徐合燕 李華平
摘?要:隨著高等教育改革的進行,OBE教育理念也逐漸被人們所重視和采納。本文以OBE教育為理念背景,針對高等數(shù)學課程的教學內(nèi)容和評價體系展開探討。本研究以結果導向為主線,以學生為主體,以學習為中心,探討如何構建適合OBE教育理念的高等數(shù)學教學內(nèi)容和評價體系。本文提出了五大教學內(nèi)容模塊和三級評價體系,旨在對高等數(shù)學教育的改革提供理論參考和實際參考。
關鍵詞:OBE教育理念;高等數(shù)學;教學內(nèi)容;評估制度
中圖分類號:G4?????文獻標識碼:A??????doi:10.19311/j.cnki.16723198.2023.24.074
0?前言
OBE教育(Outcome-based?Education)又稱為以結果為導向的教育,是一種以學習者為中心、以結果為導向的教育理念,即強調學生能力的培養(yǎng)和考核。OBE教育理念深入高等教育領域,為教學內(nèi)容和評分體系的改革提供了參考和支撐。然而,在高等數(shù)學課程中,教育內(nèi)容和評估體系的制定不僅需要考慮培養(yǎng)學生的數(shù)學素質和能力,還需要滿足OBE的需求。因此,本研究旨在探討如何將OBE教育理念融入高等數(shù)學課程,設計出可以更好地滿足學生需要的教育內(nèi)容和評估體系。
1?OBE教育理念的核心
OBE(Outcome?Based?Education)指基于目標的教育,是一種以學生為中心的教育理念,核心是踐行教育制度改革,將學生的學習目標作為教育的出發(fā)點和歸宿,為學生提供更有實效性和適應性的教育。OBE教育理念核心包括以下幾個方面:
第一,強調學生能力的培養(yǎng)。OBE教育理念強調的是學生的能力,而不是僅僅考慮學生學習的內(nèi)容。因此,教育目標應該與學生能力的培養(yǎng)相結合,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、團隊合作能力、實踐能力等為中心。
第二,注重教學質量和可持續(xù)發(fā)展。OBE教育理念注重教學質量、教學效果和長期的可持續(xù)發(fā)展。在教學的過程中注重教學目標的達成和效果的檢驗,保證教育的可持續(xù)和學生的未來發(fā)展。
第三,以問題為導向,強調實際應用。OBE教育理念以問題為導向,關注實際應用問題,使學生能夠更好地掌握和理解知識點,能夠將知識點應用到現(xiàn)實生活中。
第四,鼓勵自主學習和創(chuàng)造性思維。OBE教育理念重視學生的主動性,鼓勵學生以自主學習和創(chuàng)造性思維為中心,推動學生的學習能力提升,能更好地實現(xiàn)個人的自我發(fā)展與成長。
OBE是一種注重實效性、可持續(xù)性和學生能力培養(yǎng)的教育方式。在實際教學中,教師結合OBE教育理念,從教育目標到教學方法,從評估教學質量到培養(yǎng)學生能力全方位地促進學生參與教學和學習。
2?基于OBE高等數(shù)學教學內(nèi)容的構建
OBE高等數(shù)學教學內(nèi)容的構建始于明確的學習目標和任務,考慮學生的學習需求和OBE的要求,將高等數(shù)學課程內(nèi)容劃分為5個部分。
2.1?數(shù)學知識和技能的基礎部分
高等數(shù)學課程的核心內(nèi)容主要包括單變量微積分、多變量微積分、線性代數(shù)和常微分方程等多個部分。在教學過程中,針對這些內(nèi)容的講解和探究,不僅需要解釋數(shù)學概念、原理和公式,還需要提供適當?shù)臉永蛻脤嵗ζ溥M行深入的分析和討論。比如在單變量微積分方面,應該重點講解極限、連續(xù)、導數(shù)、微分、積分等概念,尤其是需要重點強調導數(shù)和積分的應用以及數(shù)學模型的構建。在多變量微積分方面,應該側重于講解偏導數(shù)、梯度、多元函數(shù)積分、曲線積分、曲面積分等概念,重點強調多元函數(shù)的極值和約束優(yōu)化問題的解法等。課程內(nèi)容要讓學生掌握理論、方法和技能,更重要的是要讓學生理解數(shù)學思想、方法和應用,從而反映出OBE教育的核心理念。
2.2?數(shù)學證明部分
數(shù)學證明是高等數(shù)學的核心要求之一,它要求學生在解決數(shù)學問題的過程中,通過邏輯推理和數(shù)學分析來證明數(shù)學結論的正確性。有效的證明需要學生掌握一些證明方法和技巧,如歸納法、前推法、反證法等,以及一些常用的代數(shù)和幾何推理方法。
