基于OBE理念和現(xiàn)代認知理論課程教學(xué)改革研究

［摘 要］ 基于工程教育專業(yè)認證的基本要求，結(jié)合國內(nèi)各高校消防工程與設(shè)計類課程設(shè)置的一般特點，運用文獻計量學(xué)對該類課程教學(xué)改革現(xiàn)狀進行研究。研究表明，該類課程教學(xué)改革正朝著多元化、混合式方向發(fā)展。針對教學(xué)改革中普遍存在的共性問題，結(jié)合OBE理念和現(xiàn)代認知理論，對課程的教學(xué)體系、授課結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法進行積極探索，提出以“產(chǎn)出導(dǎo)向、學(xué)生中心、持續(xù)改進”為核心的校內(nèi)外雙循環(huán)教學(xué)體系構(gòu)架，并在此基礎(chǔ)上運用現(xiàn)代認知理論，打破傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，對課堂授課結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法進行合理優(yōu)化。

［關(guān)鍵詞］ 教學(xué)改革；消防工程與設(shè)計；OBE理念；現(xiàn)代認知理論

［基金項目］ 2021年度中國計量大學(xué)校級教改項目“基于OBE理念的課程教學(xué)設(shè)計——以‘消防工程與設(shè)計’課程為例”（HEX2021016）

［作者簡介］ 呂 辰（1989—），男，安徽淮南人，博士，中國計量大學(xué)能源環(huán)境與安全工程學(xué)院講師，主要從事安全重大事故災(zāi)害防治理論與技術(shù)研究；夏新興（1993—），女，安徽宣城人，碩士，中國計量大學(xué)能源環(huán)境與安全工程學(xué)院講師，主要從事安全法律和安全文化研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）25-0129-04 ［收稿日期］ 2023-03-17

引言

當前我國工業(yè)化進程建設(shè)正處于高速發(fā)展階段，安全生產(chǎn)事故高發(fā)頻發(fā)的態(tài)勢依然存在。能否實現(xiàn)全國安全生產(chǎn)形勢持續(xù)向好，最根本的是要增強人們的安全意識和防范能力，而最基礎(chǔ)的則是安全人才的支撐和保障，這就需要大量高素質(zhì)安全工程專業(yè)人才從事安全工作［1］。自我校開展安全工程專業(yè)工程教育認證工作以來，按照符合學(xué)校定位、適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的認證標準，合理制定了安全工程專業(yè)培養(yǎng)目標，設(shè)置了相應(yīng)的課程體系，以滿足當前社會發(fā)展對高素質(zhì)安全工程專業(yè)人才的需求［2］。但在培養(yǎng)目標實現(xiàn)的過程中，課程教學(xué)質(zhì)量的控制尤為重要，只有不斷提高課程教學(xué)質(zhì)量，才能保證畢業(yè)生能夠運用安全工程專業(yè)知識解決復(fù)雜安全工程問題［3］。那么如何有效控制課程教學(xué)質(zhì)量，筆者結(jié)合“消防工程與設(shè)計”課程的教學(xué)體會，對教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問題進行了相應(yīng)的教學(xué)質(zhì)量改革與控制研究。

一、“消防工程與設(shè)計”相關(guān)課程開設(shè)和教學(xué)改革情況

（一）“消防工程與設(shè)計”相關(guān)課程的教學(xué)改革知識圖譜分析

“消防工程與設(shè)計”是安全工程專業(yè)的核心課程之一，課程的開設(shè)旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握消防工程基本理論，掌握火災(zāi)風(fēng)險識別與防災(zāi)技術(shù)，并具有從工程設(shè)計角度防范火災(zāi)事故發(fā)生的能力，真正做到“防得住火災(zāi)風(fēng)險、控得住火災(zāi)事故、保得住人民群眾生命財產(chǎn)安全”。由于課程內(nèi)容具有體量大、細節(jié)多、更新快等特點，相應(yīng)的教學(xué)質(zhì)量改革與控制具有一定的復(fù)雜性和差異性，為更好地把握消防工程與設(shè)計類課程開設(shè)和教學(xué)改革情況，本文采用知識圖譜［4-5］分析法，對近年來“消防工程與設(shè)計”課程教學(xué)改革狀況及發(fā)展趨勢進行可視化分析。

