基于OBE理念的教学大纲重构

张永林

(江苏科技大学 电子信息学院,江苏 镇江 212100)

OBE教育理念兴起于20世纪80年代的美国,尤其是在美国高质量教育委员会1983年发布报告《国家处于危险中:教育改革势在必行》后,人们开始关注学生在学校学到了什么以及学习效果如何。此后,OBE教育理念在澳大利亚、加拿大、英国、新西兰、南非等国家也得到了广泛认可和运用。

自2005年我国开始构建工程教育专业认证体系以来,专业认证的先进理念有力推动了我国工程教育专业教学改革[1]。尤其是2016年6月我国成为《华盛顿协议》正式成员以来,专业认证在国内引起了广泛重视,工程教育改革方兴未艾。以OBE理念推动工程教育改革,特别是课程体系改革、教学改革,提高人才培养质量成为国内高校广泛关注的焦点[2-8]。

以学生为中心,以学习成果为导向,重视形成性评价和持续改进,是专业认证的核心理念。这些理念不但应当体现在人才培养体系设计的宏观层面,更应当贯穿于教学活动实施的微观过程。课程是落实教育理念的载体,如果不把这些新的人才培养理念落实到课程中,不按照新理念重新审视并设计课程,很难真正推动教学改革走向深入。

教学大纲是教师和学生之间关于教与学的投入和责任的一份“教学合同”,是落实“以学生为中心”理念的基础和抓手[9]。表面上,教学大纲是一份关于课程教学的文档;实质上,教学大纲更是对课程进行系统化设计的结果,是课程的教学实施方案。因此,教学大纲重构是人才培养方案重构的核心工作。

目前,不少高校的课程教学大纲仍然是传统的“以教师为中心”“以教材为中心”模式,只关注“教什么”,至于为什么教这些内容、学生学习后能获得什么、如何让学生获得这些知识、如何证明学生获得了这些知识,传统的教学大纲则鲜有提及。

为适应高等教育发展新形势,推动高等教育教学改革深入开展,进一步探索以提升本科人才培养质量为核心的内涵建设和特色发展之路,江苏科技大学在总结2013版本科专业培养方案实施成效的基础上,于2016年5月启动了2018版本科专业人才培养方案的重构工作。目前,新版人才培养方案已全面实施。笔者以江苏科技大学自动化专业《微机原理与接口技术》课程为例,立足OBE理念,介绍江苏科技大学以学习成果为导向开展教学大纲重构的做法以及在重构过程中对一些问题的思考。

一、 教学大纲的逻辑结构

教学大纲一般应包括对教学目标的分析,对课程内容结构、学习资料的选择和编排,对教学活动的要求/指导/评价标准,课程参与、评分的要求,教学伦理的要求以及对教学日程的安排等问题并对其予以明确,阐明教与学双方的责任,便于提前分配学习和教学时间投入。在教学大纲的设计中,应贯彻专业认证的核心理念,各部分内容之间应有合理的逻辑予以贯穿。

江苏科技大学2018版课程教学大纲包括课程基本信息、课程目标、基本教学内容及要求、教学方法、学时分配、课内实验安排、课程考核、课程目标达成情况评价、教学反馈与持续改进以及推荐参考资料等11个部分。课程基本信息部分简要描述本课程的学分、学时、编号、性质、先修课程、后续课程、适用专业、开课单位等信息;课程目标部分描述通过本课程学习后学生应取得的学习成果;课程目标与毕业要求的关系部分描述本课程对相关毕业要求及其内涵观测点的支撑;教学内容及要求部分主要描述本课程必须教/学的内容、所支撑的课程目标以及学习要求;教学方法部分描述本课程在具体实施时建议采用的教学方法;学时分配部分描述各教学单元的建议学时;课内实验安排部分描述课内实验项目的名称、学时、性质、类型、每组人数等;课程考核部分描述课程成绩的组成以及具体考核内容和方式,考核方式中如有考试,一般应包括考试试卷的题型、题量、考查点及其考核要求等;课程目标达成评价部分描述各课程目标的评价方法,包括评价依据、评价标准及其所占比重;教学反馈与持续改进部分描述整个教学过程中师生之间应有的关于学习效果的交流和因应措施,以及下一轮教学改进措施和课程持续改进要求;推荐参考资料部分列出本课程的备选教材、主要参考书目及网络资源。

教学大纲各部分的逻辑结构如图1所示,其中包括课程目标、教学实施、课程改进三个循环。毕业要求达成矩阵是教学大纲系统化设计的起点和终点。三个循环具体为：课程目标→教学内容→教学实施→课程考核→课程目标达成评价→课程目标,以此形成教学大纲系统的外部闭环;教学实施→课程考核→教学反馈→(调整)教学实施,以此形成教学实施过程的内部闭环,该循环为实时调整当前教学活动以提升教学效果,以及为下一轮教学实施的持续改进提供依据;课程考核(结果)→达成评价→持续改进→(新)课程目标→进入外环,以此形成课程持续改进的路径。

