OBE理念下问题驱动式教学设计探索

秦喜梅 姜卓成 汤获 侯勇超 葛国菊 夏静

摘 要：OBE教育理念也称为成果导向教育，是一种以结果为导向的教育理念，强调以学生发展为中心、以展现学生的学习成果为顶层设计，而课程内容和教学方法则根据这一目标来设计，以最大限度地提高学生的学习效果和实际应用能力。本文以本科生人才培养方案和实变函数课程目标为背景，着重将学生置于课堂主体地位，将学习的过程转变为以问题为驱动的学习方式。以Rn上的距离为具体问题案例，设置四个问题链，通过在OBE教育理念指导下融入问题驱动式教学法，让学生在自主探究和解决具体问题中达成课程目标，进而培养了学生的创新能力和实践能力，激发了学生的学习兴趣，其知识、能力和素养将得以全面提升。

关键词：OBE理念；问题驱动；距离

中圖分类号：G642  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2024）04-0087-06

1 OBE理念下问题驱动式教学

1.1 OBE理念概述

OBE（Outcome Based Education）教育理念又称为成果导向教育、目标导向教育或需求导向教育，其中反向设计、以学生为中心、持续改进是OBE理念实施的“三个关键”，课程体系、课堂教学、教学评价是OBE理念提出的“三项改革”。OBE理念与传统教育方法的不同之处在于，它是从“确定学习成果”开始的。在使用OBE方法进行课程设计时，老师首先要明确课程的学习目标和学生所需要掌握的知识和技能，强调以学生为本、以学生为中心，将学生的学习作为教学的中心，注重学生个体的差异和学生的实际需求，更加注重培养学生的自主思考和独立解决问题的能力，而不仅仅是传递知识点和测试学生的记忆力，然后再开始设计授课内容和教学方法。而教师更多地以指导者和辅导者的身份出现，引导学生自主学习，发挥学生的主动性、主观能动性，这也就是所谓的反向设计方式，其目的是为了使得学生能够更好地领悟、运用和实践所学知识，从而培养学生的创新能力、合作能力和终身学习能力，使教育教学过程在学生的良好掌握下，目标分明、效果显著。

相对于传统的教学方式，OBE教育理念更加重视培养学生的自主学习和探究能力，更加强调以学生为主体，以探究型和问题型的教学为主导。OBE教育理念的提出及实施，反映了教育的本质发展。在高等教育阶段，进行OBE理念下的教学思想融合与应用，已成为改善教学效果和提高人才培养质量的有效途径之一，为新时代教育模式的发展带来更加丰富、创新的思想启示，近年来引起了众多学者广泛地关注和研究[1-5]。

1.2 什么是问题驱动式教学？

基于问题驱动的教学，起源于20世纪50年代加拿大McMaster大学医学教育的教学模式。由于这种“以学生为中心、探索式学习”的模式取得了显著的效果，所以在1969年，加拿大McMaster大学医学院在全校范围内全面实施了这种教学模式。此后，这一概念逐渐从医学教育扩展到工程教育和职业教育，并进一步渗透到更多的大学和中小学教育中。

1975年，苏联教育学家马赫穆托夫在他的著作《问题教学》中，对这种教学模式进行了深入的探讨，并认为问题驱动式教学法比传统的教学方式更为有效。数学领域的专家G·波利亚也对问题导向的教学方法也产生了深远影响，他主张将这种教学方法应用于数学教学和数学研究。我国古代的思想家和教育家孔子提出的“不愤不启、不悱不发”是我国最早以问题为导向的教育方法。近代教育家陶行知也曾说“发明千千万，起点是一问”，说明思维能力的养成源自问题的思考。张奠宙先生认为问题驱动的数学是一种新概念的数学[6]。

