基于OBE理念的在線教學研究與實踐

劉慶俞 陳磊 陳寶國 劉磊

摘 要：面對突如其來的新冠肺炎疫情，為落實教育部“聽課不停學”的決策安排，學校利用網絡平臺進行網上教學。文章以成果導向教育（OBE）理念為指引，結合“物聯網安全技術”課程教學實際，探索以學生為中心、成果導向的網絡教學新模式。教學實踐表明，該方法有效提升了教學質量，提高了學生學習的積極性和創新能力。

關鍵詞：新冠肺炎疫情;成果導向;網絡教學;“物聯網安全技術”

0 引言

新冠肺炎疫情的出現給人們正常的工作、生活、學習帶來了巨大的困難和挑戰。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”，要求充分利用網絡資源開展線上教學。線上教學與傳統的線下課堂教學在授課方法、內容組織、學生管理等方面存在著巨大的差異。如何在特殊時期高質量地完成線上教學成為高校教師需要面對的重要課題。而成果導向教育（Outcomes-based Education，OBE）[1-2]是一種強調學習成果的主流教育理念，突出每門課程應該讓學生取得什么樣的學習成果、如何取得這些學習成果，契合線上教學的需要。OBE理念把學生作為教學的中心[3]，從而反向進行教學設計、內容組織等。

“物聯網安全技術”是物聯網工程專業的必修課程，旨在培養學生物聯網安全的意識，以及分析和解決物聯網安全問題的能力。傳統的課堂教學中學生只是被動地接受，沒有充分調動他們學習的積極性，忽略了對學生學習成果的反思。課程組積極開展研討，結合課程實際，對基于OBE理念的線上教學進行了大膽的嘗試，取得了良好的教學效果。

1 OBE理念的認識

OBE教學理念最早由William Spady在1981年首次提出，其“以學生為中心，成果為導向，持續改進”的核心思想迅速得到了教育界和社會的認可。歐美等國逐漸將其列為教育改革的主要理念，美國工程教育認證協會已全面接受OBE理念，并貫穿于工程教育認證標準的始終[4]。2013年6月，我國被接納為“華盛頓協議”簽約成員，用成果導向教育理念引導工程教育改革，尤其是在建設“新工科”的關鍵時期具有重大意義[5-6]。

學生的學習成果是指學生通過某一門課程或某一階段的學習最后所能達到的能力，具有以下特點：

（1）成果不僅是學生所記憶、了解的內容，還包括轉化為實際應用的能力。

（2）成果并不是只考慮課程學習的結果，還應該根據所達到的實際成果進行教學反思，重新優化教學組織、課程設計等，形成有效動態反饋。

（3）成果應該是可以測評的[7]，但不要求每個學生利用相同的方法得到相同的成果，應該要充分尊重學生的個體差異，突出個性化發展。

OBE教學理念作為一種先進的教育理念，是高等學校教育教學改革的方向，地方應用型普通本科院校更應該以此為改革的目標。但是這并不是要求徹底摒棄現有的教育理念，應該是將其融入現有教育教學體系，去改革與此不相適應的環節和過程。基于OBE理念的課程實施步驟主要有以下幾點：

（1）確定預期學習成果。學習成果是檢驗課程教學的唯一標準，成果作為整個教學過程的輸出，從而影響教學設計、教學實施、教學評價等所有其他環節。

（2）教學實施。成果導向決定了學生是教學的中心，教師所有的操作都是為學生達到預定目標所服務的，課程內容選擇、教學方案設計、教學組織都應圍繞成果實現進行。

（3）教學評價。學習成果的評價不能用一把尺子衡量所有學生，也不強調學生之間的橫向比較，最終成果是否符合預期是最關鍵的，具體實現方法、實現過程只是實現學習成果的影響因素。

2 基于OBE理念的“物聯網安全技術”在線教學實踐

本文以“物聯網安全技術”課程的“認證與身份證明”知識模塊為例，通過計算機端超星學習通和釘釘進行在線教學，學生【2017級物聯網工程專業（1）（2）班】可以利用智能手機進行在線學習，通過釘釘的直播和回放功能實現了隨時、隨地學習，從而真正突破了時空的限制，為學生預期課程成果的達成提供了便利。

2.1? 課程目標

物聯網工程專業人才培養方案明確規定了畢業生應該達到的畢業要求，分別是知識要求、能力要求和素質要求，它們是由淺入深、逐級提高的。為了更好地支撐畢業要求，根據OBE理念重新對課程教學大綱進行了修訂，對課程目標作了分層設計并賦予了權重，具體如表1所示。

具體到“認證與身份證明”知識模塊，教學內容與教學目標的對應關系如表2所示。

2.2? 教學實施

2.2.1 教學準備

課前，將“認證與身份證明”模塊的課件上傳到學習通，為了更好地激發學生的學習興趣，事先剪輯了“碟中諜”系列電影中關于身份認證的視頻片段，并上傳。然后發起討論，視頻中分別使用了哪些身份認證的技術？分別存在哪些安全問題？通過觀看視頻，讓學生帶著問題去自主學習，提高了學習效率又增加了趣味性。學生登錄學習通既可進行課前學習，對基礎知識點如認證系統的組成等做初步了解。教師可以隨時登錄學習通查看學生學習概況，并對他們討論的內容做統計歸納，為后面的在線直播授課提供重難點參考。

