基于OBE理念的在線教學(xué)研究與實(shí)踐

劉慶俞 陳磊 陳寶國(guó) 劉磊

摘 要：面對(duì)突如其來的新冠肺炎疫情，為落實(shí)教育部“聽課不停學(xué)”的決策安排，學(xué)校利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)上教學(xué)。文章以成果導(dǎo)向教育（OBE）理念為指引，結(jié)合“物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)”課程教學(xué)實(shí)際，探索以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)新模式。教學(xué)實(shí)踐表明，該方法有效提升了教學(xué)質(zhì)量，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：新冠肺炎疫情;成果導(dǎo)向;網(wǎng)絡(luò)教學(xué);“物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)”

0 引言

新冠肺炎疫情的出現(xiàn)給人們正常的工作、生活、學(xué)習(xí)帶來了巨大的困難和挑戰(zhàn)。為阻斷疫情向校園蔓延，確保師生生命安全和身體健康，教育部門明確提出了“停課不停教、不停學(xué)”，要求充分利用網(wǎng)絡(luò)資源開展線上教學(xué)。線上教學(xué)與傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)在授課方法、內(nèi)容組織、學(xué)生管理等方面存在著巨大的差異。如何在特殊時(shí)期高質(zhì)量地完成線上教學(xué)成為高校教師需要面對(duì)的重要課題。而成果導(dǎo)向教育（Outcomes-based Education，OBE）[1-2]是一種強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)成果的主流教育理念，突出每門課程應(yīng)該讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果、如何取得這些學(xué)習(xí)成果，契合線上教學(xué)的需要。OBE理念把學(xué)生作為教學(xué)的中心[3]，從而反向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、內(nèi)容組織等。

“物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)”是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的必修課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)安全的意識(shí)，以及分析和解決物聯(lián)網(wǎng)安全問題的能力。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中學(xué)生只是被動(dòng)地接受，沒有充分調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性，忽略了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的反思。課程組積極開展研討，結(jié)合課程實(shí)際，對(duì)基于OBE理念的線上教學(xué)進(jìn)行了大膽的嘗試，取得了良好的教學(xué)效果。

1 OBE理念的認(rèn)識(shí)

OBE教學(xué)理念最早由William Spady在1981年首次提出，其“以學(xué)生為中心，成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)”的核心思想迅速得到了教育界和社會(huì)的認(rèn)可。歐美等國(guó)逐漸將其列為教育改革的主要理念，美國(guó)工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)已全面接受OBE理念，并貫穿于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的始終[4]。2013年6月，我國(guó)被接納為“華盛頓協(xié)議”簽約成員，用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)工程教育改革，尤其是在建設(shè)“新工科”的關(guān)鍵時(shí)期具有重大意義[5-6]。

學(xué)生的學(xué)習(xí)成果是指學(xué)生通過某一門課程或某一階段的學(xué)習(xí)最后所能達(dá)到的能力，具有以下特點(diǎn)：

（1）成果不僅是學(xué)生所記憶、了解的內(nèi)容，還包括轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的能力。

（2）成果并不是只考慮課程學(xué)習(xí)的結(jié)果，還應(yīng)該根據(jù)所達(dá)到的實(shí)際成果進(jìn)行教學(xué)反思，重新優(yōu)化教學(xué)組織、課程設(shè)計(jì)等，形成有效動(dòng)態(tài)反饋。

（3）成果應(yīng)該是可以測(cè)評(píng)的[7]，但不要求每個(gè)學(xué)生利用相同的方法得到相同的成果，應(yīng)該要充分尊重學(xué)生的個(gè)體差異，突出個(gè)性化發(fā)展。

OBE教學(xué)理念作為一種先進(jìn)的教育理念，是高等學(xué)校教育教學(xué)改革的方向，地方應(yīng)用型普通本科院校更應(yīng)該以此為改革的目標(biāo)。但是這并不是要求徹底摒棄現(xiàn)有的教育理念，應(yīng)該是將其融入現(xiàn)有教育教學(xué)體系，去改革與此不相適應(yīng)的環(huán)節(jié)和過程。基于OBE理念的課程實(shí)施步驟主要有以下幾點(diǎn)：

（1）確定預(yù)期學(xué)習(xí)成果。學(xué)習(xí)成果是檢驗(yàn)課程教學(xué)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，成果作為整個(gè)教學(xué)過程的輸出，從而影響教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)等所有其他環(huán)節(jié)。

