基于成果导向教育理念的时间序列分析课程教学模式探析

白晓东

(大连民族大学 理学院，辽宁 大连 116600)

基于成果导向教育(Outcome-Based Education,简称OBE)理念的教学模式，也称为目标导向模式或需求导向模式。该模式以学习成果的获得为中心，通过重构课程体系、优化教学内容、调整教学策略、完善评价方式等手段来优化教学全过程。在OBE理念下，教学设计和教学实施的目的是学生通过教学过程最后所取得的成果，其核心思想可概括为如下四个问题：第一，想让学生取得的学习成果是什么；第二，为什么要让学生取得这样的学习成果；第三，如何有效地帮助学生取得这些学习成果；第四，如何知道学生已经取得了这些学习成果[1]。OBE理念最大的优势在于以学习成果为目标导向，突出学生的主体地位，打破了以教师为主体、以内容为导向的传统教学模式；同时提倡持续改进，并帮助学生逐渐达到顶峰成果。在OBE理念下，教学活动不是教师单向传输行为，而是师生双向互动的行为。教学评价更关注学生的学习成果以及能力。这些理念对引导和促进专业建设与教学改革、保障和提高工程人才培养质量至关重要，因而，OBE已成为美国、英国、加拿大等国家教学改革的主流理念，被广泛采纳。自2013年6月，我国加入《华盛顿协议》以来，随着工程教育专业认证的帷幕拉开，OBE已深入我国工科教育，成为我国工程教育的主要手段，并逐步影响乃至覆盖到应用型人才培养的各个专业[2-3]。

目前，我国高等院校本科专业大都是以培养复合型的应用型人才为目标，培养模式中的许多教学理念与OBE理念不谋而合，比如：遵循学生中心、成果导向、持续改进的理念已经深入人心。不过，基于OBE理念的教学模式本质上仍属于目标模式的范畴[4]，其主要诟病在于注重目标，轻视过程；注重标准化培养，轻视个性化培养；注重行动，轻视情感、态度、价值观[5]。因此，在教学实践中，应该根据实际情况灵活使用基于OBE的教学模式，扬长避短，择善而用，尤其要始终坚持持续改进的理念，防止僵化教学模式。

本文以时间序列分析课程为例，基于OBE理念，将课程思政嵌入课程内容中，设计了课题驱动的教学模式，使得OBE理念得到充分发挥的同时，兼顾情感教育、价值观教育、过程化教育和个性教育的重要性。

一、教学目标的确定

教学目标就是最终学习成果，即学生通过某一阶段学习后所能达到的最大能力。按照OBE的视角，最终学习成果既是教学的终点，也是教学起点。课程教学目标的确定既要满足培养方案中的毕业要求，明确课程与毕业要求关系矩阵的达成，又要充分考虑教育利益相关者的要求与期望，如党和国家的最新要求、用人单位的需求趋势、学生的实际情况以及学生家长的担忧等。

时间序列分析是一种寻找动态数据的变化特征，挖掘隐含信息，建立拟合模型，进而预测数据未来发展的有力统计工具。它广泛应用于社会科学、自然科学和生产实践的诸多领域，已经成为许多行业常用的统计方法[6]。可以说，只要数据是按时间发展顺序收集的，就属于时间序列分析研究的范围。在统计学专业的课程设置中，时间序列分析是专业必修课，起着承上启下的作用。