问题驱动式教学法是以问题为驱动和切入点，以课程为依托和突破口，以学生为主体，以实现提高学生解决实际问题能力和独立学习能力为目的一种教学方法。在实施问题驱动教学法的课堂中，教师通过精心设计问题来形成利于学生思考的“问题链”，让学生通过解答问题来促进知识、信息和技能等的学习，调动学生参与课堂的积极性，鼓励学生独立探究、主动思考、积极探索，从而提高学生的学习兴趣、思维能力和动手能力，提升学生的学习兴趣和成就感，这与OBE理念中以学生为主体以及与我国高等学校师范类专业认证以“学生中心、产出导向、持续改进”的理念不谋而合，而且在不同的课程教学中也已经取得了明显的教学效果[7-11]。

1.3 OBE理念下实变函数问题驱动式教学

1.3.1 学习实变函数的意义

高质量的应用型人才离不开扎实的自然科学理论知识，其中实分析理论是应用广泛的知识模块。现代数学入门的钥匙就是实变函数与泛函分析。而实变函数是泛函分析的前修课程，向学生介绍了一种有别于黎曼积分的勒贝格积分，从积分的角度向学生展示了数学科学知识探究发展的方法和过程，它是进一步理解和掌握现代数学分析技巧、开展理论学习和应用研究不可或缺的基础课程之一。同时实变函数课程是高校数学与应用数学专业传统的专业必修课程，是数学与应用数学专业必修课程之一，其上承数学分析、高等代数等课程，下启泛函分析、实分析、测度论、随机过程等课程，是微积分学的进一步发展。

1.3.2 实变函数的教学困境

实变函数作为数学分析的延拓和深入，内容抽象、逻辑性强，证明多、应用少，枯燥晦涩的定义和抽象严谨的证明，让很多学生望而却步。就算学生们觉得课堂上听懂了教师所讲的内容，但是课下不知道如何运用所学知识去解决章节习题，而课时的压缩又要求教师充分地去思考如何高效地利用每一堂课去安排学、讲、练的内容。而且传统的“满堂灌”的实变函数课堂教学模式中，学生“一支笔、一本书”被动听课，教师在讲台上“一个课件、一支粉笔”唱独角戏。在教学模式上大多以教师为中心，较少以学生为中心，忽视对学生各方面能力的培养。这些都会使得教师不能及时捕捉到学生学习的进度、学习的状态和效率，从而生生、师生之间缺乏有效的沟通，数节课后一些学生就失去了学习该课程的兴趣和积极性。

1.3.3 实变函数教学改革现状

很多学者对实变函数的课程改革和创新进行了探讨，例如杨雄等针对实变函数课程教学中存在的问题，提出了一系列优化措施。在教学内容方面，注重知识衔接、引入背景知识，并深入渗透数学思想方法。在教学方法上，采取直观化教学、探究式教学和讨论式教学等改革措施。从教学的实践表明，这些措施有助于培养学生的逻辑思维能力、创新能力和自学能力，为学生今后的发展奠定了坚实基础[12]。苏先锋等在教学的实践中证实了反例、内涵建设和移动学习在实变函数教学中发挥了重要作用，并取得了很好的教育教学效果[13]。苏文火等以《实变函数与泛函分析基础》课程为例，详细分析了学生在学习过程中数学认知结构的基本特点。同时，提出了一些有效的教学策略和学习方法，以帮助学生更好地发展并建立良好的数学认知结构[14]。王文等在课堂中巧妙融入翻转课堂，从可测集的定义出发，对师范认证背景下的实变函数习题课的教学进行探讨[15]。魏含玉在师范专业背景下，通过调整课程结构、优化教学方法和加强实践环节等对实变函数课程进行改革[16]。而关于OBE理念在实变函数课程中的应用研究相对较少，把OBE理念、问题驱动教学法和实变函数教学改革“三位一体”有效融合的研究更是凤毛麟角。

