基于OBE的實(shí)踐考核體系改革的有效性分析

姬婷婷 姜永玲 劉蘭芳 楊慧

[摘 要]Python編程基礎(chǔ)課程近年來備受高校的關(guān)注與歡迎。文章針對基于OBE模式的Python基礎(chǔ)課程的實(shí)踐考核體系做出了改革與調(diào)整，通過支持向量機(jī)（SVM）的方式對收集的數(shù)據(jù)做了分析。分析發(fā)現(xiàn)改革后的實(shí)踐考核體系影響學(xué)生的實(shí)踐考核成績以及課程的總成績，說明改革后的實(shí)踐考核體系啟發(fā)了學(xué)生的思維能力，增強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，對構(gòu)建學(xué)生自我知識體系起到了重要作用。

[關(guān)鍵詞]OBE;SVM;實(shí)踐考核;團(tuán)隊(duì)合作

[基金項(xiàng)目]2017年度教育部人文社會科學(xué)項(xiàng)目“融合高維數(shù)據(jù)挖掘的大學(xué)生深度學(xué)習(xí)水平實(shí)證研究：影響因素、作用機(jī)制與提升策略”（17YJC880116）

[作者簡介]姬婷婷（1986—），女，山東青島人，博士，中國海洋大學(xué)二級講師，研究方向?yàn)閳D像處理;楊 慧（1979—），女，山東青島人，中國海洋大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)部講師（通信作者），博士生在讀，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件與算法、信息化教育。

[中圖分類號] G642.3[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）47-0-03[收稿日期] 2020-05-21

Python編程基礎(chǔ)課程是時下備受高校歡迎及應(yīng)用度最廣泛的公共基礎(chǔ)課程之一。通過Python基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能夠掌握計(jì)算機(jī)的基本知識，而且與時下最流行的數(shù)據(jù)分析與處理行業(yè)接軌。Python課程的所涉及的領(lǐng)域廣泛，因此，學(xué)好Python基礎(chǔ)課程僅僅局限于書本上的基本內(nèi)容是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就要求學(xué)生在完成實(shí)踐考核的時候，要與自己的專業(yè)相結(jié)合，能夠?qū)ython的內(nèi)容靈活的用到自己的專業(yè)中，并且體現(xiàn)一定的創(chuàng)新性。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師教授為主，教學(xué)方式簡單枯燥，忽略了學(xué)生的主體作用。學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)集中在課本的知識上，為了取得好的成績，不免死記硬背，特別對對于應(yīng)用要求比較強(qiáng)烈的計(jì)算機(jī)課程，如Python基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)往往最終取得的效果并不盡人意，在實(shí)踐考核環(huán)節(jié)體現(xiàn)得尤為明顯。基于OBE的教學(xué)模式（即基于學(xué)習(xí)結(jié)果的工程教育模式）[1-3]，與傳統(tǒng)的教育模式相比較，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的啟發(fā)式教學(xué)，將教學(xué)重點(diǎn)從投入轉(zhuǎn)為成效，啟發(fā)學(xué)生的思維能力，使學(xué)生脫離書本學(xué)習(xí)，對知識舉一反三，在學(xué)習(xí)的過程反思自己的不足，構(gòu)建自我的知識體系并有效地應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域中。

為了更好地完善Python基礎(chǔ)課程的OBE教育理念，提出了一種實(shí)踐考核體系的改革模式。實(shí)踐考核體系的改革可以避免傳統(tǒng)實(shí)踐考核的弊端，將OBE的教育理念更加直接地傳達(dá)給學(xué)生，使抽象枯燥的書本知識有效地應(yīng)用到學(xué)生的專業(yè)領(lǐng)域中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和積極性，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和責(zé)任感。

