基于OBE理念的混合式教學(xué)模式的探索和研究

袁平　張玉軍

【摘要】? ? 本文從OBE 教學(xué)理念出發(fā)，依托超星學(xué)習(xí)通（遼寧科技大學(xué)泛雅）教學(xué)平臺(tái)及學(xué)堂在線(xiàn)、中國(guó)大學(xué)MOOC等網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)，以“新工科”大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)課《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程為例，對(duì)線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行探索和研究，有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

【關(guān)鍵詞】? ? OBE? ? ?混合式教學(xué)? ? 機(jī)器學(xué)習(xí)

引言：

成果導(dǎo)向教育OBE（Out comes-based Education）理念興起于 20 世紀(jì)八九十年代的美國(guó)，其核心是以培養(yǎng)學(xué)生的能力目標(biāo)為導(dǎo)向進(jìn)行各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)，也稱(chēng)為成果目標(biāo)導(dǎo)向教育。成果導(dǎo)向教育理念的核心是成果，即學(xué)生通過(guò)某一階段學(xué)習(xí)后所能取得學(xué)習(xí)成果的集合體，涵蓋知識(shí)、技能、情感與態(tài)度等不同模塊[1-2]。隨著我國(guó)“新工科”改革的實(shí)施，該方法被國(guó)內(nèi)廣大高校借鑒，用于人才培養(yǎng)方案制定和教學(xué)改革中，產(chǎn)生了較好的效果[3]。

目前，許多高校已經(jīng)開(kāi)設(shè)了大數(shù)據(jù)、人工智能等“新工科”專(zhuān)業(yè)，而《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程是大數(shù)據(jù)、人工智能等“新工科”專(zhuān)業(yè)的核心研究領(lǐng)域之一。《機(jī)器學(xué)習(xí)》是一門(mén)交叉學(xué)科，它包含了概率論、矩陣論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、程序設(shè)計(jì)等多學(xué)科多領(lǐng)域的知識(shí)。因此，對(duì)本科生的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備深度和廣度的要求較高，而對(duì)于某些基礎(chǔ)較差的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)本課程是較為吃力的。由此，有必要對(duì)《機(jī)器學(xué)習(xí)》這門(mén)課程的教學(xué)模式進(jìn)行探索和研究。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代的到來(lái)，線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)模式也隨之應(yīng)運(yùn)而生。《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程可以嘗試采用線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式實(shí)施教學(xué)。由于線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)沒(méi)有統(tǒng)一的模式，所以如果以成果導(dǎo)向教育（OBE）為理念，將線(xiàn)上和線(xiàn)下兩種教學(xué)模式進(jìn)行有機(jī)配合，充分發(fā)揮線(xiàn)上和線(xiàn)下兩種教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，并將其應(yīng)用到《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程的教與學(xué)中去，就能夠達(dá)到有的放矢、提高教學(xué)質(zhì)量的效果。

一、以O(shè)BE為理念的線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)模式

1.1 明確和制定個(gè)性化教學(xué)目標(biāo)

《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程是我校軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、大數(shù)據(jù)等專(zhuān)業(yè)大三學(xué)生選修的專(zhuān)業(yè)課程，其特點(diǎn)是綜合性較強(qiáng)，難度較大，需要學(xué)生在數(shù)學(xué)和編程中都具有較好的基礎(chǔ)。一般來(lái)說(shuō)，由于經(jīng)歷了大一大二的基礎(chǔ)課程和部分專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸產(chǎn)生了兩極分化或多元分化的情況，大三階段的學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握程度也因此不同。為了讓各層次的學(xué)生都有機(jī)會(huì)學(xué)懂《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程的思想和方法，有必要對(duì)學(xué)生因材施教，因此，需要為不同層次的學(xué)生制定不同的教學(xué)目標(biāo)。

1.針對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好，編程能力強(qiáng)的學(xué)生，對(duì)其制定高級(jí)目標(biāo)：即能夠設(shè)計(jì)和改寫(xiě)某個(gè)算法的應(yīng)用程序，能夠撰寫(xiě)機(jī)器學(xué)習(xí)課程相關(guān)的前沿論文;

2.針對(duì)各部分處于中等的學(xué)生，對(duì)其制定中級(jí)目標(biāo)：即能夠設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)某個(gè)算法的應(yīng)用程序，能夠讀懂中文或外文普通期刊中有關(guān)算法的論文;