在教學過程中,應注重培養(yǎng)學生的證明能力和數(shù)學思維能力,引導學生運用已有的數(shù)學知識,建立新的問題模型,獨立思考和發(fā)現(xiàn)問題的深層次規(guī)律和本質,同時針對數(shù)學證明這一抽象、復雜的智力活動,教師還可以設計一些趣味性的證明問題和數(shù)學游戲,激發(fā)學生的興趣和熱情,解決問題和進行數(shù)學創(chuàng)新。為此,教師應該通過演示和實踐引導學生掌握證明方法的基本原理、技巧和流程,讓學生逐步體驗證明的魅力和趣味。
2.3?數(shù)學應用部分
高等數(shù)學作為一門抽象而普遍的學科,應用領域非常廣泛。教學中應綜合運用例題、問題和實例等教學策略,通過案例、模型和實例來引導學生理解和掌握數(shù)學在實際應用中的作用和意義。
在工程領域,高等數(shù)學的應用包括工程力學、電子電氣基礎、無線通信和材料力學等方面。例如,在結構設計和力學分析中,數(shù)學模型和計算方法是不可或缺的工具。電子電氣基礎中,高等數(shù)學的應用主要體現(xiàn)在信號和電路的分析和設計中。
在科學領域,高等數(shù)學的應用主要涵蓋物理、天文、生命科學和地球科學等方面。例如,在物理領域中,高等數(shù)學的應用主要體現(xiàn)在量子力學、相對論和熱力學等方面。在天文學中,高等數(shù)學的應用主要體現(xiàn)在天體運動和星際物理學等領域。生命科學中,高等數(shù)學的應用主要集中在生態(tài)學、遺傳學和生物統(tǒng)計學等方面。
在經(jīng)濟和統(tǒng)計學領域,高等數(shù)學的應用非常廣泛,主要體現(xiàn)在運籌學、金融數(shù)學和經(jīng)濟模型等方面。例如,在經(jīng)濟學中,高等數(shù)學的應用主要體現(xiàn)在微觀經(jīng)濟分析和宏觀經(jīng)濟預測等方面。通過案例、模型和實例教師鼓勵學生對數(shù)學知識進行創(chuàng)新和拓展,為實際應用提供更為精準和高效的解決方案。
2.4?數(shù)學工具和軟件部分
在教學中,數(shù)學軟件是一個非常重要的工具,如MATLAB和Mathematica等軟件,它們具有強大的數(shù)學處理和分析功能。在教學過程中,應該給學生提供充分的機會,讓他們熟練掌握這些數(shù)學工具的使用。
數(shù)學軟件可以幫助學生更加深入地理解數(shù)學理論,也可以加快數(shù)學問題的解決過程,提高效率和精度。例如,在解決微積分、差分方程和動力學問題時,數(shù)學軟件可以縮短計算時間,提高解題的正確性和準確性。在數(shù)學模擬和優(yōu)化問題中,數(shù)學軟件可以簡化、加速和優(yōu)化處理過程,提高教學效果和學生創(chuàng)新能力。
在教學過程中,教師可以向學生灌輸應用數(shù)學軟件工具的基本知識和技能,通過豐富的課程內(nèi)容和充分的實踐機會加強學生對數(shù)學軟件的運用。教師可以通過課堂上的示范、實踐操作和課后作業(yè)來培養(yǎng)學生熟練掌握各種數(shù)學軟件的能力,有助于學生更加深入地理解數(shù)學知識,也有利于他們提高數(shù)學問題的求解效率,為將來解決實際問題提供了強有力的支持。
2.5?數(shù)學補充部分
高等數(shù)學作為一門重要的學科,其涵蓋的數(shù)學概念非常廣泛,包括了數(shù)論、代數(shù)、幾何和拓撲等領域。這些數(shù)學概念為學生提供了學習高等數(shù)學的基本框架和體系,有助于幫助他們構建完善的數(shù)學知識結構,提高數(shù)學素養(yǎng)。在實際教學中,教師應該注重數(shù)學知識的層次性、漸進性和歸納性,通過系統(tǒng)性的講解和實例演示,幫助學生更好地理解和掌握高等數(shù)學的概念,進一步深化對高等數(shù)學的認識和應用能力。
3?基于OBE高等數(shù)學教學評價體系的構建
OBE高等數(shù)學教育的評價體系是關鍵因素之一,評價應考慮學生的差異性和OBE的需求。將評估體系分為3個層次。
3.1?初級評估
初級評估是在教學過程中非常重要的一環(huán),它的主要目的是幫助老師了解學生的學習水平和對概念的掌握程度。評估的方法可以多種多樣,包括數(shù)學測試、論文分析、學生討論、參與小組項目等。這些方法各有優(yōu)點,可以相互補充,旨在提供全面的反饋信息以支持教學過程。
數(shù)學測試是目前最常用的初級評估方法之一,它可以對學生的數(shù)學知識進行全面的測驗,包括理論和應用方面的題目。但是,單一的測試方法無法完全覆蓋學生的能力和需求,所以其他評估方法同樣需要被采用。
