基于OBE理念的“算法設計與分析”課程混合式教學實踐

一、引言

OBE教育理念強調以學生為中心，通過設定明確的教學目標和預期成果，引導學生主動參與學習過程。在這一理念指導下，教師的角色轉變為學習過程的引領者和促進者，而非單純的知識傳授者。通過這種方式，學生能夠從被動接受知識轉變為主動探索和構建知識體系，從而提升學習效果和自主學習能力。混合式教學模式結合線上和線下的教學優勢，通過豐富的教學資源和靈活的教學方式，激發學生的學習興趣和積極性，提高教學效果。因此，開展基于OBE理念的“算法設計與分析”混合式教學實踐十分必要。

二、“算法設計與分析”課程教學現狀

（一）課程內容難度大

“算法設計與分析”課程內容包括算法分析的基本概念、分治法、動態規劃法、貪心法、圖的遍歷方法、回溯法，以及隨機算法和近似算法等，涉及大量數學理論與算法原理，對學生的邏輯思維能力要求較高；課程中包含編程實踐內容，測試和應用學生所學的算法，對學生編程能力具有一定要求；計算機技術發展較快，課程內容需要得到及時更新。

（二）教學資源相對匱乏

“算法設計與分析”課程的教學資源在數量與質量上仍存在不足，難以滿足學科發展的需求。教材內容更新速度較慢，難以涵蓋計算機科學領域的最新進展及前沿技術，這導致學生無法及時接觸到最新的算法與應用案例，限制學生的知識視野。實驗環境建設不足，學生缺乏足夠的實踐機會，難以將所學的理論知識應用到解決實際問題的過程當中。線上資源質量有待提高，缺乏系統性的在線課程及互動討論平臺，使得學生在自主學習的過程中無法獲得有效的支持和指導。

（三）教學模式亟需優化

目前，對于“算法設計與分析”課程，教師大多采用傳統的教學模式，即以教師為中心開展課堂活動，由教師單向傳授理論知識，學生處于被動接受的狀態。這種教學模式往往導致學生缺乏學習熱情，學習動力不足，從而使課程教學無法達到預期效果[3]。

（四）教學效果欠佳

由于教學模式單一化、教學內容更新慢，學生在學習過程中積極性不高，缺乏主動探究和深人思考的動力。在課程學習過程中，對理論知識理解不夠徹底，難以形成系統化的知識體系，難以應用到后續課程中。在實驗過程中，學生動手能力不足，難以運用所學知識解決實際問題，限制了學生實踐能力的提高。

三、基于OBE理念的混合式教學改革

OBE教育理念強調以學生的學習成果為中心，關注學生在經過課程的學習后所能掌握的知識、技能和素質[4]。混合式教學模式利用計算機與互聯網技術，構建線上學習平臺與資源。教師利用線上平臺，重構教學內容，提供豐富的線上學習資源，培養學生的自主學習能力，同時打破時間和空間的限制，實現教學資源的共享。

表1課程目標與培養目標、畢業要求對應關系

基于國家和企業對專業人才的需求、人才培養方案的要求、課程內容的特點和學情分析，根據OBE理念與混合式教學進行教學改革。為課程明確設定具體、可測量的教學自標，能反映學生對課程知識內容的實際掌握能力。教師根據專業特點和學科發展狀況進行學情分析，整合教學內容與過程，開展混合式教學。定期開展學習進度與成果調查，采用階梯式教學內容設計，幫助不同基礎的學生得到能力的提升，達到預期學習成果。建立多元化的評價體系，不再只使用期末考核進行評價，而是從理論知識掌握情況、實踐操作能力等方面進行綜合評價。課程教學改革思路如圖1所示。

圖1課程改革思路圖

（一）基于OBE理念制定課程目標

面向新一代信息技術國家戰略發展和信創產業需求，針對數據科學與大數據專業培養目標與畢業要求，

基于OBE理念設計課程教學自標。分別為知識目標、能力目標、素質目標和思政目標，與培養目標和畢業要求的對應關系見表1。

（二）“理論 + 實踐”的教學內容改革

算法設計與分析是理論與實際緊密結合的一門學科。因此，掌握算法設計的基本方法，并熟練運用編程基礎語句解決實際問題，是提高學生編程能力的重要基礎。為了更好地滿足學生的學習需求，提高教學效果，本文提出以下優化策略：

通過學校的在線評測平臺，建立豐富的線上算法試題庫，根據學生的能力水平進行階段劃分，如基礎題、進階題、提高題等，以滿足不同學生的學習需求，幫助學生在各自的水平上逐步提升，從而增強學習的針對性和有效性。

借助超星平臺，建設包括課程視頻教程、電子教材、習題庫等在內的線上理論教學資源，滿足學生提前預習和課后復習的需要，幫助學生自主學習，從而提高學生積極性和自主性。

在教學過程中，結合基本算法思想（如迭代法、蠻力法、分治法、貪心法和迭代法）和當前最新算法技術，讓學生接觸最新的技術發展。這有助于擴展學生的知識視野，激發學生的學習興趣和創新意識。

