基于OBE驅(qū)動的高效混合教學(xué)模式研究

楊紹明 章家立 郭贊如 彭家喜 查文玲

摘? 要：該文研究如何將OBE（成果導(dǎo)向教育）教育理念與混合教學(xué)模式進(jìn)行有效融合。首先基于OBE理念反向重構(gòu)課程的教學(xué)目標(biāo)，然后以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，融入科研項目、競賽項目和企業(yè)項目等內(nèi)容設(shè)計豐富合理的課程內(nèi)容;為了有效實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，構(gòu)建起以學(xué)生為中心、以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向、線上與線下深度融合的高效混合教學(xué)模式。以該校高分子材料與工程專業(yè)的《分析化學(xué)》學(xué)科基礎(chǔ)課為例，基于OBE驅(qū)動的高效混合教學(xué)模式有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自主性和效果。

關(guān)鍵詞：OBE驅(qū)動? 混合教學(xué)模式? 分析化學(xué)? 高分子材料與工程

中圖分類號：G642.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）02（b）-0147-05

Research on High-efficiency Mixed Teaching Model Based on OBE Drive

——Taking Analytical Chemistry as an Example

YANG Shaoming? ZHANG Jiali? GUO Zanru? PENG Jiaxi? ZHA Wenling

（School of Materials Science and Engineering， East China Jiaotong University， Nanchang， Jiangxi Province， 330013? China）

Abstract： This paper studies how to integrate the OBE （result-oriented education） education concept with the mixed teaching model. Firstly， based on the OBE concept， the teaching objectives of the course are reconstructed in reverse. Then， based on the content of the textbook， the contents of scientific research project， competition project and enterprise project are integrated to design rich and reasonable course contents. In order to achieve the teaching goal and contents effectively， a student-centered， achievement-oriented， online and offline mixed teaching model is constructed. Taking the subject foundation course of analytical chemistry of polymer materials and engineering in our university as an example， the OBE driven mixed teaching model effectively improves students' learning enthusiasm， autonomy and effect.

Key Words： OBE drive; Mixed teaching model; Analytical chemistry; Polymer materials and engineering

工程教育專業(yè)認(rèn)證（簡稱“工程認(rèn)證”）是指專業(yè)認(rèn)證機構(gòu)對高校的工程類專業(yè)教育進(jìn)行的專門性認(rèn)證。工程認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障，是工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的“通行證”。2020年7月21日發(fā)布的《教育部高等學(xué)校教育教學(xué)評估中心 中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會關(guān)于發(fā)布已通過工程教育認(rèn)證專業(yè)名單的通告》中指出，截至2019年底，全國共有241所普通高等學(xué)校1 353個專業(yè)通過了工程教育認(rèn)證。自2016年我國成為《華盛頓協(xié)議》的正式成員以來，工程認(rèn)證得到快速發(fā)展，為我國工科人才的培養(yǎng)和專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的提高起到了指導(dǎo)性作用?！耙詫W(xué)生為中心、以目標(biāo)為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”是工程認(rèn)證的核心理念，也是高校在工科專業(yè)教育中必須遵守的指導(dǎo)思想和原則。

OBE（Outcomes-based Education），即成果導(dǎo)向教育，亦稱目標(biāo)導(dǎo)向教育、能力導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育，是以學(xué)生為中心、以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)為導(dǎo)向的教育理念，它注重學(xué)生實際工作能力，以學(xué)生未來的學(xué)習(xí)成效為起始點，分析其應(yīng)有的核心素養(yǎng)去做合理的回溯性設(shè)計。OBE與工程教育的發(fā)展要求吻合，是目前工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的核心理念之一。近年來學(xué)者對OBE 教育理念在高等教育中的作用研究大部分還停留在理論層面，對于如何用OBE理念指導(dǎo)大學(xué)課程教學(xué)設(shè)計的實踐研究非常薄弱。

混合教學(xué)模式將“在線課堂”和“線下課堂”學(xué)習(xí)進(jìn)行雙重結(jié)合，能更有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)在動力，更好地提高學(xué)生在教學(xué)活動中的主動性和參與度?；旌辖虒W(xué)模式在國內(nèi)外高等教育領(lǐng)域獲得了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，如教學(xué)模式描述、教學(xué)方法設(shè)計、實證研究等。但混合教學(xué)實踐中普遍存在互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)教學(xué)的表面整合，實際教學(xué)效果遠(yuǎn)沒達(dá)到預(yù)期。如何結(jié)合課程特點和畢業(yè)要求，有針對性地對教學(xué)資源、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)組織等進(jìn)行設(shè)計，通過線上和線下課堂深度融合，提高混合教學(xué)效果，是當(dāng)前亟待解決的問題。

