OBE理念下数据挖掘基础课程教学模式探索

宋振宇 严雪梅 江敏

摘要：数据挖掘基础课程是计算机科学与技术专业中一门重要的核心课程，是“新工科”背景下的一门新兴课程，也是研究生阶段的一门前期课程和人工智能领域重要的科学研究方向。本文通过分析该课程在教学过程中存在的问题，基于问题发现数据挖掘基础课程的教学方法和教学模式相对滞后。在OBE理念模式下对该课程的教学方法和模式进行了探索和改革，让教学效果质量稳步提升，在该模式下从学生出发使得教学目标更加明确。

关键词：数据挖掘;OBE;教学模式

中图分类号：G424  文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）29-0194-03

随着国家大数据方针战略的实施，数字中国进一步得到了实现。物联网，车联网，人工智能，智慧城市等等一系列新兴的词汇常在我们生活中出现。大数据给人们带来了很多的资源和有用的信息，数据对人们来说是富有的，但有用的信息却是贫乏的，或者是很难得到的。数据挖掘是近十年来比较火热的研究方向，在绝大多数应用型本科高校都开设了数据挖掘相关的课程，目的是给本科学生普及智能处理数据和提取有用知识方法的同时，让当代大学生更进一步了解国家先进的战略方针。作为计算机科学与技术专业的新兴核心的必修课程，数据挖掘基础的教学改革显得尤为重要。在OBE理念的教学模式下的《数据挖掘基础》应该更顺应时代的快速发展，导入优秀的新颖的教学模式和完善的教学方法，让学生运用计算机的知识来实现创新性思维的锻炼，最终能够培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。

1 OBE理念

OBE（Outcomes-Based Education）是一种基于学习产出成果导向的基础教育改革的理念模式。最早出现在二十世纪八十年代，是由澳大利亚和美国的学者率先提出的基础教育改革方案[1]。该方案经过几十年的发展和完善，被教育界普遍采用，同时得到了社会广泛认可。基本定義为：“以教育课程和结构为手段，实现学生学习成果产出的教育过程”。在该理念下，学生的学习成果应该是更侧重的方面，于是，在高校教学活动中也应当以学生的学习成果为目标[2]。以学生为中心，这种以成果为导向、项目驱动专业的培养体系，能够更好地适用于现代“新工科”的发展和人才培养要求[3]。所以，从在教学目标、课程体系和人才培养方案上都需要做相应的改善以满足学生为中心成果产出的综合能力培养的目的。

2数据挖掘基础教学现状与课程分析

数据挖掘基础是计算机科学与技术专业的重要的核心基础必修课程之一。目前，我系的数据挖掘基础课程选用的是电子工业出版社刘鹏博士编写的教材。我校在教学模式上该课程主要是采用老师讲授理论知识为主，配合一些课后练习作业和部分教学实验为辅的教学模式。该模式下会导致学生只注重基本知识概念的理解和掌握，对应的实验部分也大都以验证性实验为主，学生在实践环节的参与度不高，从而不能更深层次的理解数据挖掘领域的相关算法的核心思想，以至于学生无法对算法进行改进或者优化。在面对新的问题和挑战时，学生会出现无从下手的尴尬局面。国内大部分应用型本科高校都开设该课程，但是对于《数据挖掘基础》这门课程的考核方式基本都是以传统的方式进行，传统的考核方式只能反映学生对基本知识概念的掌握程度，无法展现学生实践动手的能力，以至无法实现学生成果产出，该评价体系不够完善和科学，也无法引导学生去提高创新实践能力。综上所述，数据挖掘基础这门课程存在一些教学模式和课程结构等方面的问题，该课程需要结合每个高校的实际情况进行相应的改善和调整。

3数据挖掘基础课程教学模式改革探索

3.1 OBE模式下的教学内容和教学目标改革

3.1.1课程教学内容改革阶段性实施

OBE模式下的课程内容的改革变化：首先，在课程体系结构中加入课程思政相关元素，将学生引入正确的科学理念，了解该领域的发展方向乃至国家相关实施的战略方针。其次，将课程教学与先进的科学模式相互融合，实现产学模式贯通。最后，以学院层面组织倡导学生自主申请各类大学生创新创业相关项目，并成立《数据挖掘基础》有关项目挑战题库，为学生提供更多实验项目的选择，以保证实验成果的多样性。

3.1.2课程教学目标的明确

教学目标由以往一位追求理论概念的理解和掌握，改革为以下三个部分：第一，课堂教学目标，一切以学生为中心，制定不同的课堂授课教学模式，就本校学生的特点而言，要明确因材施教的原则，从而满足学科的发展和社会的需求;第二，课程教学目标，要做好教育目的、培养目标和课程教学目标三者间的衔接关系，需要在课程中得到充分的体现;第三，教育实践成才目标。高校是为国家输送和培养人才的摇篮，一定要明确在培养人才的同时需要做好计算机专业相关课程的联系和有机组合，把学生的实践动手能力放到教学的第一位，以完成最终的成才目标。