根据学校统计学专业的培养方案，并结合《高等学校课程思政建设指导纲要》，时间序列分析课程教学目标分四个方面。在知识方面，要求掌握时间序列分析的基本理论和方法，包括数据预处理、AR模型、MA模型、ARMA模型、数据的平滑方法、ARIMA模型、异方差模型、单位根检验、协整、谱密度及其估计的基本概念、理论和方法，并学会应用上述知识，借助R语言相关软件包对时序数据进行收集、建模、预测和分析。在能力方面，要求具备正确运用时间序列分析方法和统计软件分析问题和解决实际问题的能力、较强的统计书面表达能力、良好的自学能力和创新能力、初步的科学研究能力。在素质方面，要求具备较强的统计思想迁移和应用的素质、竞争意识、良好的团队合作及沟通表达能力。在思政方面，要求具备坚定的理想信念，坚守“五个认同、四个自信”，努力践行社会主义核心价值观，爱国敬业，有良好的政治思想素质、道德品质、法制意识。在学校统计学专业的培养方案中，毕业要求共有14项二级指标，时间序列分析课程支撑了10项，支撑权重达到1.9，具体如表1所示。其中，支撑权重值是由该门课程在所有专业核心课程对某个毕业要求指标点的贡献度占比给出的，而每门课程贡献度是由该门课程的课时除以所有专业核心课程的课时总和，然后加权一个强弱系数得到。

表1 课程对毕业要求的达成表

二、课程教学设计与实施

传统的课程教学模式强调知识体系的系统性和完整性，教学设计更加关注学科的需要，在一定程度上忽视了专业需求。成果导向式教学遵循的是反向设计原则，即需求决定培养目标，培养目标决定毕业要求，毕业要求决定课程设置及课程目标，课程目标决定课程教学设计及教学实施。课堂是教学实施的主要形式，是实现课程目标的主渠道。基于OBE理念的课堂教学与传统的课堂教学有很大不同，需重新建构能够适应OBE要求的课堂教学模式，将重教轻学的传统课堂模式转变为以学为中心的新模式，避免灌输式教学，提倡对话式教学，由重学轻思转为学思结合，将知识的传授转化为能力的提升，为此，适当延伸课堂，由封闭式的传统课堂模式转变为开放课堂。

为达成课程教学目标，我们基于上述OBE教育理念构建了课题驱动式的教学模式，具体设计与实施方案分四步。

(一)课题的构建与发布

在本科阶段的时间序列分析中，课程内容主要为一元时间序列的建模和分析。从知识来看，大致可分为平稳时间序列模型和非平稳时间序列模型的基本理论；从方法来看，主要为时域分析方法，兼顾介绍频域分析方法。该课程要求学生能够灵活应用时序数据分析的基本方法和技能，对实际数据进行建模和预测分析。然而，在传统的教学模式下，时间序列分析课程的教学主要关注基本概念、理论和方法的系统讲授，注重模型性质的证明细节，在很大程度上忽视了解决实际问题能力的培养，忽视了借助统计软件进行统计分析能力的培养，忽视了统计思想的养成和应用，导致严重偏离课程教学目标的达成。基于此，我们依照成果导向式教育理念，遵循反向设计原则，从专业培养需求和时间序列分析课程目标出发，根据课程目标的达成分析和课程内容特点，制定了12个课题,部分课题示例见表2。课题覆盖了课程目标的绝大多数知识点以及能力、素质和思政方面的要求。这些课题的完成能够促成学生高质量地达成课程目标。

表2 部分课题及知识点分析示例

课前公布相应知识点的一个课题。学生按照课题要求自学相应知识点，选择自己感兴趣的材料阅读，收集相关数据，利用统计软件进行统计分析，将遇到的疑惑整理到word文件中，发送到班级微信群进行讨论。教师将共性问题收集整理，作为备课的重要题材，在课堂上解决。在每个课题的设置中，有意识地引导思政素材的收集，如通过新中国成立以来国内生产总值(GDP)建模分析，让学生潜移默化地认识到我国社会主义建设取得的伟大成就等。

(二)课堂引导与讨论

课堂教学中，从课题任务着手，通过层层设问，引导学生发现问题，教师组织讨论，学生分组讨论，突破难点，最终解决问题的路径模式，达到掌握知识和增进能力的目的。在这一教学中，切忌单向灌输式的教学，积极促成知识在师生、生生之间的多向传递、交流和互动，达到知识的对话、思维的对话乃至心灵和情感的对话。在课堂内，强调倾注情感，使知识变得有温度，让学生感受到知识的生命，领悟到知识之美，从而激发学生的学习热情。