以CNKI數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，依據(jù)科學(xué)計量學(xué)、數(shù)據(jù)可視化分析原理及Vosviewer文獻分析技術(shù)，對近年來課程開設(shè)和教學(xué)改革情況相關(guān)知識進行圖譜繪制，實現(xiàn)“消防工程與設(shè)計”教學(xué)改革發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的可視化分析，從而更好地掌握課程開設(shè)基本現(xiàn)狀和亟待解決的教學(xué)問題。在構(gòu)建知識數(shù)據(jù)庫時，鑒于我國高校眾多專業(yè)均開設(shè)有與消防相關(guān)課程，但因為具體專業(yè)背景下培養(yǎng)目標存在差異，因此在已有文獻數(shù)據(jù)庫中添加安全工程專業(yè)關(guān)鍵詞進行篩選，去除無關(guān)文獻、會議摘要、報紙等，最終形成參考文獻數(shù)據(jù)庫。以該文獻數(shù)據(jù)庫為依托，使用Vosviewer對該領(lǐng)域相關(guān)文獻關(guān)鍵詞進行分析，有助于挖掘該領(lǐng)域研究熱點。通過研讀重要節(jié)點所對應(yīng)的文獻內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，不同形式的教學(xué)改革是當下不同高校眾多學(xué)者對于課程建設(shè)思考的焦點，教學(xué)內(nèi)容圍繞消防工程基礎(chǔ)理論、消防工程應(yīng)用實踐、消防工程防火設(shè)計等；教學(xué)形式集中在課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)、微課、慕課等［6］；教學(xué)方法集中在OBE理論教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、情景化教學(xué)、支架式教學(xué)等［7］；教學(xué)評價集中在理論考核、實踐考核、學(xué)習(xí)滿意度評價、目標達成度評價等［8］。由此可見，消防工程與設(shè)計類課程教學(xué)改革正朝著多元化、混合式方向發(fā)展。

（二）教學(xué)改革中存在的問題分析

通過對近年來“消防工程與設(shè)計”相關(guān)課程教學(xué)改革研究成果統(tǒng)計分析，有部分學(xué)者提出加強教材建設(shè)工作，有意識地加入應(yīng)用性極強的消防工程實務(wù)方面的知識，以達成培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的；而有些學(xué)者則提出通過選擇典型工作情景，以消防安全人員實際工作為導(dǎo)向，依照防火防爆風(fēng)險辨識具體工作過程，將理論知識與工程實際有效結(jié)合，合理設(shè)置課程設(shè)計選題和內(nèi)容、豐富互動模式與多樣考核方式等，進一步培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，通過對教學(xué)模式及內(nèi)容進行改革，以此提升教學(xué)質(zhì)量；還有的學(xué)者通過調(diào)研企業(yè)對專業(yè)人才的知識需求，確定課程教學(xué)模式和教學(xué)方案的改革方向。故而，為適應(yīng)形勢發(fā)展和應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要，眾多學(xué)者從教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)、教學(xué)方法、教學(xué)團隊建設(shè)、期末考核等五個維度提出了一系列改進措施，以此促進學(xué)生在知識、能力、素質(zhì)等領(lǐng)域的全面發(fā)展［9］。

通過分析以往教學(xué)改革中所針對的共性問題，發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)的“消防工程與設(shè)計”相關(guān)課程教學(xué)過程中，由于培養(yǎng)目標認識不清及教學(xué)方法的局限性，使得課堂教學(xué)尚存在以下不足之處：（1）課程教學(xué)目標忽視了學(xué)生的“學(xué)習(xí)結(jié)果”問題；（2）教學(xué)內(nèi)容缺乏聯(lián)系具體實際問題；（3）教學(xué)方法單一，以知識講授為主，忽視了對學(xué)生專業(yè)能力和學(xué)習(xí)主觀能動性培養(yǎng)；（4）學(xué)習(xí)成果的檢驗多是“期末一張卷”的方式，忽視了日常對于學(xué)生的過程性學(xué)習(xí)的監(jiān)督。這些問題在很多課程講授過程中均普遍存在，也是筆者此次教改研究所關(guān)注的重點。

