基于OBE理念和專業認證背景下的工科院校傳統數學基礎課程改革與探討

曾 瑩

（湖北工業大學理學院 湖北·武漢 430068）

隨著中國經濟和社會結構的不斷調整與優化，社會熱點的不斷更新，人工智能，大數據等新一代的工業革命已經拉開了序幕，對高等教育人才供給提出了更高的要求，對于以往全國統一教材，統一難度，造成的高等人才同質化問題，從而對一般院校畢業生來說，就業困難，就業質量不高，理論學習上不如重點院校的學生，應用上又不如一般普通高職院校學生，處于一種非常尷尬的地位。所以，為了切實提高人才培養力度，讓我們的學生真正的強大起來，我們需要引進新的理念，真正的以學生出發，建構新的教育改革，特別是近年來，各大高等院校都對各個專業進行了專業認證，提出要對專業進行區別性教學，這對我們高等數學基礎課教師提出新的挑戰，當然也更是新的機遇。

從成果出發的成果導向理論（Outcome-Based Education）是由美國學者WillianG.Spady在1981年提出來的，是指以預期學習成果為目標，明確用人單位需求，組織開展教學活動，從而評估學習結果，這樣可以促進學生更有效的學習，簡稱OBE教學模式。它主要關注以下這五個問題：第一，想取得什么樣的學習成果目標；第二，為什么要取得這樣的學習成果，也就是需求；第三，到底如何取得這樣的學習成果，也就是過程；第四，如果保障取得這些學習成果，也就是進行改進。OBE理念的特色在于以結果為導向，所有的教育設計，內容和活動都以預期的學習結果為最終評價目標，那么在整個教育活動中不斷的向著目標靠近，進行持續改進，最終實現學生的知識和能力需求，從而完成對學生的學習成果評價。當然，在實施過程中把握一定的原則：第一，教學活動要聚焦于最終的成果，也就所有的教學活動要能以最終的成果進行展示；第二，教學活動要以靈活的方式滿足學生學習的需要，那么教師就需要制定相應的標準，給予學生更大的學習挑戰，激起學生的學習興趣；第三，以學習成果為起點，對整個教學活動進行反向設計，開展相應的教學活動。所以，可以這樣認為，基于OBE理念的教學，作為教師更應該清楚知道學生最終需要達到什么樣的學習成果，如果在整個教學過程中既要強調學生的主體地位，又要不斷的引導學生進行自主思考，從而培養學生自主學習能力。

而工程專業認證的目的正好是為了相關工程技術人才進入工業界從業提供預備教育質量保證，其核心就是確認工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價，這恰恰與OBE教學理念不謀而合。專業建設是高等本科教學的基礎和核心，當然也是高等院校內涵發展的要素。隨著2007年專業認證工作的啟動，高等院校的工科類各大專業都正式進入了專業質量認證階段，而以學生為中心，以目標為導向，進行持續專業建設，這些基本理念，在創新人才培養的背景下，更是專業認證的首要基本原則。只有堅持以學生為中心的目標導向，不斷進行課程體系的構建完善，不斷改進課堂教學方式與方法，才能真正的促進創新人才的培養，真正的提升本科教學的針對性和人才培養質量。

而在整個工科專業課程體系中，高等數學課程處于極為重要的地位，培養學生良好的數學素養和能力是高等院校工科學生專業學習的必然要求。因此，如何進行探索構建工科專業數學課程體系是十分有必要的，特別是在普通應用型高校建設中，工科專業數學課程體系的改革顯得更加重要。我們可以通過對數學課程體系從專業認證的角度不斷進行改革與完善，這樣不僅可以促進工科專業能力的培養，更可以明顯的進一步提高工科專業學生的創新能力。而創新能力的提升，正是數學學習的目標之一。

而高等數學作為一門工科的學科基礎課，傳統的“課堂講授”模式主要是對學生邏輯思維訓練和計算能力的培養，注重對學生系統化知識的傳輸，顯然這種教學模式對學生的應用數學能力培養是遠遠不夠的，更不適合在工程教育專業認證背景下各工科專業的對高等數學的需求。比如如果將數學專業知識用于解決復雜的工程問題，如果應用數學基本原理研究，識別，分析復雜的工程問題，從而獲得有效結論。顯然，高等數學是工科人才培養的重要組成部分，但在教學實踐過程中，我們也發現了以下幾個問題：比如，高等數學如果采取統一教材模式，與專業課銜接不緊密；由于缺乏工程專業背景教學，沒有實例分析，造成工程教育與數學教育嚴重脫節；教學模式單一，教學評價標準單一，教學空間有限，教學信息量小，效率低，忽視學生的主動性和創造性，主要采用滿堂灌的模式，教學效果一直不理想等缺點，顯然已經不再適應新時代學生的學習需求，而目前的評教體系卻讓教師們缺乏改革的動力等等。