在课堂学习中，学生解决了自己的疑惑，并学到了一定方法和技能。课后布置任务，将课题按学术论文形式完成，并准备展示课件上交。

(三)作品展示

教师将上交作品中典型的、优秀的、有创意的及含有思政意义的作品筛选出来，让学生在课堂进行展示、解说，并回答教师和其他学生的质疑。在这一过程中，学生不但能够提高综合应用知识解决问题的能力和科学研究的能力，而且培养了统计书面表达能力、沟通表达能力和追求真理的科学品质。教师对含有思政意义的作品及时进行点评、补充和挖掘，使得课程思政真正做到润物无声。

(四)评价与迁移

在作品展示完成之后，教师组织学生展开评价和自我评价，对问题的解决过程和方法进行反思。反思的本质是总结经验教训，强化独立思考。深度思考是创新的关键，批判性思维是高阶思维的核心。经过独立思考，才能将知识融会贯通，升华为能力。

评价活动完成之后，教师应适时提出新的问题，引导学生进行知识迁移。知识迁移是培养创新能力的有力手段。只有成功实现知识迁移，才能把知识化为自身能力。

上述四步结束之后，学生应该及时修改、完善自己的课题作品，作为课业上交。

三、基于目标达成的评价方法

在传统的教学认知中，教学就是教师把知识、技能传授给学生的过程。OBE理念认为，教学要以学生为主体，以学为中心；教的目的在于学，使得学生乐学、会学、学会。因此，基于OBE理念的教学评价是以学评教的，即“教得怎么样”是通过“学得怎么样”来评价的。“学得怎么样”即学习质量，是通过教学目标(即课程目标)的达成度来衡量的。课程教学目标则是达成毕业要求的重要方面。

基于OBE理念设计的课程驱动式教学模式，其评价方式是按照教学目标达成度设计的，教学目标的达成度又可通过指标分解得分进行量化。具体地，教学目标量化指标及其达成度计算方法如表3。

教学目标即预期学习成果，不仅是学生所获取的知识，还包括应用于实际的能力以及所设涉及的价值观、情感等，其中通过学习学生所能达到的能力为核心。因此，在表3中，知识方面的权重值为0.3；能力方面的权重值为0.4；素质方面的权重为0.2；思政方面的权重为0.1。如果将素质视为一种能力结构， 那么能力权重达到0.6。在知识方面，根据知识指标点的重要程度又分别给出试卷中相应试题的比重。在能力方面，按照能力结构中的重要程度，给出各能力的权重值。其他方面类推之。

四、课程改革成效与反思

自2017年9月至今，课题驱动的教学新模式已在统计学专业4届8个班进行了实施。根据教学目标达成度数据分析，实施新模式后，学生运用统计方法、统计软件分析问题和解决实际问题的能力大幅提升，自学能力、科研创新能力、统计书面表达能力、竞争意识、合作与沟通能力以及政治素养得到有效提高。学生学习积极性明显增强，学生满意度大大提高，收到良好效果。同时，新教学模式也得到校内外专家的高度认可。

作为一种新的教学模式，课题驱动式教学模式在实施过程中存在一些不足，需不断持续改进。首先，课题设计需不断更新、持续改进。一方面，科学精准的课题设计需教师吃透教材的每个知识点，并能根据教学目标设计出将知识转化为目标能力的课题，以便高效促成目标的达成；另一方面，随着学生的更新、社会的发展，需要设计出更能反映新时代特征、更能吸引学生的课题，才能使得课题驱动式教学模式富有生命力。其次，新的教学模式打破了传统的封闭式课堂模式，势必将课堂形式进行延伸。合理恰当的课堂延伸不但需要精准的课题设置，而且需要教师有丰富的教学经验和更大精力的投入。再次，新的教学模式突出以学生的学为中心，在课堂教学中，教师与学生、学生与学生之间的讨论是课堂教学的主要形式，因此，需要教师有高超的引导学生、把控课堂的能力。最后，教学评价方式，特别是课程目标达成度的度量方式和指标设置还待继续检验和精准刻画。

表3 教学目标的量化指标及达成度计算表