基于OBE理念的“離散數學”課程教學改革探索

鄧秀勤 張翼飛 喬守紅 樊娟

[摘 要] 該文引入成果導向教育理念，針對傳統課堂教學存在的問題，對“離散數學”課程的教學內容、教學模式和考核評價等環節進行了教學改革探索，使學生明確學習本課程應達到的學習成果和能力，激發學生的學習興趣，培養學生的自主學習能力，有效地提高課程教學質量。

[關鍵詞] 成果導向教育;離散數學;教學模式;混合式教學

[基金項目] 2017年度廣東工業大學教育教學改革項目“基于產出導向教育理念的離散數學課程教學改革研究與實踐”（廣工大教字〔2017〕101號）;2018年度廣東工業大學教育教學改革項目“信息與計算科學專業課程建設的探討”（廣工大教字〔2018〕132號）

[作者簡介] 鄧秀勤（1966—），女，廣東連州人，廣東工業大學應用數學學院教授，碩士生導師，主要從事機器學習研究;張翼飛（1996—），男，江西贛州人，廣東工業大學應用數學學院2019級數學專業在讀碩士研究生，研究方向為機器學習。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）38-0186-02? ? [收稿日期] 2020-04-01

一、成果導向教育的理念

成果導向教育（Outcome-Based Education，簡稱OBE）作為一種先進的教育理念，于1981年由美國學者斯派蒂（Spady，W.G.）[1]提出并已成為美國、英國等歐美發達國家高等工程教育改革的主流理念，被成功運用到教學實踐中。美國工程教育認證協會（ABET）全面接受了OBE的理念，并將其貫穿于工程教育認證標準的始終[2]。OBE是一種以學生的學習成果為導向的教育理念，注重學生學完之后能真正做什么，而不是學了什么。傳統教育主要是以教學內容為基礎的，注重專業知識的傳授，教學方式主要以教師、教材、教室為中心，教學評價往往傾向于以單一的考試方式來評定學生的學習成果。然而，OBE強調以學生的學習成果為導向來開展教學活動，強調學生主動獲取知識及老師的引導和啟發作用，教學方式以學生為中心，教學評價采用多元化的評價模式，讓學生自覺地參與到教學過程的各個環節中去，使學生產生強烈的求知欲望，從而激發學生自主學習的積極性。在這種模式下，學生能夠發揮主動性和創造性，獲取的不僅是知識，更重要的是受益終生的自主學習能力和方法。筆者在離散數學課程建設中引入OBE理念，以學習結果為導向，以學生為中心，從教學內容、教學模式、教學評價等方面開展基于學習結果的離散數學課程教學改革與探索，探討提高離散數學課程建設質量的有效途徑。

二、基于OBE理念的課程教學改革和探索

1.以教學目標為導向，優化教學內容。屈婉玲等針對離散數學課程的教學目標、教學內容、教學設計等提出了相應的教學實施方案，該方案提供了一個分層的、模塊化的知識框架，教師可根據科學型、工程型、應用型的不同培養目標對教學內容做靈活配置;在教學設計中強化離散數學課程與其他專業課程之間的聯系，強化素質和能力培養[3]。“離散數學”是信息與計算科學專業以及應用數學專業的核心課程之一，為后續專業課程的學習提供理論支撐，具有很強的理論性和實踐性，對該專業創新型人才的培養至關重要。與傳統教育相比，OBE理念強調專業技能成果，人人都可以學好，學生是學習的主體，而教師的任務則是組織和促進教學。OBE教學理念不再是簡單的理論知識傳授，而要以學習知識、培養能力以及提高素質作為教學目標。

OBE理念下的離散數學課程教學，教師需要事先對學生完成課程學習時應該具備的知識、能力和素養有個明確而清晰的認識，以此為目標設計課程教學內容來保證學生達到這些預期目標。離散數學是數據結構、數據庫、算法分析與設計等專業課程的先修課程，肩負著為培養學生特定能力的重任，怎樣使學生在后續專業課程學習中，離散數學相關知識的應用更加得心應手，是任課教師需要認真思考的問題，既要強化離散數學對后續專業課程的基礎支撐作用，又要避免該課程與后續專業課程脫節。考慮到離散數學課程中的關系理論是數據庫中的關系數據庫理論和數據結構中的數據關系及表示的重要基礎，數理邏輯與數據庫中的謂詞優化技術及人工智能中的消解原理、機器學習相關，圖論是數據結構中的哈夫曼編碼、算法分析與設計中的變治法以及貪婪技術、操作系統中的進程調度機制的重要支撐，組合計數是算法分析的基礎，同時還考慮到新工科教育背景下教學學時由64調整到48，教學課時少，又必須實現既定的教學目標，筆者根據多年教學實踐經驗，把教學內容調整為數理邏輯、集合論、圖論、組合計數這四大模塊。

2.以學生為中心，構建混合式教學模式。OBE理念強調學生通過課程學習能夠獲得什么目標成果，為了更好地實現離散數學課程的教學目標，筆者采用在線智慧教學工具“慕課堂”，基于北京交通大學在中國大學MOOC平臺的“離散數學”建立線上線下混合式教學模式，在學習的全程進行數據跟蹤和分析，根據學生的學習情況，進行內容調整和學習評價。“成果”是指學生通過自己的刻苦學習后，能夠獲得與所學習知識同等的能力，基于OBE理念的教學必須首先明確學生的學習成果，根據學習成果，設計教學模式，并通過教學過程最終實現學習成果。離散數學依賴后續專業課程來檢驗課程知識的學習成果，為此筆者充分挖掘離散數學課程各知識模塊與后續專業課程的內在聯系，以教學內容和要求為綱，以學生為中心，從知識獲取、能力培養、素質提高三個維度設計教學，讓每一位學習者擁有后續專業課程學習及畢業后獨立進行工作所需的知識和能力。

筆者利用慕課堂的備課功能根據課程教學重點和難點設置好測試題、討論題和課堂互動環節，引導學生課前觀看教學視頻進行知識的學習，并完成課前測驗，課堂上可以不必花費大量時間進行基本知識和概念的傳授。課堂教學以講解重點難點知識及進一步拓展知識的深度和廣度為主，幫學生梳理學習內容的脈絡，加深學生對知識的理解和內化。同時，根據各個知識模塊的特點，將探究式、案例式、啟發式、問題驅動式等教學模式融入到整個教學過程中，形成良好的教學互動，讓學生“樂學”“會學”并“學會”知識，真正提高學生的自主學習能力和創新能力，實現成果導向的教學理念，有效地提高了教學質量。