基于成果導向教育理念的時間序列分析課程教學模式探析

白曉東

(大連民族大學 理學院，遼寧 大連 116600)

基于成果導向教育(Outcome-Based Education,簡稱OBE)理念的教學模式，也稱為目標導向模式或需求導向模式。該模式以學習成果的獲得為中心，通過重構課程體系、優化教學內容、調整教學策略、完善評價方式等手段來優化教學全過程。在OBE理念下，教學設計和教學實施的目的是學生通過教學過程最后所取得的成果，其核心思想可概括為如下四個問題：第一，想讓學生取得的學習成果是什么；第二，為什么要讓學生取得這樣的學習成果；第三，如何有效地幫助學生取得這些學習成果；第四，如何知道學生已經取得了這些學習成果[1]。OBE理念最大的優勢在于以學習成果為目標導向，突出學生的主體地位，打破了以教師為主體、以內容為導向的傳統教學模式；同時提倡持續改進，并幫助學生逐漸達到頂峰成果。在OBE理念下，教學活動不是教師單向傳輸行為，而是師生雙向互動的行為。教學評價更關注學生的學習成果以及能力。這些理念對引導和促進專業建設與教學改革、保障和提高工程人才培養質量至關重要，因而，OBE已成為美國、英國、加拿大等國家教學改革的主流理念，被廣泛采納。自2013年6月，我國加入《華盛頓協議》以來，隨著工程教育專業認證的帷幕拉開，OBE已深入我國工科教育，成為我國工程教育的主要手段，并逐步影響乃至覆蓋到應用型人才培養的各個專業[2-3]。

目前，我國高等院校本科專業大都是以培養復合型的應用型人才為目標，培養模式中的許多教學理念與OBE理念不謀而合，比如：遵循學生中心、成果導向、持續改進的理念已經深入人心。不過，基于OBE理念的教學模式本質上仍屬于目標模式的范疇[4]，其主要詬病在于注重目標，輕視過程；注重標準化培養，輕視個性化培養；注重行動，輕視情感、態度、價值觀[5]。因此，在教學實踐中，應該根據實際情況靈活使用基于OBE的教學模式，揚長避短，擇善而用，尤其要始終堅持持續改進的理念，防止僵化教學模式。

本文以時間序列分析課程為例，基于OBE理念，將課程思政嵌入課程內容中，設計了課題驅動的教學模式，使得OBE理念得到充分發揮的同時，兼顧情感教育、價值觀教育、過程化教育和個性教育的重要性。

一、教學目標的確定

教學目標就是最終學習成果，即學生通過某一階段學習后所能達到的最大能力。按照OBE的視角，最終學習成果既是教學的終點，也是教學起點。課程教學目標的確定既要滿足培養方案中的畢業要求，明確課程與畢業要求關系矩陣的達成，又要充分考慮教育利益相關者的要求與期望，如黨和國家的最新要求、用人單位的需求趨勢、學生的實際情況以及學生家長的擔憂等。

時間序列分析是一種尋找動態數據的變化特征，挖掘隱含信息，建立擬合模型，進而預測數據未來發展的有力統計工具。它廣泛應用于社會科學、自然科學和生產實踐的諸多領域，已經成為許多行業常用的統計方法[6]。可以說，只要數據是按時間發展順序收集的，就屬于時間序列分析研究的范圍。在統計學專業的課程設置中，時間序列分析是專業必修課，起著承上啟下的作用。

