基于OBE理念和学堂在线MOOC平台的新型教学模式探索*——以高校制图类在线开放课程为例

董永刚 ，宋剑锋，李兴东 ，杨新月

（1.燕山大学机械工程学院，河北 秦皇岛 066004；2.北京慕华信息科技有限公司学堂在线项目部，北京 100084）

一、OBE教育理念及MOOC简介

基于学习产出的教育模式（Outcomes-based Education，缩写为OBE）最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革。在OBE教育系统中，教育者必须对学生毕业时应达到的能力及其水平有清楚的构想，然后寻求设计适宜的教育结构来保证学生达到这些预期目标[1,2]。

OBE是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式。从本质上讲，OBE教育模式就是围绕“定义预期学习产出—实现预期学习产出—评估学习产出”这条主线而展开，学生产出评估构成了教育质量持续改进的闭环[3,4]。

MOOC是大规模开放在线课程 (Massive Open Online Courses)的缩写，中文译为“慕课”。2012年发源于美国的“慕课”浪潮目前已席卷全球数十个国家，对传统高等工程教育理念和教育方式提出了新的挑战，高校教师应主动学习和适应新时期的教育手段和工具，及时补充并掌握新的教学手段，加强与学生的互动来及时掌握知识传授过程中的信息反馈来进一步提升教学质量[5～7]。

慕课促进了大学教学模式的深层变革，高校教师需要适应新的教育环境、课程形式，运用“慕课”提升教学改革的自主能力。“在线教育提供了一个强有力的实验平台去探究学生是怎样学习的，教师应该如何使用工具和技术以教得最好”，可见慕课促进了大学教学模式的深层变革，提升了专业教师的自主反思能力[8]。

慕课课程实现了教育理念的突破，即教学过程的中心由教师向学生进行转变。学生由单纯接受知识、与教师交流很少这种学习方式转变为学生具有很大的自由度和空间，为学生和教师以及其它学习者之间交流架起了沟通的桥梁。另外在教育形式由单一课堂授课形式向基于多种教学资源的多种学习形式转变，教学资源包括将文字、声音、图像、动画效果融为一体的在线课程视频、教学PPT课件以及在线讨论交流平台、在线测试等平台，而这些教学资源均可以在MOOC平台实现[9]。

因为大型开放式网络课程有为数众多的学习者，以及可能有相当高的学生/教师比例，大型开放式网络课程需要能促进大量回应和互动的教学设计。以下是两个基本的设计方式[10]：

1.运用大型开放式网络课程来处理大众的互动和回应，像学习者之间互评 、小组合作等。

2.使用客观、自动化的线上评量系统，像随堂测验、考试等等。

目前国外最大的MOOC平台有Coursera与Udacity和edX，国内比较有影响力的主要有学堂在线、中国大学MOOC等知名MOOC平台。如图1所示，学堂在线是国内免费公开的MOOC（大规模开放在线课程）平台，是教育部在线教育研究中心的研究交流和成果应用平台，通过和清华大学在线教育研究中心以及国内外知名大学的紧密合作，致力于为公众提供系统的高等教育。

图1 中文MOOC平台——学堂在线发展模式

二、目前基于OBE高等教育模式的教学改革进展

从本质上讲，OBE教育模式的核心就是围绕“定义预期学习产出—实现预期学习产出—评估学习产出”这条主线而展开，学生产出评估构成了教育质量持续改进的闭环。因此评价学生学习过程的学习产出是实现和贯彻OBE教育理念和模式的非常重要的环节，但是由于目前缺乏科学有效的技术手段以及可靠的分析数据来源，只是将三级项目和讨论课程成绩、期末考试成绩这三个点做为学生学习产出和能力达成度数据来源，并不能充分反映学生整个学习过程中的全面学习产出状态，更难以实现教师对教学进程的及时干预从而实现课程教学持续改进。

