摘 要 文章针对决策支持系统课程的教学现状,引入案例教学模式,对课程教学改革进行探索与研究。首先,规划案例内容,设计教学案例,构建教学案例库;然后,以案例提出、案例分析、案例讨论与演示、案例总结、案例实践的流程完成案例教学的实施。实践证明,案例教学模式的引入有助于教学效果的提高,不但加强了学生对课程内容的理解,而且提升了学生运用知识解决问题的能力与实践水平。
关键词 教学改革;案例教学;实践教学;案例库设计
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2024.26.041
The Exploration and Practice of Case Teaching in Decision Support System Courses
ZHANG Wei, WANG Jianqiang, LI Shiwei, ZHAO Tingting
(Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, Gansu 730070)
Abstract For the current teaching situation of the decision support system course, the case teaching mode is introduced to explore and research the reform of course teaching. Firstly, planning case teaching content, designing teaching cases, and constructing a teaching case library; then, the implementation of case teaching is completed through the process of case presentation, case analysis, case discussion and demonstr0geSsXb9TjNtFyGk3rwwYQ==ation, case summary, and case practice. The practice proves that the introduction of case teaching mode helps to improve teaching effectiveness, not only strengthening students' understanding of course content, but also enhancing their ability and practical level to apply knowledge to solve problems.
Keywords teaching reform; case teaching; practical teaching; case library design
决策支持系统是管理信息系统的深化,是以计算机技术、信息技术、人工智能技术为手段,支持决策活动的人机交互系统。决策者通过由数据、模型和知识构成的计算机应用系统辅助决策,提高了决策效率与质量。决策支持系统已成为一种重要的信息系统类型,其应用为企业创造了巨大的价值。
决策支持系统课程是信息管理与信息系统专业的核心专业课。该课程信息量大,内容广,与人工智能、大数据等新一代信息技术的发展与融合紧密关联。随着新兴技术的飞速发展以及新科技革命对新型工科人才的迫切需要,决策支持系统课程的教学面临着严峻的挑战。
1 决策支持系统课程教学存在的问题
决策支持系统课程着重为学生讲解系统辅助决策时所涉及的各种决策模型与方法,要求学生在理解原理的基础上能够实现模型以解决实际问题。在课程教学中存在以下问题。
1.1 教学内容需要规划与及时更新
一方面,由于决策支持系统课程综合性较强,课程学习需要有程序设计、数据库、管理信息系统等课程作为基础,并且涉及人工智能、大数据等技术。由于各校专业特色不同,先修课的安排也不尽相同,因此,该课程教材很难统一,教材偏少,很难找到合适的教材。目前使用较多的是陈文伟教授编写的教材[1],该教材从传统决策支持系统、智能决策支持系统、数据决策支持系统三个方面对相关的方法与技术展开讲解。教材有很好的指导性,但深度与广度的把握还需要教师根据专业特色与学生基础进行规划与调整。
另一方面,人工智能技术的迅速发展,尤其是机器学习的发展对决策支持系统有着重要影响。更多的智能决策支持系统与数据决策支持系统涌现出来,系统的模型也由以往的传统模型发展到现在的各种机器学习与数据挖掘模型。为了使学生适应未来社会变化的需要,课程应当反映时代的知识成果与科技前沿,课程教学内容的优化须紧跟时代的脚步。因此,课程内容的及时更新成为任课教师的重要任务。
