基于OBE理念的數據可視化技術課程教學改革探討

摘要：文章旨在通過引入OBE理念，解決數據可視化技術課程中存在的缺乏工程案例應用、學生被動學習及數據來源受限等問題，實施反向設計、正向實施的教學流程，采用翻轉課堂和“故錯法”等策略，提升學生自主學習能力，增強學習動力，培養高技能應用型人才。通過明確課程學習成果目標，設計學習成果獲取過程，并構建學習成果評價體系，實現了教育目標與成果的一致性，推動了教學模式的創新與發展。研究結果表明，基于OBE理念的教學改革顯著提高了教學質量和學生學習效果，為未來進一步優化和拓展數據可視化技術課程教學改革提供了有力支持。

關鍵詞：OBE；數據可視化技術；翻轉課堂；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）09-0152-03 開放科學（資源服務） 標識碼（OSID） ：

0 引言

OBE（Outcome-based Education，OBE） 教育理念[1-2]，即成果導向教育，以學生為中心，強調目標先行，逆向設計課程體系，它是一種前沿的教育方法論，旨在通過明確的學習成果來指導教學活動。

隨著科技的不斷演進，知識領域的拓寬和深化，數據可視化課程的前沿性和科學性日益顯現[3]，尤其是在實際教學中成效突出[4]，一些傳統教學方式中存在的問題展現得更加清晰，可視化教學手段的實際應用價值得到了最大程度的發揮[5]。可視化教學手段在促進教師教學質量、提高學生學習效率、建立師生互動機制等方面發揮了巨大的優勢。它不僅能夠提高學生對數據獲取效率的認識，輔助教師進行教學總結，還能提升教學能力，促進學生進行知識挖掘和自我評估。 數據可視化技術是大數據管理與應用專業的核心課程，具有很強的實用性和應用性。它在培養高技能應用型人才方面起到核心作用，要求學生具備豐富的前端知識和創造能力。然而，目前的數據可視化課程面臨以下幾個問題。

1） 現在的數據可視化技術課程往往只是講授多種可視化技術，攝入比較簡單的案例和應用，沒有結合行業、崗位和項目，導致學生對工程項目缺乏經驗[6]，對所學知識在公司中的應用不了解。

2） 數據視覺技術課程的研究對象是資料，資料來源十分有限。 數據可視化技術課程的理論性和技術性都很強，所以要求學生的數學知識和計算機技術都很強，不僅要掌握學生的理論基礎，還要有很強的技術實踐能力，所以數據可視化技術課程對學生的理論和技術都有很高的要求。而對于基礎知識掌握不扎實的學生會逐漸缺乏對課程的熱情和主動的探索性，失去了對課程的興趣，逐漸使學生對所學專業產生了懷疑，從長遠的角度出發，對繼續推廣教育模式、培養新式人才都是不利的[7]。

3） 學生在學習數據可視化技術課程時，學習目的不明確，整個學習過程是被動學習，不知道為什么要學這個課程，不知道這個課程的重要性和關聯性，所以對于學習效率低、學習效果差的課程來說，缺乏主動學習的意識[8]。

1 探索教學新模式，融入OBE理念

針對數據可視化技術課程缺乏工程案例應用、學生被動學習等問題，通過對 OBE 成果導向教育理念的研究，重點對明確課程學習成果目標、確定課程學習成果需求、設計課程學習成果取得過程、構建課程學習成果評價體系、融入數據可視化技術課程等四個思路進行了深入分析。從教師如何教學生和學生如何學兩個方面進行教學改革，使學生在了解數據獲取效率的同時，提高了學生對教師學習分析的幫助和教學的優化。

1.1 探索課堂實施流程模式的“反向設計、正向實施”

數據可視化技術是大數據管理與應用專業的必修課程，旨在讓學生在完成前一門課程Python基礎的數據采集后，利用數據可視化技術將復雜的數據轉化為直觀、簡潔的圖表，以便深入分析數據背后隱藏的問題，切實解決實際問題。為此，教師需要在課程中以任務導向為中心，以滿足學生的學習需求為根本，實施“反向設計、正向實施”的教學流程。通過引入工程案例，將行業、崗位和項目相結合，讓學生了解大數據相關公司的工作需求。

1.2 翻轉課堂：完成“學生角色”轉換教學模式

在數據可視化技術課程中，采取教師與學生角色互換、學生角色與員工角色融合的方式。讓學生提前體驗員工角色，了解企業的思維模式。以項目需求和員工方式，強化學生對數據獲取、數據預處理、數據可視化和用戶感知的理解與應用。通過角色轉換，培養學生的自主學習意識，提倡“自主學習”“合作學習”“探究學習’。