2.2.2 在線教學

直播授課采用釘釘進行，直播模式選擇屏幕分享模式，支持直播回放和連麥功能。直播回放適合學生在課后回看內容，連麥可以在直播過程中與學生進行互動。首先，直播開始由“碟中諜”視頻導入，對其中出現的身份認證技術逐一分析，介紹的過程中融入了相關知識點的介紹，比如認證系統的組成、認證系統的要求、生物學特征的身份認證等。尤其是根據課前學習通收集到的討論數據，重點介紹多數同學關心的知識點。視頻內容的介紹貫穿整個直播過程，既牢牢“抓住了”學生，又在潛移默化中讓學生領悟了身份認證的內容和本質。

然后，發起討論，疫情情況下基于生物學特征的身份認證存在哪些困難和挑戰？以人臉識別為例，疫情期間出入公共場合需要佩戴口罩，這給刷臉進行身份驗證帶來了一定的困難。學生可以主動連麥，或是由老師指定學生進行回答。討論的過程可反映出學生對所學知識的掌握程度，教師對共性的問題及時分析原因，動態調整教學的內容。

在線教學的最后階段，布置一個綜合大作業，完成對本次內容的鞏固和提高。考慮到學生的個體差異和動手實踐能力程度的不同，將大作業分成3個不同層次，具體要求如表3所示。為了給學生以直觀體驗，將課前寫好的3個示例程序進行分別演示，并做原理性解釋。人臉檢測需要事先訓練人臉分類器，或是直接調用他人訓練好的分類器;人臉識別使用face_recognition庫精確識別個人身份;活體檢測可以用交互式方式檢測，也可以是背景差異檢測法等。根據OBE理念，學生在明確作業要求的前提下，可以兩人自由組隊、自己設計算法完成最終成果。同時，不強制要求所有學生必須完成最終的活體檢測，也體現了“以學生為中心”的思想。

2.2.3 課后提升

人臉識別作為生物學特征進行身份認證的主流方法之一，得到眾多學者的關注，但是照片或者視頻攻擊引發的安全問題同樣成為研究熱點。基于人臉識別的應用領域不斷拓展，有限的直播授課遠遠不能滿足深入學習的需要，教師可以將相關人臉檢測、人臉識別、活體檢測的網站或其他參考資料推送給學生，也可以鍛煉他們檢索信息的能力。學生在鞏固課堂知識和編寫大作業程序過程中，遇到問題可以直接在釘釘群內進行反饋，教師可以收集整理再集中解答。在線教學雖然拉開了師生之間的空間距離，但是得到了更多的互動機會，反而有益于提高學生學習的積極性，最終取得較好的學習效果。

3 ? 教學效果

基于OBE理念的在線教學，通過一學期的實踐，在提高學生學習質量和推動教學改革等多方面取得了一定的成效，具體有以下幾個方面。

3.1 學生的學習積極性提高

在線教學，師生之間的互動增加，突破了時空的限制。具體知識點的學習不再是機械地記憶，以身份認證為例，只要能夠實現最終效果，具體實現方法可以靈活多樣，大大激發了學生學習的意愿。

3.2 學生的學習效果有提升

在身份認證的大作業中，2017級物聯網工程專業（1）（2）班共有學生62人，容易等級的人臉檢測程序完成率100%，最難的活體檢測程序完成率54.8%，具體數據如表4所示。雖然活體檢測程序完成率相對最少，但是具體實現的方法是最多的，說明學生真正發揮了他們的主觀能動性，釋放了潛力。同時，與采用傳統教學理念下的2016級物聯網工程專業（1）（2）班相比（共有學生71人），期末考試成績的最高分和平均分均有提高，具體如表5所示。

3.3 對教學改革有極大的引領示范作用

傳統的教學模式是教師灌輸為主，而常常忽略了學生的主體地位。OBE的教學理念以成果為導向，師生都十分明確課程的教學目標，教師在整個教學過程中起到輔助、導學的作用，而讓學生充分發揮其聰明才智，他們才是教學的中心點。

4 結語

疫情的發生給高校教學活動帶來了諸多的不便，但是實踐證明，基于OBE理念的在線教學可以取得很好的效果。“物聯網安全技術”作為實踐性很強的課程，成果導向下的教學方式可以提高學生學習的主動性和創造性，增強學生解決實際問題的能力，對“新工科”背景下建設高水平地方應用型大學具有很好的推動作用。

[參考文獻]

[1]鳳權.OBE教育模式下應用型人才培養的研究[J].安徽工程大學學報，2016（3）：81-85.

[2]文志強，朱艷輝，陶立新.基于OBE的計算機科學與技術專業課程體系構建[J].計算機教育，2020（8）：131-135.

[3]張男星.以OBE理念推進高校專業教育質量提升[J].大學教育科學，2019（2）：11-13.

[4]彭濤，孫連英，劉暢.基于OBE模式的IT產業應用型人才培養研究：大數據方法[J].軟件工程，2017（8）：56-58.

[5]汪麗華，王澤梁.新工科背景下計算機組成原理課程OBE教學研究[J].西昌學院學報（自然科學版），2020（2）：108-111.

[6]程春玲，鄭思露，楊健.新工科背景下融合OBE的教學改革及其實踐[J].計算機時代，2020（8）：118-120.

[7]朱永梅，王黎輝，唐文獻.基于OBE理念的實踐課程目標達成度評價研究：以“機械設計綜合訓練”課程為例[J].教育教學論壇，2019（16）：194-196.

（編輯 王雪芬）