基于OBE理念的高职数学课程教学改革

2021-11-28邓瑾

山西青年 2021年17期

邓瑾

（湖南信息职业技术学院基础课教研部数学教研室，湖南长沙 410200）

一、OBE理念内涵分析

OBE（Outcome-Based Education），即“成果导向教育”，也叫做“目标导向、能力导向、需求导向教育”，率先由Spady于1981提出[1]。该理念是从学生毕业“需求”出发，按照反向设计的原则，来构建课程体系，确定教学策略。教育过程中，它强调“是什么？为什么？如何帮助？怎么知道？”这4个问题，即1．学生应该取得的学习成果是什么？2．学生为什么要取得这样的成果？3．如何帮助学生取得这些成果？4．怎么知道学生已取得成果？

OBE理念聚焦的“成果”是完成所有学习过程后的最终结果，不是学习的短暂表现，是学生内化到心灵深处的历程；这种“成果”包括应用于实际的能力、可能涉及的价值观等；评价不强调学生之间的比较，看重的是成果内涵与学生个人的进步。

二、基于OBE理念的高职数学教学改革必要性分析

高等数学课程是高职院校工科类专业必修的公共基础课，作为其他专业课程的基础和工具，主要培养学生思维的严谨性，能够正确分析问题、解决问题。但现阶段很多高职院校重视专业技能的培训，对公共基础课程不够重视，大量缩减数学课时，甚至将数学课砍掉，由此导致大多数教师为了完成教学任务依旧采取“满堂灌”的方式，不仅知识讲不透，也进一步地增加了学生的学习负担，非常不利于数学课程的教学开展。

OBE教育理念遵循：“确定学习成果→构建课程体系→确定教学策略→自我参照评价→逐级达到顶峰”的反向设计原则，即以最终学习成果为起点，反向进行课程设计，开展教学活动[2]。学习成果代表了一种个人的能力结构，而这种能力结构主要通过课程教学来塑造，因此构建课程体系就显得尤为重要。OBE更多强调学生学到了什么，而不是老师教了什么，强调教学过程的输出而不是输入，强调研究型教学模式而不是灌输型教学模式，强调个性化教学而不是“车厢”式教学。这就要求教师准确把握每名学生的目标、基础和学习动态，按照不同的要求，制定不同的教学方案，提供不同的学习机会。再者，OBE的教学评价聚焦在学习成果上，而不是在教学内容以及学习时间、学习方式上。它的评价强调个人纵向的比较，即自身学习是否进步，不强调学生与学生之间的比较。根据每个学生的学习进程划分成不同的阶段（从初级到高级），并确定出每阶段的学习目标，最终螺旋上升达成顶峰成果。这也意味着，具有不同学习能力的学生会用不同时间、不同途径和方法，达到同一目标。

高等数学的学习过程，不仅可以锻炼学生的逻辑思维能力，还能培养学生严谨、实事求是的处事态度。毕业后学生走向社会，在处理事情时，有助于他们迅速抓住问题的关键和症结，经历用数学语言描述问题、建立数学模型、求解模型、解释原问题等过程，成功化解难题；当他们遇到挑战和难题时，学习过程中培养起来的坚持不懈、精益求精等工匠品质，对学生来说都是一笔无形的财富。

因此将成果导向教育理念渗入到高等数学课程教学中，打破传统的“教师主体”思想，“以学生为中心”，有助于充分发挥学生的主体地位，让他们享受课堂，学习知识与能力，在体会数学美妙的同时，提升自己的综合素养。

三、基于OBE理念的高职数学教学改革路径分析

（一）变更传统教育观念

传统教育以教师为中心，教什么、怎么教都由教师说了算，学生只是被动地接受教师的安排来完成学习。为解答学生“学习数学到底有什么用？”这一问题，也为激发学生的学习热情，本课程变更传统教育的学科导向原则，从学生的学习成果出发，反向设计，更多强调研究型教学，强调个性化教学；改变原有传统的纯理论讲授式教学模式，以学生为中心，以“必须够用，服务专业，训练思维，培养能力”为原则进行教学设计。

下面以“常微分方程”内容在电子信息类专业中的教学为例进行浅析。电子信息类专业《电路分析》等课程中涉及的RC/RL一阶电路或者RLC二阶电路分析，其本质就是数学中的一阶与二阶微分方程，那么在进行这个内容的教学设计时，我们需要从专业出发，希望学生在学习完该内容后，会进行简单的电路分析，会计算一阶、二阶电路的响应问题。由此，我们简化其他繁杂的证明与计算过程，教会学生够用的“一阶微分方程及其解法”和“简单二阶微分方程及其解法”知识，并且融入Matlab科学计算，将学生从繁琐的计算中解脱出来。如此的知识重构与设计，不仅可以为学生减负，还能结合专业，让学生体会数学的应用价值与便利之处。