（2）教學(xué)實(shí)施。成果導(dǎo)向決定了學(xué)生是教學(xué)的中心，教師所有的操作都是為學(xué)生達(dá)到預(yù)定目標(biāo)所服務(wù)的，課程內(nèi)容選擇、教學(xué)方案設(shè)計(jì)、教學(xué)組織都應(yīng)圍繞成果實(shí)現(xiàn)進(jìn)行。

（3）教學(xué)評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)不能用一把尺子衡量所有學(xué)生，也不強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的橫向比較，最終成果是否符合預(yù)期是最關(guān)鍵的，具體實(shí)現(xiàn)方法、實(shí)現(xiàn)過程只是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的影響因素。

2 基于OBE理念的“物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)”在線教學(xué)實(shí)踐

本文以“物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)”課程的“認(rèn)證與身份證明”知識(shí)模塊為例，通過計(jì)算機(jī)端超星學(xué)習(xí)通和釘釘進(jìn)行在線教學(xué)，學(xué)生【2017級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)（1）（2）班】可以利用智能手機(jī)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，通過釘釘?shù)闹辈ズ突胤殴δ軐?shí)現(xiàn)了隨時(shí)、隨地學(xué)習(xí)，從而真正突破了時(shí)空的限制，為學(xué)生預(yù)期課程成果的達(dá)成提供了便利。

2.1? 課程目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案明確規(guī)定了畢業(yè)生應(yīng)該達(dá)到的畢業(yè)要求，分別是知識(shí)要求、能力要求和素質(zhì)要求，它們是由淺入深、逐級(jí)提高的。為了更好地支撐畢業(yè)要求，根據(jù)OBE理念重新對(duì)課程教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂，對(duì)課程目標(biāo)作了分層設(shè)計(jì)并賦予了權(quán)重，具體如表1所示。

具體到“認(rèn)證與身份證明”知識(shí)模塊，教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。

2.2? 教學(xué)實(shí)施

2.2.1 教學(xué)準(zhǔn)備

課前，將“認(rèn)證與身份證明”模塊的課件上傳到學(xué)習(xí)通，為了更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，事先剪輯了“碟中諜”系列電影中關(guān)于身份認(rèn)證的視頻片段，并上傳。然后發(fā)起討論，視頻中分別使用了哪些身份認(rèn)證的技術(shù)？分別存在哪些安全問題？通過觀看視頻，讓學(xué)生帶著問題去自主學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)效率又增加了趣味性。學(xué)生登錄學(xué)習(xí)通既可進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)如認(rèn)證系統(tǒng)的組成等做初步了解。教師可以隨時(shí)登錄學(xué)習(xí)通查看學(xué)生學(xué)習(xí)概況，并對(duì)他們討論的內(nèi)容做統(tǒng)計(jì)歸納，為后面的在線直播授課提供重難點(diǎn)參考。

2.2.2 在線教學(xué)

直播授課采用釘釘進(jìn)行，直播模式選擇屏幕分享模式，支持直播回放和連麥功能。直播回放適合學(xué)生在課后回看內(nèi)容，連麥可以在直播過程中與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)。首先，直播開始由“碟中諜”視頻導(dǎo)入，對(duì)其中出現(xiàn)的身份認(rèn)證技術(shù)逐一分析，介紹的過程中融入了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的介紹，比如認(rèn)證系統(tǒng)的組成、認(rèn)證系統(tǒng)的要求、生物學(xué)特征的身份認(rèn)證等。尤其是根據(jù)課前學(xué)習(xí)通收集到的討論數(shù)據(jù)，重點(diǎn)介紹多數(shù)同學(xué)關(guān)心的知識(shí)點(diǎn)。視頻內(nèi)容的介紹貫穿整個(gè)直播過程，既牢牢“抓住了”學(xué)生，又在潛移默化中讓學(xué)生領(lǐng)悟了身份認(rèn)證的內(nèi)容和本質(zhì)。

然后，發(fā)起討論，疫情情況下基于生物學(xué)特征的身份認(rèn)證存在哪些困難和挑戰(zhàn)？以人臉識(shí)別為例，疫情期間出入公共場(chǎng)合需要佩戴口罩，這給刷臉進(jìn)行身份驗(yàn)證帶來了一定的困難。學(xué)生可以主動(dòng)連麥，或是由老師指定學(xué)生進(jìn)行回答。討論的過程可反映出學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，教師對(duì)共性的問題及時(shí)分析原因，動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)的內(nèi)容。

