基于OBE理念的“離散數(shù)學”課程教學改革探索

鄧秀勤 張翼飛 喬守紅 樊娟

[摘 要] 該文引入成果導向教育理念，針對傳統(tǒng)課堂教學存在的問題，對“離散數(shù)學”課程的教學內容、教學模式和考核評價等環(huán)節(jié)進行了教學改革探索，使學生明確學習本課程應達到的學習成果和能力，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的自主學習能力，有效地提高課程教學質量。

[關鍵詞] 成果導向教育;離散數(shù)學;教學模式;混合式教學

[基金項目] 2017年度廣東工業(yè)大學教育教學改革項目“基于產(chǎn)出導向教育理念的離散數(shù)學課程教學改革研究與實踐”（廣工大教字〔2017〕101號）;2018年度廣東工業(yè)大學教育教學改革項目“信息與計算科學專業(yè)課程建設的探討”（廣工大教字〔2018〕132號）

[作者簡介] 鄧秀勤（1966—），女，廣東連州人，廣東工業(yè)大學應用數(shù)學學院教授，碩士生導師，主要從事機器學習研究;張翼飛（1996—），男，江西贛州人，廣東工業(yè)大學應用數(shù)學學院2019級數(shù)學專業(yè)在讀碩士研究生，研究方向為機器學習。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）38-0186-02? ? [收稿日期] 2020-04-01

一、成果導向教育的理念

成果導向教育（Outcome-Based Education，簡稱OBE）作為一種先進的教育理念，于1981年由美國學者斯派蒂（Spady，W.G.）[1]提出并已成為美國、英國等歐美發(fā)達國家高等工程教育改革的主流理念，被成功運用到教學實踐中。美國工程教育認證協(xié)會（ABET）全面接受了OBE的理念，并將其貫穿于工程教育認證標準的始終[2]。OBE是一種以學生的學習成果為導向的教育理念，注重學生學完之后能真正做什么，而不是學了什么。傳統(tǒng)教育主要是以教學內容為基礎的，注重專業(yè)知識的傳授，教學方式主要以教師、教材、教室為中心，教學評價往往傾向于以單一的考試方式來評定學生的學習成果。然而，OBE強調以學生的學習成果為導向來開展教學活動，強調學生主動獲取知識及老師的引導和啟發(fā)作用，教學方式以學生為中心，教學評價采用多元化的評價模式，讓學生自覺地參與到教學過程的各個環(huán)節(jié)中去，使學生產(chǎn)生強烈的求知欲望，從而激發(fā)學生自主學習的積極性。在這種模式下，學生能夠發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性，獲取的不僅是知識，更重要的是受益終生的自主學習能力和方法。筆者在離散數(shù)學課程建設中引入OBE理念，以學習結果為導向，以學生為中心，從教學內容、教學模式、教學評價等方面開展基于學習結果的離散數(shù)學課程教學改革與探索，探討提高離散數(shù)學課程建設質量的有效途徑。

二、基于OBE理念的課程教學改革和探索

1.以教學目標為導向，優(yōu)化教學內容。屈婉玲等針對離散數(shù)學課程的教學目標、教學內容、教學設計等提出了相應的教學實施方案，該方案提供了一個分層的、模塊化的知識框架，教師可根據(jù)科學型、工程型、應用型的不同培養(yǎng)目標對教學內容做靈活配置;在教學設計中強化離散數(shù)學課程與其他專業(yè)課程之間的聯(lián)系，強化素質和能力培養(yǎng)[3]。“離散數(shù)學”是信息與計算科學專業(yè)以及應用數(shù)學專業(yè)的核心課程之一，為后續(xù)專業(yè)課程的學習提供理論支撐，具有很強的理論性和實踐性，對該專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)至關重要。與傳統(tǒng)教育相比，OBE理念強調專業(yè)技能成果，人人都可以學好，學生是學習的主體，而教師的任務則是組織和促進教學。OBE教學理念不再是簡單的理論知識傳授，而要以學習知識、培養(yǎng)能力以及提高素質作為教學目標。

OBE理念下的離散數(shù)學課程教學，教師需要事先對學生完成課程學習時應該具備的知識、能力和素養(yǎng)有個明確而清晰的認識，以此為目標設計課程教學內容來保證學生達到這些預期目標。離散數(shù)學是數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)庫、算法分析與設計等專業(yè)課程的先修課程，肩負著為培養(yǎng)學生特定能力的重任，怎樣使學生在后續(xù)專業(yè)課程學習中，離散數(shù)學相關知識的應用更加得心應手，是任課教師需要認真思考的問題，既要強化離散數(shù)學對后續(xù)專業(yè)課程的基礎支撐作用，又要避免該課程與后續(xù)專業(yè)課程脫節(jié)。考慮到離散數(shù)學課程中的關系理論是數(shù)據(jù)庫中的關系數(shù)據(jù)庫理論和數(shù)據(jù)結構中的數(shù)據(jù)關系及表示的重要基礎，數(shù)理邏輯與數(shù)據(jù)庫中的謂詞優(yōu)化技術及人工智能中的消解原理、機器學習相關，圖論是數(shù)據(jù)結構中的哈夫曼編碼、算法分析與設計中的變治法以及貪婪技術、操作系統(tǒng)中的進程調度機制的重要支撐，組合計數(shù)是算法分析的基礎，同時還考慮到新工科教育背景下教學學時由64調整到48，教學課時少，又必須實現(xiàn)既定的教學目標，筆者根據(jù)多年教學實踐經(jīng)驗，把教學內容調整為數(shù)理邏輯、集合論、圖論、組合計數(shù)這四大模塊。

2.以學生為中心，構建混合式教學模式。OBE理念強調學生通過課程學習能夠獲得什么目標成果，為了更好地實現(xiàn)離散數(shù)學課程的教學目標，筆者采用在線智慧教學工具“慕課堂”，基于北京交通大學在中國大學MOOC平臺的“離散數(shù)學”建立線上線下混合式教學模式，在學習的全程進行數(shù)據(jù)跟蹤和分析，根據(jù)學生的學習情況，進行內容調整和學習評價?！俺晒笔侵笇W生通過自己的刻苦學習后，能夠獲得與所學習知識同等的能力，基于OBE理念的教學必須首先明確學生的學習成果，根據(jù)學習成果，設計教學模式，并通過教學過程最終實現(xiàn)學習成果。離散數(shù)學依賴后續(xù)專業(yè)課程來檢驗課程知識的學習成果，為此筆者充分挖掘離散數(shù)學課程各知識模塊與后續(xù)專業(yè)課程的內在聯(lián)系，以教學內容和要求為綱，以學生為中心，從知識獲取、能力培養(yǎng)、素質提高三個維度設計教學，讓每一位學習者擁有后續(xù)專業(yè)課程學習及畢業(yè)后獨立進行工作所需的知識和能力。

筆者利用慕課堂的備課功能根據(jù)課程教學重點和難點設置好測試題、討論題和課堂互動環(huán)節(jié)，引導學生課前觀看教學視頻進行知識的學習，并完成課前測驗，課堂上可以不必花費大量時間進行基本知識和概念的傳授。課堂教學以講解重點難點知識及進一步拓展知識的深度和廣度為主，幫學生梳理學習內容的脈絡，加深學生對知識的理解和內化。同時，根據(jù)各個知識模塊的特點，將探究式、案例式、啟發(fā)式、問題驅動式等教學模式融入到整個教學過程中，形成良好的教學互動，讓學生“樂學”“會學”并“學會”知識，真正提高學生的自主學習能力和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)成果導向的教學理念，有效地提高了教學質量。