1.3.4 在实变函数中开展OBE理念指导下问题驱动教学的意义

（1）有助于把实变函数中复杂的知识点或者性质丰富的教学内容进行切割，以问题的形式逐步深入展开，便于学生接受和理解。传统教学一般是单向灌输式教学模式，学生对教师的依赖使得学生是被动接受知识，学生的独立性和创新性得不到充分地发展。而问题驱动教学法是把所学知识作为学习起点，以问题为核心规划学习内容。尤其对于内容丰富、理论结构复杂的知识点进行问题切割，设置由浅入深、多层次的问题链来提高学生学习的主动性和教学过程中的参与度，激发学生的求知欲、活跃其创新思维，把课堂教学变成以学生为主的探究式教学，从而改变传统的“一言堂”“满堂灌”的教学方式，这和OBE理念中“以学生为中心”是一致的。

（2）有助于促进生生、师生互动交流。在问题驱动教学法中，教师首先依据教学目标和学生学情，设计相关问题链，让学习过程通过若干问题进行展开。简单的问题可以尝试让每个学生独立完成，有难度的问题，教师可以让学生以“互补互协”的原则进行分组展开自由讨论，学生之间各抒己见、相互交流，课堂气氛轻松而活泼，让一些平时“怕说错、不敢说”的同学转变成“我去做、我去说”的积极状态，学生再把讨论出的结果以及过程中的新问题与老师进行沟通和交流，这样和谐、融洽的课堂教学环境使得学生愿意和老师进行沟通和交流。

（3）有助于实时监控和评估学生学习的状态和进度，并及时评价。开展OBE理念指导下的问题驱动式教学方法，可以实时监控和评估学生学习的状态和进度，并及时评价。因为在问题驱动式教学过程中，教师和学生共同探讨所设计的具体问题，通过讨论、实践等方式来获取知识和技能。在这个过程中，教师可以观察学生的表现，及时提供反馈，并针对学生的不同情况进行调整和优化。

首先，问题驱动式教学方法能够帮助教师及時发现掉队学生问题。因为在问题驱动式教学中，学生的学习是以问题为主线的，学习活动的进行需要学生共同参与，通过协作和交互实现知识的探究和共享。在这个过程中，教师可以观察学生的表现，起到及时帮助和指导的作用，对于掉队的学生也能够及时进行关怀和帮助，防止掉队现象的发生。

其次，问题驱动式教学方法还能够监督学生的自制能力。因为在问题驱动式教学中，学生需要自主主动地参与到学习中来，需要展现出问题解决的能力和推进问题解决的自主性。在这个过程中，教育者可以通过观察和认识学生的表现情况，了解学生自制能力的强弱，并根据实际情况对学生进行督促和帮助，以进一步提升学生自制能力，使学生一直保持在学习的热度中。

再次，问题驱动式教学方法还能够更好地产生“罗森塔尔效应”。问题驱动式教学方法注重学生与教师之间的密切互动和交流，这些不仅有助于教师更好地掌握学生的需求和特点，同时教师能通过赏识、鼓励等方式激发学生的自信心和学习热情，一个简单而真诚的表扬、一个赞许的目光或一份平时成绩的加分等奖励，都能让学生体会到合作学习的快乐。同时，当学生发现自己所做出的努力得到教师的肯定和赞赏时，他们会感到一种莫大的满足感和成就感。这种感觉往往会激励学生更好地投入下一步的学习中，并越发兴致勃勃地参与到合作学习中来，创造出更加优秀的学习成果。

最后，由于教学评价对于OBE指导下的教育至关重要，而教育评价需要考虑到学生的学习成果、学习过程、合作能力以及其他个人素养的发展，而且评价方式应该多样、多元、动态且具有挑战性，既要评价学生的知识掌握情况，也要评价学生的能力和应用水平，使教育评价与学生的发展保持同步，所以教师可以根据问题驱动中的个人表现及参与度、能力特点、小组讨论撰写的报告等应用能力和合作能力开展自我评价、相互评价、教师评价，充分考虑学生的多样性、个性化，并从多个角度来汇总评价学生的学习成果。这样可以鼓励学生更好地参与问题驱动式教学活动，更好地掌握实变函数的知识和技能。同时，教师也可以通过持续反馈了解学生的学习情况，及时调整教学策略和方法，以便更好地帮助学生实现学习目标。