二、基于OBE理念的課程教學(xué)體系設(shè)計

（一）OBE理念內(nèi)涵

OBE教育理念對于解決傳統(tǒng)教學(xué)中的問題具有極大的改善作用，其是一個系統(tǒng)工程，需要自上而下地從“學(xué)?！獙W(xué)院—專業(yè)—課程”進行逐層推進。

“消防工程與設(shè)計”課程涉及消防工程學(xué)的基礎(chǔ)理論、建筑火災(zāi)被動防護、建筑火災(zāi)主動防護、性能化防火設(shè)計等四大模塊內(nèi)容，以及與之配套的消防法律法規(guī)和標準規(guī)章等諸多文件，授課內(nèi)容具有體量大、細節(jié)多、更新快等特點，而熟練應(yīng)用課程內(nèi)容還需要懂工藝、知現(xiàn)場、會管理，因而對于授課成效要求極高。在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣較低，覺得書本內(nèi)容較為枯燥且難以將理論和實踐相結(jié)合，無法達到預(yù)期教學(xué)效果。因此在“消防工程與設(shè)計”課程教法、學(xué)法和考法改革時融入OBE理念，從而調(diào)動學(xué)生對于本門課程的學(xué)習(xí)興趣，加強學(xué)生對本門課程基本原理的掌握，提高學(xué)習(xí)實效。

（二）OBE理念下課程教學(xué)體系構(gòu)建

基于OBE理念，結(jié)合本課程的培養(yǎng)目標，根據(jù)我校畢業(yè)生的專業(yè)要求和五年后應(yīng)獲得的專業(yè)成就，對學(xué)生的知識能力指標點進行相應(yīng)的細化，進一步構(gòu)建“消防工程與設(shè)計”的“雙循環(huán)”教學(xué)體系設(shè)計。課程目標既是教與學(xué)的起點，也是教學(xué)的終點，課程教學(xué)體系的設(shè)計應(yīng)明確圍繞著學(xué)生預(yù)期的學(xué)習(xí)成果展開，具體包括以下內(nèi)容。

1.課程目標。以成果為導(dǎo)向的課程目標，以學(xué)生綜合能力素質(zhì)培養(yǎng)為重心，課程目標集中于學(xué)生預(yù)期的學(xué)習(xí)成果。課程教學(xué)設(shè)計將按照反向設(shè)計的原則，以契合畢業(yè)要求為原則構(gòu)建課程的知識、能力和素質(zhì)多維教學(xué)目標，突出能力本位教育。課程目標與畢業(yè)要求指標點應(yīng)相互對應(yīng)，以通過課程目標的實現(xiàn)支持相關(guān)畢業(yè)要求的實現(xiàn)。

2.課程內(nèi)容。以成果為導(dǎo)向的課程內(nèi)容，從實現(xiàn)課程目標的角度進行設(shè)計，從知識、能力、素質(zhì)三個層次構(gòu)建相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，課程內(nèi)容與課程目標之間要求相互對應(yīng)，進而促進學(xué)習(xí)成果的實現(xiàn)。

3.課程實施。以成果為導(dǎo)向的教學(xué)模式，促成教學(xué)模式由“以內(nèi)容為本”向“以學(xué)生為本”的根本性轉(zhuǎn)變。在課程實施過程中，根據(jù)課程內(nèi)容的教學(xué)需求，擬綜合、靈活地運用項目式、問題式、案例式、探究式及啟發(fā)式等不同的教學(xué)方法，促進學(xué)習(xí)成果的達成。

4.課程考核。圍繞課程目標，設(shè)置相應(yīng)的考核內(nèi)容和方法?？己藘?nèi)容需體現(xiàn)課程目標要求的能力要素，考核方式應(yīng)有利于評判課程目標的實現(xiàn)情況，能夠覆蓋所有學(xué)生，具有可操作性。考核方法應(yīng)多元化，加強考核方式的有效性，在注重期末終期考核的基礎(chǔ)上加強學(xué)習(xí)過程監(jiān)督，進而促成學(xué)習(xí)成果的實現(xiàn)。