3.2 OBE模式下实践教学与课堂教学的改革

在传统的教学体系结构中，高校的教学基本都是以教师为主要实施者，学生在课堂上只可以被动地接受知识。在课堂教学方面，OBE模式下的课堂教学应由教师发布教学资源，学生自主学习并做好结果调查;全新的教学活动设计，教师以参与式教学为主，引导学生之间互动或者师生间的教学互动模式;教学效果反馈和评估，主要以学生通过各种通信工具向教师一对一的反馈和沟通，并在第一时间给予对应学生帮助和指导，实现人性化、个性化教学。在实践教学方面，全面以学生为中心，真正做到因材施教，教师要根据之前的结果调查和学生的反馈信息及时调整并明确实践教学的核心知识，做到侧重点，形成引导式思维教学模式，鼓励学生在实践课堂上自主式的开展相关实验，实验主要以设计性实验为主，着重培养学生的创新能力。

3.3 OBE模式下的多维度科学考核评价体系

在传统的教学评价机制中，主要是由平时成绩（占30%）和末考成绩（70%）两部分组成，其中平时成绩被分割为课后作业、考勤和课堂表现三个部分，该评价体系中几乎无法体现学习过程的评价，尤其是平时成绩完全无法区别学生间的差距，导致学生不注重整个学习的过程，而是最后末考阶段突击复习就能获得好成绩的一贯风气。而基于OBE考核模式则侧重于学生在学习过程中成果的产出与缺失，完善的过程考核不仅能够促进学生在学习的过程中朝着学习目标奋斗，还有利于教师对学生课程掌握情况的全方位体现。在保留平时成绩的同时，我们可以增加自主实践考核的部分，自主实践部分的题目或项目可以从下面提供的一些老师的教科研项目里提取，或者自行从题库中选题进行实践练习，以达成成果产出的目的。

4数据挖掘基础课程体系改革实践与成果产出

4.1课程实践教学体系改革具体举措

4.1.1实践教学环节的改革

在OBE理念模式下，我们在原有的实验教学内容上增加了对市面上多种数据挖掘处理软件的认识，并成立讨论小组对每个软件的体会进行小组间相互汇报和及时交流学习。在内容大纲不做太大变化的基础上，我们成立了实验项目小题库为学生在实践环节中提供更多实践操作的机会，在完成一个小项目后都需要对自己的当前的工作进行总结汇报，并描述过程中出现的问题解释处理问题的方法。我们以实验一为例，此次实验小项目为：熟悉数据挖掘常用软件，在此项目中，可以让学生先自己去互联网上做调查分析，即实现“调查+操作+总结”的实践过程三步骤。根据OBE模式，根据教师科研项目（表1所示）建立数据挖掘基础课程实践项目题库（表2所示），学生可以从题库中选择实践项目。最后根据项目内容的难易程度和工作量的大小将学生分成小组进行实践训练，并以小组为单位撰写项目报告，其中报告中需注明各小组成员的贡献度，这样有助于培养学生的团队协作能力且利于学生相互学习查漏补缺提高自身实践创新能力。

4.1.2课程考核制度的改革

在OBE理念引导下，对数据挖掘基础课程教学的考核制度进行相应的改革。经过实际实施效果分析，该考核制度具有合理性和可操作性，符合 OBE教学模式的学生成果产出考核体系。具体如表3所示。

4.2数据挖掘基础课程教学模式改革成果

在本校2018级计算机科学与技术专业数据挖掘基础的教学上，我们采用的OBE理念的教学模式实践。经过一整学期的实施，在该模式下，会普遍提高学生的动手实践能力，尤其是在创新方面，很多同学会提出很多问题，根据自己的疑问还能给出相应的解决方案，不仅提高了学生学习的积极主动性，还培养了学生发现问题的能力。一学期的课程结束后我们对比了2017级（传统模式）该专业的成绩分布情况，发现该模式可以让学生的成绩上一个新的台阶，对比结果如图1所示。

5结束语

大数据技术飞速发展的今天，数据挖掘是从大数据中挖掘有用信息的智能技术。数据挖掘基础这门课作为一门计算机科学与技术专业的核心必修课也已经发展得较为成熟，计算机技术的发展日新月异，而以“教师为中心的知识传授”模式已经不能满足于现代教学需求。因此，对教学模式的改革变得十分重要和迫切，需要大家齐心协力不断改进教学方法和模式，以学生为中心，以培养现代化“新工科”全面性人才为目的，培养学生的创新能力，提高人才质量。基于OBE教育模式本文就该课程提出了一系列的改革方案和措施，在实施阶段也取得了令人满意的效果，结合本校学生的特点，在今后的教学工作中将会持续不断的完善和改进本方案。

参考文献：

[1] Chase Furman G. Administrators' perceptions of outcome- based education：a case study[J].International Journal of Educa⁃tional Management，1995，9（6）：32-42.

[2]邱剑锋，朱二周，周勇，等.OBE教育模式下的操作系统课程教学改革[J].計算机教育，2015（12）：28-30，34.

[3]欧阳勇，李红.工程教育认证背景下的大学计算机基础课程改革及实践[J].计算机教育，2019（4）：45-48.