關鍵詞:成果導向;離散數(shù)學教學;課程教學改革;計算機科學與技術專業(yè)
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A
文章編號:1009-3044(2025)03-0118-03 開放科學(資源服務) 標識碼(OSID) :
0引言
離散數(shù)學作為計算機專業(yè)的基礎課程,在培養(yǎng)學生的邏輯思維和創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著至關重要的作用。然而,傳統(tǒng)的離散數(shù)學課程教學存在一些問題,例如教學內(nèi)容與實際應用脫節(jié)、學生缺乏學習興趣、教學評估方式單一等。這些問題在一定程度上影響了課程教學質(zhì)量和學生的學習效果[1-2]。
為了解決上述問題,近年來,成果導向教育(Outcome-Based Education,OBE) 理念逐漸被引入高校教學中。OBE強調(diào)以學生為中心,關注學習成果的達成,通過設定清晰的學習目標、設計有效的教學活動以及構建多元化的評價體系,促進學生在知識、能力和素質(zhì)方面的全面發(fā)展。
基于OBE理念,本文探索構建了一種新的離散數(shù)學課程教學模式,并對其有效性進行了實證研究。該教學模式主要包括以下幾個方面:
1) 明確以學生為中心的課程目標,將知識傳授與能力培養(yǎng)相結合;
2) 優(yōu)化教學內(nèi)容,突出應用導向,加強理論與實踐的聯(lián)系;
3) 創(chuàng)新教學方法,采用多樣化的教學手段激發(fā)學生的學習興趣,如案例分析、小組討論、項目實踐等;
4) 改革考核方式,注重過程評價,將學生的學習過程納入評價體系,如課堂參與、作業(yè)完成情況、項目成果等[3-4]。
本研究以安徽三聯(lián)學院計算機科學與技術專業(yè)的240名學生為研究對象,將他們隨機分為實驗組和對照組。實驗組采用基于OBE的教學模式,而對照組則采用傳統(tǒng)的教學模式。通過問卷調(diào)查、學習成績分析等方法,對兩組學生的學習效果進行了對比分析。研究結果表明,與傳統(tǒng)教學模式相比,基于OBE的教學模式能夠顯著提高學生的學習興趣、理論知識掌握水平、問題解決能力和創(chuàng)新實踐能力。
本文的研究結果表明,基于OBE的離散數(shù)學課程教學模式能夠有效提升教學質(zhì)量和學生的學習效果,為離散數(shù)學課程教學改革提供了一種新的思路。
1 成果導向教育理論框架
本研究構建了一個以學生能力為本位、聚焦知識與技能融合的成果導向教育理論框架,用于指導離散數(shù)學課程教學模式的創(chuàng)新。該框架強調(diào)明確的課程成果目標、多元化的教學策略和活動以及科學的評價體系。
1) 明確課程成果目標。根據(jù)計算機專業(yè)人才培養(yǎng)目標和工程教育認證要求,本研究制定了離散數(shù)學課程的具體學習成果目標,如邏輯推理能力、抽象建模能力、算法設計能力等。
2) 設計多元化的教學策略和活動。為了幫助學生達成預期的學習成果,本研究采用了一系列教學策略和活動,包括:
①以學生為中心的教學方法:如翻轉(zhuǎn)課堂、案例分析、小組協(xié)作項目等,鼓勵學生主動參與學習過程,并進行深度思考。
②基于現(xiàn)實情景的模擬演練:將離散數(shù)學知識應用于解決實際問題,如密碼學、電路設計、人工智能等,幫助學生理解理論知識的應用價值。
3) 構建科學的評價體系。為了全面評估學生的學習成果,本研究構建了一個多維度、過程性的評價體系,包括:
①動態(tài)評估系統(tǒng):記錄學生的學習過程數(shù)據(jù),并進行實時反饋,以便及時調(diào)整教學策略。
②模塊化課程設計:將課程內(nèi)容劃分為多個模塊,每個模塊有明確的學習目標和評價標準,并根據(jù)學生的學習情況進行動態(tài)調(diào)整。
③案例分析和研究報告:通過案例分析和研究報告,評估學生應用離散數(shù)學知識解決實際問題的能力。
2 離散數(shù)學課程現(xiàn)狀分析
在深入研究離散數(shù)學課程的教學模式現(xiàn)狀時,我們采取了數(shù)據(jù)驅(qū)動的分析方法,涉及對大量課堂互動記錄的采集與評估。特別針對課程中存在的難點和學生認知障礙,設計了一系列有針對性的措施,包括開發(fā)一個覆蓋多個學習模塊的檢測系統(tǒng),能夠及時反饋學生學習狀況,并通過算法調(diào)整學習內(nèi)容的難度。每個模塊設置不同難度等級的問題,以確保所有學生都能在理解的基礎上有所挑戰(zhàn)。
我們以智能化教學平臺為載體,并在該平臺內(nèi)集成了先進的教學資源管理系統(tǒng),支持自動化的課程內(nèi)容更新和學習進度跟蹤。課程教學內(nèi)容被設計成由多個獨立單元組成,其中每個單元提供不同主題的細分內(nèi)容,旨在通過遞進式學習,促進學生逐步掌握復雜概念。為了減少學生在理解抽象數(shù)學概念時的心理負擔,加入了一系列虛擬教學助手,利用人工智能技術為學生提供及時的反饋和個性化的解答[5-6]。
