基于OBE理念的數值分析網絡化教學改革

曾妍青 袁仕芳

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?旨在研究數值分析的網絡化教學平臺和微信公眾學習平臺的搭建，分析該平臺目前存在的問題，并給出適當的解決方案。研究個性化微信公眾平臺，從設計平臺界面到制作高質量數學推文，提出推文設計模式。利用微信公眾平臺的強大功能，傳播數學文化，分享學習資源，方便學生獲得學習資源，有效學習。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?數值分析;網絡化教學平臺;微信公眾平臺

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2021）06-0028-04

OBE理念（Outcome-Based Education）是工程教育認證的三大核心理念之一，又稱為“成果導向教育”理念或“結果導向教育”理念，是指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果[1-2]。隨著觸屏手機等移動智能終端為青年一代人所普遍擁有和使用，大學生更傾向閱讀電子書或瀏覽網頁文章。網絡化教學適應信息技術發展，是教師和學生的教學寶貴平臺，具有很強的可行性和實用性。教師可以在平臺上指導學生獲得知識和技能，學生能隨時隨地借助網絡免費獲取學習資源以及與教師進行在線教學互動[3-4]。

隨著學習資源日積月累，資源庫的分類標準要隨著資源的變化而及時更新，深入解讀和研究資源分類原則，按照合理的分類標準進行資源歸類，實現資源豐富，查找便利、快速。同時今后要繼續推進學習微信公眾號的管理和運營模式，美化平臺界面，加強推文的制作能力，更新資源的發布模式，以維持學習者的學習樂趣，增強學習效果。

一、數值分析的網絡化教學平臺搭建

（一）資源庫的改革

任課教師可以在計算機網絡上運行并顯示控制發布的數字信息資源或知識內容。在數值分析網絡教學平臺上開發設計教學資源庫。教學資源庫面對的是教師和學生，教師期望能為學生提供更加豐富的資料，學生希望能全面、快速地獲取學習材料。教育部發布的《現代遠程教育資源建設技術規范》規定，可根據教育資源不同的程度，分為一級分類和二級分類，甚至三級、四級分類等[5]。其中一級類目是分類系統的關鍵，它設定得恰當與否決定著整個分類的樣貌。在設定二級及其以下類目時要為將來增加的學習資料留出空間，以便隨時添加新的內容。每一類目的設置都要具備簡單而不失全面，詳細又不冗長，有規律可循。

（二）資源庫分類的一級類目

我們現在以數值分析網絡教學平臺為例，對該平臺上的資源庫（教學材料）進行分類，以優化該平臺。該平臺屬于數值分析課程的個性教學平臺，為了使學生能更加迅速、清晰地找到自己所需的課程材料，我們以學生為本，根據該課程的日常學習所需和教學所需的材料類型確定分類一級大綱。在教育部2002年發布的《教育資源建設技術規范》中，提出了一種常見資源類型劃分的方法，即將資源分為素材、試題、課件、案例、文獻、資源索引、解答、課程八大類，具體分類如圖1。因此在該技術規范的指導下，我們將該平臺的資源庫劃分為習題庫、數值分析實驗、課件及板書、網絡微課、數學文化知識和其他共六個一級類目，設置了一個“其他”類目，為了存放一些類別不清的資源，如圖2。

（三）資源庫中“習題庫”模塊的整理

為了更大限度地應用網絡教育資源，我們必須采用符合人的邏輯的思維方式和科學、合理的分類方法來組織材料。在科目、使用對象和資源類型這三種主要分類屬性的基礎上，尋找科學、合理的分類方法。搭建習題庫是資源庫的重點之一。習題庫面對的是學習數值分析課程的所有學生，素材都是以Word格式呈現，且都是關于數值分析知識點的試卷。習題素材非常多，包含考試試卷、教材各章節的知識題、往年期中測試題、復習題、復習內容要求等。

根據素材的體系類型和知識點，本文在“習題庫”下設置了二級類目，如圖3，分別為章節練習題、往年考試試卷、期中期末復習題和其他共四個板塊，將所有資源按照類目歸類，將不明類目的資源存放于其他類目中。

二級類目分類下，“期中期末復習題”下的素材清晰易見，而“章節練習題”類目下試題按照書本章節分為8章，每章一個Word文檔。將每道習題按照知識點章節歸類到同一個Word下，并將題目答案置于文檔尾部，便于完整獲取一章資源、便捷更新試題以及及時校對答案。以數值分析的第二章為例，該教材第二章的主要知識點是牛頓迭代法，用牛頓迭代法求近似值、求牛頓迭代格式等都是本章節的重點習題。明確第二章的題目后將屬于該章的題目集中于同個文本并附上答案解析。