图1 课程教学大纲的逻辑结构

二、 教学大纲重构实践

笔者按照图1所示的课程教学大纲重构逻辑,从课程目标、支撑目标的教学内容、教学实施、课程考核、课程目标达成评价、教学反馈与持续改进等几个方面,重点阐述在重构实践中的一些做法与思考。

(一) 课程目标及其对毕业要求的支撑

之所以用“课程目标”而不是“教学目标”,主要考量有三:其一,培养方案中设有以学生自学为主的课程或环节(如第二课堂、形势政策实践等);其二,充分体现以学生为中心的教育理念,课程目标不但是教师“教的目标”,更应该是学生“学的目标”;其三,与国际接轨。

运用OBE反向设计的教学理念,根据相关毕业要求的内涵观测点确定课程目标。在简明扼要的课程总目标下,设置5～8条课程目标,各目标之间应有逻辑关系,逐级深入。课程目标是课程完成后学生应获得的知识、能力和素养,这些知识、能力和素养应在深度和广度上支撑相关毕业要求的达成,描述时可用不同的动词表达程度上的差异(一般可分成记忆、理解、应用、分析、评价、创造等6个递增的层次)。同时，课程目标应是明确的、可测量的。其测量方法(课程目标评价方法)应在大纲中明确给出。

基于成果导向的《微机原理与接口技术》课程目标为:

本课程旨在培养学生运用微处理器基本原理和常用输入输出接口技术解决相关工程问题的能力。通过本课程的理论教学与实践训练(尤其是自主学习),学生应取得如下学习成果:

1.能用原码/反码/补码表示计算机中的有符号数(包括定点数与浮点数)并简单运算。

2.理解CPU的工作原理及引脚功能;能正确使用内部寄存器、存储器;能解释CPU典型工作时序。

3.能正确使用CPU常用指令;能设计并调试小规模汇编语言程序,分析中等规模汇编语言程序代码。

4.理解存储器的存储原理和特征;能设计存储器扩展接口,包括地址分配、地址译码和信号连接。

5.能正确使用I/O端口及其寻址方式、CPU与外设传送数据方式;能设计微机与输入输出设备的典型接口电路,编写应用程序并进行实验。

6.能分析、设计典型微机应用系统,制定合适的实验方案,构建(仿真)实验系统并开展实验研究。

7.进一步养成自主学习的习惯,能利用网络资源、仿真软件等自主学习相关内容。

每个课程目标应支撑至少一个毕业要求内涵观测点,并给出其支撑权重。每个毕业要求内涵观测点对应的课程目标的权重之和为1。《微机原理与接口技术》课程目标对毕业要求的支撑关系如表1所示。

表1 课程目标与毕业要求的关系

(二) 教学内容与学习要求

专业知识体系重构是课程基本教学内容重构的基础。在江苏科技大学自动化专业人才培养方案重构过程中,工作组参照自动化专业规范,考虑当前自动化理论和技术的发展及其在船舶与海洋工程中的应用实际,对2013级培养方案中专业知识体系进行了重新梳理和更新,形成了2018版自动化专业核心知识体系。本版知识体系分8个知识领域、65个知识单元。完成本版知识体系所用的学时约占专业教学时数的68%,计576学时加7周集中实践,共39学分。本知识体系所列的知识领域、知识单元和知识点不与具体某一门专业课程挂钩,部分专业课程的知识跨多个知识领域。

课程基本教学内容的重构应在专业知识体系重构的基础上,在专业课程体系重构的统一考量下,结合课程的内涵、科技发展、教学设想等因素,进行专业相关知识单元和知识点的整体设计。每个知识单元应明确支撑至少一个课程目标。每个知识点均应有明确的学习要求(即学生应该获得的学习成果),知识掌握要求建议采用布鲁姆(Blooms)层次分类,技能掌握要求建议采用戴夫(Dave)层次分类。

《微机原理与接口技术》课程目标与教学单元的主要支撑关系表2所示。

表2 课程目标与教学内容的关系

(三)教学实施

在教学实施的设计中，应深入贯彻以学生为中心、以学习成果为导向的教育理念。一是要关注如何发挥学生在教学中的自主性、能动性和创造性,激发他们迫切的学习愿望、强烈的学习动机、高昂的学习热情、认真的学习态度,让学生自主选择和决定自己的学习活动,依靠自身努力达到学习目标,取得预期学习成果。二是要对教学目标、教学内容、教学方式、教学过程和教学评估等教学要素进行精心设计,引导学生完成各种教学活动,达到预期教学效果[1]。

