基于OBE的“離散數(shù)學(xué)”教學(xué)改革探索

張艷華

【摘 要】根據(jù)專業(yè)工程認(rèn)證的教育理念，提出基于OBE的離散數(shù)學(xué)課程改革方案。以最終學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、課程實(shí)驗(yàn)、考核方式等方面進(jìn)行課程教學(xué)研究和改革。實(shí)施基于OBE的課程改革，能夠使學(xué)生明確學(xué)習(xí)本課程后會(huì)達(dá)到的學(xué)習(xí)成果和能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，能夠有效地提高離散數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

【關(guān)鍵詞】OBE;教學(xué)改革;離散數(shù)學(xué)

中圖分類號(hào)： G642;O158-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）07-0130-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.054

【Abstract】According to the concept of professional engineering certification，the reform scheme of Discrete Mathematics course based on OBE is put forward.In order to achieve the ultimate learning goal，the curriculum design is carried out，and the teaching research and reform are carried out from the aspects of teaching content，teaching mode， curriculum experiment，examination method，and so on.The implementation of the curriculum reform based on results-oriented education can enable students to make clear the learning results and abilities that will be achieved after learning this curriculum，stimulate studentsinterest in learning，and cultivate studentsability to learn independently.It can effectively improve the teaching quality of discrete mathematics and the learning effect of students.

【Key words】OBE;Teaching reform;Discrete Mathematics

0 引言

20世紀(jì)90年代初，美國(guó)教育家William G·Spady首先提出“學(xué)生為主、成果為驅(qū)”的成效為本教育思想（Outcomes—Based Education，簡(jiǎn)稱OBE）[1]。以“學(xué)生為主”關(guān)鍵在于根據(jù)學(xué)生能力、興趣的差異設(shè)置不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，最大限度調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性;“成果為驅(qū)”重點(diǎn)在于明確學(xué)習(xí)要達(dá)到的成效，以此作為教學(xué)驅(qū)動(dòng)力，從能力和學(xué)習(xí)成果入手反向構(gòu)建教學(xué)過(guò)程，對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)和組織，圍繞階段目標(biāo)開(kāi)展學(xué)習(xí)[2]。以“學(xué)生為中心”、以“成果產(chǎn)出為導(dǎo)向”并堅(jiān)持“持續(xù)改進(jìn)”現(xiàn)已作為工程教育專業(yè)認(rèn)證的三大理念。

“離散數(shù)學(xué)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)中基礎(chǔ)理論的核心課程[3]，它為離散信息的處理，計(jì)算機(jī)應(yīng)用、信息管理和計(jì)算機(jī)科研提供數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。本文以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，對(duì)“離散數(shù)學(xué)”進(jìn)行課程教學(xué)改革，以期達(dá)到進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)習(xí)效果為目的。

1 目前課程教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題

1.1 教學(xué)內(nèi)容需進(jìn)一步精煉

成果導(dǎo)向教學(xué)設(shè)計(jì)由目標(biāo)（學(xué)習(xí)成果）出發(fā)，反向設(shè)計(jì)課程體系、確定教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)與改進(jìn)、確認(rèn)學(xué)習(xí)成果達(dá)成[4]。離散數(shù)學(xué)作為專業(yè)的核心理論課程它的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力和邏輯推理能力，通過(guò)該課程的教學(xué)實(shí)踐，支撐工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)第一條與第二條。目前《離散數(shù)學(xué)》課程內(nèi)容多而碎，因此首先根據(jù)離散數(shù)學(xué)的教學(xué)目標(biāo)同時(shí)兼顧學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性精選教學(xué)內(nèi)容，突出對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的工程意識(shí)和工程能力的培養(yǎng)。

1.2 學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性

長(zhǎng)期以來(lái)課程一直沿用傳統(tǒng)的基于課程教學(xué)模式。而OBE教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心。離散數(shù)學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)多且理論性強(qiáng)，不少學(xué)生存在畏難情緒，如果該課程教學(xué)仍是傳統(tǒng)的教師“一言堂”，學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)的興趣與信心，另外，如果只是被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)思考，不會(huì)運(yùn)用離散數(shù)學(xué)基本理論知識(shí)去解決計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題，這與工程教育的要求也是有距離的。

1.3 離散數(shù)學(xué)課程實(shí)踐不足

由于學(xué)時(shí)的限制，此前本校的離散數(shù)學(xué)課只設(shè)置了理論教學(xué)學(xué)時(shí)，未設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生缺乏離散數(shù)學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生抽象思維和工程能力，培養(yǎng)學(xué)生利用離散數(shù)學(xué)分析建模解決復(fù)雜工程問(wèn)題是不利的。

1.4 考核方式單一

以往的離散數(shù)學(xué)課程的考核主要依靠期末考試成績(jī)。學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中忽略了知識(shí)的理解和應(yīng)用，選擇在期末考試時(shí)候進(jìn)行突擊，忽視了平時(shí)的積累與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不能有效地對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)過(guò)程的檢查和督促。

2 基于OBE教學(xué)理念的教學(xué)改革實(shí)施

基于OBE理念提出以下教學(xué)改革措施，力求做到以產(chǎn)出為導(dǎo)向，支撐計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)的指標(biāo)點(diǎn)。

2.1 明確課程教學(xué)目標(biāo)，精選教學(xué)內(nèi)容

《離散數(shù)學(xué)》作為專業(yè)課程體系的成員，應(yīng)遵循OBE理念制定課程標(biāo)準(zhǔn)。課程標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)明確離散數(shù)學(xué)的課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求二級(jí)指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、課程的教學(xué)方式、相應(yīng)的教學(xué)資源、課程的考核方式，達(dá)到對(duì)畢業(yè)要求的有力支撐。