相對其他，“往年考試試卷”由于不同年份考試試卷不同就顯得多而亂，為了更加清晰地查找資源，決定在該類目下按照年度設置三級類目，如圖4，分別為2009—2010年度、2010—2011年度……往年考試試卷中涵蓋了從2009到2019年的試題，每個年度的試卷少則2份，多則15份，豐富的試題足以為學生刷題和測試提供資源。通過這三級類目，習題庫的搭建就初步成功，資源清晰可見、井井有條，為學習者的資源獲取基本掃清了障礙，有利于提高學習者的學習效果。后續習題庫的資源還要及時豐富和更新。

（四）資源庫中“數學文化”模塊的整理

網絡教學平臺上資源庫的“數學文化”類目是從文獻資料中整理出來的，由于整理后的數學文化資源仍然比較多而復雜，所以為了方便學習的需要，我們要在數學文化一級類目下設置二級類目。《教育資源建設技術規范》中將文獻素材類根據素材類型進行分類，分為圖書、報告、期刊、會議、產品樣本、學位論文、檔案、政府文件等十類。在此依據下，我們結合數學文化模塊中資源的實際內容，站在學生的視角上，在數學文化類目下設置了七個二級類目，分別為報告、檔案、會議錄、期刊、新聞簡訊、數學人物事跡和其他，如圖5。其中“數學人物事跡”類目設置是由“數學文化”類目的內容性質所決定的。數學家及其個人生平事跡是數學文化的主要構成部分，厲害的數學家和有趣的生平故事是學生的閱讀愛好之一，有些學生甚至都有自己崇敬的數學家，將該類目呈現出來可以激起學生的興趣，促進學生以數學家為榜樣進行學習。

（五）資源庫中“數值分析實驗”模塊的整理

“數值分析”實驗是數值分析課程的重要內容之一，學生在傳統課堂學習外還需要利用Matlab軟件進行計算實驗，而實驗所需的資料就在網絡教學平臺上。實驗內容依據教學目標和教材而確定。一般情況下，學生需要做五個實驗，每個實驗的具體內容不一樣，會隨著課程的進度和課程改革進行實時更新。

利用教材[6]，根據OBE理念以及上機實驗課程的具體教學情況，我們依據實驗目的、實驗題目、實驗原理、實驗內容、實驗結果以及實驗結果分析整理了每個實驗相應的實驗報告，一共有五份，它們都是以.doc格式呈現且都以“實驗一”“實驗二”這種格式命名，具體如圖6。這種命名格式使“數值分析實驗”類目下的資源素材清晰、直觀，不需要多一級的類目，學生下載實驗資料很方便。

二、微信公眾平臺搭建的研究

（一）微信公眾平臺的可行性

微信作為當代最盛行的音視頻工具，成為千家萬戶的常用必備工具，微信中的朋友圈、公眾號、小程序成為人們休閑、閱讀、學習的天地。微信公眾平臺都具備輔助學習者學習的可行性，為訂閱者提供了獲取學習資源的最好途徑。我們嘗試構建數值分析學科的公眾平臺，給予學習者大量的學習資源，與學習者一起學習交流。

（二）微信公眾平臺的研究與開發

根據公眾號的申請要求和步驟，申請開通了“數值分析學習與交流”訂閱號，用戶在搜索頁面查找公眾號名稱或者掃該號二維碼，就可以關注該訂閱號。

微信公眾號的歷史信息界面是由訂閱號封面與歷史消息組成的，如圖7（a）。歷史推送信息向用戶展示了內容的標題以及封面，讓用戶對推文的內容有初步了解，根據標題封面選擇感興趣的資源進行學習。進入公眾號信息界面，該界面結構簡單，由素材展示區與自定義菜單構成。關注者與平臺的交流就如同微信的聊天功能一樣，靠文字或者語言來進行。平臺對此交流設置了“自動回復”，包括關鍵詞回復、收到信息回復、被關注回復。對于需人工回復的信息，平臺會先通過“消息自動回復”功能暫時答復用戶，這時用戶會收到“你的消息我們已經收到了，隨后會再回復你”的信息，之后在平臺后臺我們會給予詢問者細致的回復。那些搜索課程學習資料的用戶，可以直接發送所需資料“關鍵字”到平臺，平臺會通過“關鍵詞自動回復”設置直接給訂閱者發送與該關鍵字相關的歷史消息或者學習資源鏈接。比如，發送“練習題”，訂閱者就可以收到鏈接，點擊鏈接就可以獲取資源，如圖7（b）;發送“板書照片”到后臺，用戶可以自動收到一張二維碼圖片，掃描該圖片就可以獲取該資源。

群發信息是公眾號平臺最基本的功能之一，也是向訂閱用戶傳遞信息的關鍵窗口。群發的信息以推文為主，本文的公眾號通過推文的設計和發送向關注者傳達數學文化、數值分析習題和知識，以借助該微信平臺給予學習者更多的幫助。平臺會不定時地群發信息，所有訂閱用戶可以即時接收消息并閱讀。數學文化、數學知識等都會分門別類推送，訂閱者可以隨時隨地在訂閱號頁面或歷史消息處進行查閱，根據消息目錄按需查看。

