基于OBE理念和专业认证背景下的工科院校传统数学基础课程改革与探讨

曾 莹

（湖北工业大学理学院 湖北·武汉 430068）

随着中国经济和社会结构的不断调整与优化，社会热点的不断更新，人工智能，大数据等新一代的工业革命已经拉开了序幕，对高等教育人才供给提出了更高的要求，对于以往全国统一教材，统一难度，造成的高等人才同质化问题，从而对一般院校毕业生来说，就业困难，就业质量不高，理论学习上不如重点院校的学生，应用上又不如一般普通高职院校学生，处于一种非常尴尬的地位。所以，为了切实提高人才培养力度，让我们的学生真正的强大起来，我们需要引进新的理念，真正的以学生出发，建构新的教育改革，特别是近年来，各大高等院校都对各个专业进行了专业认证，提出要对专业进行区别性教学，这对我们高等数学基础课教师提出新的挑战，当然也更是新的机遇。

从成果出发的成果导向理论（Outcome-Based Education）是由美国学者WillianG.Spady在1981年提出来的，是指以预期学习成果为目标，明确用人单位需求，组织开展教学活动，从而评估学习结果，这样可以促进学生更有效的学习，简称OBE教学模式。它主要关注以下这五个问题：第一，想取得什么样的学习成果目标；第二，为什么要取得这样的学习成果，也就是需求；第三，到底如何取得这样的学习成果，也就是过程；第四，如果保障取得这些学习成果，也就是进行改进。OBE理念的特色在于以结果为导向，所有的教育设计，内容和活动都以预期的学习结果为最终评价目标，那么在整个教育活动中不断的向着目标靠近，进行持续改进，最终实现学生的知识和能力需求，从而完成对学生的学习成果评价。当然，在实施过程中把握一定的原则：第一，教学活动要聚焦于最终的成果，也就所有的教学活动要能以最终的成果进行展示；第二，教学活动要以灵活的方式满足学生学习的需要，那么教师就需要制定相应的标准，给予学生更大的学习挑战，激起学生的学习兴趣；第三，以学习成果为起点，对整个教学活动进行反向设计，开展相应的教学活动。所以，可以这样认为，基于OBE理念的教学，作为教师更应该清楚知道学生最终需要达到什么样的学习成果，如果在整个教学过程中既要强调学生的主体地位，又要不断的引导学生进行自主思考，从而培养学生自主学习能力。

而工程专业认证的目的正好是为了相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证，其核心就是确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价，这恰恰与OBE教学理念不谋而合。专业建设是高等本科教学的基础和核心，当然也是高等院校内涵发展的要素。随着2007年专业认证工作的启动，高等院校的工科类各大专业都正式进入了专业质量认证阶段，而以学生为中心，以目标为导向，进行持续专业建设，这些基本理念，在创新人才培养的背景下，更是专业认证的首要基本原则。只有坚持以学生为中心的目标导向，不断进行课程体系的构建完善，不断改进课堂教学方式与方法，才能真正的促进创新人才的培养，真正的提升本科教学的针对性和人才培养质量。

而在整个工科专业课程体系中，高等数学课程处于极为重要的地位，培养学生良好的数学素养和能力是高等院校工科学生专业学习的必然要求。因此，如何进行探索构建工科专业数学课程体系是十分有必要的，特别是在普通应用型高校建设中，工科专业数学课程体系的改革显得更加重要。我们可以通过对数学课程体系从专业认证的角度不断进行改革与完善，这样不仅可以促进工科专业能力的培养，更可以明显的进一步提高工科专业学生的创新能力。而创新能力的提升，正是数学学习的目标之一。

而高等数学作为一门工科的学科基础课，传统的“课堂讲授”模式主要是对学生逻辑思维训练和计算能力的培养，注重对学生系统化知识的传输，显然这种教学模式对学生的应用数学能力培养是远远不够的，更不适合在工程教育专业认证背景下各工科专业的对高等数学的需求。比如如果将数学专业知识用于解决复杂的工程问题，如果应用数学基本原理研究，识别，分析复杂的工程问题，从而获得有效结论。显然，高等数学是工科人才培养的重要组成部分，但在教学实践过程中，我们也发现了以下几个问题：比如，高等数学如果采取统一教材模式，与专业课衔接不紧密；由于缺乏工程专业背景教学，没有实例分析，造成工程教育与数学教育严重脱节；教学模式单一，教学评价标准单一，教学空间有限，教学信息量小，效率低，忽视学生的主动性和创造性，主要采用满堂灌的模式，教学效果一直不理想等缺点，显然已经不再适应新时代学生的学习需求，而目前的评教体系却让教师们缺乏改革的动力等等。

