、解决方案、团队协作及技术创新等情况。

4.3 科研与教学融合。科研成果融入教学是高等教育的重要部分，通过将教师自己的横向纵向科研项目融入专业的教学资源，可以有效丰富教学质量，同时激发学生科研兴趣，培养创新能力与科研素质。

4.4 竞赛与教学融合。在教学中引入竞赛内容，不仅丰富了课程内容，还提高了学生的科研兴趣和实践能力。这种“以赛促学”的方式能够让学生在实际操作中更好地理解和掌握理论知识，从而提升整体的教学效果。

5 总结

本文提出了基于 OBE 理念的《Python 程序设计及应用》课程的教学改革方案，围绕教学方案改革内容、教学改革实施路径以及教学方案改革的特色展开。改革内容包括完善课程目标、提高课程教学方法和深化课程教学体系。实施路径涵盖教学目标制定、教学实施过程和课程考核层面。改革特色为融入“课程思政”元素、注重过程考核、科研与教学融合以及竞赛与教学融合。通过这些改革措施，旨在培养学生工程实践动手能力和创新思维能力，提升教学水平，造就符合时代需求的复合型人才。

参考文献

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基金项目：教育部产学合作协同育人项目(项目编号：jwc2024004) ；2024 年度江苏省教育科学规划重点课题（课题编号：B-b/2024/01/122）。

作者简介：赵娟（1982—），女，江苏南京人，博士，主要研究方向为物联网安全接入协议设计、物联网室内安全定位等关键技术。