在線教學(xué)的最后階段，布置一個(gè)綜合大作業(yè)，完成對(duì)本次內(nèi)容的鞏固和提高。考慮到學(xué)生的個(gè)體差異和動(dòng)手實(shí)踐能力程度的不同，將大作業(yè)分成3個(gè)不同層次，具體要求如表3所示。為了給學(xué)生以直觀體驗(yàn)，將課前寫好的3個(gè)示例程序進(jìn)行分別演示，并做原理性解釋。人臉檢測(cè)需要事先訓(xùn)練人臉分類器，或是直接調(diào)用他人訓(xùn)練好的分類器;人臉識(shí)別使用face_recognition庫(kù)精確識(shí)別個(gè)人身份;活體檢測(cè)可以用交互式方式檢測(cè)，也可以是背景差異檢測(cè)法等。根據(jù)OBE理念，學(xué)生在明確作業(yè)要求的前提下，可以兩人自由組隊(duì)、自己設(shè)計(jì)算法完成最終成果。同時(shí)，不強(qiáng)制要求所有學(xué)生必須完成最終的活體檢測(cè)，也體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的思想。

2.2.3 課后提升

人臉識(shí)別作為生物學(xué)特征進(jìn)行身份認(rèn)證的主流方法之一，得到眾多學(xué)者的關(guān)注，但是照片或者視頻攻擊引發(fā)的安全問題同樣成為研究熱點(diǎn)?；谌四樧R(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，有限的直播授課遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足深入學(xué)習(xí)的需要，教師可以將相關(guān)人臉檢測(cè)、人臉識(shí)別、活體檢測(cè)的網(wǎng)站或其他參考資料推送給學(xué)生，也可以鍛煉他們檢索信息的能力。學(xué)生在鞏固課堂知識(shí)和編寫大作業(yè)程序過程中，遇到問題可以直接在釘釘群內(nèi)進(jìn)行反饋，教師可以收集整理再集中解答。在線教學(xué)雖然拉開了師生之間的空間距離，但是得到了更多的互動(dòng)機(jī)會(huì)，反而有益于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，最終取得較好的學(xué)習(xí)效果。

3 ? 教學(xué)效果

基于OBE理念的在線教學(xué)，通過一學(xué)期的實(shí)踐，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和推動(dòng)教學(xué)改革等多方面取得了一定的成效，具體有以下幾個(gè)方面。

3.1 學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高

在線教學(xué)，師生之間的互動(dòng)增加，突破了時(shí)空的限制。具體知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)不再是機(jī)械地記憶，以身份認(rèn)證為例，只要能夠?qū)崿F(xiàn)最終效果，具體實(shí)現(xiàn)方法可以靈活多樣，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的意愿。

3.2 學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有提升

在身份認(rèn)證的大作業(yè)中，2017級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)（1）（2）班共有學(xué)生62人，容易等級(jí)的人臉檢測(cè)程序完成率100%，最難的活體檢測(cè)程序完成率54.8%，具體數(shù)據(jù)如表4所示。雖然活體檢測(cè)程序完成率相對(duì)最少，但是具體實(shí)現(xiàn)的方法是最多的，說明學(xué)生真正發(fā)揮了他們的主觀能動(dòng)性，釋放了潛力。同時(shí)，與采用傳統(tǒng)教學(xué)理念下的2016級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)（1）（2）班相比（共有學(xué)生71人），期末考試成績(jī)的最高分和平均分均有提高，具體如表5所示。

3.3 對(duì)教學(xué)改革有極大的引領(lǐng)示范作用

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師灌輸為主，而常常忽略了學(xué)生的主體地位。OBE的教學(xué)理念以成果為導(dǎo)向，師生都十分明確課程的教學(xué)目標(biāo)，教師在整個(gè)教學(xué)過程中起到輔助、導(dǎo)學(xué)的作用，而讓學(xué)生充分發(fā)揮其聰明才智，他們才是教學(xué)的中心點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

疫情的發(fā)生給高校教學(xué)活動(dòng)帶來了諸多的不便，但是實(shí)踐證明，基于OBE理念的在線教學(xué)可以取得很好的效果?！拔锫?lián)網(wǎng)安全技術(shù)”作為實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，成果導(dǎo)向下的教學(xué)方式可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，對(duì)“新工科”背景下建設(shè)高水平地方應(yīng)用型大學(xué)具有很好的推動(dòng)作用。

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（編輯 王雪芬）