1.2 注重理论,实践性不足
课程涉及较多的理论与方法,传统教学强调理论基础,缺乏实践性。通常情况下,教师会针对每一种模型或方法进行详细的原理讲解,并以实例说明应用该方法解决问题的过程。由于课程内容较多,课时相对不充足,学生为了拿高分只追求解题,教师为了不耽误课程进度只讲解理论,最终造成学生的“学会”只停留在“听懂+会做题”的层面上,离能够解决实际问题还是有很大的差距。这种现象很普遍,在整个课程讲授与学习过程中,教师与学生都将会做题视为课程的目标,却忽略了学习的最终意义。
本课程有着较强的实践性,信管专业的学生学习该课程的目标有两个:第一,能够利用相关工具或者编程辅助决策问题;第二,在系统中实现模型或方法以完成决策支持系统的开发。这两方面都需要学生具备能够将所学知识应用于解决实际问题的能力。然而,在实际中,实践环节没有引起学生的足够重视,实践性环节也增加了教师的授课难度,因此,课程对学生实践能力的培养没有起到很好的作用。
1.3 忽略学生主体作用
为了不影响课程进度,在授课过程中,教师基本采用“满堂灌”的方式,学生被动听课,忽略了学生的主体作用,教学效果大打折扣。课堂没有调动学生的主动性和积极性,这样的教学模式很难适应创新型人才的培养。
高校普遍存在学生主体性偏离的现象,应充分保障学生主体能力的发展、主体地位的提升,以及自主性、能动性和创造性的培育与发展[2]。在教育改革大背景下,课堂教学中实现学生主体性已经成为必然的发展趋势,高校课堂应以学生为中心,充分发挥学生的主体性作用,让学生通过课堂教学来获取终身利益[3]。
综上所述,决策支持系统课程教学中的关键问题是合理规划教学内容,引入实践性教学环节,在实践性教学过程中体现学生的主体性。由于课程中包含不同场景下模型的应用案例,因此,课程中引入案例教学模式是一个很好的解决方案。
2 决策支持系统课程案例教学模式
案例教学法由美国哈佛大学法学院院长兰德尔于19世纪70年代提出,该教学法是一种以案例为基础的教学方法,鼓励学生独立思考,引导学生变注重知识为注重能力。案例教学法的核心在于将理论知识与实际情境相结合,使学生在解决实际问题的过程中深化理论理解,锻炼实践技能。学生通过教师设计的案例,更好地参与课堂教学、发挥自主能动性、提高应用理论知识及解决复杂问题的能力。案例教学法起初主要应用于商业教育,后来迅速在各教育领域普及,现已经被广泛应用于管理类、医学类、程序设计类、工程类等各类课程的教学中[4-6],并取得了较好的效果。
2.1 教学案例设计
2.1.1 案例内容构建
案例的合理设计是案例教学模式取得好的成效的关键(如图1所示)。案例设计要有明确的教学目标,案例应与课程目标紧密相连,要明确通过案例教学所希望学生达到的知识理解与技能掌握。而且,案例应体现课程知识点的融入,具有真实性、典型性,能够引发学生的兴趣,训练学生的解决问题能力。决策支持系统课程的知识点多且零散,教师应结合本专业学生的先修课程对教学内容进行规划。课程以传统决策支持系统、智能决策支持系统、数据决策支持系统三种类型系统辅助决策的模型与方法为核心内容。选择适合设计教学案例的重点与难点内容,形成案例设计的知识点,针对每一个知识点完成案例设计,构成案例集。每个知识点对应一个案例和一个实践,案例用于课堂讨论与讲解,实践用于课后学生练习。
2.1.2 案例设计举例
教学案例的设计是一个系统的过程,它需要教师根据教学目标、学生特征和学习理论精心规划。根据本专业学生的先修课学习情况,本课程基于Python语言实现案例任务。由于案例实现需要在掌握决策方法的同时具备Python编程技术,因此案例的设计有了更高的要求。
案例的设计遵循以下原则:第一,每一个案例至少对应一个知识点,一些案例可以用不同知识点方法解决,以方便学生对同一个案例可以采用不同的方法尝试解决,对比不同方法的优势,更好地理解方法的应用场景。第二,案例要有实际的背景,突出研究的问题,有明确的教学目的,且问题的解决具备现实的意义。第三,案例要能整合绝大部分知识点,有助于学生对知识的总结、归纳,有助于培养学生分析问题、决策问题的能力。第四,考虑先修课程的学习内容,案例的代码编写允许有适当补充,但难度应适合该专业的学生。注重学科交叉融合,可以引入第三方库实现案例的解决[7]。以AHP为例,具体设计如表1所示。
2.2 案例教学实施
案例教学要经过事先准备,使用特定的案例并指导学生提前阅读,组织学生开展讨论,形成互动与交流,还需对案例进行总结与深化,分析教学效果以改进案例的实施过程。案例教学的实施是一个设计、实施、评估、修正的循环过程。具体的实施采用案例提出、案例分析、案例讨论与演示、案例总结、案例实践、实践考核的流程,贯穿课前、课中、课后整个教学过程。
