基于OBE理念的“計算機視覺與模式識別”課程教學創新設計

摘 要：OBE理念是工程教育認證的核心理念之一，該理念高度契合工程教育的人才培養需求，對提升人才培養質量意義重大。“計算機視覺與模式識別”作為工程教育的專業基礎課程，以OBE教育理念為指導對整體教學方案進行改造和優化，通過重新設計課程教學目標、革新教學模式、精研教學內容以及構建可持續改進的考核評價體系，探索一種以學習成果目標為導向、學生為中心、注重持續質量改進的課程教學模式，以實現“計算機視覺與模式識別”教學過程的良性循環，為工程教育課程的教學改革提供參考。

關鍵詞：成果導向教育；OBE理念；教學創新；教學改革Symbol`@@

一、概述

當前，中國高等教育的內涵建設已經從戰略戰術上進入了聚焦“一流本科”“一流專業”乃至“一流課堂”的深度［1］。從“卓越課程體系”“精品專業課程”到“高效互動課堂”，課程教學質量已成為提升教育品質與推動高質量教學改革之間最為關鍵的銜接點。而聚焦于課程體系的設計優化、課程內容的創新整合，以及教學方法革新與評價體系的改進，則是課程教學質量提升的核心要素與難點所在。以何種教育理念來推動和突破這些關鍵與難點，成為高校在課程教學改革中提升教學質量的重要策略與必然選擇。

OBE（Outcome Based Education）理念是一種以學生的學習成果為導向的教育理念，該理念認為課程設計和實施的目標是學生通過教育過程后所取得的學習成果［2］。這一理念不僅代表著一種全新的教育觀念，更是一種創新的教學模式，它推動教育范式從傳統的以教師為中心向以學生為中心轉變，從側重于知識體系構建轉向以學生能力達成為核心目標。該理念是美國學者Spady于1981年率先提出，此后，迅速在美國教育界傳播開來，并逐漸拓展至加拿大、澳大利亞等國家，成為這些國家教育改革的重要指導思想，被公認為追求教育卓越的一個正確方向和值得借鑒的教育改革理念［3］。美國工程教育認證協會全面接納了OBE理念，并將其深度融入工程教育認證標準的各個環節，使之成為保障工程教育質量的關鍵準則［4］。我國在2016年成為《華盛頓協議》的正式會員，這一標志性事件推動了基于OBE理念的工程教育認證工作的開展［5］。自此，OBE理念在中國工程教育領域逐步落地，為提升工程教育質量、培養適應社會需求的高素質工程人才發揮著重要作用。

新時代我國高等教育內涵式發展的深化進程，要求將教學改革的焦點從宏觀層面的教育體系建設逐步細化至中觀層面的學科建設，并最終落實到與學生的日常學習最為緊密相關的專業、課程及課堂教學等微觀層面的質量優化上。在這一系列的深化過程中，教學改革的具體實施成為最為緊迫且直接的任務。一方面，作為引領教育改革方向的國家戰略，教學改革需要一種與國際接軌、符合國情發展趨勢的教育理念來指引；另一方面，在多元化、差異化顯著的高等教育體系中，教學改革又亟須一種能被國內外高校廣泛接受的理念來統一認識并指導實踐。“成果導向、學生為本、持續改進”的OBE教育理念背后深厚的理論體系，為教育實踐提供了堅實的支撐，無疑是推動高等教育教學改革深入發展，實現教育理念與實踐深度融合的重要契合點，對引導和促進專業建設與教學改革、保障和提高工程教育人才培養質量具有重要的現實意義。“計算機視覺與模式識別”作為工程教育的基礎課程，從追求卓越人才培養以及助推課堂教學創新的視角審視，在OBE成熟的教育理念指引下開展教學改革與創新實踐意義重大。

二、OBE理念的核心內涵與教學創新的契合點

（一）OBE理念的核心內涵

OBE理念的雛形可追溯至泰勒的目標模式以及布魯姆的掌握學習理論，強調教育活動中的每一環節設計都應以學習者最終獲得的成果為目標導向。OBE理念廣泛應用于各個學科領域，從基礎教育到高等教育，從理工科到人文社科，為全球教育質量的提升注入了強大動力，推動教育朝著更加注重學生的實際能力與綜合素質培養的方向發展。

