基于OBE教育理念“模式識別”教學改革與創新方法探析

姚納 程科 陳鋒 肖朝

（成都信息工程大學光電工程學院 四川成都 610225）

新教育形勢下以學生為本，要求深化素質教育，全面提高學生的素質。從具體內涵看，要求對學生的創新精神進行培植，對其創新潛能進行深度開發，進而培育出具有創新精神的應用型人才，使其擔當起復興中華民族的大任。從操作方面看：一是要明確高等教育的重要性；二是突出學生主體，增強對其動手能力的訓練；三是在OBE理念下，科學合理地推進高等教育教學改革，嘗試創新一些新方法，輔助其獲得有效落實。具體分析如下。

一、新時期高等教育內涵概述

十九大報告中提出了“雙一流”建設方向，一方面預期在本土教育市場逐步深化高等教育，使其向著內涵式發展；另一方面需要將本土教育市場與國際教育市場進行有效對接，從而將高等教育推進到國際一流水平。自從2018年以來，在高等教育領域大范圍實施“互聯網+”改革，已經初步實現了向高等教育內涵式發展的轉型升級。然而，隨著當前階段在高等教育教學中對新理念、新技術、新方法的運用，高等教育又需要進一步與各行業、諸領域的高質量發展現狀相適用，使其轉型高質量發展階段。具體而言，高等教育作為一種行業，應該引入現代經濟學中的生產要素配置理念，在高質量發展階段以技術資源配置為主導，完成對教育資源的有效配置，進而提高教育水平、教學質量，打造具有中國特色的高等教育[1]。

二、OBE教育理念構成要素及應用必要性

1.構成要素

現階段，各大高校對OBE教育理念應用經驗表明，它既是一種教育理論，也是一種教學技術。從理論的層面看，它突出了學生在教學中的主體地位，強調教師牽引、學生自主探索。從教學技術的層面看，它又被稱為成果、能力、目標導向型教學手段，具體應用中強調逆向思維主導下的課程體系研究與建設。OBE教育理念的構成要素相對較多，如圖1所示：

圖1 OBE理念構成要素示意

首先，該理念將教學環節放在核心地位，明確了產出導向下的學生培養目標。并且，將新教育形勢下的總目標，分化到了具體教學環節。

其次，該理念將教育主體集中到了教師與學生上，劃分出了教師牽引、學生自主探索的明確方向，旨在使兩大教育主體在實際的教學過程中，能夠充分發揮各自的主觀能動性，進而擴大學習機會、延伸教學內涵，并將整個教學過程落實到課程要素、課程指標上，使學生在學習過程中“有所得”“有所學”“有所用”。

第三，該理念注重學生學習過程與學習結果的一致性，將傳統時期的知識型高等人才培育，轉變到了對于學生內化知識能力、構建價值觀、塑造社會化人格、思辨所學理論與方法、實踐其專業技能等內容上。由此可見，該理念下，統籌了社會需求、教學目標、畢業要求、課程體系等環節，有利于創建系統性教學方案。

第四，該理念的應用具有明顯的“范式”或“基本模式”特征，操作要求教師結合專業課程構建內容完整，適用于學生需求的課程體系。同時，需要對學生的最終學習成果進行綜合化評估，并結合階段性評估，對教學方案做出相應的調整。而且，將教學評價集中到內環評估反饋與外環評估反饋層面，能夠及時地對學生學習狀態做出全要素分析，從而使學生有一個自我參照評價體系，進而在適用與調整中逐漸完善自身的自主探索式學習，并走向研究型、創造型的學習道路[2]。

2.必要性

首先，在（2018年頒布）《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》中，提出了新的教育行業的質量體系管理標準，明確了OBE（產出導向）作為高等教育基本原則的重要性，并且對其理念進行了具體闡明。從該《標準》相關要求看，應該在產業鏈思維牽引之下，將高等教育具體落實到教育目標的定位、教學方案的研發、教學內容的創新、教學模式的設計、高等人才的培育等環節，進而使高等教育人才的培育，與解決社會主要矛盾相適應。因此，十分有必要在宏觀上以教育行業質量體系管理標準為依據，結合具體教學課程，科學開展對OBE教育理念的應用。

