基于成果導(dǎo)向教育理念的時間序列分析課程教學(xué)模式探析

白曉東

(大連民族大學(xué) 理學(xué)院，遼寧 大連 116600)

基于成果導(dǎo)向教育(Outcome-Based Education,簡稱OBE)理念的教學(xué)模式，也稱為目標(biāo)導(dǎo)向模式或需求導(dǎo)向模式。該模式以學(xué)習(xí)成果的獲得為中心，通過重構(gòu)課程體系、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)策略、完善評價方式等手段來優(yōu)化教學(xué)全過程。在OBE理念下，教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目的是學(xué)生通過教學(xué)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(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么；第二，為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果；第三，如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果；第四，如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果[1]。OBE理念最大的優(yōu)勢在于以學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)導(dǎo)向，突出學(xué)生的主體地位，打破了以教師為主體、以內(nèi)容為導(dǎo)向的傳統(tǒng)教學(xué)模式；同時提倡持續(xù)改進，并幫助學(xué)生逐漸達到頂峰成果。在OBE理念下，教學(xué)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(xué)評價更關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成果以及能力。這些理念對引導(dǎo)和促進專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革、保障和提高工程人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要，因而，OBE已成為美國、英國、加拿大等國家教學(xué)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(xié)議》以來，隨著工程教育專業(yè)認(rèn)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(yīng)用型人才培養(yǎng)的各個專業(yè)[2-3]。

目前，我國高等院校本科專業(yè)大都是以培養(yǎng)復(fù)合型的應(yīng)用型人才為目標(biāo)，培養(yǎng)模式中的許多教學(xué)理念與OBE理念不謀而合，比如：遵循學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進的理念已經(jīng)深入人心。不過，基于OBE理念的教學(xué)模式本質(zhì)上仍屬于目標(biāo)模式的范疇[4]，其主要詬病在于注重目標(biāo)，輕視過程；注重標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)，輕視個性化培養(yǎng)；注重行動，輕視情感、態(tài)度、價值觀[5]。因此，在教學(xué)實踐中，應(yīng)該根據(jù)實際情況靈活使用基于OBE的教學(xué)模式，揚長避短，擇善而用，尤其要始終堅持持續(xù)改進的理念，防止僵化教學(xué)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(nèi)容中，設(shè)計了課題驅(qū)動的教學(xué)模式，使得OBE理念得到充分發(fā)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(xué)目標(biāo)的確定

教學(xué)目標(biāo)就是最終學(xué)習(xí)成果，即學(xué)生通過某一階段學(xué)習(xí)后所能達到的最大能力。按照OBE的視角，最終學(xué)習(xí)成果既是教學(xué)的終點，也是教學(xué)起點。課程教學(xué)目標(biāo)的確定既要滿足培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求，明確課程與畢業(yè)要求關(guān)系矩陣的達成，又要充分考慮教育利益相關(guān)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(xué)生的實際情況以及學(xué)生家長的擔(dān)憂等。

時間序列分析是一種尋找動態(tài)數(shù)據(jù)的變化特征，挖掘隱含信息，建立擬合模型，進而預(yù)測數(shù)據(jù)未來發(fā)展的有力統(tǒng)計工具。它廣泛應(yīng)用于社會科學(xué)、自然科學(xué)和生產(chǎn)實踐的諸多領(lǐng)域，已經(jīng)成為許多行業(yè)常用的統(tǒng)計方法[6]?？梢哉f，只要數(shù)據(jù)是按時間發(fā)展順序收集的，就屬于時間序列分析研究的范圍。在統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置中，時間序列分析是專業(yè)必修課，起著承上啟下的作用。

根據(jù)學(xué)校統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案，并結(jié)合《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，時間序列分析課程教學(xué)目標(biāo)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(shù)據(jù)預(yù)處理、AR模型、MA模型、ARMA模型、數(shù)據(jù)的平滑方法、ARIMA模型、異方差模型、單位根檢驗、協(xié)整、譜密度及其估計的基本概念、理論和方法，并學(xué)會應(yīng)用上述知識，借助R語言相關(guān)軟件包對時序數(shù)據(jù)進行收集、建模、預(yù)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(tǒng)計軟件分析問題和解決實際問題的能力、較強的統(tǒng)計書面表達能力、良好的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力、初步的科學(xué)研究能力。在素質(zhì)方面，要求具備較強的統(tǒng)計思想遷移和應(yīng)用的素質(zhì)、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(rèn)同、四個自信”，努力踐行社會主義核心價值觀，愛國敬業(yè)，有良好的政治思想素質(zhì)、道德品質(zhì)、法制意識。在學(xué)校統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案中，畢業(yè)要求共有14項二級指標(biāo)，時間序列分析課程支撐了10項，支撐權(quán)重達到1.9，具體如表1所示。其中，支撐權(quán)重值是由該門課程在所有專業(yè)核心課程對某個畢業(yè)要求指標(biāo)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(yè)核心課程的課時總和，然后加權(quán)一個強弱系數(shù)得到。