OBE理念涵蓋三大核心要素：以學生為中心、成果導向、持續改進。第一，以學生為中心，顛覆了傳統教學中教師主導的模式，將學生置于教育活動的核心地位。第二，成果導向，強調教育的最終目標是學生能夠取得明確、可衡量的學習成果［6］。在課程設計之初，就應依據社會需求、行業標準以及學生的未來職業發展路徑，精準確定課程學習成果目標，所有教學活動、資源配置都圍繞這些成果目標展開，確保教育與實際需求緊密銜接。第三，持續改進，這是OBE理念的重要閉環環節。通過建立完善的多元化評價體系，全面、客觀收集學生的學習過程及成果，進行多元化評價與考核，并深入分析教學過程中可改進的問題，開啟新一輪教學循環，使教育質量在不斷迭代中持續提升。

OBE理念聚焦于四大關鍵議題。第一，明確學生應達成的學習成果，這不僅涵蓋知識與理解，更強調實踐應用能力及情感價值觀的培育；第二，通過深入分析經濟社會與學生個人需求，確定這些學習成果的重要性；第三，設計有效的教學策略與內容，確保學生能夠達成既定目標；第四，建立科學的評估機制，以驗證學生的學習成效與目標達成情況［7］。

實施OBE理念涉及五個重要環節：一是確立清晰的學習成果與目標，即學生應掌握的核心技能；二是構建與這些能力緊密相關的教學內容；三是選擇恰當的教學方法，以有效促進目標的實現；四是實施評估，檢驗學習成果與目標達成度；五是持續改進，基于評估結果進行教學的不斷優化。

（二）OBE教育理念與教學創新的契合點

1.契合學科發展需求

“計算機視覺與模式識別”作為前沿性極強的學科領域，知識更新換代迅速，新算法、新技術不斷涌現，要求培養符合行業需求的工程教育人才。首先，OBE理念強調以成果為導向，要求課程緊密圍繞行業需求與學科發展前沿動態，精準設定教學目標［8］。例如，隨著深度學習技術在圖像識別領域的廣泛應用，OBE理念引導課程及時將先進的深度學習算法納入教學體系，從基礎的卷積神經網絡到前沿的Transformer架構在視覺任務中的創新應用，讓學生接觸并掌握行業最新技術，使教學內容與學科前沿發展保持同步，確保學生所學知識契合當下及未來行業需求，培養出緊跟時代步伐、具備前沿視野的專業人才。同時，學科的多學科交叉特性決定了學生需要具備綜合運用知識的能力。其次，OBE理念的以學生為中心原則，允許教師依據學生的不同學科背景與知識基礎，設計個性化學習路徑。對于數學基礎扎實的學生，鼓勵其深入探究算法背后的數學原理，進行模型優化創新；而對于編程能力較強的學生，則引導其專注于算法實現與工程應用開發，充分挖掘學生潛能，促使學生將多學科知識融會貫通，滿足學科發展對復合型人才的需求。最后，OBE理念的核心在于將教育的重點聚焦于學生最終所達成的學習成果。它強調教育過程應以清晰、可衡量且具有實際意義的學習成果為導向來展開設計、實施與評價［9］，并通過對教學過程和學習成果的評估與反饋，完善教學過程，以保障課程教學始終朝著提升學生學習成果的方向優化發展，收獲符合工程教育需求的知識與技能［10］。

從宏觀視角審視，OBE教育理念著重于確保人才培養緊密貼合社會經濟發展的最新趨勢，并與教育發展的核心導向保持高度一致。微觀層面上，該理念深植于對學生個性化內在需求的尊重，將學生置于教育活動的中心位置。本質上而言，OBE理念是對既有教育理念及教學實踐的一次深刻革新，旨在孕育并培育具備創新能力的杰出人才。當前，OBE理念已廣泛滲透至各個領域，為全球教育質量的提升注入了強勁動力，推動著教育持續發展，并逐漸成為工程教育改革的主流趨勢。