5.課程評估及持續(xù)改進。課程教學(xué)完成后應(yīng)對本門課程進行教學(xué)質(zhì)量評估。除傳統(tǒng)的聽說評課、教學(xué)檢查、學(xué)生評教、教學(xué)督導(dǎo)等評估手段外，本研究的課程評估還應(yīng)聚焦學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，對學(xué)生最終學(xué)習(xí)成果的達成度進行評估，客觀地評估與畢業(yè)要求指標點相關(guān)聯(lián)的課程目標的達成情況，進而評價該課程對相關(guān)畢業(yè)要求指標點的貢獻。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的實現(xiàn)情況，及時、動態(tài)地調(diào)整課程目標、課程內(nèi)容、課程教學(xué)策略和考核方法等，對該課程進行持續(xù)改進。

三、基于現(xiàn)代認知理論的課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

現(xiàn)代認知學(xué)派發(fā)展對當代教育發(fā)展產(chǎn)生了較為深刻的影響，筆者結(jié)合現(xiàn)代認知理論［10］提出，在現(xiàn)代課堂教學(xué)中，教師應(yīng)尊重學(xué)生的基本認知規(guī)律，特別是學(xué)生在掌握新知識過程中往往需要借助原有知識加以理解和吸收，將相關(guān)學(xué)習(xí)資料整合，形成自身的知識結(jié)構(gòu)。因此，在現(xiàn)代課堂教學(xué)中，學(xué)習(xí)者要想獲取自己需要的知識，只有保持良性的互動和吸收，才能不斷積累知識，完善自身知識結(jié)構(gòu)。作為教師要充分理解認知主義理論中互動模式的要素，抓住課堂學(xué)習(xí)者的心理特點，努力尋找教學(xué)改革方法，克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)問題，挖掘、發(fā)揮課堂教學(xué)獨特作用，以提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

基于艾賓浩斯記憶保持曲線，人體大腦對新事物的學(xué)習(xí)接受能力有限，學(xué)習(xí)保留率與時間間隔之間存在著非線性特征關(guān)系。隨著時間推移，開始時遺忘速率較快，而后遺忘速率逐漸減緩，學(xué)習(xí)后如不抓緊復(fù)習(xí)回顧，當?shù)竭_第6天時將會只剩下原先獲取認知信息的25.4%。由此，可將遺忘曲線理論與“消防工程與設(shè)計”課堂教學(xué)計劃相結(jié)合，合理安排課堂教學(xué)節(jié)奏，有意識地增強不同課堂之間知識講授的連貫性，將有助于學(xué)生對于課堂知識點的牢固掌握。

為加強學(xué)生對課堂知識點的牢固掌握，在考慮學(xué)習(xí)者的記憶規(guī)律的基礎(chǔ)上，對課堂授課內(nèi)容計劃進行合理安排。在傳統(tǒng)45分鐘的課堂教學(xué)中，在第n次課堂開始時，大約用6分鐘的時間對以往課堂授課重點內(nèi)容進行回顧，其中3分鐘用于回顧第（n-2）次課堂重點內(nèi)容，3分鐘用于回顧第（n-1）次課堂重點內(nèi)容。接下來35分鐘進行新課知識點內(nèi)容講授，其中5分鐘用于隨堂討論。在課堂最后，用4分鐘對本次新授知識點內(nèi)容進行梳理和總結(jié)，并布置思考題或預(yù)留課后學(xué)習(xí)任務(wù)。

在課堂新知識點傳授過程中，借鑒學(xué)習(xí)金字塔原理，學(xué)生通過主動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)保留率要遠遠高于被動學(xué)習(xí)所帶來的學(xué)習(xí)保留率，即通過討論、提問、發(fā)言來學(xué)習(xí)能記住50%；通過模擬操作、實際操作來學(xué)習(xí)能夠記住75%；通過做報告、教學(xué)、匯報等方式進行學(xué)習(xí)能記住90%。而與之相比，通過聽講僅能記住5%；通過閱讀和圖片演示的學(xué)習(xí)只能識記10%～20%。因此，對于“消防工程與設(shè)計”這門知識點豐富龐雜的課程，在教學(xué)過程中除了課堂教師講授（信息認知）外，還需要調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，如采用舉例操作、思維啟發(fā)、專題匯講等方式，打破傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，將零散知識點有效串聯(lián)，內(nèi)化為學(xué)生自身知識儲備。此外，通過消防設(shè)計小組討論、火災(zāi)事故案例分析、動手試驗、消防隱患“隨手拍”等方式，將知識與實踐結(jié)合起來提升學(xué)習(xí)效率。