討論和合作是初級評估過程中另一種非常重要的方法,它可以鼓勵學生參與到教學過程中,給予他們表達意見的機會。這將有助于教師了解學生聽課的效果,理解并回答學生可能存在的問題,有助于提高教學效果。
在論文分析方面,老師可以通過檢查學生提交的論文來了解學生對學科知識的掌握程度。老師可以評估學生論文的內(nèi)容質量、文法和語法錯誤以及論點的復合力等。除了能夠檢查學生的學科知識,還能夠評估學生的寫作技能、邏輯思維能力和分析問題的能力。評估完畢,老師可以為每個學生提供反饋和建議以及指導學生更好地寫作和更好地思考。
在參與小組項目方面,老師可以評估學生對學科知識的理解和對學習內(nèi)容的興趣。通過項目或者課堂中的互動,可以了解學生對學科的興趣程度,發(fā)現(xiàn)和引導學生的學科偏好,創(chuàng)造良好的學科氛圍和鼓勵學生積極參與。同時小組項目也可以幫助學生發(fā)展團隊合作技巧,提高社交能力。通過分析學生在小組項目中的表現(xiàn)和參與情況,老師能夠更好地了解學生對于團隊合作的四個核心技巧的四種技能(溝通、協(xié)作、知識分享,決策能力)的掌握程度。
初級評估方法多種多樣,需充分針對學科特征和目標群體進行選擇和考慮。這些評價方法的優(yōu)點互相補充,可以提供更全面的反饋信息,更好地支持學生的學習過程。
3.2?中級評估
中級評估的目的是測量學生的數(shù)學應用能力。可以采用課程設計、研究報告、項目展示等工具進行評估。
中級評估是學生在數(shù)學學科中的一個非常重要的階段,它能夠幫助學生在學習過程中更好地了解自己的數(shù)學應用能力。在這個階段,學生需要掌握更高級別的數(shù)學知識,深入了解不同領域的應用,并使用這些知識來解決復雜的問題。通過對學生的中級評估,評估者可以測量學生所掌握的數(shù)學知識的深度和廣度,以及他們的數(shù)學應用能力。
為了達到中級評估的目的,評估者可以采用各種不同的評估工具,如課程設計、研究報告和項目展示等。課程設計可以幫助學生將所學的數(shù)學知識與實際應用聯(lián)系起來,通過實現(xiàn)一個具體的項目或任務來展示他們的數(shù)學應用能力。研究報告則可以幫助學生深入了解數(shù)學理論,掌握數(shù)學應用的最新進展,并結合實例進行展示。項目展示則可以讓學生通過展示他們完成的一個具體項目來展示他們的數(shù)學應用能力和創(chuàng)造力。
教師在開展中級評估時,最終的目的是幫助學生更好地掌握數(shù)學知識并應用它們來解決復雜問題,同時提高他們的數(shù)學應用能力和表達技巧。在評估過程中,教師還應該為學生提供反饋和指導,幫助他們找到自己的優(yōu)勢和劣勢,提供改進建議。因此,不僅能夠幫助學生更好地掌握數(shù)學知識和應用能力,也能夠為他們未來發(fā)展打下堅實的基礎。
3.3?高級評估
高級評估的目的是對學生的數(shù)學能力進行全方位的評估。不僅考慮在學術和職場上的應用能力,同時也考慮學生道德和文化價值的能力。可以采用實驗室研究、實習報告,論文寫作等方法進行考核。
高級評估是對學生綜合素質的全方位評估,?包括學習、社交、道德等方面。綜合評估能夠更準確地確定學生的現(xiàn)狀和未來潛力,為學生的未來職業(yè)和學術發(fā)展作好準備。
在學術方面,高級評估不僅能關注學生的基礎知識和理解能力,還需要注重實踐能力的培養(yǎng)。實驗室、實習等方法可以讓學生參與到實際項目中,鍛煉解決問題的能力。此外,需要關注學生的創(chuàng)新能力和團隊合作能力,這對于學習和工作都是至關重要的能力。
在職場方面,學生的道德和文化價值觀念也需要得到評估。這方面的考核可以通過實習報告、論文寫作等多種方式來進行。這些實踐活動能夠讓學生接觸到各種職場機會,了解不同職業(yè)的工作方式和要求,并從中更好地了解自己的職業(yè)發(fā)展意愿。
高級評估涉及到學生綜合素質的多個方面,包括學術、職場和社交等方面,需要采用不同的工具和方法進行考核。評估結果將為學生提供全方位的信息,幫助他們更好地了解自己的優(yōu)勢和不足,為未來的發(fā)展做出更加明智的決策。多種評價手段相結合有利于全面、客觀地評估學生的綜合素質,確保教學目標的實現(xiàn)和促進學生發(fā)展,更好地提高教育教學水平。
4?結論
高等數(shù)學教學的改革離不開OBE教育理念的支持。本文以OBE教育為基礎,從教學教材和評估體系兩個方面展開了探討。本研究提出了5個學習內(nèi)容模塊和3個評價體系,以期為高等數(shù)學教學改革的實踐提供科學依據(jù)和實踐基礎。
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