3.針對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱，編程能力較差的學(xué)生，對(duì)其制定初級(jí)目標(biāo)：即能夠知道、敘述、解釋或背誦知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，能夠熟練應(yīng)用課堂所學(xué)的某個(gè)算法的應(yīng)用程序。

以《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程中決策樹(shù)這章的內(nèi)容為例來(lái)說(shuō)明分級(jí)教學(xué)目標(biāo)。決策樹(shù)理論部分和實(shí)驗(yàn)部分的主要內(nèi)容如表1所示：

決策樹(shù)理論部分、實(shí)驗(yàn)部分和擴(kuò)展部分的三級(jí)（高級(jí)、中級(jí)、初級(jí)）教學(xué)目標(biāo)如表2所示：

1.2 線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式

由于混合式教學(xué)就是希望把傳統(tǒng)的課堂講授部分通過(guò)視頻上線(xiàn)的形式進(jìn)行前移，因此發(fā)布線(xiàn)上教學(xué)資源是開(kāi)展混合式教學(xué)的前提。根據(jù)我校《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教學(xué)大綱的內(nèi)容和難度，設(shè)計(jì)和制作了有特色的線(xiàn)上教學(xué)資源，線(xiàn)上教學(xué)資源包括課程的講義、課件、（慕課）視頻、題庫(kù)、論文等。另外，我們以O(shè)BE為教學(xué)理念，根據(jù)不同層次的學(xué)生，對(duì)課程理論知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)入、梳理、挑選、加工、沉淀。在學(xué)生走進(jìn)線(xiàn)下課堂之前，給學(xué)生以充分的時(shí)間來(lái)預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)這些線(xiàn)上資源，盡可能讓每個(gè)學(xué)生都具備較好的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備，以充分保障線(xiàn)下課堂的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，我們將線(xiàn)上教學(xué)資源穿插在課前、課上和課后三個(gè)階段。

1.課前預(yù)習(xí)階段

每周開(kāi)課前，在超星學(xué)習(xí)通上發(fā)布課程講義、PPT課件，選擇學(xué)堂在線(xiàn)、中國(guó)大學(xué)MOOC等慕課視頻，并指出課前學(xué)習(xí)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。其中，慕課視頻課程選擇了清華大學(xué)袁春教授主講的《大數(shù)據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)》和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)蔣良孝教授主講的《機(jī)器學(xué)習(xí)》慕課視頻，并且在慕課視頻資源中選擇符合我校《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教學(xué)大綱的學(xué)習(xí)內(nèi)容作為學(xué)生課前自學(xué)的內(nèi)容。

為了督促學(xué)生觀(guān)看慕課資源，要求學(xué)生在每個(gè)視頻播放過(guò)程中拍攝一張觀(guān)看視頻的照片并發(fā)送到超星學(xué)習(xí)通上，同時(shí)，要求學(xué)生在觀(guān)看視頻后，錄制在線(xiàn)觀(guān)看慕課后的心得體會(huì)音頻或視頻并發(fā)送到超星學(xué)習(xí)通上，以此作為課程課前預(yù)習(xí)考核的第一部分內(nèi)容。為了檢驗(yàn)學(xué)生課前線(xiàn)上預(yù)習(xí)的效果，在學(xué)生觀(guān)看完慕課視頻之后，在超星學(xué)習(xí)通上發(fā)布供學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)進(jìn)行自測(cè)的測(cè)試題（題型一般以選擇題和填空題形式為主），要求學(xué)生在超星學(xué)習(xí)通上進(jìn)行預(yù)習(xí)測(cè)試，以此作為課前考核的第二部分內(nèi)容，另外，每次預(yù)習(xí)測(cè)試的成績(jī)也計(jì)入學(xué)生的平時(shí)成績(jī)。

除了課前預(yù)習(xí)的自測(cè)題之外，教師還提供了大量測(cè)試題用于課上和課后的測(cè)驗(yàn)，并將其填充到超星學(xué)習(xí)通題庫(kù)中，從而從教學(xué)過(guò)程的各個(gè)階段了解學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，形成循環(huán)式教學(xué)過(guò)程。