针对以上问题，我们做出了以下的改革和探讨：

（1）按照不同工科专业实际的理论及技术需求，既然是分专业分类培养，就应该首先从教材出发，研究出适合不同工科专业的课程体系，特别是如何将高等数学的例题和工程教育背景相结合，使学生能够充分认识为什么要进行高等数学的学习，而不是一味的觉得数学学习困难，而盲目的放弃。我们可以以知识为基础，从专业出发，运用OBE理念，可以通过案例为载体，对总体进行要求，收集和加工分析，让学生学有所用。当然，这种高质量的案例的收集和编写都不容易，需要对教师的知识能力提出更高的要求，所以需要长时期的案例选题，搜索，撰写，应用，更新和修改，针对不同的专业，逐步建立案例资源库，这对学校和教师们都提出了更高的要求与挑战。

（2）专业认证中的工程教育模式都要求教师具有工程实践经验，而高等数学教师多半都是数学系毕业，一般没有工科知识的系统学习。所以鼓励高等数学教师学习一定的工科知识，进行自我提升专业实践教学能力和应用技术开发能力，从而使教师在数学教学上对工科背景的应用不再停留在书本上，鼓励教师多交叉学习，多思考探索，这样培养出来的学生才是真正放眼世界，才能真正担负起国家重任。我们可以鼓励教师按照学校的工科专业特点分成相应的教学团队，选派教师们带着自己的问题深入企业和专业学院学习工程知识，并且采用集体备课模式，在开展教研活动时选择高等数学知识点构建与专业相结合的例题。从实践中来，到实践中去。以往高等数学教学中课时紧，任务重，教师只能面面俱到，学生学习也如蜻蜓点水，基础不扎实，更谈不上专业应用。而一旦有了OBE理念为指导，比如我们可以结合专业人才培养目标，不同专业选取不同的知识模块作为高等数学的教学内容。比如在化工材料类专业我们主要侧重一元和二元微积分学，而纯化学类专业我们对于常微分理论就要进行深入讲解，而对于电类专业对于无穷级数，傅里叶变换和拉普拉斯变换就要仔细讲解，对于计算机类专业我们可以增加集合论，数学建模，还有计算方法这些模块，充分考虑学生的专业需求，让学生形成不同的知识体系，为他们专业课的学习打下牢固的基础。再比如纺织类专业，在高等数学教学过程中可以加入纺织品设计中所需要的运筹规划和统计分析，利用高等数学学科特有的综合分析和解决问题的思维能力，让学生也充分认识到学习高等数学的重要性，而不是传统意义的计算和证明。

（3）从教学方法上讲，可以把数学建模的思想融入到教学工程中，从而教会学生分析问题的基本思路和方法，启发学生思考，培养学生自主建立数学模型并分析解决实际问题的能力。在教学过程中，充分以学生为中心，以学生能力产出为导向，我们可以充分利用互联网的资源，多媒体，慕课，微课等辅助教学手段，建立起个性化，专业化高等数学精品在线课程网络平台，并且利用钉钉，QQ等工具进行网络教学和网络答疑，不完全依赖于网上教学，但又充分利用网络教学的优势，构建互联网+线上线下混合式教学模式，真正的打造线上线下属于不同专业的个性化金课，从而弥补线下教学中学生常常找不到教师的缺憾，克服时间和空间的限制，最大限度的提高教学效果。当然为了提高上课的听课效率，利用现代化科技手段实施教学，吸引学生注意，让学生从低头一族变成抬头一族，同时也要求学生上课一定要带好纸和笔，传统数学教学模式的优势也要充分利用起来，教师对学生可以启发式的不断提出问题，让学生动笔计算和思考。

（4）建立多维度教学评价方式，从而体现持续改进的先进理念。由于工科专业的特殊性，不同专业应该根据不同标准进行分类教学评价，这需要教育部门为不同专业的不同数学内容确定不能的评价方式和评价标准，从而使评价更符合专业学习和发展的需要。所以我们应该根据培养目标和与之匹配的模块的具体要求进行多维度评价。比如我们以往主要是以期末成绩作为评价标准，那么现在如果提出OBE理念教学工作，就需要将过程性评价的比例提高，更重视过程性评价的作用，比如我们可以把表现型评价和期末考试测验相结合，更重视在教学工作中学生所表现出来的专业能力，对学生做出发展性评价。在这一方面，我们也可以根据专业认证的要求，对不同专业做出不同的评价体系标准，比如对于一些专业对数学教学内容要求较深，要求比较全面，那么我们可以提高终结性评价的比例，更注重期末考试，而对于一些对数学内容要求不高，更加注重使用价值的一些专业来说，可以提高过程性评价的比例，鼓励学生在学习过程中应用所学知识，体会数学的乐趣。

当然，无论是教育教学理念的彻底更新，还是从高等数学教师专业素质出发，提高教师的教导能力，需要做的工作还很多，我们需要面向整个教师队伍建立以OBE成果理念为导向，以专业认证为目标的科学合理的教师教学考核评价体系，让每位教师都能够自主明确的明白自己的努力方向，并且通过团队合作建设实现教师队伍的优化。

总而言之，建立符合专业发展的可持续改进的数学课程体系已经成为当前高等院校工科专业数学教学改革的当务之急，只有不断让教学工作适应社会的发展，才能培养出适应社会发展，具有终身学习能力的应用型高素质人才。