近年来燕山大学展开了基于CDIO和OBE高等工程教育模式改革，工程制图基础课程设置了讨论课和三级项目，学生通过分组完成基于项目的开放式讨论课和三级项目，改变了以前以教师为绝对主导和中心的教学模式，学生可以一定程度上参与到教学环节中来，提高了学生的参与度和积极性。但是目前的课程教学模式依然是以教师课堂授课为主，教师依然处于中心地位，学生学习的自由度比较有限，并且教师和学生之间缺乏有效的联系和沟通，教师缺乏对学生学习过程的监控和了解，学生缺乏足够生动形象的教学资源去对课程进行预习和复习，很多学生养成了平时只听课，不预习、不复习，考试前开始突击学习的不良学习习惯，考试后发现学生成绩不理想才会发现问题[11,12]。

基于OBE的高等工程教育模式强调教学目标实现与控制以及课程的持续改进，但目前一般一个老师承担2个班级60个学生的授课任务，学生与授课教师之间联系不够，教师不能及时充分掌握学生的学习动态和学习过程，也不能及时了解学生学习过程中出现的问题，目前对学生学习效果和能力达成度的分析仅限于三级项目成绩、讨论课成绩以及考试后分析试卷成绩，相当于是课程结束后的一个静态学习成绩分析结果，不能体现学生在课程整个学习过程中的动态变化，不便于教师及时对学生的学习进程进行了解、干预和控制，更谈不上课程教学效果的持续改进。

三、MOOC平台对基于OBE高等教育模式的教学改革的推动作用

MOOC平台的出现为基于OBE高等工程教育模式改革提供了非常好的载体和实现平台，并且为客观评价学生学习效果以及学生能力达成度提供了丰富的数据来源，为课程实现持续改进提供了重要的方向和目标。而OBE高等工程教育模式为合理设置在线课程教学内容、知识点碎片化，以及考核和测试学生学习效果提供了重要的理论支持和指导，可以在设置传统的考核单个知识点基础上，通过将学生分组，设置开放式讨论课和三级项目加强项目式教学在考核学生工程实践能力的应用，可以加强学生之间的交流和协作[13,14]。

四、燕山大学高等工程教育改革及在线开放课程建设

燕山大学机械工程学院图学部从2012年左右开始机械类制图课程教学改革，2016年春季学期全部机械类制图课程(机械设计制造及自动化、交通、车辆、材料成型等专业）实施了基于CDIO和OBE高等工程教育模式的项目式教学改革和考核方式改革。为了进一步推进高等教育改革，2016年6月 《工程制图基础》授课团队申请了校级在线课程建设项目并获得批准。2017年5月学校教务处与慕华科技有限公司旗下的学堂在线MOOC平台签署合作协议，于2017年7月初完成了《工程制图基础》在线课程宣传片、在线课程视频的录制。

目前已经将课程大纲、考核方式、36个根据教学知识点录制的教学视频及PPT、视频字幕、课程宣传片完成了上传，并制作了部分教学内容的测试题(填空题、讨论题和主观题），目前已经对学生开放进入试运行状态。图2为《工程制图基础》在线课程内容。

图2 在线开放课程内容

五、基于OBE高等教育模式和MOOC平台的新型教学模式

如图3所示，针对制图类课程特点，基于已制作完成并开始试运行的《工程制图基础》在线课程，依托学堂在线MOOC平台开发多种在线学习参数的在线学习参与度模型，并开发包括讨论课和三级项目在内的多种题型的在线学习产出测试系统，设置合理的在线三级项目和讨论课题目，针对不同题型分别给出评价依据及实施细则，建立学生阶段性学习产出度评价模型，结合阶段性学习产出度和学生结课考试成绩得到学生课程能力达成度。为教师督促和介入学生的在线学习，实现课程持续改进提供重要的依据及数据支持。

图3 在线学习及能力达成度评价系统示意图

图4 基于OBE教育理念和MOOC平台的制图类课程教学模式示意图

如图4所示，通过基于MOOC平台的工程制图基础在线课程学习系统，可以为学生提供充分的课堂以外的学习资源，比如授课过程PPT、全过程在线授课视频、教学大纲和教学日历、三级项目和讨论课要求及执行细则，学生能够充分利用零散时间通过这些学习资源实现在线预习和复习，并且可以通过BBS系统在交流区实现教师与学生以及学生与学生之间的良性互动和交流，另外可以通过单元作业实现在线自测。更重要的是，教师可以通过在线系统了解和监控学生的在线视频学习情况以及知识点掌握情况，可以在授课和绘图实践环节及时采取措施解决学生学习过程中存在的问题及强化薄弱环节，在理论教学过程中针对共性和难点问题进行重点讲解，并在三级项目和讨论课绘图实践环节针对不同组的不同问题进行重点辅导和答疑。