一、基于OBE的實(shí)踐考核體系改革

脫離了OBE的實(shí)踐考核方式，隨著相同課程教學(xué)時間的增加，會出現(xiàn)以下問題：（1）提交的實(shí)踐項(xiàng)目作業(yè)題目基本相同;（2）實(shí)踐項(xiàng)目作業(yè)內(nèi)容重復(fù)率過高，抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重;（3）學(xué)生失去完成實(shí)踐項(xiàng)目的主動性。針對上述問題，基于OBE的教學(xué)模式我們對實(shí)踐考核體系進(jìn)行了改革。主要的環(huán)節(jié)為：理論知識到學(xué)生的主動認(rèn)知，到分組討論完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)報告，最終項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)與項(xiàng)目成績的評定。每一個環(huán)節(jié)對下一個環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)都是必不可少的，從實(shí)例切入與理論知識結(jié)合啟發(fā)了學(xué)生對知識認(rèn)知的主動性，調(diào)動學(xué)生的積極性，小組討論與協(xié)作，充分地展示了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神與責(zé)任感，從而使學(xué)生的知識和能力不斷豐富和提高，成績評定通過組內(nèi)互評和教師引導(dǎo)的方式，讓學(xué)生清楚地知道自己是否完成了自我知識體系的構(gòu)建。

實(shí)踐考核體系改革模式如下：

二、實(shí)踐考核體系的實(shí)施與有效性分析

（一）實(shí)踐考核改革體系的實(shí)施

在OBE的教學(xué)模式下，設(shè)計(jì)實(shí)例更加貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)生活，通過實(shí)例啟發(fā)學(xué)生在相關(guān)領(lǐng)域?qū)嵗龖?yīng)用的方式方法，培養(yǎng)學(xué)生主動將實(shí)例與專業(yè)相結(jié)合的能力。實(shí)踐項(xiàng)目題目范圍廣泛，完成實(shí)踐項(xiàng)目作業(yè)首先自主組合分組，然后進(jìn)行小組間討論，組間討論與教師互動一共分為兩次完成。第一次小組討論，選定實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)題目，題目設(shè)計(jì)要給出設(shè)計(jì)背景以意義，并給出實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)的進(jìn)程計(jì)劃，教師審核與學(xué)生互動交流;第二次小組討論并集體完成實(shí)踐設(shè)計(jì)的部分工作，教師與學(xué)生互動交流，輔助學(xué)生解決實(shí)踐項(xiàng)目中出現(xiàn)的困難，啟發(fā)學(xué)生解決問題。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)展示，采用書面展示與口頭匯報相結(jié)合的方法，更加全面的了解學(xué)生的能力;最終的實(shí)踐項(xiàng)目考核形式也從傳統(tǒng)的教師評定，變成組間評定、教師引導(dǎo)的方式。評定方式的變化帶動了學(xué)生的責(zé)任感，也使得評定結(jié)果更加民主公平。

（二）實(shí)踐考核體系改革的有效性分析

本次參與Python基礎(chǔ)課程實(shí)踐項(xiàng)目改革的人數(shù)為27人（50%），沒有參與的人數(shù)也為27人（50%），總?cè)藬?shù)為54人。學(xué)生樣本數(shù)據(jù)收集來源于同一學(xué)期的Python基礎(chǔ)課程，干擾因素降低。總成績主要由筆試成績、上機(jī)考試成績、實(shí)踐項(xiàng)目成績構(gòu)成，其中實(shí)踐項(xiàng)目成績占總成績的10%，第一部分進(jìn)行實(shí)踐項(xiàng)目與總成績之間的關(guān)系分析;第二部分通過SVM方法分析改革后的實(shí)踐考核的有效性。

1.實(shí)踐項(xiàng)目與總成績的關(guān)系。通過對比實(shí)踐項(xiàng)目成績與總成績關(guān)系趨勢，可以發(fā)現(xiàn)多數(shù)實(shí)踐項(xiàng)目成績高的學(xué)生其最終的成績也較其他學(xué)生高。這說明了實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)施對學(xué)生的最終成績起到了關(guān)鍵作用，雖然實(shí)踐成績只占總成績的10%，并且實(shí)踐項(xiàng)目的評定方式是以學(xué)生為主導(dǎo)的組間評價方式，但也充分的影響了學(xué)生的最終成績。實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)施確實(shí)對學(xué)生的創(chuàng)造性，和知識的應(yīng)用起到了關(guān)鍵性的作用。

