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摘要：目标导向教育OBE（Outcome Based Education）的核心之一是“能力导向”教育。本文以构建“能力培养为核心”研究生课程教学体系为目标，对研究生课堂教学的教学目标、教学方法、和考核评价等方面进行了探索与实践。以启发性、探究式课程教学的思想性、理论性为指导，努力推进以学生为中心的“互动交流、质疑、辩论式”课堂翻转模式。采用以老师授课为辅，学生主动学习并讲述为主，课堂在线互动，学生互评的学生自我评价模式。经过两年的教学实践证明：学生学习的主观能动性和研究能力有显著提升。对探索“课程教学在研究生人才培养中的作用”有着重要的借鉴意义。
关键词：OBE；能力导向；课程目标；课程教学；课堂翻转；自我评价
本文引用格式：余勤，等.“能力导向式”研究生课程教学的探索与实践[J].教育现代化,2020,7(56):159-163,171.
The Exploration and Practice on Graduate Course Teaching under Ability Training Oriented Education
YU Qin,LIANG Bin,WANG Jian,YANG Xiao-mei,ZENG Xiao-dong
(College of Electrical Engineering,Sichuan University,Chengdu Sichuan)
Abstract:One of the central parts of the outcome-based education is the ability training.The goal of this paper is to set up a new course teaching system which focus on ability training.an exploration and practice to the reformation of graduate course teaching has been carried on in this article.Several aspects are concerned which include:How to develop the teaching aim?How to improve the teaching methods?How to establish evaluation system?Based on the guiding ideology of the instructive and question-inquiry teaching,a new teaching mode called flipped teaching is designed which is student-centered,interactive and full of doubts and debates.The flipped teaching mode focus on initiative learning which includes literature reading and presentation,online interaction,evaluation of each other etc.After 2 year’s practice,the new teaching system showed that the learning and research ability of the students is significantly improved.The example discussed in the paper brings course teaching to an important role during the graduate student cultivation,which is instructive to other course teaching.
Key words:OBE(outcome-based education);Ability training-oriented;Course goal;Course teaching;Flipped teaching;Self-evaluation
一 概述
一直以来,传统的教学方式是施行“全课堂面授，统一考试、教师考评”三种方式结合。这种方式存在着许多缺点，如教师无法顾及到每个人的基础不同和兴趣不同。随着以“学生为中心”的教学理念的深入,OBE思想的本质是以“能力培养为核心”。要求整个教学过程要从“以教师为中心”向“以学生为中心”转变。“以学生为中心”的教育并不是要求学校和教师放纵学生、无原则地满足学生的不合理要求，更不是放开对学生的基本约束和要求，而是要求将教学目标聚焦于有利于学生未来发展这一长期目标上来，培养和激发学生终身学习的能力与激情。“目标导向”需要将培养目标转化为具体的要求从而对日常教学活动起导向作用；以“学生为中心”要求我们制定目标要围绕对学生的能力培养。所以，评价的焦点是对学生主动学习能力以及适应社会能力的评价。本文主要研究智能化促进“探究式深度学习”的教学模式以及“全过程学业评价+非标准答案考试”的评价手段，提高学习挑战度，扎实提升学生沟通交流和团队协作能力，培养学生全球胜任力[1,2]。