《分析化學(xué)》是化學(xué)、高分子材料與工程、材料科學(xué)與工程、環(huán)境工程類專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課，是理論與實際結(jié)合非常緊密的實用性課程。該文以該校高分子材料與工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課《分析化學(xué)》為例，研究如何將OBE教育理念與混合教學(xué)模式進(jìn)行有效融合，先基于OBE理念反向重構(gòu)《分析化學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo)，針對預(yù)期學(xué)習(xí)成效，在教材內(nèi)容基礎(chǔ)上融合科研項目、競賽項目和企業(yè)項目等素材對課程教學(xué)進(jìn)行合理設(shè)計，構(gòu)建起以學(xué)生為中心、以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向、線上與線下深度融合的高效混合教學(xué)模式。

1? 基于OBE反向設(shè)計《分析化學(xué)》課程教學(xué)目標(biāo)

課程目標(biāo)相當(dāng)于一門課程的總指揮棒，《分析化學(xué)》課程傳統(tǒng)教學(xué)方式下課程目標(biāo)的設(shè)定是以大綱和教材規(guī)定目標(biāo)為目標(biāo)，重知識輕能力，這與當(dāng)前工程教育專業(yè)認(rèn)證重能力、重應(yīng)用的要求相悖。因此，基于OBE教育理念，從畢業(yè)要求出發(fā)，即從學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和學(xué)生所應(yīng)具備的能力出發(fā)，反向設(shè)計《分析化學(xué)》課程教學(xué)目標(biāo)研究具有重要的意義。具體內(nèi)容如下。

1.1 確定課程與畢業(yè)要求指標(biāo)點的關(guān)系

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證中的畢業(yè)要求指標(biāo)，梳理出《分析化學(xué)》課程能支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點，明確課程與畢業(yè)要求指標(biāo)點的對應(yīng)支撐關(guān)系。如該校高分子材料與工程專業(yè)適應(yīng)工程認(rèn)證要求，為了有效支撐培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，制定了“工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團(tuán)隊、溝通、項目管理、終身學(xué)習(xí)”的12條畢業(yè)要求一級指標(biāo)點。根據(jù)《分析化學(xué)》的主要課程內(nèi)容為分析化學(xué)（化學(xué)分析）的基本理論和主要分析方法出發(fā)，將《分析化學(xué)》課程歸屬于支撐“問題分析”畢業(yè)要求中的“能夠針對復(fù)雜工程問題，利用數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、化學(xué)、及材料科學(xué)等相關(guān)知識進(jìn)行識別和表達(dá)”二級指標(biāo)點。

1.2 反向確立課程目標(biāo)

根據(jù)課程特點，將其所需要支撐的“能夠針對復(fù)雜工程問題，利用數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、化學(xué)以及材料科學(xué)等相關(guān)知識進(jìn)行識別和表達(dá)”二級指標(biāo)點，結(jié)合課程內(nèi)容反向確立課程目標(biāo)，用課程目標(biāo)分別支撐畢業(yè)要求二級指標(biāo)點。根據(jù)上述程序，確定該校高分子材料與工程專業(yè)的《分析化學(xué)》課程的課程目標(biāo)，具體內(nèi)容如下。

目標(biāo)1：能熟悉分析化學(xué)的任務(wù)、作用和分類;能掌握定量分析中的誤差和偏差、分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理、有效數(shù)字及運算規(guī)則;能掌握重量分析的基本原理、結(jié)果計算和應(yīng)用。

目標(biāo)2：能熟悉滴定分析的基本概念;能掌握四大滴定（酸堿滴定、配位滴定、氧化還原、沉淀滴定）的基本原理，終點指示方法、結(jié)果計算和應(yīng)用。

目標(biāo)3：能熟悉四大滴定和重量分析法在材料分析中的基本應(yīng)用。

2? 基于OBE反向設(shè)計《分析化學(xué)》課程內(nèi)容

傳統(tǒng)的課程教學(xué)內(nèi)容隨著選擇的教材的差異會有很大的變化，這樣會導(dǎo)致畢業(yè)要求所需的教學(xué)內(nèi)容缺失的情況。為此，在該課題中我們將基于OBE教育理念，強調(diào)學(xué)生畢業(yè)時達(dá)到的能力，根據(jù)畢業(yè)要求指標(biāo)點，反向設(shè)計《分析化學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容，突出其對畢業(yè)要求指標(biāo)的支撐，具體內(nèi)容如下。

