基于OBE理念的数学建模课程线上线下混合式教学模式探索与实践.pdf

234 智 汇 区域治理 WISDOM EXCHANGE 基于 OBE 理念的数学建模课程线上线下 混合式教学模式探索与实践 莫定源 百色学院数学与统计学院 摘要：数学建模课程作为数学与应用数学、应用统计学专业、信息与计算科学本科生的专业核心课程，其核心是运用数学知识解决实际问题，注重培养学生逻辑分析能力、创新意识、综合能力等，该课程在本科学习阶段处于十分重要的地位。本研究针对数学建模课程提出基于 OBE 理念的混合式课程教学模式，充分发挥线上线下教学的优势，以学生为主体，以教师为主导，以灵活、多元的教学方法，激发学生的学习主动性和创新性。为地方应用型高校培养具有创新意识、创造能力、团队协作能力以及综合素质能力的复合型人才提供参考。关键词：OBE 理念；数学建模；混合式教学 中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：2096-4595(2023)28-0234-03 作者简介：莫定源，生于 1989 年，男，汉族，广西梧州人，硕士，讲师，研究方向为数学模型的应用。基金项目：2022 年度百色学院校级教学改革工程项目，基于 OBE 理念的数学建模课程线上线下混合式教学模式探索与实践（编号：2022JG56）；2022 年度广西高等教育本科教改重点项目，卓越教师 2.0 背景下数学与应用数学专业课程思政元素挖掘及教学实践（编号：2022JGZ165）；高等学校大学数学教学研究与发展中心 2022 年教学改革项目（编号：CMC20220604）；2023 年度广西高等教育本科教改一般项目 B 类，基于OBE 理念的线上线下混合教学模式改革探索与实践以概率论与数理统计为例(编号：2023JGB361)。数学建模是本科应用统计学、数学与应用数学、信息与计算科学等专业的专业核心课，是培养学生运用数学知识解决实际问题的一门新型课程。数学建模课程是一门综合性很强的课程，学生需要提前掌握数学分析、高等代数、数学软件、概率论与数理统计、微分方程、大学物理等课程的专业知识。数学建模是针对一个特定的对象，根据其内在规律，通过合理抽象和简化，将实际问题“翻译”为数学语言，并通过数学软件予以求解，然后再解释实际现象并应用于实际的一种思维模式1。数学建模课程与其他课程的独特之处在于涉及知识面广泛、教学模式灵活、难度大和应用性极强等特点2。在互联网时代，如何提升数学建模课程的教学效果，提高学生运用数学知识解决实际问题的能力，已成为各大高校面临的重要议题。一、OBE 理念融入数学建模课程 20 世纪 90 年代，美国学者William Spady 提出了以结果为导向的 OBE 理念，该理念颠覆了传统的以教师为中心的满堂灌式教学理念。2018 年，教育部提出了“学生中心、产出导向、持续改进”的本科教育新理念3。该理念与 OBE 理念内涵一致、高度融合，不仅丰富了我国教育理念的思想，而且为我国本科教育的改革发展指明了一条康庄大道。将先进的 OBE 理念融入数学建模课程，摒弃以教师为中心的教育教学方法，有助于学生主动掌握数学建模的方法，实现数学建模课程育人的目的。OBE 理念表 1 课程目标与毕业要求的对应关系 课程目标 毕业要求 支撑毕业要求指标点 课程目标 1 学科素养 熟悉统计软件。能够运用统计相关软件进行数据收集、整理、分析和建模。课程目标 2 专业能力 具备数学能力。具备较好的数学运算和逻辑推理能力，具备较好的统计分析和建模能力。课程目标 3 沟通合作 善于团队协作。具有团队协作精神，具有较强的适应能力、沟通能力和一定的组织管理能力。课程目标 4 终身学习 保持终身学习。能对金融、经济管理中的统计问题进行分析与创新性研究，并提出解决方案，具有一定的创新和终身学习意识。235 智 汇 区域治理 WISDOM EXCHANGE 是以结果为导向的先进教学理念，数学建模课程的设计应基于毕业要求反向设计课程目标，从而达到人才培养方案中设定的人才标准的目的。