結(jié)語

“消防工程與設(shè)計”課程涉及火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展及蔓延的基礎(chǔ)理論，建筑物消防被動防護設(shè)計，建筑物消防主動防護設(shè)計和消防性能化設(shè)計等方面內(nèi)容，知識體系具有體量大、細節(jié)多、更新快等特點。本文基于工程教育專業(yè)認證的基本要求，結(jié)合OBE理念和現(xiàn)代認知理論，對課程的教學(xué)體系、課堂授課結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法進行了積極探索，實現(xiàn)學(xué)生對專業(yè)知識的獲取、實踐能力的培養(yǎng)、業(yè)務(wù)素質(zhì)的提升。

參考文獻

［1］呂辰，夏新興，劉輝，等.高校安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探討［J］.教育現(xiàn)代化，2020，7（45）：28-31.

［2］張愛然，李曉霞，姚有利.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《消防工程學(xué)》課程教學(xué)改革的實踐［J］.安全與環(huán)境工程，2018，25（5）：166-168+173.

［3］陽富強，施永乾，郭進，等.工程教育專業(yè)認證視角下的燃燒學(xué)課程教學(xué)改革與實踐［J］.化工高等教育，2018，35（3）：52-56.

［4］陳悅，陳超美，劉則淵，等.CiteSpace知識圖譜的方法論功能［J］.科學(xué)學(xué)研究，2015，33（2）：242-253.

［5］陳悅，劉則淵.悄然興起的科學(xué)知識圖譜［J］.科學(xué)學(xué)研究，2005，23（2）：149-154.

［6］陳鵬.研究型大學(xué)消防工程學(xué)支架式教學(xué)設(shè)計研究［J］.高教論壇，2008（1）：90-92.

［7］宋瑩，董羽，史俊偉，等.基于建構(gòu)主義的建筑消防工程課程支架式教學(xué)模式研究［J］.教育教學(xué)論壇，2020（12）：302-303.

［8］李慶釗，朱建云.雙一流背景下安全工程《燃燒學(xué)》實驗與理論融合式教學(xué)探索與實踐［J］.高教學(xué)刊，2020（10）：25-29.

［9］易燦南，胡鴻，易玉枚，等.疫情下《火災(zāi)與爆炸災(zāi)害控制》課程教學(xué)改革實踐［J］.高教學(xué)刊，2021（3）：35-38.

［10］雷柏偉，吳兵.基于現(xiàn)代認知理論的消防工程學(xué)課堂教學(xué)改革淺析［J］.大學(xué)教育，2019（6）：44-47.

Research on Course Teaching Reform Based on OBE and Modern Cognitive Theory： A Case of the Course of Fire Engineering and Design

LYU Chen， XIA Xin-xing

（College of Energy Environment and Safety Engineering， China Jiliang University， Hangzhou，

Zhejiang 310018， China）

Abstract： Based on the basic requirements of the professional accreditation of engineering education and the general characteristics of the course settings of Fire Engineering and Design in various universities in China， the current situation of the teaching reform of this course is studied by using bibliometrics， and the study shows that the teaching reform of this course tends to develop in a diversified and mixed direction. In view of the common problems in teaching reform， the OBE concept and modern cognitive theory are combined to actively explore the teaching system， lecture structure and teaching methods of the course， and propose the framework of a double-cycle teaching system in and out of school with “output-oriented， student-centred and continuous improvement” as the core. On this basis， the course uses modern cognitive theory to break away from the traditional single teaching mode and optimize the teaching structure and teaching methods in the classroom.

Key words： teaching reform; fire engineering and design; OBE concept; modern cognitive theory