其次，當前已經進入了數字化時代，數字化思維、數字化技術的應用范圍相對較廣，正在向著深度、廣度、精度的多維層面進行推廣應用。因而，在人才市場對高質量人才需求增大的條件下，培育具有數字化思維，能夠掌握并熟練應用數字化技術的高等人才也是保障下一個“百年目標”獲得落實的重要因素。尤其是在當前人工智能在各行業的應用相對普遍，與之相關的“模式識別”教學既是其中的核心構成，也是保障人工智能技術獲得深化發展與應用的有效途徑。所以，在當前階段應該積極應用OBE教育理念，增強對學生創新、創造能力的拓展訓練等。

三、基于OBE教育理念“模式識別”教學改革需求分析

1.教學模式創新研發需求

在“模式識別”的概念、方法、應用、特征提取、方法選擇方面，學生容易被多種定義、工具性術語等產生厭煩感。同時，“模式識別”屬于一種在問題與解決方案之間的技術應用，它以抽象分析、數據描述、邏輯推理、計算驗證為主要實現手段，并且，需要結合具體的案例優化知識結構。學生在學習過程中，如果缺乏有效的學習方法與接受過程，容易導致學習動力不強、創新不足的情況。當前各大院校在解決這方面的問題時，主要是運用OBE教育理念，突出學生自主性，利用教學模式方面的創新，研發設計與課程教學要求、學生學習需求相符合的教學模式。其中，以“線上+線下”交互為主。另外，“模式識別”本身作為一種應用學科，需要實時地增強案例研究，結合人工智能技術的應用現狀，合理地設計教學方案，僅僅停留于教材的案例解析，已經不能適應其應用實踐情況，因而需要進一步在創新教學模式的過程中，對課程本身的內容進行一些補充與擴展[3]。

2.理論與實踐教學結合需求

“模式識別”理論教學相對復雜，只有將它與實驗教學、實踐應用結合起來，才能較好地使該課程的教學對象深入到對它的基本原理、應用方式的理解。因此，在現代高等教學中，以內涵式發展、高質量發展為導向，在強調產出導向的目標下，強調學生的創新、創造。其中，包括了學生自主探索學習、自主創新研發、自主創業并向社會組織機構發展等。例如，在“模式識別”教學中，理論相對復雜，實踐應用的理性程序相對清晰。此時，將理論教學與實踐教學結合起來，可以使學生克服數據知識及公式推導中的枯燥性，借助OBE理念下的成果導向、目標導向、能力導向，將枯燥的學習轉變為一種研究型、探索式學習方式，進而利用研究學習，逐漸解決其中的復雜性問題。

3.學生自主學習效果評價需求

在高等教育內涵式、高質量發展方向之下，學生自主學習已經成為培育高等人才的一種必要手段。在這種情況下，教師角色集中到了教學方案研發、教學評價方法創新上，因而，需要借助“模式識別”課程本身的工具特征與應用方式，創建一套與學生自主學習效果評價需求相對應的“模式識別”方案。例如，選擇人工智能，對學生整個自主學習過程的“模式識別”，就有助于通過捕捉自主學習語言（如表情語言、動作語言、語音語言等），建立自主學習評價數據庫，從而使學生自主學習效果評價，以數據分析的途徑獲得客觀評估，并使評價結果轉變為教師研發教學方案，調整教學方法，牽引學生完善自主探索式學習模式的有效依據。

四、基于OBE教育理念“模式識別”教學創新方法分析

1.運用OBE理念，創新教學模式

首先，突出學生主體，對學生開展綜合素質評估，了解學生基本情況后，明確教師牽引、學生自主學習的角色定位。其次，教師應該將教學模式集中到“線上+線下”交互式上，利用當前在線教育平臺，確定教師與學生之間的信息交互通道，從而實現教學數據之間的共享。第三，在創新教學模式時，應該將重點集中到對教學方案的研發設計上，教師利用網絡資源采集教學資源，結合學生自主學習效果評價結果更新教學方案。第四，打破課堂、課外的教學限定，利用交互教學模式于在線教育平臺上實時地開展教師-學生、學生-學生之間的教學討論。建議將教室課堂——教學平臺——實驗室結合起來，在課堂（包括課后的在線課堂），突出重點、難點，強調分組討論與教師講評。在平臺上借助PPT，融入文字、音頻、視頻、圖像等，更為直觀地解析“模式識別”教學內容、實驗過程等，從而牽引學生在實驗室，以自主的方式通過分組完成實驗方案的設計、分組討論、實驗操作。

