基于OBE的Spark課程設計

魏凌華 徐成振

摘?要：計算機技術的飛速發展帶來了教學內容的迅速變化，而傳統的教學方式和方法已經不能滿足教學的需求。基于OBE（產出導向教育）的理念已成為很多國家認可的教育理念，以學生的學習產出為導向，對傳統的課程設計和教學方法等方面進行重新設計。本文將OBE的教育理念引入Spark課程之中，從教學目標、教學內容、教學方法、教學評價和教學實踐五個方面進行研究和探索，以達到提高Spark課程的教學質量，為發展和提高學生的綜合素質打下堅實的基礎。

關鍵詞：OBE;Spark;課程設計;教學效果;人才培養

隨著計算機技術的迅速發展，計算機的課程內容也隨之改變。然而高校教學的基本方式卻沒有太多變化[1]，傳統教學可以分為教與學兩方面，教的主體是教師，采用的方式基本上就是課堂教學和實驗教學兩大類。學的主體是學生，采用的方式基本上是理論課注重聽，實驗課上在教師的指導下進行實操。但傳統教學在實施過程中存在一些問題，學生上課時缺乏積極性，學習時缺乏主動性，存在以及格為標準、及格萬歲的惰性思想。而教師在教學過程中也存在一些問題，課程整體缺乏設計;課程本身由于是理工科課程，內容缺乏趣味性;由于計算機技術發展過快，導致部分教師對新知識新內容掌握得不夠深刻和理解不夠到位等問題。

為了培養符合時代要求的人才[2]，高校教學改革勢在必行[3]。在傳統的教學方式中，以教師課堂授課、學生課堂被動聽講的模式已經不能適應現在的人才培養需求，特別是在Spark等大數據課程里，必須采用新的教學方式。在眾多的改革探索中OBE（Outcome?Based?Education，產出導向教育）的教育理念是其中最為流行和實用的一種方式。

1?OBE的教育理念

OBE是產出導向教育（Outcome?Based?Education）的簡稱[46]，是一種以學生產出為導向的教育理念，首先由美國學者Spandy于1981年提出，現在已經成為全球高校教育的主流思想。該教育理念認為學生的學習成果是由一系列的課程設計和教學實施達成的。基于OBE的課程設計，對于提升教育質量具有很現實的意義，國內外很多學者對此做過研究，做出了很多有意義的教學改革和探索。

OBE的教育理念主要從五個方面關注學生的成長和發展，想讓學生取得的什么樣的學習成果、為什么讓學生取得既定成果、如何幫助學生取得既定成果、如何確認學生取得了既定成果和如何保障學生取得既定成果。為了達到上述的教學成果，在課堂教學中必須通過課堂反向設計，以最終教學目標為起點，開展相應的教學活動。

2?Spark課程簡介

數據科學與大數據技術專業作為一門新興的學科，它以計算機、數學等為基礎，以生物科學、醫學、管理、經濟等學科應用為拓展，以分析數據和挖掘其中的價值為目標。Spark是一個應用于大規模數據處理的功能強大的通用引擎[7]，也是數據科學與大數據技術專業的專業核心課程，課程內容主要包括：大數據技術概論、Spark的技術原理與編程方法、Spark的編程語言、Spark結構化數據處理組件、Spark流計算框架以及Spark機器學習庫等知識點。

在傳統的教學中Spark課程內容整體分為兩塊：理論課程教學和實驗課程教學，對學生的考核主要分為：理論課程的課后作業和實驗課程的實驗報告。這種教學方式和傳統的教學方式一樣，存在學生學習積極性不高、解決實際問題能力不高和教學效果不理想等問題。為了解決上述問題，提高學生的積極性，為社會培養高質量的復合型人才，在Spark課程教學中引入先進的OBE教學理念勢在必行。

3?基于OBE教育理念的Spark課程設計研究與探索

為了提高教學質量和滿足社會人才的需求，在Spark課程自身特點的基礎上，并結合OBE的教育理念，以學生為中心，從教學目標、教學內容、教學方法、教學評價和教學實踐五個方面進行研究和探索。

3.1?教學目標

教學目標是指在教學活動中期待學生能夠達到的學習成果[8]，在教學活動中應以教學目標為導向，并時刻圍繞該目標進行教學設計。教學目標也是學生的學習目標，也就是OBE中的想讓學生取得什么樣的學習成果。

Spark課程的教學目標如下：

（1）理解Spark設計和運行的原理;

（2）掌握Scala編程知識、Spark軟件的搭建和應用、RDD編程、Spark結構化數據處理組件、Spark流計算框架和Spark機器學習庫;

（3）掌握Spark編程方法;

（4）能夠將所學Spark知識運用到實際問題中;

（5）通過理論學習和實踐訓練，提高數據抽象處理和程序設計的能力。

為了確保學生取得學習成果，對課程學習目標和學生學習目標進行關聯和細化，其中關系如表1所示。

3.2?教學內容

教學內容是指在教學中傳遞給學生的課程內容[9]，它包括課程的基本概念、原理與應用方式和范圍等。對應于OBE中讓學生取得什么樣的學習成果。

Spark的課程內容從大數據技術基礎、采用的開發語言、運行的原理、流計算到機器學習逐步加深。由于是理工科的知識內容，整體課程內容復雜，課程枯燥無味，導致教授效果差，而且學生不愿聽講，整體教學效果非常低。

為了保障學生的學習效果，對基于OBE教育理念的Spark教學內容進行了改革。Spark課程在設計之初便采用內容分解、學時細化和重點突出的方法，明確告訴學生每章的教學重點難點以及學時安排，學生可以有重點的課前預習，課后有目標的找差補差。