二能力培养的课程教学体系
OBE的主要内涵包括：有广泛被社会所知和接受的培养目标；有可支撑培养目标的、明确、可衡量的能力要求；按照培养要求安排的教学活动。能力培养体系如图1所示。
根据社会、行业、在校生的需求，我们大致可制定出本学科研究生的总体培养目标为“具备良好的政治素养和道德素养；热爱祖国，遵纪守法；诚信公正，有社会责任感。具备将来从事科研、设计、管理等各方面工作的良好身体素质、综合心理素质和团队协作能力。掌握控制科学与工程学科领域坚实的基础理论和系统的专门知识，熟练地掌握一门外国语；具有从事科学研究、教学工作或独立担负专门技术工作的能力；具有严谨求实的科研作风和工程素养”。硕士生的培养采课程学习和论文研究工作相结合的方式。通过课程学习和论文研究工作，培养学生分析问题和解决问题的能力。课程是培养目标最基本的支撑单元。学生通过课程学习除了应该掌握控制科学与工程学科领域的基本知识、技术，还应通过课程学习培养研究的基本能力和素养[3-5]。
三 课程目标的制定、落实与考核
课程目标是以教学大纲的形式体现的。制订各门课程的教学大纲，要求对培养目标的各个方面设计定量化能力要求的表征体系，并依据学生在教学进程中的实际表现开展考核评价。下面以《模式识别》课程为例说明如何实现课程目标的制定、落实与考核。
（一）课程目标的确立（制定教学大纲）
制定的课程目标与能力要求有明确的对应关系。课程目标表述要足够明确，要足以“导向”课程教学过程。课程目标以教学大纲形式固化——保证执行的规范化[6-10]。在《模式识别》课程教学中，依据培养方案所给的能力要求，确定了本课程的4个教学目标，如表1所示。
（二）教学手段的改进
课程目标确立后，教学过程的关键是解决“课程如何实现对课程目标的支撑？”。能力导向式学习的目的是调动学生“积极主动学习”。关键在于良好的教学设计和有效的考核。教学设计的原则是“能力的培养贯穿整个教学过程”。在《模式识别》课程教学中，为适应能力培养各个方面的要求，我们在总学时不变的情况下，减少了教师理论授课时间，加大了学生参与讨论并做讲解的时间。讨论的题目覆盖了几乎主要的教学内容。除了进行基础性的识别算法仿真演示讲解、还设置了一些有较高难度需要学生自行设计算法的设计性仿真实验。强调仿真程序的可读性、规范性，要求变量、语句加注释，程序思路要有说明等，使学生养成良好的编程习惯。为了达成课程目标，我们的课程教学采用了多种教学手段。包括：课堂老师讲解；学生自行阅读文献并进行小组讨论；算法仿真作业；PPT形式的课堂讨论等。采用在线互动工具辅助教学，用于学生上课签到、课堂在线练习、学生在线评分等。老师只讲授相关基础知识点，学生围绕基础知识点自我扩充相关知识领域，以组为单位参与讨论并使用PPT讲述自己的观点和质疑，进行课堂讨论，由全体同学参与小组表现的实时在线评分。在实施教学的过程中，授课环节由老师通过对模式识别相关内容进行大致的讲解以及与学生之间的互动实现，使得学生对模式识别基本概念和有了大致的了解。通过老师的讲授使学生获得的知识成为了一种手段，老师没有把知识变成不动的、死的“行装”，而是使它们在学生的探索中获得。研究生层面的学生必须在阅读大量论文的前提下才能够真正找到自己感兴趣的领域并进行研究创新。所以，自主学习能力，分析能力和创新能力的培养离不开高水平文献阅读及理解。以小组为单位进行文献阅读及讨论环节是一种综合性的能力培养，涉及到学生的自主学习能力、团队协作、PPT制作、论文语言翻译、文献索引能力、算法实现能力、编程能力等各方面。5～6人一组，实行组长负责制。组员之间必须有明确的和实质性分工，其中每位同学必须有一定的工作工作量。学生的个人能力经由团队的合作来体现，组内的学生能力强弱互补，团队的力量体现在学习能力强的人会带动基础薄弱的学生一同进步，这种讨论合作式的教学方式是课程教学改革的重要方面。在几次大型的文献阅读报告中，通过老师预先布置学习任务，学生分组讨论和合作完成论文阅读，对文献中的原理及思想进行讨论交流，同时与老师课堂上讲过的知识点进行联系总结，最终撰写报告，提交学习心得。其中，PPT报告是小组合作中的核心工作之一，要求学生将论文内容体现在PPT上，展现给台下的同学和老师，所有同学和老师都可对讲解的内容提出质疑，全体同学及老师进行“疑义相与析”，加深对相关原理的理解。使得学生的课堂更加丰富多彩。本环节的主要培养学生的交流能力和表达能力，使学生在讲台上得到锻炼，为以后毕业答辩环节提供一定的心理支撑。此外，PPT制作技能是研究生层面的学生必备的技能之一，PPT制作伴随着研究生甚至是博士的大部分时光，包括作业汇报、期中期末作业、论文答辩甚至是找工作、项目介绍等等都会涉及到，所以PPT报告是一种必备的基础性的技能。该教学环节提供了一种不错的锻炼此技能的机会。通过该环节，让学生真实体会到他们的很多意见建议看着很有想法，可在现实中却不具备可行性。识别算法的仿真是课程教学中培养学生的计算能力和创新能力的手段之一。在此过程中，学生将学过的理论知识与实践相结合，通过对相关识别算法基于MATLAB的实现，提高了学生的分析计算能力，加深了对理论与原理的理解。学生基于自己对阅读文献的理解并用代码去实现别人的成果并加以改进，这是一种寻找自己的研究方向的一种很好的途径。很多学生就是在复现别人的算法时发现了问题并加以改进发表了自己的论文，所谓站在巨人的肩膀上，不外如是。用算法代码复现论文的结论或运行结果是对个人综合能力的培养。这些能力包含：数学计算能力、语言理解能力、模型设计能力、函数解析能力、代码编程能力、问题反馈修正能力等等。故此环节是有效培养学生综合能力的教学方式之一。多种教学方式的采用增强了教与学之间的互动性，活跃了课堂气氛，改变了过去由教师讲授的“单声道”方式。通过多种方式训练学生拓展思维，勤于思考，让学生从“等人来教”的被动学习态度转变为主动去挑战并寻求解决问题的方案，在主动克服一个又一个困难的同时，学习能力有了很大的提升。期末的教学调查显示了同学们对整体课程教学方式的认可。如表2所示。