1.3 運用“故錯法”進行探索性檢驗學習成果模式

研究如何測試學生關于數據可視化技術課程中的學習效果，教會學生“樂學”“會學”“學會”，尤其是對于Echarts、Pyecharts 等工具的使用，需要運用相對枯燥的程序來完成可視化，通過給程序設置“陷阱”，檢查學生是不是真的學會了，是不是真的會用。從而使學生在錯誤中勇于嘗試，在錯誤中學會分析問題和解決問題的方法，從而達到學習的目的，提高了學生獨立思考問題的能力。

2 實現以應用型人才培養為導向的教學目標

2.1 確定課程學習成果需求，促進教育目標與成果一致

通過明確數據可視化技術這門課程是大數據時代的衍生物，是社會發展必須掌握的一門課程，能夠更好解決大數據問題。了解該課程能夠實現的行業應用性，實現需求—培養目標—畢業目標—課程體系各個環節的閉環發展，秉承需求既是起點，又是終點的思想，以成績促進教育工作目標的一致性。

2.2 為提高學生自主學習意識而創新的教學活動設置

在數據可視化技術課堂活動中開展教師與學生角色互換模式，學生角色與員工角色互換模式，打破了“以教師為中心”的舊思維，轉變為“以學生為中心”“以員工為中心”的模式，建立了課前、課中、課后立體評價體系，明確了學習目標，提高了主動學習的自覺性。

2.3 改變考查學習效果的策略，增強學生的自主思考能力

在數據可視化技術課堂中引入項目式學習考核、實施過程性評價、強化實踐操作能力考核、引入同行評審機制以及融合多種評價手段等。這些策略的實施將有助于更全面地評估學生的學習成效，激發學生的學習興趣和主動性，提高教學效果和學業成績，使學生的潛能得以發揮，獨立思考能力得以提高，從而使不同層次的學生都能以一種探求的姿態出現，從而實現探求的成功。

3 基于OBE 理念教學的兩個轉變

3.1 轉變教師教學思想和教學目標

作為數據可視化技術課程的領導者，教師們雖然有明確的培養目標，但結合時代的發展， 其對學生的培養方案并沒有得到更新，不能適應瞬息萬變的社會現實需求。 在教學實踐中，教學理念的方法脫離實際，新科技的發展也給教師的教學帶來一定的壓力，如大數據、云計算等。 所以，“教學思想與教育目標”的轉換是必要的。在大數據時代迅猛發展的今天，作為學生在大數據研究方面的先行者，教師們應該總結教學過程，完善教學方案，牢牢把持大數據時代的命脈，將先進的數據可視化技術手段融入課堂，既能提升學生的學習興趣，又能進一步提升教師的教學能力。通過不斷創新的課堂教學，為創新改革、良性發展我國教育教學模式奠定了堅實的基礎，增強了可視化實踐課堂教學的質量和效果。

3.2 轉變學生學習方式

數據可視化技術課程的理論性和技術性都很強，通過可視化技術將復雜的數據轉化成直觀、簡單的圖形，能夠應用到各行各業，幫助用戶對數據背后隱藏的問題進行更快、更準確的分析。因此學生應該全面掌握各種可視化技術，并且應用到學習及未來的工作中。但由于該技術包含程序設計，一些學生會對此課程產生厭學情緒，原因是學生程序基礎薄弱，缺乏主動學習課程的意識，不利于繼續推廣教育模式，在學習過程中培養新式人才，因此應該通過角色互換、任務導向等方式讓學生意識到主動學習的產出遠遠大于被動學習的產出，應該了解數據可視化技術這門課程對于自己的重要性，將被動學習轉換為主動學習，從而提高學習效率，增加學習快樂感與成就感。

4 學習成果導向的系統化課程設計與管理

4.1 明確課程學習成果目標

在數據可視化技術課程中明確該課程學習成果目標，培養目標關注學生學習數據可視化課程“能做什么”，畢業要求關注學生學習數據可視化課程“能有什么”。學生課程學習進程可劃分為初探基礎、技能精進、綜合實踐、創新探索四階段，各階段學習目標依次遞進，從掌握基本概念到熟練運用，再到創新應用，最終達成課程要求的綜合成果。讓學生先達到初級學習目標，掌握 Excel、Tableau 等幾種工具的數據可視化基礎概念和特點及應用，再階梯式地進行高級目標的實現，即掌握應該選擇哪種工具最適合自己的需求，做出哪種圖表最能說明問題，具備分析需求、提出問題和發現問題的能力，從而達到初步學習的目的。解題技巧。對學習能力較差的學生要求必須達到初級目標，并因人而異制定相關策略，使各個層次的學生都能達標，能夠根據學情分析要求認真學習的學生，給自己定出較高的目標，對于學習能力較差的學生，可以根據自己的學習情況，制定適合自己的學習目標。