在教學過程中融人大國工匠精神、創新意識等思政元素，培養學生精益求精的大國工匠精神和創新意識。通過這種方式，不僅能夠提升學生的專業技能，還能增強學生的社會責任感和創新能力，為未來的職業發展奠定堅實基礎。

（三）混合式教學模式的改革

充分利用線上和線下的教學資源，強化課堂和實踐教學內容，增加案例教學、任務驅動式等教學方式，引導學生參加算法競賽，加深學生對算法設計與分析的理解和應用。基于OBE理念與混合式教學設計教學過程，整體分為課前、課中與課后[5]。

課前，利用超星平臺發布預習任務，讓學生觀看視頻教程、完成課前測試試題。設置討論題，引導學生積極討論，激發學生的學習興趣。利用學校在線評測系統進行測試，設置不同難度的算法試題，引導學生進行思考并記錄遇到的問題。學生可通過線上和線下的方式互動討論。

課中，在理論教學中，根據課前預習和討論的情況調整課程內容，提出將算法思想融入生活中的問題，設計案例，拋出問題，引導學生討論，收集不同算法設計方案，分析算法的時間和空間效率，引導學生思考更優的算法設計思想，培養學生精益求精的大國工匠精神和創新意識。在實踐教學中，教師可利用學校的在線評測系統，針對每一個算法思想，設計基礎題、進階題和提高題，滿足不同編程能力水平學生的學習需求。

課后，通過超星平臺設置討論題，引導學生進行新思路的討論，并加入藍橋杯、中國高校計算機大賽、CCPC、ICPC等算法類競賽的真題，引導學生參加競賽，提高學生的編程能力，培養學生的創新意識[。

（四）多元化課程考核

課程考核采用多元化的評價體系。其中，期末上機考核占 60% ，考勤占 10% ，上機實驗占 20% ，互動討論占 10% 。從理論知識掌握情況、實踐操作能力等方面進行評價。通過課前預習情況、討論情況、課堂表現，以及在線評測系統做題通關情況等，對學生進行階段性、全方位的評價。

四、教學效果分析

（一）課程考核成績與效果分析

利用常規的選擇題、判斷題等題型，考查學生對算法的基本概念、基本算法思想等理論知識的掌握情況。通過在線評測系統進行上機考核，考查學生應用所學知識解決實際問題的能力。在上機考核中，學生需要進行問題分析與算法設計，并進行程序編寫。這有助于提升學生的程序設計能力。自開展教學改革以來，由學生在線評測系統做題量如圖2所示。總評成績如表2所示。通過分析數據可知，學生的理論知識掌握情況與動手編程能力均得到提升。

圖2在線評測系統做題量統計圖

表2課程目標與培養目標、畢業要求對應關系

（二）算法類競賽成績與效果分析

據統計，經過本課程的學習，學生參加算法類競賽的人數與成績均得到提高。2024年度，參加藍橋杯大賽獲得國賽一等獎1名、二等獎2名、三等獎1名，突破學校歷史最高成績；參加團隊程序設計天梯賽獲得個人國家級二等獎1人，團隊省級二等獎與國家級三等獎；河南省程序設計大賽獲得金獎與銀獎、CCPC獲得國家級銅獎和省級銀獎。

五、結束語

“算法設計與分析”課程是一門涉及大量算法原理的課程，需要通過實踐理解運用算法解決實際問題，對學生的編程能力要求較高。基于OBE理念的算法設計與分析混合式教學模式，可以將課程部分理論內容遷移到線上平臺，由學生自主進行學習，課堂中可以增加更多的實際案例與最新算法競賽試題等，擴展學生的知識視野，同時引導更多的學生參與競賽，鍛煉學生的程序設計能力。在課程教學中，以學生為中心，借助線上學習平臺與在線評測系統，充分提升學生的綜合素質。

作者單位：葉倩倩馬雪鄭州經貿學院 大數據與人工智能學院 河南省多模態感知與智能交互技術工程研究中心

參考文獻

[1]曹藝.OBE理念下藝術設計專業五環驅動式實踐教學體系探索[J].齊齊哈爾大學學報（哲學社會科學版），2024.

[2]高麗萍，劉亞，彭敦陸，等.翻轉教學在算法設計與分析中的應用研究[J].計算機時代，2014，（11）：59-61.

[3]馮英.OBE理念下工科高等院校人文通識課程的改革與實踐[J].湖南工程學院學報（社會科學版），2020，30（01）：95-101.

[4]張紹芳.基于OBE理念的高校學生教育管理工作改進研究[J].教育理論與實踐，2022，42（09）：19-21.

[5]王素斐.基于OBE理念的高職思政課混合式教學初探[J].廣東職業技術教育與研究，2022，（03）：56-60.

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