六、新型教学模式解决的教学问题

工程制图基础课程通过基础理论教学、读图方法训练及绘图实践，培养学生空间想象力和空间分析能力，使他们能够识读复杂结构的工程图样并绘制规范的工程图纸，进而能与业界同行进行有效的沟通和交流。但是，目前以教师理论授课为主的传统工程制图教学模式，存在某些弊端。首先，课堂上老师偏重理论知识讲授，让学生养成了被动接受知识的惰性，学生不能真正融入教学进程中，不利于调动学生学习的主动性和积极性。其次，传统的制图教学非常注重理论的系统化和全面化，这就导致理论讲解占据大量的课堂学时，导致学生工程实践环节训练不足，学生绘图及读图能力无法达到课程的目标要求，也给后续的专业学习留下隐患。

近年来燕山大学展开了基于CDIO和OBE高等工程教育模式改革，工程制图基础课程设置了讨论课和三级项目，学生通过分组完成基于项目的开放式讨论课和三级项目，改变了以前以教师为绝对主导和中心的教学模式，学生可以一定程度上参与到教学环节中来，提高了学生的参与度和积极性。但是目前的课程教学模式依然是以教师课堂授课为主，教师依然处于中心地位，学生学习的自由度比较有限，并且教师和学生之间缺乏有效的联系和沟通，不能掌握足够的学生学习状态和学习过程信息，因此教师缺乏对学生学习过程的监控和了解，很多学生养成了平时只听课，不预习、不复习，考试前开始突击学习的不良学习习惯。

MOOC平台的出现为进一步深化和贯彻基于OBE高等教育理念的教学改革提供了非常好的应用平台和技术支持，为实现整个教学过程的状态监控和过程控制提供了强大的数据支撑，是教师及时干预和督促学生完成教学目标的有效途径，为最终实现课程持续改进提供了方向和目标，可以说是教学形式改革和教学内容改革的完美结合。

通过基于MOOC平台的工程制图基础在线课程学习系统，学生能够充分利用零散时间通过这些学习资源实现在线预习和复习，并且可以通过BBS系统实现教师与学生以及学生与学生之间的互动和交流，另外可以通过单元作业实现在线自测。更重要的是，教师可以通过在线系统了解和监控学生的在线视频学习情况以及知识点掌握情况，可以及时采取措施解决学生学习过程中存在的问题及强化薄弱环节。

基于OBE高等工程教育模式和MOOC平台的新型教学模式是高等工程教育内容改革和形式改革的完美结合，可以充分实现以学生为教学过程的中心，并能够通过MOOC平台的大数据源实现学生学习效果动态监控和测试结果数据采集及分析，可以及时发现学生学习过程中存在问题并采取相应措施，并以此为依据完成课程教学的持续改进。

七、新型教学模式应用前景分析

目前智能手机和无线网络的普及为学生在线自主学习提供了非常好的硬件条件。学生能够充分利用零散时间通过这些学习资源实现在线预习和复习，并且可以通过BBS系统实现教师与学生以及学生与学生之间的互动和交流。另外依托学堂在线强大的技术支持，教师可以及时、准确地了解学生的学习情况。因此基于OBE高等工程教育模式和MOOC平台的新型教学模式是高等工程教育内容改革和形式改革的完美结合，可以充分实现以学生为教学过程的中心，实现以学生为中心的有一定自由度的自主在线学习，并以实现教学目标和提高学生工程应用实践能力为最终目标，并能够通过MOOC平台的大数据源实现学生学习效果动态监控和测试结果数据采集及分析，建立教师和学生以及学生与学生之间的长效稳定联系和沟通渠道，可以及时发现学生学习过程中存在问题并采取相应措施，在此基础上探索基于学习产出结果督促和干预学生学习过程的全新教学模式并进行教学实践，最后给出实现课程持续改进的具体措施和实施方案，从而实现课程的良性运行和持续改进。

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