基于OBE的Spark課程設(shè)計(jì)

魏凌華 徐成振

摘?要：計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展帶來了教學(xué)內(nèi)容的迅速變化，而傳統(tǒng)的教學(xué)方式和方法已經(jīng)不能滿足教學(xué)的需求。基于OBE（產(chǎn)出導(dǎo)向教育）的理念已成為很多國家認(rèn)可的教育理念，以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，對傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)和教學(xué)方法等方面進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。本文將OBE的教育理念引入Spark課程之中，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評價(jià)和教學(xué)實(shí)踐五個(gè)方面進(jìn)行研究和探索，以達(dá)到提高Spark課程的教學(xué)質(zhì)量，為發(fā)展和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：OBE;Spark;課程設(shè)計(jì);教學(xué)效果;人才培養(yǎng)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的課程內(nèi)容也隨之改變。然而高校教學(xué)的基本方式卻沒有太多變化[1]，傳統(tǒng)教學(xué)可以分為教與學(xué)兩方面，教的主體是教師，采用的方式基本上就是課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩大類。學(xué)的主體是學(xué)生，采用的方式基本上是理論課注重聽，實(shí)驗(yàn)課上在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)操。但傳統(tǒng)教學(xué)在實(shí)施過程中存在一些問題，學(xué)生上課時(shí)缺乏積極性，學(xué)習(xí)時(shí)缺乏主動(dòng)性，存在以及格為標(biāo)準(zhǔn)、及格萬歲的惰性思想。而教師在教學(xué)過程中也存在一些問題，課程整體缺乏設(shè)計(jì);課程本身由于是理工科課程，內(nèi)容缺乏趣味性;由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展過快，導(dǎo)致部分教師對新知識(shí)新內(nèi)容掌握得不夠深刻和理解不夠到位等問題。

為了培養(yǎng)符合時(shí)代要求的人才[2]，高校教學(xué)改革勢在必行[3]。在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，以教師課堂授課、學(xué)生課堂被動(dòng)聽講的模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在的人才培養(yǎng)需求，特別是在Spark等大數(shù)據(jù)課程里，必須采用新的教學(xué)方式。在眾多的改革探索中OBE（Outcome?Based?Education，產(chǎn)出導(dǎo)向教育）的教育理念是其中最為流行和實(shí)用的一種方式。

1?OBE的教育理念

OBE是產(chǎn)出導(dǎo)向教育（Outcome?Based?Education）的簡稱[46]，是一種以學(xué)生產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育理念，首先由美國學(xué)者Spandy于1981年提出，現(xiàn)在已經(jīng)成為全球高校教育的主流思想。該教育理念認(rèn)為學(xué)生的學(xué)習(xí)成果是由一系列的課程設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施達(dá)成的?；贠BE的課程設(shè)計(jì)，對于提升教育質(zhì)量具有很現(xiàn)實(shí)的意義，國內(nèi)外很多學(xué)者對此做過研究，做出了很多有意義的教學(xué)改革和探索。

OBE的教育理念主要從五個(gè)方面關(guān)注學(xué)生的成長和發(fā)展，想讓學(xué)生取得的什么樣的學(xué)習(xí)成果、為什么讓學(xué)生取得既定成果、如何幫助學(xué)生取得既定成果、如何確認(rèn)學(xué)生取得了既定成果和如何保障學(xué)生取得既定成果。為了達(dá)到上述的教學(xué)成果，在課堂教學(xué)中必須通過課堂反向設(shè)計(jì)，以最終教學(xué)目標(biāo)為起點(diǎn)，開展相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)。

2?Spark課程簡介

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)作為一門新興的學(xué)科，它以計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)等為基礎(chǔ)，以生物科學(xué)、醫(yī)學(xué)、管理、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科應(yīng)用為拓展，以分析數(shù)據(jù)和挖掘其中的價(jià)值為目標(biāo)。Spark是一個(gè)應(yīng)用于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理的功能強(qiáng)大的通用引擎[7]，也是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程，課程內(nèi)容主要包括：大數(shù)據(jù)技術(shù)概論、Spark的技術(shù)原理與編程方法、Spark的編程語言、Spark結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理組件、Spark流計(jì)算框架以及Spark機(jī)器學(xué)習(xí)庫等知識(shí)點(diǎn)。

在傳統(tǒng)的教學(xué)中Spark課程內(nèi)容整體分為兩塊：理論課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，對學(xué)生的考核主要分為：理論課程的課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種教學(xué)方式和傳統(tǒng)的教學(xué)方式一樣，存在學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、解決實(shí)際問題能力不高和教學(xué)效果不理想等問題。為了解決上述問題，提高學(xué)生的積極性，為社會(huì)培養(yǎng)高質(zhì)量的復(fù)合型人才，在Spark課程教學(xué)中引入先進(jìn)的OBE教學(xué)理念勢在必行。

3?基于OBE教育理念的Spark課程設(shè)計(jì)研究與探索

為了提高教學(xué)質(zhì)量和滿足社會(huì)人才的需求，在Spark課程自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，并結(jié)合OBE的教育理念，以學(xué)生為中心，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評價(jià)和教學(xué)實(shí)踐五個(gè)方面進(jìn)行研究和探索。

3.1?教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是指在教學(xué)活動(dòng)中期待學(xué)生能夠達(dá)到的學(xué)習(xí)成果[8]，在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，并時(shí)刻圍繞該目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)目標(biāo)也是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，也就是OBE中的想讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果。

Spark課程的教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）理解Spark設(shè)計(jì)和運(yùn)行的原理;

（2）掌握Scala編程知識(shí)、Spark軟件的搭建和應(yīng)用、RDD編程、Spark結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理組件、Spark流計(jì)算框架和Spark機(jī)器學(xué)習(xí)庫;

（3）掌握Spark編程方法;

（4）能夠?qū)⑺鶎W(xué)Spark知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題中;

（5）通過理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練，提高數(shù)據(jù)抽象處理和程序設(shè)計(jì)的能力。

為了確保學(xué)生取得學(xué)習(xí)成果，對課程學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和細(xì)化，其中關(guān)系如表1所示。

3.2?教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是指在教學(xué)中傳遞給學(xué)生的課程內(nèi)容[9]，它包括課程的基本概念、原理與應(yīng)用方式和范圍等。對應(yīng)于OBE中讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果。

Spark的課程內(nèi)容從大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)、采用的開發(fā)語言、運(yùn)行的原理、流計(jì)算到機(jī)器學(xué)習(xí)逐步加深。由于是理工科的知識(shí)內(nèi)容，整體課程內(nèi)容復(fù)雜，課程枯燥無味，導(dǎo)致教授效果差，而且學(xué)生不愿聽講，整體教學(xué)效果非常低。

為了保障學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，對基于OBE教育理念的Spark教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革。Spark課程在設(shè)計(jì)之初便采用內(nèi)容分解、學(xué)時(shí)細(xì)化和重點(diǎn)突出的方法，明確告訴學(xué)生每章的教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)以及學(xué)時(shí)安排，學(xué)生可以有重點(diǎn)的課前預(yù)習(xí)，課后有目標(biāo)的找差補(bǔ)差。