4.2 確定課程學習成果需求

以成果為導向的教育理念，深刻體現了課程的教學目標從需求出發，由需求決定。數據可視化技術這門課程應該遵循“反向設計，正向執行”的過程，讓學生在正式學習課程之前，就可以了解這門課程的課程培養目標以及畢業要求是怎樣的，這樣學生就可以按照自己的需求去學習，完成 數據可視化技術的理論與實踐學習。培養應用型人才，能夠分析和解決大數據問題，以便學生更好地適應社會，服務社會。

4.3 設計取得課程學習成果過程

構建數據可視化技術課程應更多采用互動式（教師與學生角色互換的方法，學生角色與員工角色融合的方法） 、探索式教學，強調自學與多元學習模式的重要性，包括自主式、合作式、探究式學習，以加深學生對數據可視化技術的理解與應用。通過融合理論與實踐教學，利用適宜的平臺與項目，讓學生親歷數據采集、預處理、可視化到用戶感知的全過程，并在解決問題的過程中深入掌握數據可視化原理，熟知數據可視化工具的使用和區別，能夠選擇最佳的工具制作出最合適的圖表，充分體現知識、技術技能與方法的綜合應用。進行角色重塑，課堂中完成學生、老師、員工三種角色互換，站在不同的角度思考問題，提高學生認知能力。

4.4 構建課程學習成果評價體系

采用“以學論教”的評價原則，數據可視化技術課程中教師“教得如何”要通過學生“學得如何”來進行評價，培育學生的“樂學”態度，激發其內在學習動力，讓學習成為一種享受。然而，更為關鍵的是培養學生“會學”的能力，是學生一生的成長基石。我們鼓勵學生掌握自主學習的本領，即學會“自己學”，讓他們在面對新知識時能夠主動探索、獨立思考，同時，倡導“做中學”的理念，通過實踐操作、項目探究等方式，讓學生在動手中深化理解，體驗知識的實際應用，此外，重視“思中學”的過程，引導學生學會反思與總結，從每一次學習經歷中提煉經驗，培養批判性思維和解決問題的能力。通過這種方式，學生既掌握了知識，又學到會了如何運用知識，為以后的學習、生活打下了扎實的基礎。教師對教學過程中枯燥的數據可視化程序進行模塊劃分法，將無結構程序轉換為有結構程序，讓學生判斷數據可視化程序是否正確，從而形成分析問題、解決問題的思維，提高學生獨立思考的能力，達到學習的目的，應該采用各種多元化的教學評估方式，如課堂提問、中期測試、問卷調查、項目策劃、作業審閱、研究報告等，以便動態地了解學生的知識、技能和素質的發展狀況。

5 結論

本文重點介紹了教學改革的四個主要方面：一是明確課程學習成果目標，實施“反向設計、正向實施”的教學流程；二是采用翻轉課堂模式，實現學生角色的轉換，培養學生的自主學習意識和實踐能力；三是運用“故錯法”進行探索性檢驗，提升學生的獨立思考和問題解決能力；四是構建系統化的課程設計與管理流程，確保教育目標與成果的一致性。研究結果表明，基于OBE理念的教學改革在數據可視化技術課程中取得了顯著成效。通過引入工程案例、翻轉課堂和“故錯法”等策略，學生的學習積極性和自主學習能力得到了顯著提升，同時，教學質量和學生的學習效果也實現了質的飛躍。這些改革措施不僅增強了學生的實踐能力和創新精神，還為他們未來的職業發展奠定了堅實的基礎。

基于OBE理念的教學改革仍具有廣闊的發展空間。未來可以進一步探索如何更好地將OBE理念與現代教育技術相結合，如利用大數據和人工智能等技術手段來優化教學過程和評價體系。同時，還可以加強與其他學科的交叉融合，拓展數據可視化技術的應用領域，為學生提供更加多元化和個性化的學習體驗。總之，基于OBE理念的教學改革是提高教學質量和學生學習效果的有效途徑，值得進一步推廣和應用。