根據學校統計學專業的培養方案，并結合《高等學校課程思政建設指導綱要》，時間序列分析課程教學目標分四個方面。在知識方面，要求掌握時間序列分析的基本理論和方法，包括數據預處理、AR模型、MA模型、ARMA模型、數據的平滑方法、ARIMA模型、異方差模型、單位根檢驗、協整、譜密度及其估計的基本概念、理論和方法，并學會應用上述知識，借助R語言相關軟件包對時序數據進行收集、建模、預測和分析。在能力方面，要求具備正確運用時間序列分析方法和統計軟件分析問題和解決實際問題的能力、較強的統計書面表達能力、良好的自學能力和創新能力、初步的科學研究能力。在素質方面，要求具備較強的統計思想遷移和應用的素質、競爭意識、良好的團隊合作及溝通表達能力。在思政方面，要求具備堅定的理想信念，堅守“五個認同、四個自信”，努力踐行社會主義核心價值觀，愛國敬業，有良好的政治思想素質、道德品質、法制意識。在學校統計學專業的培養方案中，畢業要求共有14項二級指標，時間序列分析課程支撐了10項，支撐權重達到1.9，具體如表1所示。其中，支撐權重值是由該門課程在所有專業核心課程對某個畢業要求指標點的貢獻度占比給出的，而每門課程貢獻度是由該門課程的課時除以所有專業核心課程的課時總和，然后加權一個強弱系數得到。

表1 課程對畢業要求的達成表

二、課程教學設計與實施

傳統的課程教學模式強調知識體系的系統性和完整性，教學設計更加關注學科的需要，在一定程度上忽視了專業需求。成果導向式教學遵循的是反向設計原則，即需求決定培養目標，培養目標決定畢業要求，畢業要求決定課程設置及課程目標，課程目標決定課程教學設計及教學實施。課堂是教學實施的主要形式，是實現課程目標的主渠道。基于OBE理念的課堂教學與傳統的課堂教學有很大不同，需重新建構能夠適應OBE要求的課堂教學模式，將重教輕學的傳統課堂模式轉變為以學為中心的新模式，避免灌輸式教學，提倡對話式教學，由重學輕思轉為學思結合，將知識的傳授轉化為能力的提升，為此，適當延伸課堂，由封閉式的傳統課堂模式轉變為開放課堂。

為達成課程教學目標，我們基于上述OBE教育理念構建了課題驅動式的教學模式，具體設計與實施方案分四步。

(一)課題的構建與發布

在本科階段的時間序列分析中，課程內容主要為一元時間序列的建模和分析。從知識來看，大致可分為平穩時間序列模型和非平穩時間序列模型的基本理論；從方法來看，主要為時域分析方法，兼顧介紹頻域分析方法。該課程要求學生能夠靈活應用時序數據分析的基本方法和技能，對實際數據進行建模和預測分析。然而，在傳統的教學模式下，時間序列分析課程的教學主要關注基本概念、理論和方法的系統講授，注重模型性質的證明細節，在很大程度上忽視了解決實際問題能力的培養，忽視了借助統計軟件進行統計分析能力的培養，忽視了統計思想的養成和應用，導致嚴重偏離課程教學目標的達成。基于此，我們依照成果導向式教育理念，遵循反向設計原則，從專業培養需求和時間序列分析課程目標出發，根據課程目標的達成分析和課程內容特點，制定了12個課題,部分課題示例見表2。課題覆蓋了課程目標的絕大多數知識點以及能力、素質和思政方面的要求。這些課題的完成能夠促成學生高質量地達成課程目標。

表2 部分課題及知識點分析示例

課前公布相應知識點的一個課題。學生按照課題要求自學相應知識點，選擇自己感興趣的材料閱讀，收集相關數據，利用統計軟件進行統計分析，將遇到的疑惑整理到word文件中，發送到班級微信群進行討論。教師將共性問題收集整理，作為備課的重要題材，在課堂上解決。在每個課題的設置中，有意識地引導思政素材的收集，如通過新中國成立以來國內生產總值(GDP)建模分析，讓學生潛移默化地認識到我國社會主義建設取得的偉大成就等。

(二)課堂引導與討論

課堂教學中，從課題任務著手，通過層層設問，引導學生發現問題，教師組織討論，學生分組討論，突破難點，最終解決問題的路徑模式，達到掌握知識和增進能力的目的。在這一教學中，切忌單向灌輸式的教學，積極促成知識在師生、生生之間的多向傳遞、交流和互動，達到知識的對話、思維的對話乃至心靈和情感的對話。在課堂內，強調傾注情感，使知識變得有溫度，讓學生感受到知識的生命，領悟到知識之美，從而激發學生的學習熱情。