表1 課程對畢業(yè)要求的達成表

二、課程教學(xué)設(shè)計與實施

傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式強調(diào)知識體系的系統(tǒng)性和完整性，教學(xué)設(shè)計更加關(guān)注學(xué)科的需要，在一定程度上忽視了專業(yè)需求。成果導(dǎo)向式教學(xué)遵循的是反向設(shè)計原則，即需求決定培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)目標(biāo)決定畢業(yè)要求，畢業(yè)要求決定課程設(shè)置及課程目標(biāo)，課程目標(biāo)決定課程教學(xué)設(shè)計及教學(xué)實施。課堂是教學(xué)實施的主要形式，是實現(xiàn)課程目標(biāo)的主渠道。基于OBE理念的課堂教學(xué)與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)有很大不同，需重新建構(gòu)能夠適應(yīng)OBE要求的課堂教學(xué)模式，將重教輕學(xué)的傳統(tǒng)課堂模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為中心的新模式，避免灌輸式教學(xué)，提倡對話式教學(xué)，由重學(xué)輕思轉(zhuǎn)為學(xué)思結(jié)合，將知識的傳授轉(zhuǎn)化為能力的提升，為此，適當(dāng)延伸課堂，由封閉式的傳統(tǒng)課堂模式轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放課堂。

為達成課程教學(xué)目標(biāo)，我們基于上述OBE教育理念構(gòu)建了課題驅(qū)動式的教學(xué)模式，具體設(shè)計與實施方案分四步。

(一)課題的構(gòu)建與發(fā)布

在本科階段的時間序列分析中，課程內(nèi)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(wěn)時間序列模型和非平穩(wěn)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(xué)生能夠靈活應(yīng)用時序數(shù)據(jù)分析的基本方法和技能，對實際數(shù)據(jù)進行建模和預(yù)測分析。然而，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，時間序列分析課程的教學(xué)主要關(guān)注基本概念、理論和方法的系統(tǒng)講授，注重模型性質(zhì)的證明細(xì)節(jié)，在很大程度上忽視了解決實際問題能力的培養(yǎng)，忽視了借助統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析能力的培養(yǎng)，忽視了統(tǒng)計思想的養(yǎng)成和應(yīng)用，導(dǎo)致嚴(yán)重偏離課程教學(xué)目標(biāo)的達成?；诖耍覀円勒粘晒麑?dǎo)向式教育理念，遵循反向設(shè)計原則，從專業(yè)培養(yǎng)需求和時間序列分析課程目標(biāo)出發(fā)，根據(jù)課程目標(biāo)的達成分析和課程內(nèi)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(biāo)的絕大多數(shù)知識點以及能力、素質(zhì)和思政方面的要求。這些課題的完成能夠促成學(xué)生高質(zhì)量地達成課程目標(biāo)。

表2 部分課題及知識點分析示例

課前公布相應(yīng)知識點的一個課題。學(xué)生按照課題要求自學(xué)相應(yīng)知識點，選擇自己感興趣的材料閱讀，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，將遇到的疑惑整理到word文件中，發(fā)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(shè)置中，有意識地引導(dǎo)思政素材的收集，如通過新中國成立以來國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)建模分析，讓學(xué)生潛移默化地認(rèn)識到我國社會主義建設(shè)取得的偉大成就等。

(二)課堂引導(dǎo)與討論

課堂教學(xué)中，從課題任務(wù)著手，通過層層設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，教師組織討論，學(xué)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(xué)中，切忌單向灌輸式的教學(xué)，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(nèi)，強調(diào)傾注情感，使知識變得有溫度，讓學(xué)生感受到知識的生命，領(lǐng)悟到知識之美，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

在課堂學(xué)習(xí)中，學(xué)生解決了自己的疑惑，并學(xué)到了一定方法和技能。課后布置任務(wù)，將課題按學(xué)術(shù)論文形式完成，并準(zhǔn)備展示課件上交。

(三)作品展示

教師將上交作品中典型的、優(yōu)秀的、有創(chuàng)意的及含有思政意義的作品篩選出來，讓學(xué)生在課堂進行展示、解說，并回答教師和其他學(xué)生的質(zhì)疑。在這一過程中，學(xué)生不但能夠提高綜合應(yīng)用知識解決問題的能力和科學(xué)研究的能力，而且培養(yǎng)了統(tǒng)計書面表達能力、溝通表達能力和追求真理的科學(xué)品質(zhì)。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(xué)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(zhì)是總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，強化獨立思考。深度思考是創(chuàng)新的關(guān)鍵，批判性思維是高階思維的核心。經(jīng)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(yīng)適時提出新的問題，引導(dǎo)學(xué)生進行知識遷移。知識遷移是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有力手段。只有成功實現(xiàn)知識遷移，才能把知識化為自身能力。

