大数据背景下OBE理念的混合式教学设计探究

牛蕊 于久灏 王慧敬 魏喆 吴昶 王鹏

摘要：信息化时代下，大数据相关技术快速发展，并已经逐渐在各行业中得到广泛应用。OBE理念，即成果导向教育理念，属于全新的教学理念。本文应用大数据相关技术，结合OBE理念开展混合式教学，阐述OBE相关理念及国内外研究现状，分析大数据技术在基于OBE教学理念的高校数学混合式教学中的应用意义，并结合高校学生当前数学学习的基本情况，探讨如何开展基于大数据背景下OBE理念的混合式教学设计工作，为该项学习模式的时间应用提供参考，促进高校数学教学质量的提升。

关键词：大数据；OBE理念；混合式教学

数学是高校学习中极为关键的学科之一，有效开展数学学习活动可以显著提升学生的综合素质水平，并能够支持学生进行专业知识的学习。但在具体的教学活动开展过程中，由于教学方法、学生教学观念等多种因素的共同影响，导致学生普遍对数学学习缺乏兴趣，不愿积极参与到数学教学活动中，严重影响高校数学教学的质量。而通过大数据相关技术，结合OBE理念，应用混合式学习模式，能够有效解决上述问题，提升相关教学活动效果，同时还可以提升院校人才的培养质量，因此，加强对此方面研究极为重要。

一、大数据、OBE理论相关内涵

（一）大数据相关内涵

大数据是指无法在固定时间内凭借常规的软件工具对其中的内容进行抓取、管理和处理的数据集合。大数据技术则是指在多种类型数据中，快速地获取具有价值的信息的能力。当前大数据技术已经应用于数据挖掘电网、分布式数据库、大规模平行处理数据库、分布式文件系统、互联网、云计算平台和可扩展的存储系统等方面。

（二）OBE相关内涵

OBE又称成果导向教育理念，最早于1981年被美工学者斯派帝（Spady）提出，并在其著作《基于成效的教育模式：争议与答案》中阐述：“基于成效的教育是以使学生能成功地展示学习经验为出发点而组织和运行的教育系统。”随后在经过诸多论证和研究后，国际工程教育人才将OBE作为认证标准。OBE理念注重学生在接受教育后最终所获得的学习成果，以学生为中心，重点关注发展学生的能力，当前已经成为教育部本科专业三级认证的核心理念。OBE理念核心内容是将学习者成果产出作为导向，教学设计所遵循的原则主要分为两方面：第一，回溯式教学设计，由结果开始入手，反向设计课程教学，并制定相关的教学目标；第二，遵循以学习者为中心的产出设计原则，学生和教师共同确定学习的产出成果，教师根据课程标准合理设计课堂教学，在OBE课堂中，学生身份是主动学习者，直到最终学习成果产出的实现。

二、国内外对OBE理念的研究现状

（一）国外在OBE理念方面的研究现状

20世纪80年代，Spady认为通过聚焦和组织教育系统设计教育结构，能够确保未来达到预期的目标，这就是OBE教育模式的基本定位。随后，该理念在工程教育系统中逐渐被认可并开始应用于实际教学中，这也对全球其他国家的教育改革与发展形成了更加深层次的影响。当前，国内外主要围绕教育教学的理论与实践层面对OBE理念进行研究。理论层面较具代表性的研究为OBE理念明确关注组织教学活动，即确保通过有效的学习后，学生可以真正掌握所需要的知识，拥有相应的能力和素质。OBE理念下的教学活动分为4个指标，分别为逆向设计、增加机会、高期望、提供支持和注重效果。结合OBE理念，不能将教学计划与教学大纲作为教学目的，而应当将其看作为教学措施，若其未能较好地满足学生的实际需求，就必须要予以推翻和重建。在教学过程中，学习输出应当指向预期，引导学生实现预定的目标成果。相关研究认为，OBE理念清晰地强调学习输出对于教学活动的推动作用，即教学过程的逆向工程原理。例如，美国在构建课程模式中应用OBE理念，注重提升学生自身的创新能力，这也是实践层面较具代表性的研究。实现OBE理念可分为四个步骤：定义学习输出、实现学习输出、评估学习输出、使用学习输出。

（二）国内在OBE理念方面的研究现状

自20世纪80年代提出OBE相关理念后，国外主要围绕OBE的理念、发展及实现OBE理念的要素进行研究，中国再基于国外研究不断深入，并且逐渐开始实践应用该理念。我国最早于2003年开始研究OBE理念，姜波将其总结为“两个目标、三个假设和四个原则”，并且以此为基础判断从事基于结果的教育活动。李光梅教授于2007年阐述OBE教育的本质、特点及其在学生的未来发展成长过程中的契合性，并认为当前的教育需要高度重视学生创新能力、应用能力、问题解决能力的提升，应当将其放在首位。在实际教学过程中，教师通过对科学技术的合理利用，借助计算机开展在线学习，合理融合课内和课外学习，让学生的知识更为丰富，并培养学生发现和解决问题的能力。通过将“互联网+”时代的在线课程与OBE理念相结合，郭倩文建立了面向学习者、信息和资源、学习输出的三级开放课程结构模型。当前，我国学者对于OBE理念的研究主要是构建全新的教學模式。