2.課上教學(xué)階段

為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，在線(xiàn)下課堂授課過(guò)程中采取“邊學(xué)邊看邊練”的教學(xué)方式，即教師結(jié)合具體案例和實(shí)驗(yàn)組織學(xué)生把線(xiàn)上所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行鞏固與靈活應(yīng)用的同時(shí)，進(jìn)一步講授重點(diǎn)內(nèi)容和難點(diǎn)內(nèi)容，或者解答學(xué)生在線(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中反饋的共性問(wèn)題。在此過(guò)程中，采取學(xué)生參與式學(xué)習(xí)方式，采用分組討論、小組合作、組間互評(píng)等方式，教師邊講解，小組成員邊演練，讓教師主導(dǎo)課堂進(jìn)程，學(xué)生作為課堂主體，以實(shí)現(xiàn)一些更高級(jí)的教學(xué)目標(biāo)，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)探索的能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)在認(rèn)知和實(shí)踐層面參與學(xué)習(xí)。我校《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程一般的線(xiàn)下課堂教學(xué)流程如下：

每次線(xiàn)下授課的課前3分鐘均安排學(xué)生到超星學(xué)習(xí)通上簽到，從而保證學(xué)生線(xiàn)下學(xué)習(xí)的出勤率和學(xué)生線(xiàn)下課堂的聽(tīng)課質(zhì)量。為了初步了解和掌握學(xué)生在線(xiàn)上的預(yù)習(xí)效果，以便在課堂授課時(shí)對(duì)學(xué)生掌握較差的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解，在授課前先進(jìn)行課內(nèi)前測(cè)。教師組織學(xué)生在超星學(xué)習(xí)通上進(jìn)行五分鐘的測(cè)試（測(cè)試題以客觀(guān)題為主），教師依據(jù)超星學(xué)習(xí)通上實(shí)時(shí)給出的學(xué)生答題統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和線(xiàn)上預(yù)習(xí)作業(yè)的完成情況進(jìn)行有的放矢地授課。經(jīng)過(guò)教師查缺補(bǔ)漏之后，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行重點(diǎn)知識(shí)、難點(diǎn)知識(shí)的講授以及對(duì)課前預(yù)習(xí)中學(xué)生反饋的問(wèn)題進(jìn)行解答。在每次線(xiàn)下授課中，教師會(huì)穿插一到兩次課堂活動(dòng)，在學(xué)生聽(tīng)課的同時(shí)，也讓學(xué)生作為課堂主體參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)，完成課上的測(cè)試和訓(xùn)練。最后，在下課前的一段時(shí)間內(nèi)（10至15分鐘）安排隨堂測(cè)試環(huán)節(jié)，進(jìn)行當(dāng)堂章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的考核，課上考核成績(jī)也計(jì)入學(xué)生的平時(shí)成績(jī)。

3. 課后復(fù)習(xí)、總結(jié)、反思階段

為了提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，對(duì)課后學(xué)習(xí)的跟進(jìn)，要求學(xué)生在課后需要完成當(dāng)堂的課后作業(yè)。通過(guò)超星學(xué)習(xí)通的作業(yè)功能，進(jìn)行課后作業(yè)的布置。同樣的，課后作業(yè)成績(jī)也計(jì)入學(xué)生的平時(shí)成績(jī)。

在超星學(xué)習(xí)通上，教師可以實(shí)時(shí)觀(guān)察學(xué)生提交和完成作業(yè)的情況，并進(jìn)行查閱和評(píng)價(jià)。另外，學(xué)生可以對(duì)課上存在的疑問(wèn)隨時(shí)在QQ群或微信群中進(jìn)行留言提問(wèn)，同時(shí)也可以私信教師，教師進(jìn)行差異化輔導(dǎo)。

二、結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)OBE教學(xué)理念針對(duì)不同層次、不同水平、不同基礎(chǔ)的學(xué)生設(shè)計(jì)和制定初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)三級(jí)教學(xué)目標(biāo)，并根據(jù)教學(xué)對(duì)象和教學(xué)目標(biāo)實(shí)施教學(xué)。在教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)研究過(guò)程中使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的高質(zhì)量學(xué)習(xí)資源，設(shè)計(jì)和實(shí)踐基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的混合式教學(xué)模式和教學(xué)方案，從而提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀(guān)念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 盧艷軍，張曉東，徐濤.成果導(dǎo)向理念下專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)[J]..黑龍江教育（高教研究與評(píng)估），2021，（8）：79.

[2] 施曉秋.遵循專(zhuān)業(yè)認(rèn)證 OBE 理念的課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].高等工程教育研究，2018（5）：154.

[3] 馬佳，汪宏友.成果導(dǎo)向教育（OBE）理論研究文獻(xiàn)綜述[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2019（16）：88-89.