基于OBE的算法分析与设计课程改革研究

刘宁 赵中堂 李真真 郑小东

OBE教学理念是国际工程教育认证的核心理念。算法分析与设计是计算机专业的核心课程之一。针对教学中存在的主要问题，研究OBE模式下该课程的教学目标、教学资源、考核方式与课程达成度等方面的改革，以进一步提高课程质量和人才培养质量。

OBE;过程考核;课程改革;新工科建设

中图分类号：G642  文献标志码：A

LIU Ning  ZHAO Zhongtang  LI Zhenzhen  ZHENG Xiaodong

（1.School of Intelligent Engineering，Institute of Aeronautical Industry Management，Zheng Zhou，450015，China

2.Officers College of PAP，Chengdu，610000，China）

The OBE teaching theory is the core theory of international engineering education.Algorithm analysis and design is one of the core courses of computer science.According to the main problems in teaching，the teaching objectives，teaching resource ，assessment methods and curriculum attainment of the course under the OBE model were reformed to further improve the quality of the course and the quality of talent training.

OBE; Process assessment; Curriculum reform; New Engineering Construction

一、引言

成果导向教育（Outcome Based Education，简称OBE）是一种以学生的学习成果为导向的教育理念，认为教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。实施OBE须遵循四条原则：1、教学要清楚地聚焦在学生在完成学习过程后能达到的最终学习成果，并让学生将他们的学习目标聚集在这些学习成果上。2、教学要充分考虑每个学生的个体差异，要在时间和资源上保障每个学生都有达成学习成果的机会。3、教学要制定具有挑战性的执行标准，以鼓励学生深度学习、促进更成功的学习。4、以最终目标为起点，反向设计，开展教学活动。

OBE是目前国内工科专业发展、开展工程教育认证、推行人才培养模式改革的重要选择之一[1-3]。在课程教学中广泛践行OBE教育理念，有利于加快专业的改造升级，推进新工科建设。基于OBE的教学模式中，教师需要根据课程的内容，设置需要达到的目标点（最终学习成果或顶峰成果），然后改进教学方式、建设课程资源、改革学生成绩考核方式并引入课程达成度评价体系。

二、课程教学现状分析

《算法分析与设计》是计算机学科的一门专业主干课，主要通过介绍经典的算法设计策略与复杂性分析方法，培养学生分析问题、解决问题的能力，为算法设计、研究工作以及相关软件的高效开发能力打下坚实的基础。

目前在该课程的教学过程中，存在一些问题如下：

（一）教学目标与学生毕业要求的支撑情况不对照

现有的课程教学目标从课程知识点出发，要求学生掌握算法复杂度计算方法、算法优劣的评价方法，以及经典的算法设计策略，而不是要求学生能够做到什么。在多年的授课过程中，经常会出现的情况是：教师细致讲解了很多知识点，大部分学生也认真学习了这些内容，但是普遍的结果是学生不知道学习这些知识到底是为了解决怎样的问题。因此，教学目标需要做出调整，支撑毕业要求指标点，从学生能达到的最终学习成果来制定。

（二）以教师为中心的教学模式，没有充分考虑每个学生的个体差异

教学过程中，以教师为中心的课堂讲授为主，有利于教师主导地位的发挥，课堂效果可控性强，但是学生处于被动地位。另外由于学生个体情况差异，每个人在课程上投入的时间和精力参差不齐，甚至两极分化。因此要改革现有教学模式，完善配套教学资源建设，使学生变被动为主动，在时间和资源上保障每个学生都有达成学习成果的机会。

（三）学生成绩考核方式单一

课程总成绩包含30%的平时成绩和70%的卷面成绩，平时成绩由考勤记录和日常作业成绩核算得到，卷面成绩是期末考试的实际得分。这种考核方式以及計算比例只能侧重体现学生在最后一次的期末考试中的表现，有一定的片面性和局限性。

（四）缺少课程达成度评价

目前课程结课后，根据学生成绩表生成一个试卷分析，分析结果仅包含学生卷面成绩的分布情况。教师根据试卷分析得出一个关于学生学习效果的结论并提出相应的改进措施。这种简单依赖学生期末考试成绩来判定学习成果或课程教学效果的方式显然是不科学的。