三、以大数据为基础的高校数学学习方式中落实混合式学习模式的意义

混合式学习是同时融合传统学习方法和线上学习方法的新型学习模式，该学习模式的广泛应用，能够改变学生对于学习的固有认知、教师自身的角色定位和教学模式。在实践教学过程中，教师除担任教学的设计者与组织者外，同时也肩负着启发和引导学生的任务，对于提升学生学习的创造性与积极性和改善实际教学效果发挥着极为重要的作用。除此之外，混合式学习模式注重在合适的时间内使用适当的学习方法让学生获得更高的学习效果。此目标的实现，要求教师积极加强对于大数据等相关技术的应用，从互联网中获取海量的教学资源，并借助相关的教学平台开展线下与线上混合的教学活动，让课堂教学通过线上教学得以被丰富和完善，使得线上教学逐渐成为课堂教学的补充和延伸。此外，还要求学生能够借助电脑或移动终端设备在相关的教学平台上获取对应的知识并学习，学生可以按自身的特点与认知规律开展线上和线下混合学习模式，让学习活动更具针对性和有效性。在教师的合理引导下，学生还能够通过思维导图、在线交流等形式改进传统学习方法，达到提升学生学习活动质量的目的。而且，结合大数据相关信息技术所构建的学习模型，在促进教师进行多样化教学活动的同时，还可以让学生获得更多的学习机会、更加丰富的学习资源以及可视化的学习体验，进而充分激发学生的学习兴趣，保障后续教学活动的高质量开展。

四、当前高校数学教学与学生学习的基本情况

相关调查表明，当前诸多高校学生对数学学习缺乏足够兴趣，且普遍存在知识应用能力不强的问题，具体体现在如下几个方面。

（一）数学知识自身存在一定难度

数学知识自身存在一定难度，具有较强的逻辑性和抽象性，很容易让学生对其产生强烈的畏难心理，导致在数学知识的学习时缺乏积极性，甚至存在一定的抵触心理，一旦面临问题，没有主动深入地思考，就简单地认为自己无法解决，失去数学学习的信心。

（二）部分学生数学基础相对较差

由于部分学生的数学基础较为薄弱，未能深入地理解和记忆数学基本公式及理论，且缺乏正确的学习方法，导致无法高效地进行数学学习，在知识应用方面也存在诸多不足。

（三）缺乏明确的学习目标

数学实践教学过程中，存在部分学生未能明确学习的目标的情况，并且其对于数学学科的理解相对片面，认为自身的专业学习和数学学科之间没有过多联系，甚至简单地认为学习数学知识缺乏实用性，这也是导致学生对于数学学习缺乏兴趣且学习效果差强人意的原因之一。

（四）未能与学生专业相关联

部分高校的数学教师在开展教学活动的过程中，未能与学生所在专业内容相结合，导致所教学的数学知识缺乏足够的实用性。在设置教学案例过程中，普遍将数学计算作为教学重点，未能培养学生的专业素养能力。而且，由于受到传统教育理念的长期影响，部分数学教师在教学过程中沿用传统教学模式，即常见填鸭式以及满堂彩式教学模式，这类教师缺乏较强的信息化教学能力与意识，难以有效创新课堂教学方法。而学生长期的被动式学习，造成对于合作探究学习和主动学习缺乏足够积极性，如此也会对高校数学教学的质量产生影响。此外，教学评价方面也存在诸多不足，如只注重最终评价，对于提升学生素养能力的过程评价缺乏足够重视，使得高校数学教学效果无法得到实质性地提升。

五、OBE理念在高校数学教学中的重要性

上文可知，对于意志力差、基础相对薄弱的高校学生而言，数学这门学科“谈虎色变”，但由于诸多专业都会应用到数学相关知识，学生又不得不学，同时，传统的教学模式难以让学生对于数学学习保持较高的积极性与学习效率。而OBE理念基于成果为导向，注重提升学习效果，提高学生学习能力，是传统教学难以做到的，也与当前高校培养人才的方向相契合，所以应当在高校数学教学中合理融合OBE理念。

六、以大数据为基础，结合OBE理念落实高校数学混合式学习

（一）加强创新課程体系

随着科学技术的快速发展，大数据相关技术得以广泛应用，互联网中教学资源也日渐丰富，这为混合式学习模式的有效开展打下了坚实的基础。但在使用该模式开展教学活动的过程中，教师需要结合学生的实际情况，合理筛选线上教学内容，同时教师需要具备较强的获取网络资源能力和知识整合能力。

此外，还需要落实如下工作：

第一，要深入研究学生的专业教材内容。数学学习是为学生的专业学习所服务，所以可以以此为出发点，结合OBE理念，倒推教学模式与教学内容，合理选择与学生所学专业相契合的教学内容，建立以问题导入、分析研究与问题解决为主线的教学方案。