2.助力人才培養目標達成

教育強國之基在于人才培養質量的全面提升，其核心路徑在于構建卓越的高校課程體系，此乃高等教育改革的關鍵，亦是對“教育三問”（為誰培養人、培養什么人、怎樣培養人）的深刻回應。構建此體系，需要精準解答三大命題：首先，關于“為誰培養人”，需要明確教育方向，確保課程建設緊貼國家需求、行業趨勢與專業標準，實現目的與需求的精準對接。其次，針對“培養什么人”，應聚焦于教育功能的根本，課程體系需要彰顯高階性、創新性、導向性及適用性。最后，對于“怎樣培養人”，則需要在教育實踐中推行理論與實踐的雙重驅動，促進學生德智體美勞全面發展，確保培養路徑與目標的高度契合、內容的持續創新及評價的客觀有效。相較于傳統教育模式，OBE理念顯著地轉移了教育關注的重心，不再拘泥于教學內容的細節、學習時長、學分累積及成績評定，而是深刻聚焦于學生的學習成效、成效的獲取路徑及其評估體系［11］。這一框架下，OBE理念強調教育應始于對最終學習成果的明確聚焦，并要求整個課程目標、教學過程及評價體系均以此為核心進行設計與實施，它要求教學規劃能夠清晰地映射出對預設目標與要求的實現程度，確保每一個教學環節都能直接支撐起對學生學習能力的提升，從而極大地促進了人才培養質量的提升，全方位助力人才培養目標的實現。

三、基于OBE教育理念的教學創新設計

OBE理念強調以成果為導向來構建教學體系，反向設計教學過程，包括教學目標設計、內容構建和教學實施以及教學成果評估等維度之間要有清晰的映射關系，最終實現OBE理念驅動的成果導向、學生中心、可持續的新型課堂教學模式。

（一）明確培養目標

學校教育的每一項活動均承載著明確的目的性。在此背景下，教師的課堂教學活動無疑也需要嚴格遵循既定的目的要求。課堂教學目標，不僅是教學活動的起點，亦是最終歸宿。這一目標深刻地影響著并主導著教學的每一個環節，為教與學指明了清晰的方向，確保了教學活動能夠沿著預定的軌道有序展開［12］。然而，傳統課堂上的教學目標往往過于寬泛模糊，缺乏具體性和指向性，導致教師與學生對于課程的學習最后應該達到什么教學成效和目標缺乏清晰的認識。教師更多地聚焦于備課與授課任務，而學生則主要忙于應對接連不斷的考試，雙方均難以把握學習的真正目的與方向。在人工智能引領的科技革命和產業轉型背景下，我國高等工程教育領域提出了新工科建設的戰略構想，旨在培養適應新經濟需求的精英人才，這些人才需要具備國際競爭力，成為拔尖的復合型人才，在工程科技領域展現出創新創業和跨界整合的卓越才能［1315］。

OBE理念框架下，“計算機視覺與模式識別”課程結合其在知識體系中的位置及社會行業對人才的需求情況［16］，課程目標需要緊密圍繞“學以致用”原則，培養學生在算法設計、編程實現、系統分析及創新思維等方面的綜合能力。具體而言，該課程的教學目標設定包括知識目標、能力目標、素質目標和價值目標。這樣的課程目標體系既符合OBE理念的要求，也適應了新工科建設的需求，有助于培養適應新經濟形態的高素質工程科技人才。

（二）采用線上線下混合的教學模式

傳統教學模式往往偏重理論傳授而忽視實踐能力的培養，以教師為中心的單向講授法為主導，這顯然已不適應現代教育的需求。

在OBE教育理念的引領下，教學目標被明確界定為從知識、能力、素質結構等多維度對學生能力提出的具體要求，這些要求的實現需要依托精心設計的課程體系與教學過程的實施。針對“計算機視覺與模式識別”這一理論與實踐緊密結合的高要求課程，采納了線上線下混合的教學模式，該模式不僅強調了學生的主體地位，還推動了學生從被動接受知識向主動探究學習的轉變。線上線下混合教學模式的實施過程應包括課前準備、課堂講授及課后鞏固三個緊密相連的環節。課前準備階段，學生借助網絡資源進行自主學習與小組討論，教師則在線上提供必要的指導與支持，這一過程有效鍛煉了學生的團隊合作與自主學習能力。課堂講授環節，教師角色轉變為輔導者與引導者，采用引導式與探究式學習相結合的教學策略，將理論教學與實踐操作緊密融合于實驗室環境中，實現即學即練，極大地提升了學習的互動性與學生的參與度。課后鞏固階段，學生通過練習、實驗及作業進行知識鞏固，而教師則在線上提供個性化指導與即時反饋，確保每位學生都能獲得適合自己的學習支持。此外，應精心準備微課視頻、電子講義、習題集等豐富多樣的教學資源，并整合優質網絡資源上傳至在線學習平臺，滿足學生不同學習層次的需求。通過線上線下混合教學模式的實施，旨在打造一個以學生為中心、理論與實踐并重的高效教學體系，從而全面提升學生的專業素養與實踐能力。