2.1 建立章節(jié)內(nèi)容與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系

圍繞課程目標(biāo)，整理和歸納教材內(nèi)容，創(chuàng)建章節(jié)內(nèi)容與課程目標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系，并按照章節(jié)內(nèi)容對畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)度合理規(guī)劃課時。該校高分子材料工程專業(yè)的《分析化學(xué)》課程的學(xué)分為2，總學(xué)時為32，具體課程內(nèi)容、學(xué)時安排和課程目標(biāo)等安排見表1。

2.2 根據(jù)畢業(yè)要求，將科研融入教學(xué)，充實教學(xué)內(nèi)容

課題組成員將通過科研獲得的該領(lǐng)域的前沿知識、最新發(fā)展、動態(tài)和趨勢，根據(jù)畢業(yè)要求和課程目標(biāo)，融入課程章節(jié)內(nèi)容中。比如結(jié)合正在從事的“光電化學(xué)傳感器的研究”科研課題，在配位滴定分析中介紹光電催化劑如二氧化鈦、二氧化鋅及復(fù)合催化劑等在光電化學(xué)傳感器中的具體應(yīng)用，細(xì)述光催化材料二氧化鈦和二氧化鋅中的金屬離子的測定原理及方法。

2.3 根據(jù)畢業(yè)要求，將競賽項目和企業(yè)項目融入教學(xué)

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等競賽項目尤其是企業(yè)項目具有實踐性強的特點，上述項目的融入能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動能和學(xué)習(xí)興趣。如課題組的企業(yè)項目“雙氧水的穩(wěn)定劑”涉及雙氧化的檢測，在氧化還原滴定分析的高錳酸鉀法的教學(xué)內(nèi)容中，具體引入該項目的背景介紹及雙氧化的高錳酸鉀法測定原理及方法。“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽是在高校具有很大影響力和知名度的全國性競賽活動。將與《分析化學(xué)》課程內(nèi)容相關(guān)的挑戰(zhàn)杯的競賽項目引入課堂教學(xué)，這既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，又能對學(xué)生參加競賽起到激勵作用。如根據(jù)第十二屆挑戰(zhàn)杯省賽作品“基于單晶TiO2納米線陣列的太陽能連續(xù)光電污水處理裝置”涉及污水處理，可將污水排放的重要指標(biāo)COD（化學(xué)耗氧量）融入氧化還原滴定分析的重鉻酸鉀法測定工業(yè)污水中COD的測定原理及方法的教學(xué)中。

3? 基于OBE構(gòu)建《分析化學(xué)》課程混合式教學(xué)模式

3.1 以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，設(shè)計線上和線下教學(xué)內(nèi)容

線上教學(xué)內(nèi)容包括課前線上預(yù)習(xí)課程內(nèi)容和課后線上復(fù)習(xí)加強線下課堂教學(xué)內(nèi)容及拓展課程內(nèi)容，線下教學(xué)內(nèi)容為線下課堂教學(xué)內(nèi)容。該文在上述《分析化學(xué)》課程內(nèi)容研究的基礎(chǔ)上，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，研究將每章節(jié)的基礎(chǔ)概念性知識和重點難點應(yīng)用知識梳理出來，基礎(chǔ)概念性知識作為線上課前預(yù)習(xí)內(nèi)容，而支撐畢業(yè)要求的重難點應(yīng)用知識則作為線下課堂教學(xué)內(nèi)容。如重量分析法的“沉淀完全的程度與影響沉淀溶解度的因素”部分，沉淀平衡、溶度積、同離子效應(yīng)、酸效應(yīng)、配位效應(yīng)等概念性知識作為線上預(yù)習(xí)內(nèi)容，線下則重點講解同離子效應(yīng)、酸效應(yīng)、配位效應(yīng)相關(guān)的溶解度計算。

3.2 線上教學(xué)平臺建立

線上教學(xué)平臺建立包括線上教學(xué)資源的建設(shè)和線上教學(xué)平臺的選取兩個方面。根據(jù)《分析化學(xué)》課程混合教學(xué)的支撐度、平臺的功能及學(xué)生的使用習(xí)慣等選擇智慧樹線上教學(xué)平臺，一方面該平臺上有《分析化學(xué)》在線課程及教學(xué)資源供學(xué)生課前課后學(xué)習(xí)，另一方面該平臺擁有可自建教學(xué)資源庫、在線作業(yè)布置和批改、實時統(tǒng)計在線學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)效果反饋等功能。此外，為提升教學(xué)效果，線上教學(xué)平臺與QQ、微信等融合使用，實時交流課程中的疑難問題。