以百色学院应用统计学专业的数学建模课程为例，基于 OBE 理念构建数学建模课程目标与毕业要求的对应关系矩阵，四个课程目标分别对应学科素养、专业能力、沟通合作和终身学习四个毕业要求，详见表 1。二、数学建模课程混合式教学的发展趋势 在互联网时代，混合式教学在各大高校迅速普及，特别是在疫情期间，线上教学成为主流的教学方式之一。线上教学虽然有诸多优点，但是其弊端也较为凸显，如难以保证学生在课上认真听课，因此线上教学难以直接取代线下教学，混合式教学便应运而生。在实际教学中，教师应辩证看待线上线下教学活动，对二者取长补短、优势互补。目前，混合式教学已成为各大高校教师最青睐的教学模式。数学建模课程作为理论与实践相结合的课程，在教学过程中既要重视理论知识的传授，又要注重解决实际问题的能力培养，而多元化的教学方法和手段能兼顾理论学习与应用实践两个方面。因此，混合式教学才是数学建模课程的最佳教学模式。三、混合式教学与 OBE 理念的内在关系（一）混合式教学与“以学生为中心”的关系 在传统教学中，教师是中心，学生为辅，实行的是满堂灌式教学，教学质量难以达到预期效果。信息化的普及给教学带来了前所未有的压力和挑战：教学观念要及时扭转、教学内容要与时俱进、教学方法要及时更新、教学手段要丰富多样4。在当今互联网时代，教师应当充分利用互联网技术，积极开启线上线下混合式教学，从而针对性地调整教学计划，尽最大限度达到预期效果。线上教学可以便捷使用线上的优质教学资源，培养学生自主学习的能力、探究能力、发现问题和解决问题的能力等。线下教学是线上教学的有益补充，教师可以根据线上教学的反馈情况，积极开展有针对性的教学活动，并及时解决学生在线上学习遇到的疑难问题。线上线下教学活动，都体现了“以学生为中心”的教学理念，由此可见，混合式教学与 OBE 理念是融为一体的。混合式教学是OBE理念的具体实践，而 OBE 理念是混合式教学的指导思想和行动指南。（二）混合式教学与“以产出为导向”的关系“以产出为导向”的教学理念，就是以培养什么样的学生作为教学目标，是人才培养方案中毕业指标点的具体体现。OBE 理念主要体现在教师根据毕业要求指标点、培养目标，从线上线下两个维度反向合理设计教学设计，从而实现预期的培养目标。因此，混合式教学也体现了以产出为导向的思想，OBE 理念与混合式教学是融为一体的，贯穿数学建模课程教学的始终。（三）混合式教学与“持续改进”的关系 OBE 理念要求教学是持续改进的，而混合式教学则体现了这一思想。混合式教学，在线上教学部分可以根据学生的实际水平推荐优质的教学资源和布置相应的任务点，线下教学则基于根据学生的线上教学反馈信息进行设计和调整。在实施每个教学案例时，并不一定按照原来的教学设计进行教学，而是动态的、持续改进的过程。因此，混合式教学体现了 OBE 理念中“持续改进”的思想，二者是融为一体、不可分割的统一体。四、数学建模课程混合式教学实践（一）数学建模课程线上教学模式实践 教师可以从课前、课中、课后三阶段实施线上教学，将线上教学融入数学建模课程教学的全过程。数学建模课程在线教学资源模块包括基础知识模块、实验训练模块和能力提升模块5。课前，教师可以借助学习通平台，整合和推荐线上优质教学资源，包括课件、视频等，并给学生布置一定量的任务点和测试题，这不仅可以让学生提前预习上课内容，还可以为教师了解学生预习情况及知识掌握情况奠定基础，便于后续线下教学的顺利开展。课中，教师可以借助学习通平台实现签到、课堂讨论、课堂互动等功能。课后，教师可以通过学习通平台为学生解疑答惑，亦可通过该平台布置课后作业、单元检测等一系列考核任务。另外，师生可以在学习通平台自由交流，弥补师生间因角色地位、个性心理等差异造成的师生、生生交流少的弊端，激发学生学习兴趣，提升学生学习数学建模的热情。线上教学消除学生学习的时间和空间的限制，充分发挥学生的自主学习，提高学生学习效率，并且极大限度激发学生学习的潜能。（二）数学建模课程线下教学模式实践 线下教学活动，可以根据线上活动的反馈情况灵活开展。数学建模课程，侧重于培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。