（三）構建多元化可持續改進的評價體系

教學效果的檢驗需要建立一套全面、客觀的考核評價體系［17］。教學評價［18］是基于教學目標，采用科學的技術手段，系統性地收集、分析及闡釋教學過程與成效的實踐活動。在OBE框架下，評價的本質目的在于通過構建閉環反饋系統，確保教學活動與目標保持一致，并助力教學目標的高效實現。應根據可持續的原則，構建一套多元化、可持續改進與反饋的教學評價體系，精準衡量學生學習成效并推動課程的持續優化。構建新型教學評價著重于兩大方面：一是實現評價的可持續性改進，二是實施多維度綜合評價。新型教學評價旨在全方位考查學生的綜合素養，依據評價結果向教學目標及教學流程提供有效反饋，從而激發整個課程與教學的迭代升級，最終實現教學質量的提升。

教學作為一個動態、持續的過程，其評價不應局限于期末考試，而應貫穿于整個教學活動的始終。在構建旨在全面培養學生的知識、能力、素質和價值等綜合素質的教學評價體系時，摒棄傳統評價方式中過度依賴期末考試的單一維度，轉而采用多元化、過程性的評價機制，設計并運用評分表分析法（或稱量規），該方法通過設定一系列細致且具權重的評價指標，如作業、日常匯報、研討會參與、實驗操作、期中測試及期末測試等，全面衡量學生的學習表現。在此基礎上，進一步細化二、三級指標，以確保評價的精準性與全面性。每項指標均依據學生作品或成績的質量，劃分為優秀、良好、一般、差等多個等級進行評價，從而更細致地反映學生的學習狀態與成長軌跡。在評價過程中，融入多元化的評價主體，鼓勵學生自評。這種學生參與評價的方式不僅有助于彌補任課教師評價可能帶來的局限性和主觀性，還能增強學生的主體意識和自我反思能力，進而促進評價的公平、公正與客觀。最終，上述各項評分項共同構成了學生的課程評價體系。這一體系不僅涵蓋了教學的每一個階段，還能夠了解學生的日常學習行為、知識掌握情況等，從而充分發揮課程評價機制在促進學生學習和提升教學質量方面的作用。

結語

OBE理念作為一種前沿的教育理念，在美國等發達國家歷經多年的理論與實踐深耕，已構建起一套成熟且系統的理論體系與實施框架，并被廣泛驗證為高等工程教育改革的有效路徑。面對我國高等工程教育的新要求，引入并深化OBE理念，對于推動教育革新至關重要。在“計算機視覺與模式識別”課程中，將課程的培養目標具化為可觀測的學習成果，并以此為導向進行教學反向設計，構建以學生為中心、注重持續質量改進的教學模式和評價體系。這一系列改革舉措不僅能夠提升“計算機視覺與模式識別”課程的教學質量，更為培養適應新經濟時代需求的軟件工程人才提供了有力支撐。

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基金：2024年廣西師范大學教育教學改革項目，“新工科背景下《計算機視覺與模式識別》課程教學改革研究與實踐”（2024JGA45）；2022年廣西新工科研究與實踐項目，依托現代產業學院“人工智能+電子”復合創新型人才培養模式改革與建設（XGK2022005）；2021年廣西師范大學新工科研究與實踐項目，競賽校企深度合作“互聯網+AI”創新創業人才培養模式研究與實踐；2024年度廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目（2024KY0074）

作者簡介：付強（1991— ），男，漢族，黑龍江海倫人，博士研究生，講師，主要從事人工智能方向教學與研究；秦圣（1996— ），男，漢族，廣西桂林人，碩士研究生，助理研究員，主要從事人工智能方向教學與研究；歐陽雪（1995— ），女，漢族，廣東汕尾人，博士研究生，講師，主要從事通信與信息系統方向教學與研究。

*通信作者：劉俊秀（1984— ），男，漢族，黑龍江綏化人，博士研究生，教授，主要從事信息與通信工程方向教學與研究。