基于OBE與BOPPPS混合式教學的《機器學習》課程教學改革實踐

摘要：文章針對《機器學習》課程教學中存在的諸多問題，提出了采用OBE與BOPPPS混合的教學模式改革課堂教學。首先闡述了OBE與BOPPPS的基本概念和理論框架對比，其次從設計思路、改革目標、過程設計和考核評價方面介紹了教學改革實踐過程，最后通過教學實施效果和問卷調查結果說明該教學改革可有效促進學生自主學習意識提升和創新能力提高。

關鍵詞：機器學習；OBE；BOPPPS；成果導向

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.078

中圖分類號：G 642；TP 18 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）10-0-03

Teaching Reform Practice of Machine Learning Course Based on OBE and BOPPPS Blended Teaching

Abstract： This article proposes a teaching model that combines OBE and BOPPPS to reform classroom teaching in response to the many problems that exist in the teaching of the course "Machine Learning". Firstly， the basic concepts and theoretical frameworks of OBE and BOPPPS were compared. Secondly， the teaching reform practice process was introduced from the aspects of design ideas， reform goals， process design， and assessment evaluation. Finally， the teaching implementation effect and questionnaire survey results showed that this teaching reform can effectively promote the improvement of students' self-learning awareness and innovation ability.

Keywords： machine learning; OBE; BOPPPS; results oriented

0 引言

機器學習Pl5iskey8cCcDsxX75rG4Q==作為人工智能核心技術，在多個領域均有著廣泛應用，因此，高職教育中的《機器學習》課程備受關注。該課程具有概念多、算法理解難度大和實現挑戰高等特點。然而，原有教學方法過于陳舊，導致學生基礎知識吸收不足。尤其是《機器學習》涉及的基礎理論學科較多且缺乏深入淺出的實踐案例，使得深層次學習無法進行。因此，提高課程的教學質量和人才培養質量，實現“寬進嚴出”，需要進行教學改革與創新。

1 OBE與BOPPPS

1.1 OBE教育理念

OBE（Outcomes Based Education）是成果導向教育理念，以學生為中心，采用逆向設計課程體系[1-2]。自1981年被提出后，在美國、英國、加拿大等國家成為教改主流，我國也進行了實踐。其核心是成果導向、學生為中心、持續改進，原則是反向設計、正向實施[3]。

1.2 BOPPPS教育模式

BOPPPS教學模式源于加拿大，后在30多個國家推廣，是一種以教育目標和學生為中心的新型模式[4]。該模式基于建構主義和交際法，旨在最大化學生知識吸收，強調教學互動和反饋，包含課程導入、學習目標、前測預評估、參與式學習、后測后評估和總結6個階段，強調學生參與和反饋評價，構建以學習者為中心的教育生態[5-6]。

1.3 OBE與BOPPPS的比較

從表1可知，OBE和BOPPPS的相似之處在于：都強調以學生為中心，注重自主學習和教學目標與內容的一致性，以及評估和反饋對改進教學策略的重要性。不同之處在于：OBE更重視學習成果的導向性，而BOPPPS則強調教學過程的互動性和有效性；OBE側重對學習成果的評估，而BOPPPS側重對教學過程的評估。因此，OBE和BOPPPS模型相結合能更好地滿足學生的學習需求，提高教學質量。這種結合強調以學習成果為導向，注重互動式教學設計，以及在教學過程中進行持續改進。

2 OBE與BOPPPS混合式教學

2.1 教學設計思路

OBE與BOPPPS混合式教學模式在《機器學習》課程中的教學設計思路如圖1所示：課程改革注重從傳授知識到能力培養、從以教師教為中心到以學生學為中心的轉變。以OBE為理念，主線為“預期學習產出——實現——評估”，基于BOPPPS模式進行課程設計與重建。一是明確教學目標和預期效果，反向設計提高編程實踐能力，模塊化課程內容，分項目明確任務，實施模塊化教學；二是采用BOPPPS模式，促進學生深度參與，形成“學中做、做中學”的學習過程；三是建設微視頻、案例庫等資源，支持編程實踐能力培養；四是構建“現代學徒制”團隊，引進企業項目資源，結合講授與演示，打破算法類課程的枯燥現狀；五是建立多元化考核制度，布置課后拓展任務，滿足差異化需求，提升課堂質量，通過考核驗證教學目標，實現理論到實踐的遷移。

2.2 教學改革目標

（1）提高教學質量：通過優化教學內容和方法，使其符合學生需求和認知特點，可探索案例教學、項目實踐、小組合作等方法，激發學生的學習興趣和主動性。

（2）突出實踐應用：針對《機器學習》課程理論與實踐結合不足等問題，加強結合，突出實踐應用，使學生能獨立進行項目設計、實施和評估。通過設計實踐任務和項目，提供數據集和工具，引導學生進行機器學習實驗和應用。