上述四步結(jié)束之后，學(xué)生應(yīng)該及時修改、完善自己的課題作品，作為課業(yè)上交。

三、基于目標(biāo)達成的評價方法

在傳統(tǒng)的教學(xué)認(rèn)知中，教學(xué)就是教師把知識、技能傳授給學(xué)生的過程。OBE理念認(rèn)為，教學(xué)要以學(xué)生為主體，以學(xué)為中心；教的目的在于學(xué)，使得學(xué)生樂學(xué)、會學(xué)、學(xué)會。因此，基于OBE理念的教學(xué)評價是以學(xué)評教的，即“教得怎么樣”是通過“學(xué)得怎么樣”來評價的?！皩W(xué)得怎么樣”即學(xué)習(xí)質(zhì)量，是通過教學(xué)目標(biāo)(即課程目標(biāo))的達成度來衡量的。課程教學(xué)目標(biāo)則是達成畢業(yè)要求的重要方面。

基于OBE理念設(shè)計的課程驅(qū)動式教學(xué)模式，其評價方式是按照教學(xué)目標(biāo)達成度設(shè)計的，教學(xué)目標(biāo)的達成度又可通過指標(biāo)分解得分進行量化。具體地，教學(xué)目標(biāo)量化指標(biāo)及其達成度計算方法如表3。

教學(xué)目標(biāo)即預(yù)期學(xué)習(xí)成果，不僅是學(xué)生所獲取的知識，還包括應(yīng)用于實際的能力以及所設(shè)涉及的價值觀、情感等，其中通過學(xué)習(xí)學(xué)生所能達到的能力為核心。因此，在表3中，知識方面的權(quán)重值為0.3；能力方面的權(quán)重值為0.4；素質(zhì)方面的權(quán)重為0.2；思政方面的權(quán)重為0.1。如果將素質(zhì)視為一種能力結(jié)構(gòu)， 那么能力權(quán)重達到0.6。在知識方面，根據(jù)知識指標(biāo)點的重要程度又分別給出試卷中相應(yīng)試題的比重。在能力方面，按照能力結(jié)構(gòu)中的重要程度，給出各能力的權(quán)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(qū)動的教學(xué)新模式已在統(tǒng)計學(xué)專業(yè)4屆8個班進行了實施。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)達成度數(shù)據(jù)分析，實施新模式后，學(xué)生運用統(tǒng)計方法、統(tǒng)計軟件分析問題和解決實際問題的能力大幅提升，自學(xué)能力、科研創(chuàng)新能力、統(tǒng)計書面表達能力、競爭意識、合作與溝通能力以及政治素養(yǎng)得到有效提高。學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯增強，學(xué)生滿意度大大提高，收到良好效果。同時，新教學(xué)模式也得到校內(nèi)外專家的高度認(rèn)可。

作為一種新的教學(xué)模式，課題驅(qū)動式教學(xué)模式在實施過程中存在一些不足，需不斷持續(xù)改進。首先，課題設(shè)計需不斷更新、持續(xù)改進。一方面，科學(xué)精準(zhǔn)的課題設(shè)計需教師吃透教材的每個知識點，并能根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計出將知識轉(zhuǎn)化為目標(biāo)能力的課題，以便高效促成目標(biāo)的達成；另一方面，隨著學(xué)生的更新、社會的發(fā)展，需要設(shè)計出更能反映新時代特征、更能吸引學(xué)生的課題，才能使得課題驅(qū)動式教學(xué)模式富有生命力。其次，新的教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)的封閉式課堂模式，勢必將課堂形式進行延伸。合理恰當(dāng)?shù)恼n堂延伸不但需要精準(zhǔn)的課題設(shè)置，而且需要教師有豐富的教學(xué)經(jīng)驗和更大精力的投入。再次，新的教學(xué)模式突出以學(xué)生的學(xué)為中心，在課堂教學(xué)中，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的討論是課堂教學(xué)的主要形式，因此，需要教師有高超的引導(dǎo)學(xué)生、把控課堂的能力。最后，教學(xué)評價方式，特別是課程目標(biāo)達成度的度量方式和指標(biāo)設(shè)置還待繼續(xù)檢驗和精準(zhǔn)刻畫。

表3 教學(xué)目標(biāo)的量化指標(biāo)及達成度計算表