2.結合課程內容，增強動手能力

動手能力是“模式識別”教學中的核心素養，需要學生通過具體的實驗、操作、演示等，使死板的“模式識別”知識，以具體的應用方式展示出來。例如，教師利用OBE教育理念中的逆向思維，激勵學生通過實踐向理論的上升途徑，用檢驗的方式去學習理論，用動手的辦法去解決不能很好理解的重點與難點。以數學公式推導為例，教師應該將重點集中到對于公式的意義的解析上，從而使學生結合邏輯思路，進行分組下的推導實踐，并結合推導過程對其應用情況做出設想。以語言學相關的知識為例，此類相對簡單的理論，學生應該結合自身學習計算機語言、“模式識別”語言的經驗，按照“淺層語法結構”“深層語法結構”等，程式化地解析所學理論。簡單來講，復雜學科與算法，教師應該結合講解，使學生通過動手計算等進行理解與應用。對于語言、心理等之類相對簡單的學科與理論，應該由學生親自動手設計理論進行解釋，這樣就可以更好地建立一種“理論牽引-實踐檢驗”“實踐總結-理論創建”的方式，使學生逐漸在實踐中摸索、嘗試創新，逐漸在教學中完成對創新思維、創新方法的滲透。

3.借助人工智能，開展全面評價

4.突出教學環節，構建閉環模式

建議在OBE教育理念下，強調了教學環節的中心地位，形成以師資隊伍+支持條件——教學環節——產出學生——社會需求——培養目標——畢業要求——課程體系——教學環節的閉環體系。同時，通過內環評估反饋與外環評估反饋，建立了一個滿足OBE理念應用的評價模式。建議如下。

首先，應該結合“模式識別”課程內容，設計有利于增強學生動手能力的教學方案。從系統性教學的層面出發，將教學內容、智能系統設計、社會就業充分結合起來。例如，在教學內容方面，教師可以將人工智能的應用作為一個具體方向，結合實際案例，提煉一些具體的應用流程，牽引學生在明確的方法、標準流程、有效內容下，用自主探索的方式，增強對該課程內容的吸收，使其在動手操作上，有一個明確的路線圖。

其次，應該突出智能系統設計的重要性，激勵學生從日常生活中的小事做起，預防過度模仿與抄襲，用實際的創新設計提高對所學內容的應用水平。例如，在學生自主探索學習過程中，會出現自我管理缺乏、自評客觀性不足的情況，不利于提高自學效率。此時，教師就可以通過主題教學的方式、案例制作的方式，使學生結合實際的需求，設計一些具有模式識別功能的智能系統。例如，在數據采集——模式識別——結果判定的基本程式下，學生可以根據自習中需要識別的要素，如語音、表情、動作等，設計一套與實際需求相適用的智能系統。

第三，應該明確社會就業導向，結合外環評價反饋方式，實時地調整教學內容與智能系統設計方案，使畢業要求與職業需求趨于一致。

結語

總而言之，在高等教育內涵式、高質量發展階段，OBE教育理念已經獲得了較為廣泛應用，擴增了高等教育的實踐效果。通過以上初步分析可以看出，在當前階段“模式識別”教學改革中出現了研發設計新型教學模式、推動理論與實踐教學以相融合、評價學生自主學習效果的新需求。因此，一方面應該加強對高等教育發展方向的研討；另一方面應該結合OBE教育理念轉變“模式識別”教學認知，突出學生在課程教學中的主體地位，并結合人工智能等，完成對學生自主探索式學習的牽引與評價。建議在現階段，將新理念、新方法、新技術充分融合起來，在整體上創新研發新的教學模式，借助“線上+線下”交互式教學，與教學全過程智能評價等，提升“模式識別”教學效果，培育綜合素質型的高等人才。