在課堂學習中，學生解決了自己的疑惑，并學到了一定方法和技能。課后布置任務，將課題按學術論文形式完成，并準備展示課件上交。

(三)作品展示

教師將上交作品中典型的、優秀的、有創意的及含有思政意義的作品篩選出來，讓學生在課堂進行展示、解說，并回答教師和其他學生的質疑。在這一過程中，學生不但能夠提高綜合應用知識解決問題的能力和科學研究的能力，而且培養了統計書面表達能力、溝通表達能力和追求真理的科學品質。教師對含有思政意義的作品及時進行點評、補充和挖掘，使得課程思政真正做到潤物無聲。

(四)評價與遷移

在作品展示完成之后，教師組織學生展開評價和自我評價，對問題的解決過程和方法進行反思。反思的本質是總結經驗教訓，強化獨立思考。深度思考是創新的關鍵，批判性思維是高階思維的核心。經過獨立思考，才能將知識融會貫通，升華為能力。

評價活動完成之后，教師應適時提出新的問題，引導學生進行知識遷移。知識遷移是培養創新能力的有力手段。只有成功實現知識遷移，才能把知識化為自身能力。

上述四步結束之后，學生應該及時修改、完善自己的課題作品，作為課業上交。

三、基于目標達成的評價方法

在傳統的教學認知中，教學就是教師把知識、技能傳授給學生的過程。OBE理念認為，教學要以學生為主體，以學為中心；教的目的在于學，使得學生樂學、會學、學會。因此，基于OBE理念的教學評價是以學評教的，即“教得怎么樣”是通過“學得怎么樣”來評價的。“學得怎么樣”即學習質量，是通過教學目標(即課程目標)的達成度來衡量的。課程教學目標則是達成畢業要求的重要方面。

基于OBE理念設計的課程驅動式教學模式，其評價方式是按照教學目標達成度設計的，教學目標的達成度又可通過指標分解得分進行量化。具體地，教學目標量化指標及其達成度計算方法如表3。

教學目標即預期學習成果，不僅是學生所獲取的知識，還包括應用于實際的能力以及所設涉及的價值觀、情感等，其中通過學習學生所能達到的能力為核心。因此，在表3中，知識方面的權重值為0.3；能力方面的權重值為0.4；素質方面的權重為0.2；思政方面的權重為0.1。如果將素質視為一種能力結構， 那么能力權重達到0.6。在知識方面，根據知識指標點的重要程度又分別給出試卷中相應試題的比重。在能力方面，按照能力結構中的重要程度，給出各能力的權重值。其他方面類推之。

四、課程改革成效與反思

自2017年9月至今，課題驅動的教學新模式已在統計學專業4屆8個班進行了實施。根據教學目標達成度數據分析，實施新模式后，學生運用統計方法、統計軟件分析問題和解決實際問題的能力大幅提升，自學能力、科研創新能力、統計書面表達能力、競爭意識、合作與溝通能力以及政治素養得到有效提高。學生學習積極性明顯增強，學生滿意度大大提高，收到良好效果。同時，新教學模式也得到校內外專家的高度認可。

作為一種新的教學模式，課題驅動式教學模式在實施過程中存在一些不足，需不斷持續改進。首先，課題設計需不斷更新、持續改進。一方面，科學精準的課題設計需教師吃透教材的每個知識點，并能根據教學目標設計出將知識轉化為目標能力的課題，以便高效促成目標的達成；另一方面，隨著學生的更新、社會的發展，需要設計出更能反映新時代特征、更能吸引學生的課題，才能使得課題驅動式教學模式富有生命力。其次，新的教學模式打破了傳統的封閉式課堂模式，勢必將課堂形式進行延伸。合理恰當的課堂延伸不但需要精準的課題設置，而且需要教師有豐富的教學經驗和更大精力的投入。再次，新的教學模式突出以學生的學為中心，在課堂教學中，教師與學生、學生與學生之間的討論是課堂教學的主要形式，因此，需要教師有高超的引導學生、把控課堂的能力。最后，教學評價方式，特別是課程目標達成度的度量方式和指標設置還待繼續檢驗和精準刻畫。

表3 教學目標的量化指標及達成度計算表