2.2.1 案例提出
学生需要在课前对案例进行充分的阅读和思考。如果学生没有进行适当的预习,可能会导致课堂教学内容无法深入。上课前,教师将相关案例发送给学生。学生熟悉案例背景,明确要解决的问题,通过熟悉案例的过程,了解下一节课的学习内容,完成课前预习。
2.2.2 案例分析
课堂上,教师通过案例引入课堂教学内容,对案例适当展开分析,然后学生带着问题边思考边听课,使得学生更好地理解理论知识与实际问题的联系,加深对理论的理解。
2.2.3 案例讨论与演示
待教师将知识点讲解完成后,在教师的指导下,学生尝试应用所学知识解决案例问题,通过讨论、演示等形式,确定案例解决方案与过程,尤其要对案例的代码部分进行详细的演示与分析。在教师引导下的讨论式教学,使得课堂由原来的传授知识转变为让学生积极主动地探索知识,提高学生的参与度。
2.2.4 案例总结
案例讨论结束后,教师对讨论演示过程与结果进行总结,明确案例的解决思路、案例的特征与理论方法的适用性,以及代码实现过程中需要注意的关键问题。再次重申学习目标、提炼关键点,总结从案例中学到的启示,鼓励学生课后继续思考。案例总结有助于学生巩固学习成果,提炼关键信息,并将其转化为长期记忆。
2.2.5 案例实践
课后,教师布置一些实践案例,要求学生(个人或分组)选择一个案例完成,案例完成后,需要提交相应的案例实践报告。专门安排汇报交流环节,让学生展示案例实践完成情况。该环节中,学生分享自己的案例结果的同时,还要听取其他同学的汇报,以拓宽自己的思维。汇报与交流环节不但给学生提供了锻炼与展示的机会,而且充分利用有限的时间,让每一位学生都能参与和体验不同类型问题的解决过程。这一环节将课堂教学与课后练习紧密联系起来,将理论教学与实践教学相结合,将学生能力的培养延伸到课后。
2.2.6 实践考核
在实施案例教学模式的同时,将学生的参与情况纳入课程成绩考核。课程考核成绩由过程考核成绩(50%)与结课考核成绩(50%)两部分构成,其中过程考核成绩中包含案例实践成绩(20%)。案例实践成绩根据学生实践案例的完成质量、参与度、团队配合度及个人贡献度综合评定。案例实践考核能够加强学生对实践的重视程度,保障案例教学的顺利实施。
3 案例教学模式的效果
结合信管专业决策支持系统课程教学工作,课程组不断探索和研究教学新手段,将案例教学模式应用于课程教学中。实践证明,案例教学模式的引入对教学质量的提升有较好的效果,总体归纳为以下3点:①学生的理论知识掌握更加扎实。理论知识是案例学习与实践的基础,案例实践提升了理论学习的效果。通过案例,学生加强了对理论知识的理解,明确了学习理论知识的目的与意义,提高了理论联系实际的认知。②案例教学提升了学生的学习兴趣,调动了学生的主观能动性。案例能够引发学生对案例相关知识与技术的学习兴趣、引导学生主动探索知识。课堂上不再是教师一个人的舞台,学生也积极参与教学活动。③学生编写代码的水平得到提高,解决实际问题的能力得到提升。案例的代码实现锻炼了学生的编程思维能力,有效促进了学生的动手能力。
4 结语
决策支持系统课程教学过程中引入案例教学,促进了学生的自主学习,提高了学生的应用能力。但是,在实施过程中也存在以下困难:一方面,由于课程内容多,增加案例环节后占用很多课堂时间,会导致授课时间更加紧张;另一方面,案例程序的实现不但需要耗费教师的大量时间去准备与调试,而且给学生增加了一些补充知识需要自主学习。因此,教师对课程体系内容以及案例的筛选就显得十分重要。教师将案例学习任务进行分解,将一部分任务放到课后作业中,同时可以增加线上讨论交流或者答疑解惑,以保证好的学习效果。
基金项目:兰州交通大学本科教学改革项目(JGY202314)。
参考文献
[1] 陈文伟.决策支持系统教程(第3版)[M].北京:清华大学出版社,2017.
[2] 刘永亮,柯佑祥,谢冬平.高校学生管理过程中学生主体性偏离的影响机制研究——基于三所地方普通本科高校的扎根理论分析[J].中国人民大学教育学刊,2023(11):89-102.
[3] 王永乐,任静伟.高校课堂教学中实现学生主体性的策略研究[J].中国多媒体与网络教学学报,2023(10):184-187.
[4] 王洪海,肖侠,仇小微.大数据环境下“财务决策支持系统”案例教学探索[J].中国管理信息化,2019,22(9):63-66.
[5] 郭亮,林楠,赵英,等.工程教育专业认证背景下环境工程虚拟仿真实验教学改革与实践——以环境决策支持系统课程为例[J].中国现代教育装备,2021(5):70-73.
[6] 张卓.互动式案例教学法在“编译原理”中的应用[J].工业和信息化教育,2021(2):61-65.
[7] 刘盈,谷建涛,闫海波,等.基于OBE理念的Python程序设计课程实践案例教学[J].计算机教育,2023,(01):21-27.