三、基于OBE模式的课程教学改革

根据OBE的学生中心、成果导向以及持续改进的核心理念，课程教学改革需完成课程目标设置、教学方法改进、课程资源建设、学生考核方式等方面，并引入课程达成度评价。

（一）课程目标设置

根据OBE教学目标的要求，本校本科阶段的算法分析与设计教学需达到以下三个目标：

目标1：掌握算法复杂度的分析方法，能够分析复杂工程问题算法的复杂度。

目标2：掌握常用算法，能够分析问题的性质并建立模型。

目标3：能够通过查阅文献资料，识别复杂工程问题的可计算部分以及其中的关键操作。

（二）教学方式改革

根据OBE模式教学特点，课程教学方式要以学生为中心，教师采用演示、诊断、反馈以及介入等方式引导学生达到预期学习效果。具体教学方式可以融合案例教学法和翻转课堂，课下观看教学视频、查阅相关资料，课上对案例进行小组讨论。学生在课下必须付出足够的时间和精力，才能保障课上小组讨论的效果与作业成品质量。将传授模式向学习模式转变，并发挥整个授课过程中师生互动的价值。

（三）课程资源建设

为配合翻转课堂的教学模式，适应学生的课下自学以及课上讨论，课程资源应从三方面着重建设：教学案例库建设、教学视频录制以及教学平台系统引入。教学案例用于学生小组课上讨论，教学视频用于学生课下预习和复习，教学平台用于学生与学生的沟通、学生与教师的沟通、教学资源的发布，以及用作日常或期末的网上考核系统。

（四）学生考核方式改革

成果导向教育需要改变传统的考核方式，用过程式的綜合考评取代传统的平时成绩和期末考核成绩三七分的格局，改变期末考核成绩接近“一锤定音”的地位。考核成绩由作业成绩、实践成绩、阶段测试成绩、期末测试成绩四部分组成，分别占比25%、25%、25%、25%。

1.作业成绩：小组讨论提交作业用于测评小组讨论效果，建议不少于2次，每次分值根据作业数量以及难易程度制定，满分共100分。

2.实践成绩：学生上机实践的目标达成情况，提交上机报告建议不少于2次，每次分值根据报告数量以及难易程度制定，满分共100分。

3.阶段测试成绩：阶段性的测试，作为反映阶段性学习成果的手段，建议不少于2次，满分100分。

4.期末测试成绩：结课后的期末测试，对于课程知识点掌握情况的综合性检测，满分100分。

以上方式有利于改变学生之间在期末考试中的区别性评价[5]，强调学生学习过程中个人一系列成绩的自我比较，通过过程化考核来逐渐发掘学生的学习潜力。

（五）课程达成度评价

课程达成度评价体系用于检测课程教学是否达到了预期目标，具体内容如下：

1.作业成绩、实践成绩、阶段测试成绩和期末测试成绩分别乘以表2中对应的百分比数据，得到四项分数。

2.计算各课程目标得分，与目标达成标准比较，得到各课程目标达成评价结果。该结果用于计算毕业要求指标点达成度，并作为课程教学质量改进的重要参考指标。

四、结束语

面向OBE的课程模式改革以课程教学目标为起点反向设计、开展教学活动，激发学生探究和创造的兴趣，促进教师更好的建设丰富的教学资源、融合更先进的教学方式。将OBE教学模式应用到算法分析与设计教学中，是一次有益的教学改革实践。从学生的反馈来看，教学过程更有效得调动了学生的主动性，考核结果也更准确反映了学生的学习成果。课程达成度评价的结果体现不同课程目标的达成度，可以作为下一学期课程安排的科学依据。

参考文献

[1]管涛，刘宁.OBE模式下的大数据技术专业建设探讨[J].计算机教育，2019（05）：119-123.

[2]邵晓艳，郑小东，孙建华.基于OBE理念的Python课程教学改革探析[J].河南机电高等专科学校学报，2018，26（04）：66-68.

[3]郭瑾.基于OBE教育理念的《油层物理》应用型课程教学改革[J].高教学刊，2019（10）：133-135.

[4]刘宁，管涛.浅析案例教学法在算法分析与设计课程中的应用[J].科技风，2011（07）：188.

[5]何静，孔繁正，王林.成果导向教育（OBE）理念辨析[J].广东水利电力职业技术学院学报，2018，16（01）：43-46+58.

作者简介：刘宁（1980-），女，副教授，主要研究方向为模式识别;

赵中堂（1978-），男，副教授，主要研究方向为算法分析、行为识别、数据挖掘;

李真真（1987-），女，讲师，研究方向图像处理，模式识别;

郑小东（1974-），男，副教授，主要研究方向为算法分析、图像处理。