（二）改善教学模式

根据学院高职学生特点和专业实际情况，将教材内容进行合理的分割和整合，进行模块划分，每个模块涵盖相关理论知识。在教学过程中，采用典型的生活或者专业案例为引入，引导学生理解、掌握该模块所涉及的基础知识、基本思想和基本方法，然后借助数学软件解决案例中繁琐的计算，提升学生手脑并用解决实际问题的能力。同时通过数学文化等内容的引入，培养学生不怕困难、精益求精的学习态度，凝练家国共担的情怀。

笔者基于所在院校的改革与实践情况，对高职数学的教学内容进行模块划分如下：

1．初等函数模块：以“行李费问题”引入，讲授初等函数、极限、连续、Matlab基本操作等知识，初步使学生掌握初等函数分析能力、Matlab的实际操作能力、用数学知识描述实际问题的能力。

2．微分学模块：由“最优价格模型”讲授函数导数、微分、极值、最值和Matlab编程操作知识，使学生掌握用微分学知识分析、解决生活与专业中的现象与问题，培养学生应用数学的思想。

3．积分学模块：引入“石油消耗总量的计算”案例，讲授不定积分、定积分和Matlab的科学计算等相关知识，使学生掌握用积分学知识分析、解决专业与生活中的现象与问题，体会应用数学的魅力。

4．微分方程模块：以经典的“传染病模型”为例，讲授微分方程的相关理论知识，以及Matlab求解析解与数值解的方法，对于专业与生活中遇到的与微分方程有关的实际问题，学生能正确建立数学模型并求解，更好地学习专业，指导生活。

5．线性规划模块：以“投资组合分析”案例为例，讲述矩阵、线性方程组、线性规划模型的基础知识，培养学生的分析、计算、编程和解决实际问题的能力。

（三）改进教学方法

教学方法和手段多种多样，到底哪一种才是适合学生和课堂的呢？这些都是要经过反复实践、探索和总结的。根据《高等数学》课程的特征，纯粹理论教学是行不通的，还得教会他们科学计算的方法，进一步加强学生理实结合、手脑并用的能力。笔者所在教研团队，总结多年教学改革经验，凝练了“五动”教学法，即：案例启动，问题驱动，原理推动，实验带动，能力调动，结合讲授与演示法，展开教学。从实际生活案例或者学生专业案例出发，激发学生兴趣的同时，能更好地拉近与学生的距离，让学生不再觉得数学“遥不可及”。开展信息化教学，关注学生课前、课中、课后三大环节，学生也有了更多自主学习的机会。

现以“线性规划”知识为例进行探索。课前，教师通过超星学习通发布预习任务，学生学习微课视频，初步了解矩阵、线性方程组、线性规划等相关知识，回答每次课前任务单中的问题。教师根据学生作答情况，及时调整教学策略和方法。课中，以生活中常见的投资组合分析，作为引入，同时向学生抛出问题，明确研究的方向；然后小组讨论、分析问题，确定问题的已知条件，上网查询相关资料，了解问题的实际背景和研究意义；接着，教师在学生学习微课的基础上，进一步梳理相关知识点，答疑解惑；然后通过三个具体的专业案例，层层递进，师生共同归纳出建立线性规划数学模型的三个步骤。最后，让学生小组合作完成课堂引入案例——投资组合问题模型的建立，巩固强化知识；对于模型的求解，不过分强调计算技巧，首先通过直观的动态演示，借助Matlab软件求解，演示、编程求出它所对应的最优解，即投资组合的最佳方案；然后学生实践、完成课堂3个案例模型的求解，教师给予指导，师生在“做中学、做中教”环境下互相成长，提高教学效率。然后启发学生根据所查资料，结合实际情况，思考更多可能的情形，为今后正确投资理财，奠定模型基础。

公司工厂、家庭生活、城市和国家的发展，只有提前做好计划安排，才能实现目标最优化。由此引导学生，要关注当下，充分利用现有资源，合理规划自己的大学生活、职业生涯，追求最优发展。

（四）改变评价重心

成果导向教育理念按照反向设计原则设计课程，评价是聚焦在学习成果上，而不是教学内容、学习时间、方式等，分阶段对阶段性成果进行评价，由此逐级达到顶峰。虽然不同学生的学习力存在着差异，但是他们也可以通过不同途径和方式，用不同的时间，达到同一目标。因此，在课程中，只要顺利完成相应任务，表现积极或突出者给予对应的奖励。每一个模块内容，设定相应的任务量化考核表，在学习过程中引导小组成员进行自评和互评，最后教师再综合学生评价，给出相应评价结果。