3.3 線下課堂教學(xué)方式

結(jié)合《分析化學(xué)》課程實踐性強的特點，以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，重點探究以學(xué)生為中心的任務(wù)（項目）驅(qū)動教學(xué)方式的應(yīng)用。任務(wù)（項目）教學(xué)是以預(yù)先制定的任務(wù)為目標(biāo)導(dǎo)向的教學(xué)模式，目的是培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力和其他綜合能力。比如在酸堿滴定法的“分布曲線”部分，設(shè)定任務(wù)目標(biāo)為“了解分布曲線的意義，掌握一元酸的分布系數(shù)和平衡濃度的計算”，以分組形式完成任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，能充分調(diào)動大家的學(xué)習(xí)積極性和主動性。

3.4 基于OBE的線上學(xué)習(xí)和線下課堂教學(xué)深度融合

混合式教學(xué)的實質(zhì)在于以“混”為手段，以“合”為目標(biāo)，不斷提升教學(xué)效果?；贠BE理念，以最終學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)，探究《分析化學(xué)》課程線上課前預(yù)習(xí)、線下課堂教學(xué)、線上課后復(fù)習(xí)鞏固拓展的深度融合。如在配位滴定分析的“副反應(yīng)系數(shù)”部分，先在平臺上傳教學(xué)資源，線上布置預(yù)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生掌握副反應(yīng)系數(shù)、酸效應(yīng)系數(shù)、配位效應(yīng)系數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)等基本概念;線下課堂教學(xué)重點對上述基本概念的公式推導(dǎo)、計算示例;課后線上布置相關(guān)的鞏固習(xí)題實時獲取學(xué)習(xí)效果，同時結(jié)合QQ、微信群實時解答學(xué)生在課堂上未消化的知識或疑難問題。

4? 基于OBE的《分析化學(xué)》課程學(xué)習(xí)效果動態(tài)考核

基于OBE理念，基于混合學(xué)習(xí)平臺的實時考核和基于OBE的期末考核的動態(tài)考核機制，將學(xué)習(xí)效果評價貫穿到整個學(xué)習(xí)過程，全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，科學(xué)客觀地反映學(xué)生的實際能力，從而對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生良性的反撥作用。根據(jù)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點的貢獻(xiàn)度，分別確定各課程目標(biāo)在期末考試、實時考核中的目標(biāo)分值和權(quán)重，具體見表2。

OBE理念反向重構(gòu)《分析化學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo)，針對預(yù)期學(xué)習(xí)成效，以教材為基礎(chǔ)融合科研項目、競賽項目和企業(yè)項目等素材合理設(shè)計課程教學(xué)，構(gòu)建起以學(xué)生為中心、以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向、線上與線下深度融合的高效混合教學(xué)模式。該教學(xué)模式在該校高分子材料與工程專業(yè)2019級學(xué)生中實施，結(jié)果令人滿意，與上一屆學(xué)生的成績比較見表3。線上與線下深度融合的高效混合教學(xué)模式有效提高了學(xué)生的成績，同時提高了優(yōu)秀率及降低了不及格率。

5? 結(jié)語

該文基于OBE教育理念，根據(jù)課程對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐作用，反向確立課程目標(biāo);然后圍繞課程目標(biāo)，建立章節(jié)內(nèi)容與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，并確定相應(yīng)的課時，另外為了強化課程內(nèi)容的實際應(yīng)用，將科研項目、競賽和企業(yè)項目融入教學(xué);為了有效地實現(xiàn)設(shè)立的課程目標(biāo)和課程內(nèi)容的教學(xué)，采用線上課前預(yù)習(xí)、線下課堂教學(xué)、線上課后復(fù)習(xí)鞏固拓展的高效混合方式;采用基于線上平臺及線下課堂的實時考核和基于OBE的期末考核的動態(tài)考核機制，實現(xiàn)對學(xué)習(xí)效果的科學(xué)、客觀和全面的評價。以該校高分子材料與工程專業(yè)的《分析化學(xué)》課程為例，實施基于OBE驅(qū)動的高效混合教學(xué)，得到令人滿意的結(jié)果。

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