針對以上問題，我們做出了以下的改革和探討：

（1）按照不同工科專業實際的理論及技術需求，既然是分專業分類培養，就應該首先從教材出發，研究出適合不同工科專業的課程體系，特別是如何將高等數學的例題和工程教育背景相結合，使學生能夠充分認識為什么要進行高等數學的學習，而不是一味的覺得數學學習困難，而盲目的放棄。我們可以以知識為基礎，從專業出發，運用OBE理念，可以通過案例為載體，對總體進行要求，收集和加工分析，讓學生學有所用。當然，這種高質量的案例的收集和編寫都不容易，需要對教師的知識能力提出更高的要求，所以需要長時期的案例選題，搜索，撰寫，應用，更新和修改，針對不同的專業，逐步建立案例資源庫，這對學校和教師們都提出了更高的要求與挑戰。

（2）專業認證中的工程教育模式都要求教師具有工程實踐經驗，而高等數學教師多半都是數學系畢業，一般沒有工科知識的系統學習。所以鼓勵高等數學教師學習一定的工科知識，進行自我提升專業實踐教學能力和應用技術開發能力，從而使教師在數學教學上對工科背景的應用不再停留在書本上，鼓勵教師多交叉學習，多思考探索，這樣培養出來的學生才是真正放眼世界，才能真正擔負起國家重任。我們可以鼓勵教師按照學校的工科專業特點分成相應的教學團隊，選派教師們帶著自己的問題深入企業和專業學院學習工程知識，并且采用集體備課模式，在開展教研活動時選擇高等數學知識點構建與專業相結合的例題。從實踐中來，到實踐中去。以往高等數學教學中課時緊，任務重，教師只能面面俱到，學生學習也如蜻蜓點水，基礎不扎實，更談不上專業應用。而一旦有了OBE理念為指導，比如我們可以結合專業人才培養目標，不同專業選取不同的知識模塊作為高等數學的教學內容。比如在化工材料類專業我們主要側重一元和二元微積分學，而純化學類專業我們對于常微分理論就要進行深入講解，而對于電類專業對于無窮級數，傅里葉變換和拉普拉斯變換就要仔細講解，對于計算機類專業我們可以增加集合論，數學建模，還有計算方法這些模塊，充分考慮學生的專業需求，讓學生形成不同的知識體系，為他們專業課的學習打下牢固的基礎。再比如紡織類專業，在高等數學教學過程中可以加入紡織品設計中所需要的運籌規劃和統計分析，利用高等數學學科特有的綜合分析和解決問題的思維能力，讓學生也充分認識到學習高等數學的重要性，而不是傳統意義的計算和證明。

（3）從教學方法上講，可以把數學建模的思想融入到教學工程中，從而教會學生分析問題的基本思路和方法，啟發學生思考，培養學生自主建立數學模型并分析解決實際問題的能力。在教學過程中，充分以學生為中心，以學生能力產出為導向，我們可以充分利用互聯網的資源，多媒體，慕課，微課等輔助教學手段，建立起個性化，專業化高等數學精品在線課程網絡平臺，并且利用釘釘，QQ等工具進行網絡教學和網絡答疑，不完全依賴于網上教學，但又充分利用網絡教學的優勢，構建互聯網+線上線下混合式教學模式，真正的打造線上線下屬于不同專業的個性化金課，從而彌補線下教學中學生常常找不到教師的缺憾，克服時間和空間的限制，最大限度的提高教學效果。當然為了提高上課的聽課效率，利用現代化科技手段實施教學，吸引學生注意，讓學生從低頭一族變成抬頭一族，同時也要求學生上課一定要帶好紙和筆，傳統數學教學模式的優勢也要充分利用起來，教師對學生可以啟發式的不斷提出問題，讓學生動筆計算和思考。

（4）建立多維度教學評價方式，從而體現持續改進的先進理念。由于工科專業的特殊性，不同專業應該根據不同標準進行分類教學評價，這需要教育部門為不同專業的不同數學內容確定不能的評價方式和評價標準，從而使評價更符合專業學習和發展的需要。所以我們應該根據培養目標和與之匹配的模塊的具體要求進行多維度評價。比如我們以往主要是以期末成績作為評價標準，那么現在如果提出OBE理念教學工作，就需要將過程性評價的比例提高，更重視過程性評價的作用，比如我們可以把表現型評價和期末考試測驗相結合，更重視在教學工作中學生所表現出來的專業能力，對學生做出發展性評價。在這一方面，我們也可以根據專業認證的要求，對不同專業做出不同的評價體系標準，比如對于一些專業對數學教學內容要求較深，要求比較全面，那么我們可以提高終結性評價的比例，更注重期末考試，而對于一些對數學內容要求不高，更加注重使用價值的一些專業來說，可以提高過程性評價的比例，鼓勵學生在學習過程中應用所學知識，體會數學的樂趣。

當然，無論是教育教學理念的徹底更新，還是從高等數學教師專業素質出發，提高教師的教導能力，需要做的工作還很多，我們需要面向整個教師隊伍建立以OBE成果理念為導向，以專業認證為目標的科學合理的教師教學考核評價體系，讓每位教師都能夠自主明確的明白自己的努力方向，并且通過團隊合作建設實現教師隊伍的優化。

總而言之，建立符合專業發展的可持續改進的數學課程體系已經成為當前高等院校工科專業數學教學改革的當務之急，只有不斷讓教學工作適應社會的發展，才能培養出適應社會發展，具有終身學習能力的應用型高素質人才。