2 OBE理念下问题驱动式探讨Rn中的距离

由于问题驱动式教学需要让学生主动参与，因此教学内容应该具有启发性和实践性。而有限维空间是实变函数中一个重要的基本概念，Rn作为有限维空间中最基本的一种点集，具有结构简单、性质丰富等特点，不仅为实变函数的研究提供了便利，同时还在其他相关领域有着广泛的应用[17，18]。

本文以Rn上的距离为例，探讨如何在OBE理念下设计问题驱动式教学方法，通过在教学中设置四个问题链，“围绕问题来组织学习过程，问题是学习过程的起点”、“以学生为中心，以问题为引领”与学生进行互动式教学，引导学生系统地探究Rn上的不同距离，启发学生连续地思考、深入地分析，根据问题的逐层深入去构建Rn这一重要的距离空间的知识体系和知识脉络，实现从单纯的讲授型课堂向问题型课堂和能力型课堂转变。同时，通过从探索疑问到解决疑问再到知识内化的过程，提高学生的问题意识、分析问题和解决问题的能力，并培养学生勇于探索和积极思考的数学品质，以期为改革实变函数传统的教学方式，更好地培养学生具有创新精神和实践能力，为坚持落实数学与应用数学专业师范认证做出一些积极贡献。

2.1 Rn中距离的概念

概念是思维的基本形式之一，而数学概念是构成数学知识的基础，是基础知识和基本技能的核心，正确地理解数学概念是掌握数学知识的前提。实直线上任意两点a和b之间的距离是|a-b|，把实直线上的距离推广到一般的集合，把点集看成抽象的空间，把集合中的元素看成空间中的点，把具体空间中所定义的距离函数抽象化，就产生了距离空间或度量空间。“距离”是实变函数和泛函分析中最基本的概念之一，以“距离”为结构的点集就是度量空间或者称为距离空间，它是理解和学习赋范线性空间空间、拓扑空间的基础。因此，首要问题是引导学生理解“距离”这一重要概念。

2.3 Rn上不同形式距离下的单位球

问题4 Rn中的“单位球”都是球吗？

引导学生使用matlab或者mathmatica等数学软件画出R2或者R3中的“单位球”，让学生在实际的动手操作中，帮助学生通过视觉方式更加深入地理解距离这一概念，提高学生的可视化能力、拓展学生的数学应用能力，让学生体验到了图形所展现的数学之美。而且通过动手能力，学生可以将抽象、概念性的学习内容转化为实际操作、实践探究，更易于理解和掌握知识和技能，更清晰地观察和分析数学规律和趋势。

3 结语

将OBE理念与问题驱动式教学有效融合，以Rn上的距离为例探讨基于OBE理念的问题驱动式实变函数教学模式，把Rn上的距离这一知识点用一系列的问题组织起来，让学生从多角度观察在同一个集合上中引入距离的方法可以不限于一种，通过学习和理解这些距离的概念和应用，学生们可以更好地理解数学概念、提高对问题的分析能力，并且以距离d6（x，y）向学生展示如何由已知的距离构造新的距离，让学生更好地掌握知识和发展能力，提高自己的学习效果。同时随着问题的深入，及时关注学生在学习、思考和实践中的续航能力，逐步引导学生发现问题、辅助学生分析问题，让学生在探寻的过程中积极地思考，而不是被动地接受定义和定理，多渠道互动有利于学生及时深化对知识、技能的理解和掌握，鼓励学生分组协作画出不同距离下的“单位球”，为学生创新思维的培养、知识和技能的整合以及动手实际操作提供了机会，从而逐步落实“以学生为中心、以问题为引领、以成果为导向”的教育思想和理念。

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