2.SVM對改革后的實(shí)踐考核體系分析。支持向量機(jī)，因其英文名為support vector machine，故一般簡稱SVM，通俗來講，它是一種二類分類模型，其基本模型定義為特征空間上的間隔最大的線性分類器，其學(xué)習(xí)策略便是間隔最大化，最終可轉(zhuǎn)化為一個凸二次規(guī)劃問題的求解。[4-6]使用SVM通過學(xué)生的實(shí)踐項(xiàng)目成績與最終成績，對參加與不參加實(shí)踐考核體系改革的學(xué)生進(jìn)行劃分，通過最終的準(zhǔn)確率判斷改革的實(shí)踐考核體系是否有效。

本次實(shí)驗(yàn)采用了交叉驗(yàn)證的方法，實(shí)驗(yàn)樣本為54人（參與實(shí)驗(yàn)人數(shù)27人，未參與人數(shù)27人），分別隨機(jī)取樣本中的10%—90%進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練的次數(shù)為1000次，剩余樣本做分類。以下是采用了SVM后分類的準(zhǔn)確性結(jié)果：

圖3展示了取30%的數(shù)據(jù)做訓(xùn)練時，其中一次的訓(xùn)練結(jié)果，準(zhǔn)確率為82.35%。從圖中可以看出，SVM可以將未參加與參加實(shí)踐改革模式的學(xué)生，準(zhǔn)確的區(qū)分開來。

通過圖4我們可以看出，在取到樣本30%的時候達(dá)到分類的最高精度為94.7%，最低的分類精度為89.8%，平均準(zhǔn)確率為93.39%。以上準(zhǔn)確率很好地說明，通過學(xué)生的課程設(shè)計(jì)成績與總成績，可以準(zhǔn)確地劃分參加與不參加改革的實(shí)踐考核的學(xué)生，也就驗(yàn)證了本次的實(shí)踐考核體系的改革對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是非常有效的。其主要原因?yàn)镺BE教學(xué)方式對學(xué)生主體作用的重要體現(xiàn)。

三、總結(jié)

通過SVM對OBE理論下實(shí)踐考核體系改革的探討，驗(yàn)證了把該改革方式用于Python編程基礎(chǔ)課程中，可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、創(chuàng)新能力和探討能力，可以提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和社會競爭力。該改革考核體制實(shí)施后，學(xué)生將課本上的基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識相結(jié)合，真正地做到從實(shí)踐中反饋知識，從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，完善知識體系的構(gòu)建。此考核改革方式可以為其他應(yīng)用性廣泛的課程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]楊銀花.關(guān)于創(chuàng)新教育在中職計(jì)算機(jī)教學(xué)中的展現(xiàn)[J].家教世界，2013（24）：237.

[2]門智宴.淺論創(chuàng)新教育在中職計(jì)算機(jī)教學(xué)中的展現(xiàn)[J].才智，2015（16）：119.

[3]王龍葛，于俊洋.基于OBE的《Web編程基礎(chǔ)》課程教學(xué)模式改革與實(shí)踐[J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（01）：157-158+162.

[4]Vapnik，V.Statistical Learning Theory[M].New York：Wiley，1998.

[5]周志華.機(jī)器學(xué)習(xí)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2016.

[6]李航.統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

Abstract： The basic course of Python Programming has received much attention from universities in recent years. This article makes reforms and adjustments to the practical evaluation system of Python Programming course based on OBE （Outcomes-based Education） model， and analyzes the collected data by using of support vector machine （SVM）. The analysis finds that the reformed practice evaluation system affects the students' practice evaluation scores and the final scores of the course， indicating that the reformed practice evaluation system has inspired students' thinking ability， strengthened their teamwork spirit， and played an important role in constructing students' self-knowledge system.

Key words： Outcomes-based Education; practical evaluation; teamwork