在《移動學習理論現狀趨勢》書籍中，黃榮懷教授描述過移動學習資源的設計開發步驟，結合這個步驟，本文制訂了推文的開發設計模式。推文的制作發布首先涵蓋了前期的學習目標和學習內容的確立;其次根據學習目標和內容選擇素材、收集素材;再次對收集的素材進行整合，并對推文界面結構進行設計;最后群發推文，收集學習效果，對推文進行科學評價，吸取總結設計經驗，對推文進行優化，具體模式如圖8。

（三）推文案例研究

第一步 前期分析

我們的“數學文化”主題推文會涉及數學人物、數學歷史事件、數學趣事等，希望通過傳播數學文化知識能增長閱讀者的見識，激起閱讀者的數學學習熱情。如這一系列中的一篇推文標題是“數學大國的歷史脈絡”，主要講述我國數學的發展源遠流長，介紹我國數學名著和數學家的故事。通過閱讀推文，讓學習者初步了解中國古代的數學名人以及他們的數學成就，感受數學的美好，拾起學習數學的趣味。

第二步 準備

推文是一篇集圖片與文字為一體的文章，簡單而言就是圖文。所以在組織材料之前，需要尋找和選擇素材，而素材包括兩類：圖片素材和文字素材。依據此次推文的學習內容和目的，通過互聯網查找資料，初步確定了兩本數學著作和三位古代著名數學家，分別為問題集《九章算術》、古代最早數學名著《周髀算經》以及劉徽、祖沖之、秦九昭。對于著作和人物的介紹，網上有很詳細的文字資料，特別是數學家的生平介紹更是多姿多彩。考慮到現代人對長篇文章的好感度不高和他們的閱讀精力和時間有限，因此需要對文字資料進行篩選、總結、歸納。對于選圖，圖片的像素質量很關鍵。高清的圖片能引起用戶好的視覺感觀，帶來舒服的感覺，從而間接地保持閱讀者持續閱讀的趣味。素材的收集要謹記標注清晰、儲存有序，這樣對之后素材的組織環節有很大幫助，可以提高工作效率。

第三步 設計開發

設計開發是推文制作中最影響閱讀感受的環節。這個制作并不是在直接在微信平臺上制作，而是選擇一個專門制作圖文的終端來初步設計推文。我們選擇了“秀米XIUMI”來組織素材排版，利用秀米中提供的圖文模板，構造不同的風格頁面，一般以簡單、清新為主，編輯所需的素材，使展現給學習者閱讀的推文頁面給人一種輕松、舒服的感覺。

《數學大國的歷史脈絡》以藍色為主色調，給人一種輕松的享受，各個部分的設計脈絡清晰，共有五個小點。每個小點文字部分不超過五句話，且配有相應的圖片以裝飾，重點文字、關鍵字眼都標記成橙色字體，以幫助學習者快速捕捉到關鍵信息。推文的部分排版結果具體如圖9所示。

第四步 實施

將排版好的推文復制、粘貼到訂閱號平臺的素材管理頁面上，可以預覽一下發布后的效果，對不合理的細節進行更細致的編排、修整。預覽沒問題后可以點擊群發信息，同時你也可以選擇群發的主體，可以是指定用戶或者全體用戶。于是實施環節就成功了，等待學習者學習的反饋留言或者點贊。

第五步 評價

收集推文后臺評論，進行推文評價和總結。為了讓公眾號推廣和引起學生關注，今后需要在操作技術、文字排版和版面設計方面進一步提高。

參考文獻：

[1]劉玉飛，許德章，梁利東，等.基于OBE理念的理工科專業《計算方法》課程教學改革探索與實踐[J].教育教學論壇，2018（9）：135-137.

[2]鄭佳武.OBE理念下的在線課程建設與應用：以“社交禮儀”為例[J].智庫時代，2018（44）：176，178.

[3]何欣憶.國內高校在線課程建設與應用現狀綜述[J].教育現代化，2018，5（35）：176-177.

[4]白浩，郝晶晶.微信公眾平臺在高校教育領域中的應用研究[J].中國教育信息化，2013（4）：78-81.

[5]胡維治，楊智慧.基于教學資源庫的數字資源分類研究[J].中國教育信息化，2009（9）：49-51.

[6]馬昌鳳.現代數值分析：MATLAB版[M].北京：國防工業出版社，2017：1.

編輯 原琳娜

①本文受廣東省自然科學基金項目（No.2015A030313646）;2018年五邑大學教學質量工程與教學改革項目（No.JX2018024）和廣東省教學團隊項目（粵教高函〔2018〕179號）資助。

作者簡介：曾妍青（1997—），女，漢族，本科，研究方向：數據處理。

*通訊作者：袁仕芳（1972—），男，漢族，博士，教授，碩士生導師，研究方向：數據處理和數值分析。