第二，在合理结合教学内容与学生专业需求的同时，还必须考虑学生的接受能力，适当把控相关知识的深度与广度，同时，还可以应用模块化教学，即将课堂教学内容划分为基础内容、实验建模、专业知识应用、专题强化等多个模块，根据专业教学的实际需求，结合课程设计的情况，通过对各模块的合理利用确保教学活动的高效进行。此外，教师还可以合理利用网络平台，推动教学内容和大数据教学资源的有效整合，同时遵循OBE理念，建立拥有多种媒体和教学方法的教学资源库，确保能够以成果为导向开展混合式教学活动。

（二）加强创新学生的学习模式

通过合理使用相关智能教学平台和在线课程，可以从环境角度保障混合学习模式的有效性，能够让学生在自学时可以获得更为丰富的学习资源；通过合理使用大数据相关技术、数学软件及教学资源，能够让高校数学学习活动更具层次感，也能够让学生在学习相关知识时更为轻松，进而提升学习的质量。基于大数据相关技术，遵循OBE理念，借助网络资源或互动式教学平台开展的混合式学习活动，分为如下三个步骤：

第一，课前的预习阶段。教师按下堂课的教学内容，结合学生对于上节课知识的掌握情况，合理准备相关的教学资源，再通过相关的平台或移动终端，推送各类学习资源。在此期间，也需要向学生灌输OBE理念，使得其在预习活动中能够以成果导向，通过软件探究、课间观看及微课学习等形式，围绕设定目标预习课堂教学的内容，记录下自己不懂的部分，最终完成预习任务。对于未能有效完成预习任务的学生，教师可以通过相关平台与学生交流，给予学生必要的指导和帮助，帮助其最终完成相关任务。所有学生都完成预习任务后，教师分析和汇总学生的学习情况，了解学生存在的不足之处，再合理调整课堂教学的内容与方法，从而有效提升教学的质量。

第二，课中的学习阶段。此阶段是混合式学习的核心，结合学生的预习反馈情况，教师统一讲解其中的共性问题及难点与重点问题。学生以互联网辅助学习，通过网络完成多种形式的学习，如小组PK、趣味抢答、网上答题、小组讨论等，使课堂学习的效果得以提升。此外，教师还可以基于教学目标并结合教学内容，使用情景教学、软件操作等形式引入相关知识，让学生能够有目的地深入思考所学习的知识，逐渐解决学习中的各种问题，进而有效强化学生对于相关知识的掌握程度。在学习实践过程中，教师可以引导学生绘制思维导图，将其和OBE理念相结合，在记录自身探究问题思路的同时，逐渐实现学习目标。

第三，课后的巩固阶段。在此阶段下，教师引导学生总结课堂学习的内容、梳理所学知识，让学生按照自己对于知识的掌握情况，再结合本堂课的学习目标，合理采取各种措施巩固所学内容，再让学生整理自己的学习成果，并将其上传到相应的教学平台以展示，如此就能让相关教学资源更为丰富，以便为后续的学习提供必要的参考。此外，学生还应当围绕课堂学习内容，根据教师发布的拓展内容进行学习，了解和掌握拓展知识，进而拓展其思维能力，更好地应用OBE理念。

（三）创新学习评价体系

教师需要根据混合式学习模式的特点，结合OBE理念，创建学习评价体系，实现过程性评价与总结性评价相结合，并以此为基础形成综合性的考核评价机制。OBE理念注重以成果为导向的学习，而通过网上教学平台可以有效地记录学生对于知识掌握情况及学习轨迹，从而建立相应电子学习档案。因此，教师可以通过教学平台，深入了解学生的课前学习情况、软件应用情况、课堂互动情况和课后拓展情况等，并基于此开展过程性评价，全面考核学生数学知识的掌握情况、建模能力、学习态度和软件应用能力等。

七、结束语

如何充分利用大数据相关知识辅助高校数学教学，同时遵循OBE理念，促进信息技术、先进教学理念与教学实践的深度融合，这对于一线教师而言是一项严峻的挑战。如何高效利用新兴技术与理念，以更好地服务于教师教学和学生学习，成为当前教育工作者和相关专家学者需要深入研究和实践的内容。高校的目的是社会培养应用型人才，作为高校的教育工作者，必须要积极更新自身的教育理念，打破传统的教学模式，积极创新，在教學过程中深入探索，寻找适合自己的教学方法，让学生能够学好数学，更好地进行专业学习。

作者单位：牛蕊 于久灏 王慧敬 魏喆 吴昶 王鹏

黑龙江工程学院

参  考  文  献

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项目：2021年度省高等教育教学改革研究项目（SJGY20210752）；黑龙江工程学院2021年度新工科（新文科）研究与实践项目（重点项目XGK2021312）；黑龙江工程学院教育教学改革研究重点项目（JG202101）；2021年度黑龙江工程学院教育教学改革研究项目（JG202114）。