（3）優化課程內容：優化《機器學習》課程的內容，使其緊跟學科發展的最新進展，關注新興的機器學習算法、技術和應用領域，引入最新研究成果和實踐案例，提高課程的前沿性和實用性。

（4）改善評價方式：目前評價方式主要通過筆試和作業考核理論知識，無法充分考察創新能力和綜合能力。改進評價方法，使評估更全面、準確和科學，探索多元化評估手段，包括考試、作業、項目報告、實踐成果展示等，綜合評估知識掌握程度和實踐能力。

（5）持續跟蹤過程：建立完善的學習閉環機制，不斷嘗試教學改革并提升課程的教學效果。

2.3 教學過程設計

為了解決學習枯燥問題，通過構建完整的《機器學習》知識體系，包括基礎理論、經典算法、前沿技術和應用案例等，以Python機器學習算法庫為依托，滿足實踐需求。融入“1+X”Python開發職業技能等級標準和全國計算機等級考試（NCRE）二級Python語言程序設計考綱，對接崗位要求。通過與華為進行校企合作，建立“現代學徒制”團隊，優化教學內容，實施模塊化教學。使學生在學習理論的同時，用Python實現算法，提高編程能力。為解決教學方法過時問題，采用“分層教學”理念，因材施教，深化學習內容，幫助學生實現教學目標。開展項目式、案例式教學，使學生“樂學”“會學”“學會”，高效掌握新技能。OBE與BOPPPS混合式的教學過程設計流程圖如圖2所示，具體過程如下：

（1）課程導入。引入有趣的案例或問題，激發學生的學習興趣，引導他們思考《機器學習》的重要性和實際應用。

（2）學習目標。明確課程的學習目標，讓學生了解他們將要學到的知識和技能，以及這些知識和技能如何應用于實際問題。

（3）前測預評估。教師通過職教云平臺進行小測試或討論，了解學生基礎知識和技能水平，調整教學策略，滿足不同需求，關注學習困難學生，進行項目分組，為課中教學做好準備。

（4）參與式學習。教師根據教學內容和目標，確定教學重點，設計有趣的實踐活動，讓學生在完成任務中學習機器學習理論和Python編程技巧。同時，發布逐級提高難度的任務，項目組討論選擇不同層次難度任務。通過“明確目標、分析任務、團結協作”解決疑難點，高質高效完成任務，并進行成果展示，通過各項目組交流學習，提升學生的學習效率。

（5）后測后評估。教師通過項目組自評、互評、企業導師和授課老師評價的四方評價檢查學生對所學知識的掌握程度和應用能力。教師可以根據評估結果，為學生提供個性化的反饋和建議。同時鼓勵學生分享他們在學習過程中的心得體會和經驗教訓。

（6）總結。教師利用思維導圖歸納總結，強調重要知識點和技yFJuqGz3ItcwGnO9gj/Fv+XDnIiT4FvG7O+53fbUAkY=能，幫助學生鞏固所學l3s7J9mnK/vRATrPWgKeqNQpdb8k8AOz2nEm3KxPeBQ=知識，布置課后拓展梯度任務，滿足學生差異化學習需求。課后，學生根據自身學習情況選擇拓展梯度任務，成立學習小組，成績優異的同學幫助基礎薄弱的同學完成項目任務。

3 教學評價

課程評價考核突出過程評價的重要性，從全過程考核、多維度評價、多主體參與三個方面進行過程、結果和增值三維度評價。根據理論學習扎實性、算法選擇合理性、程序編寫準確性、任務實操規范性、運行結果完整性五個要素進行教學評價，構建與產出導向相匹配的“課前+課中+課后”全過程多元評價機制。評價體系設計見表2，具體實施過程如下。一是優化考核內容，明確評價指標：理論部分用客觀題考察，實際操作以團隊形式完成任務，按完成等級評估，注重個體表現。二是區分任務難度，實施差異評價：多層次難度任務，實操考核分數為自選難度任務成績乘以難度系數，實現差異化評價。三是豐富評價主體，增加評價維度：項目組自評、互評、企業導師和授課老師多元多維度評價，以評促教和以評促學。四是優化評價載體，提高評價效率：使用職教云、學習通等平臺進行教學質量評估與改進，促使學生提高專業能力，幫助教師進行個性化輔導，提升教學效果。

4 結束語

本文首先梳理了《機器學習》課程教學中存在的問題以及教學改革的背景，其次介紹了OBE與BOPPPS的概念及框架比較，較為全面地介紹了OBE與BOPPPS混合式教學的設計思路、改革目標、過程設計，最后完善了混合式教學的評價體系?？傮w而言，OBE與BOPPPS混合式教學模式能夠明確教學目標，確定教學內容，改變傳統課堂填鴨式教學方式，激發學生學習興趣，使學生深度參與教學，實現教學過程精準化控制，使學生能力培養向分析、評價和創新的高階能力轉變。

參考文獻

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