在建立課程框架時,我們的研究團隊采集了來自3 個不同學校的共計600名學生的學習行為數(shù)據(jù)。通過機器學習算法對這些數(shù)據(jù)進行模式分析,確定了影響學習效果的主要因素,并據(jù)此優(yōu)化了教學策略。在實證研究環(huán)節(jié),采用交叉驗證的統(tǒng)計方法對改進后的模型進行了評估,結果顯示,學生的考試成績和課堂參與度明顯提高,且對復雜問題的解決能力有所增強。
為了確保研究成果的實用性和推廣性,我們在論文中詳細描述了課程設計的每一步驟,包括內(nèi)容選擇、教學方法的創(chuàng)新以及評價標準的制定。教學內(nèi)容的設計遵循由淺入深的原則,既有助于構建學生的基礎知識框架,也保留了課程的挑戰(zhàn)性和趣味性。實驗室環(huán)境設置考慮到了模擬真實情況,以確保數(shù)據(jù)收集的可靠性。
通過這種創(chuàng)新的、以成果為導向的離散數(shù)學課程教學模式,旨在解決長期以來抽象概念難以教授和學習的問題,同時提升學生解決實際問題的能力。本文研究不僅提供了一個有效的解決方案,而且為教學模式創(chuàng)新建立了新的基準,特別是在處理那些需要高度邏輯思維和抽象推理能力的學科領域[7-9]。
3 教學模式創(chuàng)新實踐與評價
在離散數(shù)學課程的教學模式創(chuàng)新中,制定教學計劃是核心起點。圍繞成果導向、任務驅(qū)動的宗旨進行課程定位,課堂內(nèi)容和教學方法按照這一策略設計,遵循了明確的高校課程教學示意圖,確保方法和目標的一致性。針對不同教學單元,教師需要傾注力量在開展富有創(chuàng)新性的教學活動上,包括課堂互動和項目實作,使學生在真實的問題解決過程中提升解析能力和批判性思維。
同步開展的是嚴密的教學評價,包括階段性考核和持續(xù)性反饋收集。一方面,這些評價機制促使學生全程參與教學流程的每一環(huán)節(jié),確保學習成果的達成度;另一方面,教師也通過這一閉環(huán)反饋系統(tǒng),準確地獲取教學實施的效果信息,及時調(diào)整教學策略和內(nèi)容,為教學模式的迭代提供數(shù)據(jù)支持,這是教學模式改進中不可或缺的環(huán)節(jié)[10-11]。
在整個課程教學模式創(chuàng)新實踐中,引入了閉環(huán)改進機制,確保教學內(nèi)容與學生發(fā)展需求實時對接,最終達到教學相長、成果顯著的效果。實地應用這一創(chuàng)新模式的經(jīng)驗表明,它對促進高校教育質(zhì)量的提升產(chǎn)生了積極影響。每一步驟的連貫性與課程目標的緊密結合,構成了理論和實踐相輔相成的完整系統(tǒng)。
課程的實施效果經(jīng)過一學期的跟蹤評估,顯示出學生在邏輯思維、問題分析及解決能力方面有顯著提高。經(jīng)過教師與學生的密切協(xié)作與定期反饋,明確了成果導向、任務驅(qū)動、閉環(huán)改進的教學模式在現(xiàn)實教育實踐中的具體應用路徑和效果。
綜上所述,此次離散數(shù)學教學模式的改革,在確保教學深度和難度的同時,提出了一套富有信息密度、明示具體操作方法和步驟的系統(tǒng)方案。數(shù)據(jù)顯示,該模式對學生的學習成果產(chǎn)生了正面影響。教學內(nèi)容與實際案例的結合,以及成果導向、任務驅(qū)動、閉環(huán)改進的高職課程教學模式,均為現(xiàn)代教育模式創(chuàng)新提供了參考實踐[12]。
4結束語
通過對離散數(shù)學課程采用成果導向教學模式的創(chuàng)新研究實踐,可以看出該模式對于提高學生的學習興趣和專業(yè)能力具有顯著效果。傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學模式已難以適應創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需求。而成果導向教學通過設置具有挑戰(zhàn)性和應用價值的課程項目,引導學生在完成項目的過程中主動建構知識、培養(yǎng)能力,有效激發(fā)了學生的學習熱情。學生通過小組合作、討論交流等方式,不僅加深了對課程知識的理解,還鍛煉了溝通表達、團隊協(xié)作等綜合素質(zhì)。
同時,成果導向教學也對教師提出了更高的要求。教師需要精心設計能夠體現(xiàn)課程核心知識和能力的項目任務,并在教學過程中加強引導和督促,確保項目能夠順利完成[13]。此外,教師還要根據(jù)項目完成情況進行過程性評價,并將這一評價與期末考試等終結性評價相結合,形成科學合理的課程考核體系[14]。這就要求教師不僅要具備扎實的專業(yè)知識功底,還要掌握先進的教學理念和方法。
總之,將成果導向教育理念應用于離散數(shù)學課程教學改革,有利于推動課程教學從“以教為中心”向“以學為中心”的轉(zhuǎn)變,充分調(diào)動學生學習的主動性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力和問題解決能力。同時,這種改革也對教師提出了挑戰(zhàn),需要教師與時俱進地更新教育教學理念,不斷提升教學設計與實施水平。在今后的教學實踐中,還需要進一步豐富項目內(nèi)容,優(yōu)化考核評價機制,建立完善的教學質(zhì)量保障體系,以促進離散數(shù)學課程教學模式的持續(xù)創(chuàng)新和改進。