教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)以“夠用”為度，精選教學(xué)內(nèi)容。離散數(shù)學(xué)包括數(shù)理邏輯、集合論、代數(shù)結(jié)構(gòu)、圖論、組合分析初步和形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)初步，本課程選取了其經(jīng)典部分：數(shù)理邏輯、集合論、代數(shù)結(jié)構(gòu)、圖論。以“應(yīng)用”為目的，注重學(xué)生解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，改革課堂教學(xué)內(nèi)容，將離散數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用引入課堂，同時(shí)由于該門課程概念多，因此在課堂教學(xué)中，注重利用實(shí)例幫助學(xué)生理解概念，避免課堂教學(xué)陷入枯燥性。

2.2 靈活采用多種教學(xué)方式，重視現(xiàn)代教學(xué)手段和教學(xué)方法的應(yīng)用

OBE教育理念強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程中體現(xiàn)以學(xué)生為中心，由“教師教了什么？”向“學(xué)生學(xué)了什么”進(jìn)行轉(zhuǎn)變。要求授課教師充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，采用有利于課程目標(biāo)達(dá)成的教學(xué)方法，滿足教學(xué)要求。教師在授課過(guò)程中應(yīng)該具有創(chuàng)造性，采用更加開(kāi)放的教學(xué)方法和教學(xué)思路，學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)成效負(fù)責(zé)[5]。為達(dá)到學(xué)生能力的培養(yǎng)。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行混合式教學(xué)，線上利用微課讓學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，課中教師引導(dǎo)學(xué)生討論，課后學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)。此方式重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生學(xué)了什么，而不是老師教了什么。按照提出問(wèn)題、解決問(wèn)題順序來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程。同時(shí)充分利用小組討論、問(wèn)題展示等多種學(xué)習(xí)手段，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，提升學(xué)習(xí)效果。

2.3 開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課，鍛煉動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

在2016級(jí)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)課的情況下，本校把部分離散數(shù)學(xué)問(wèn)題放在OJ（OnlineJudge）平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生利用C或者C++編程實(shí)現(xiàn)，通過(guò)練習(xí)這些題目學(xué)生對(duì)離散數(shù)學(xué)的印象改變了，不再認(rèn)為離散數(shù)學(xué)只是枯燥的理論，原來(lái)用它可以建模解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)習(xí)興趣與編程水平都有了很大的進(jìn)步。2017級(jí)離散數(shù)學(xué)增加了8學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)課雖然不多，但教師可以對(duì)題目進(jìn)行具體指導(dǎo)，使學(xué)生更加明確如何用離散知識(shí)進(jìn)行抽象，如何編程實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)理論知識(shí)有了更好的理解，這是一個(gè)良好的反饋過(guò)程。通過(guò)實(shí)驗(yàn)鍛煉了學(xué)生抽象思維能力及動(dòng)手能力，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

2.4 改革考核方式，加強(qiáng)過(guò)程考核，完善課程達(dá)成度評(píng)價(jià)

采用過(guò)程考核與結(jié)果考核相結(jié)合的方式，將平時(shí)課堂教學(xué)中完成課后作業(yè)、完成實(shí)驗(yàn)題目納入到過(guò)程考核中，形成平時(shí)成績(jī)，同時(shí)加入實(shí)驗(yàn)考試。平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末成績(jī)?nèi)糠中纬煽傇u(píng)成績(jī)?；贠BE教育理念以目標(biāo)達(dá)成度為準(zhǔn)則，任課教師對(duì)課程的畢業(yè)要求達(dá)成度進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算與分析，并根據(jù)達(dá)成度分析結(jié)果，提出具體改進(jìn)意見(jiàn)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。

3 實(shí)施改革的效果

基于OBE的理念，以學(xué)生為中心，以學(xué)生學(xué)了什么為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)以夠用為尺度以應(yīng)用為目的精選授課內(nèi)容;合理運(yùn)用混合式教學(xué)手段，將線上與線下相結(jié)合開(kāi)展教學(xué);開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手能力以及解決問(wèn)題能力;改革考核方式強(qiáng)調(diào)過(guò)程考核。此改革方式取得了良好的教學(xué)效果。

表1是近兩年《離散數(shù)學(xué)》成績(jī)對(duì)比較。

從表1的對(duì)照表中可以看出2017級(jí)學(xué)生的離散成績(jī)有了很大的提高，尤其是邏輯推理能力，同時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性被極大的調(diào)動(dòng)起來(lái)，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力也有了明顯的提高，對(duì)后繼課程也產(chǎn)生了積極的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

目前工程教育認(rèn)證的核心理念包括：以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)。為了適應(yīng)工程教育認(rèn)證的需要，在離散數(shù)學(xué)課程建設(shè)中引入OBE教育理念， 以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，從教學(xué)內(nèi)容的選擇、課堂教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)課的引入、考核評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行改革與探索，取得了一定的成效。但要具體落實(shí)OBE教育理念，持續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量，還需要不斷地教學(xué)實(shí)踐。

【參考文獻(xiàn)】

[1]SPADY W.G.Outcome—based education：Critical issues and answers[M].Arlington：American Association of School Administrators 1994.

[2]史曉楠.基于OBE的Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究[J].軟件導(dǎo)刊，2017（8）：216-218.

[3]左孝凌，李為鑑，劉永才.離散數(shù)學(xué)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1982.

[4]鄭文嶺.實(shí)施成果導(dǎo)向教育 促進(jìn)人才培養(yǎng)改革[J].廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（11）：29-33.

[5]謝莉萍.以O(shè)BE理論指導(dǎo)普通生物學(xué)研討課的課程設(shè)計(jì)[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究，2015，5（4）：12-15.