因此，在实际开展该课程的 236 智 汇 区域治理 WISDOM EXCHANGE 线下教学活动时，重在引导学生展开讨论，或者以小组讨论形式探究如何通过数学建模解决实际问题。首先，通过发放调查问卷，向学生征求感兴趣的实际数学案例，从学生感兴趣的案例进行教学实践，从而激发学生的学习兴趣，提高学生学习的积极性。其次，根据学生线上学习掌握的反馈信息，积极作出调整教学活动的措施，从而有针对性地开展教学。再次，在线下开展教学时，每次课都安排一节小组讨论课，让学生积极参与自由讨论，体验小组合作解决实际问题的乐趣。最后，积极营造以赛促学、以赛促教、以赛促改的良好氛围。鼓励学生积极参加全国大学生数学建模竞赛、全国大学生统计建模大赛、全国大学生市场调查与分析大赛等，让学生在比赛中学习数学建模知识，在比赛中体验学习数学建模的乐趣。同时，通过各类数学建模比赛折射出教学中存在的弊端和不足，促使教师积极作出教学改革和调整，从而不断优化教学设计，不断提升教师的教学水平，不断提高教师教学质量。五、数学建模课程评价模式探索 OBE 理念是以成果导向、能力导向、目标导向的先进理念，数学建模课程的考核也应当充分基于 OBE 理念进行客观合理考核，避免单一的考核方式。基于混合式教学模式，提出贯穿整个学习过程的过程评价和终期考核相结合的学习评价机制，真正做到客观、公平、合理评价学生的整个学习过程。此外，数学建模课程评价的机制是动态的，而不是一成不变的，在真正实施过程中会根据实际情况不断修正评价模式，探索适合该课程独特的考核评价机制。（一）平时考核 数学建模课程的平时考核方式比较灵活，不拘一格、形式多样，包括课后作业、学习笔记、课堂表现等。（1）课后作业成绩主要依据学生在学习通平台的作业完成情况、任务点完成情况以及线下布置的课后作业等方面综合评定。（2）学习笔记成绩根据学生对每单元知识的梳理总结情况、笔记工整程度、条理清晰程度等方面综合评定。（3）课堂表现成绩主要根据学生签到率、课堂讨论参与度、发言积极性等方面综合评定。此外，平时成绩的考核也参考学生在学习通平台讨论问题的积极性、单元测试考核情况、小组讨论等方面综合评定，全方位考查学生的平时表现，从而避免了单一考核的弊端，真正做到让真才实学的学生脱颖而出。融入学习过程性评价，学习效果得到有效反馈，能检验学生真正的学习效果。数学建模课程作为应用性与实践性较强的课程，因此在平时考核中会充分考虑学生参与数学建模竞赛的实际情况，对于在数学建模竞赛中取得国家级、省部级奖项的学生，在平时考核中会根据学生获奖等级酌情加分。一般地，平时成绩按40%计入课程总成绩。（二）期末考核 数学建模课程期末考试采用课程论文考查的形式，要求学生在规定时间内完成课程论文。课程论文的考核由主讲教师指定一个或多个主题，学生需按照要求完成一篇完整的建模论文。课程论文主要从以下几个方面进行评价：论文摘要、论文格式及质量、选题价值及意义、模型建立、模型求解、学术水平与创新等。对于抄袭的论文，一律记分 0 分。课程论文成绩按 60%计入课程总成绩。六、结语 鉴于数学建模课程的特殊性，提出基于 OBE 理念的线上线下混合式教学模式的探索与实践。本课题先梳理了 OBE 先进理念与混合式教学的内在关系，再提出了数学建模课程线上线下混合式教学模式实践的探索，最后提出了数学建模课程考核模式的探索，既注重期末考试的考核，也注重过程性考核。基于 OBE理念的教学模式，以学生为中心、以产出为导向、持续改进的教育新理念，是 21 世纪新时代背景下的高校教育改革的必然选择。教师应当顺应时代潮流，基于 OBE 理念不断改进教学方法，为国家培养更多具有创新意识、有团队合作精神、高素质应用型人才。参考文献 1 吴自凯,张红娟.对高校数学建模课程教学的几点建议J.科技资讯,2015,13(21):250-251.2 曾庆茂,房少梅.大学数学建模课程教学的思考与改革实践J.东莞理工学院学报,2016,23(05):123-126.3 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