基于OBE的Spark课程设计

魏凌华 徐成振

摘 要：计算机技术的飞速发展带来了教学内容的迅速变化，而传统的教学方式和方法已经不能满足教学的需求。基于OBE（产出导向教育）的理念已成为很多国家认可的教育理念，以学生的学习产出为导向，对传统的课程设计和教学方法等方面进行重新设计。本文将OBE的教育理念引入Spark课程之中，从教学目标、教学内容、教学方法、教学评价和教学实践五个方面进行研究和探索，以达到提高Spark课程的教学质量，为发展和提高学生的综合素质打下坚实的基础。

关键词：OBE;Spark;课程设计;教学效果;人才培养

随着计算机技术的迅速发展，计算机的课程内容也随之改变。然而高校教学的基本方式却没有太多变化[1]，传统教学可以分为教与学两方面，教的主体是教师，采用的方式基本上就是课堂教学和实验教学两大类。学的主体是学生，采用的方式基本上是理论课注重听，实验课上在教师的指导下进行实操。但传统教学在实施过程中存在一些问题，学生上课时缺乏积极性，学习时缺乏主动性，存在以及格为标准、及格万岁的惰性思想。而教师在教学过程中也存在一些问题，课程整体缺乏设计;课程本身由于是理工科课程，内容缺乏趣味性;由于计算机技术发展过快，导致部分教师对新知识新内容掌握得不够深刻和理解不够到位等问题。

为了培养符合时代要求的人才[2]，高校教学改革势在必行[3]。在传统的教学方式中，以教师课堂授课、学生课堂被动听讲的模式已经不能适应现在的人才培养需求，特别是在Spark等大数据课程里，必须采用新的教学方式。在众多的改革探索中OBE（Outcome Based Education，产出导向教育）的教育理念是其中最为流行和实用的一种方式。

1 OBE的教育理念

OBE是产出导向教育（Outcome Based Education）的简称[46]，是一种以学生产出为导向的教育理念，首先由美国学者Spandy于1981年提出，现在已经成为全球高校教育的主流思想。该教育理念认为学生的学习成果是由一系列的课程设计和教学实施达成的。基于OBE的课程设计，对于提升教育质量具有很现实的意义，国内外很多学者对此做过研究，做出了很多有意义的教学改革和探索。

OBE的教育理念主要从五个方面关注学生的成长和发展，想让学生取得的什么样的学习成果、为什么让学生取得既定成果、如何帮助学生取得既定成果、如何确认学生取得了既定成果和如何保障学生取得既定成果。为了达到上述的教学成果，在课堂教学中必须通过课堂反向设计，以最终教学目标为起点，开展相应的教学活动。

2 Spark课程简介

数据科学与大数据技术专业作为一门新兴的学科，它以计算机、数学等为基础，以生物科学、医学、管理、经济等学科应用为拓展，以分析数据和挖掘其中的价值为目标。Spark是一个应用于大规模数据处理的功能强大的通用引擎[7]，也是数据科学与大数据技术专业的专业核心课程，课程内容主要包括：大数据技术概论、Spark的技术原理与编程方法、Spark的编程语言、Spark结构化数据处理组件、Spark流计算框架以及Spark机器学习库等知识点。

在传统的教学中Spark课程内容整体分为两块：理论课程教学和实验课程教学，对学生的考核主要分为：理论课程的课后作业和实验课程的实验报告。这种教学方式和传统的教学方式一样，存在学生学习积极性不高、解决实际问题能力不高和教学效果不理想等问题。为了解决上述问题，提高学生的积极性，为社会培养高质量的复合型人才，在Spark课程教学中引入先进的OBE教学理念势在必行。

3 基于OBE教育理念的Spark课程设计研究与探索

为了提高教学质量和满足社会人才的需求，在Spark课程自身特点的基础上，并结合OBE的教育理念，以学生为中心，从教学目标、教学内容、教学方法、教学评价和教学实践五个方面进行研究和探索。

3.1 教学目标

教学目标是指在教学活动中期待学生能够达到的学习成果[8]，在教学活动中应以教学目标为导向，并时刻围绕该目标进行教学设计。教学目标也是学生的学习目标，也就是OBE中的想让学生取得什么样的学习成果。

Spark课程的教学目标如下：

（1）理解Spark设计和运行的原理;

（2）掌握Scala编程知识、Spark软件的搭建和应用、RDD编程、Spark结构化数据处理组件、Spark流计算框架和Spark机器学习库;

（3）掌握Spark编程方法;

（4）能够将所学Spark知识运用到实际问题中;

（5）通过理论学习和实践训练，提高数据抽象处理和程序设计的能力。

为了确保学生取得学习成果，对课程学习目标和学生学习目标进行关联和细化，其中关系如表1所示。

3.2 教学内容

教学内容是指在教学中传递给学生的课程内容[9]，它包括课程的基本概念、原理与应用方式和范围等。对应于OBE中让学生取得什么样的学习成果。

Spark的课程内容从大数据技术基础、采用的开发语言、运行的原理、流计算到机器学习逐步加深。由于是理工科的知识内容，整体课程内容复杂，课程枯燥无味，导致教授效果差，而且学生不愿听讲，整体教学效果非常低。

为了保障学生的学习效果，对基于OBE教育理念的Spark教学内容进行了改革。Spark课程在设计之初便采用内容分解、学时细化和重点突出的方法，明确告诉学生每章的教学重点难点以及学时安排，学生可以有重點的课前预习，课后有目标的找差补差。