在课外，课程老师建立了课程讨论的QQ群，对学生在网络上提出的质疑进行交流，及时解决了他们学习中的难点，拉近了师生距离，提高了学生的学习积极性，取得了良好的教学效果。切实体现了“以学生为中心”的教旨[11-15]。
（三）考核及评价
良好的教学模式调动了学生的“学”，但更要确保学生能“学到”。因此，有效的考核是必须的。课程考核的设计原则是“围绕课程目标，依据教学环节逐项考核”。即：所有课程目标均有适当的考核方式，每一项考核均有明确的评分标准，考核权重与教学内容相匹配。在《模式识别》课程教学中，我们采用“全过程学业评价+非标准答案考试”的形式。具体为：平时过程考核（占50%）+期末考核（占50%）。课程期末考核包括客观题和主观题。客观题基本覆盖各章知识点，题型多样，综合考察了学生对模式识别基本知识点的掌握情况。主观题要求学生为具体的工程应用提供解决方案。不设置标准答案，只要学生能够提供合理的解决方案即可。
平时考核注重过程考核，其构成和占比（以占平时成绩比例描述）为：文献阅读考核（70%）+算法仿真实现考核（30%）。文献阅读考核针对每一次文献阅读及讨论环节进行小组评分。注重考核学生的综合能力。成绩由教师评分、同学互评二部分组成，分值一般按5:5分配。教师评分主要针对小组提交的学习报告进行评分，针对报告的内容、书写排版、条理性、代码风格、算法设计及创新性进行小组评分。学习报告中需给出本次学习中的各位同学的分工及贡献度，教师依此给出项目组中每位同学的得分。细则如下：组长的得分：1.05*小组得分；其它小组成员按组内贡献度降序排序，以小组得分为基准分，按贡献度顺序依次递减2分;没有按要求给出组内分工及贡献度的小组，其所有小组成员的得分均为：0.9*小组得分;组内贡献度低于10%，该部分成绩系数为0.1;同学互评是这一环节的亮点。主要针对讲述（presentation）部分评分。首先各组随机选人进行答辩，答辩需准备PPT，答辩时间限定在10~15分钟（其中讲述时间不能超过10分钟）；讲述后，教师和同学可以提问，并指定组内某位人员进行回答。答辩完成后，每位同学从关键概念讲述、组织能力（尤其是语言组织能力）、讲述技巧、问题回答情况、PPT质量共5个方面进行考核，如图2所示。
详细的评分标准如表3所示。
算法仿真实现注重考核学生的动手能力，从程序正确性及运行结果（70%）、程序风格（10%）、分析总结（10%）、报告格式（10%）等方面给出了详细的评分标准。例如，程序正确性及运行结果这一项的评分细则为：程序有严重错误无法运行的给40分；没有提交m文件但有源代码及运行结果报告的最多得70分；只有源代码但可运行的得60分；没有源代码也没有运行结果报告得0分；第2份雷同的在第1份基础上打8折，第3份雷同的在第1份基础上打7折，依次类推。
（四）问题及改进
在完成“能力培养为核心”的教学体系建立的正向过程之后，另一个关键是建立持续改进的措施以推进这种教学体系不断完善。持续改进是指课程依据学生反馈的问题，每学年改进教学环节。例如，通过教学调查，有部分同学反映模式识别课程内容理论性较强，涉及的交叉知识较多，数学公式和分析较为复杂，难以学懂。部分原因是由于相当一部分学生没有学习过模式识别的先修课程，也没有下苦功夫在学习模式识别课程以前就做好相关准备，虽然老师在开课前会将授课PPT发送到QQ群里面供学生提前预习，但是部分学生基本上不预习，故导致了这些学生上课无法听懂。针对学生的这一问题，今后拟对这一环节加强完善，比如要求学生上课前做一些预习笔记发送至老师邮箱，这样第二天的教学，老师会有针对性讲解，学生会带着问题来听课。在课堂讲授中，提供2至3次的持续10分钟的课堂提问环节，利用雨课堂实行课堂练习，通过对于问题答案的汇总掌握学生的学习情况。对于小组合作论文阅读这一环节，针对学生反映的论文难度水平高，有些很难读懂，而且准备时间不足，导致学习准备不充分等问题，拟增加对难度进行评判环节，难度水平由低到高逐渐提升。对于专业英语不过关、四六级不好的学生来说，读IEEE水平的文献很难，可以考虑适应性和渐进性，不可揠苗助长[12]。
四 结束语
通过对以“能力培养为核心”的课程教学体系的探索，我们领会了“以学生为中心”的理念并且在教学环节中实践了这一理念。想方设法把学生推到前台，让学生改变学习思维，从“等人教”的弱智学习思维转变为“主动学”的强者学习思维。注重培养学生的学习能力。同学相互评分这一新颖的考核手段要求学生要诚实，不打感情分，对呈现出来的演讲进行客观公正的打分，对学生人格的培养有着积极的作用。增加贡献度指标能够使得小组内部成员相互学习相互促进，争取拿到满意的贡献度，极大的提高了学生的参与感和团队协助能力。有效地培养学生们的团队合作精神。我们针对核心课程，关键环节进行“局部改革、探索”，希望由点到面向更多课程、更多专业“辐射”。
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