《微机原理与接口技术》课程强调理论与实践相结合,通过理论学习、实践运用、课堂讨论、课后动手,使学生获得知识运用能力、实验分析能力和工程设计能力。在教学中，教师应注重工程实例的引入和分析,引导学生独立思考和自主分析;应结合授课内容,适当安排不同难度的复习思考题(分为基本/提高/综合三个层次)或实践项目题(贯穿整个教学过程,分阶段检查推进),充分运用emu8086、Proteus等仿真工具,使学生及时巩固学习成果。实践项目要有一定的工程背景和复杂度,能覆盖课程主要内容;项目具体名称和设计目标由学生自定、教师把关。

在江苏科技大学自动化专业2018级人才培养方案中,该课程为64学时,大纲建议采用以下教学方法:

课堂讲授(40学时):主要用来引入新概念或新实例,讲解重点和难点,以便学生课后学习;

实验(16学时):主要用来开展需要硬件支持的实验,不包括学生自主仿真实验;

辅导与答疑(6学时):主要用来检查学生课外学习效果,回答学生问题,以及习题辅导;

研讨(2学时):主要用来抽查实践项目,学生汇报交流;

学生自主学习(不少于64学时):不计入课程总学时。主要用来自主学习(充分利用视频公开课、微课、MOOC等网络教学资源),预习复习,完成思考题或实践项目等,其中理论自学不少于32学时,仿真实践不少于32学时。

在具体实施过程中,任课教师可根据教学效果适当调整,鼓励采用新的教学方法。教师应关注学生的参与性,注重启发式教学。

(四) 课程考核与课程目标达成情况评价

知识运用能力、问题分析能力、实验研究能力、设计开发能力等专业能力,尤其是非技术的工程能力,绝不是一次考试、一张试卷就能评定的。要达到专业认证理念下的课程目标,就必须加大课程考核的改革力度,必须加强对学生学习过程的跟踪评估与考查,加强平时考核力度,逐步加大平时考核比重。平时考核的形式应适合课程特点,考虑学生实际,且可以覆盖全体学生。大纲中的考核方式应尽可能明确、合理、可操作、可追溯。在考核过程中,应注意学生的个体差异,可以适当制定个性化评定方式并适时进行评定。

《微机原理与接口技术》课程考核由平时考核(40%)、实验考核(10%)和期末考试(50%)三部分组成。平时考核的重点是学生利用课程MOOC资源进行自主学习的意识和成效,主要包括预习和复习情况(含仿真软件使用)、作业完成情况、章节测试成绩等。实验考核依据学生的实验准备、实验实施与效果、实验报告等情况对每个课内实验进行单独考核,分五个等级综合打分,不及格允许重做。每个实验成绩折算后加权求和形成实验考核成绩。实验考核具体要求由实验教学大纲予以明确。期末考试采用闭卷笔试形式,时间120分钟,满分100。大纲对考试试题的考查点、考查要求、建议分值、题量、难易程度等均有明确要求。

课程目标达成评价数据是毕业要求达成评价的重要依据。为增加评价结果的可信度,建议采用两种以上不同方法进行评价。评价方法应明确、可行,且与课程目标相适应。课程目标达成评价结果必须用于课程的持续改进。

《微机原理与接口技术》课程采用任课教师定量评价与学生自我定性评价相结合的办法对各课程目标达成情况进行评价。相关部门和教师可基于两种方法的评价结果,综合分析课程目标达成情况,寻找潜在的改进机会。

课程目标1-6采用基于期末考试情况的定量评价方法,课程目标7采用基于网络自主学习数据的定量评价方法。课程目标1-6的评价方法具体如下:

定性评价采用问卷调查形式，让学生对自己的学习成果(课程目标)进行自我评价,根据学生自评等级,按表3折算成课程目标达成度。

表3 课程目标达成情况学生自我评价等级折算

(五)教学反馈与持续改进

教学是一个互动的过程,互动应当贯穿教学全过程。教学大纲应该对学生的学习情况反馈(包括学生向老师反馈,老师向学生反馈)进行适当要求和规范,及时跟踪学生的学习效果,并予以适当应对。反馈信息应可充分用于课程的持续改进。

课程的教学反馈和持续改进包含三个层面。第一,对当前教学活动的持续改进。每届学生或多或少总会存在差异,因而在教学开展前,教师应认真分析教学对象;在教学过程中,应及时收集学生学习效果信息,适时调整教学活动,以期提升教学效果,达成课程目标。第二,对下一轮教学活动的持续改进。教学结束后,教师通过调查学生学习效果,分析考核结果,评价课程目标达成情况,以期在下一轮教学活动中持续改进。第三,课程的持续改进。任课教师应对多轮课程目标达成情况进行分析,跟踪分析学生在后续课程学习中以及工作后运用本课程知识解决相关工程问题的能力,并结合与本课程相关的社会需求及技术发展情况,对本课程进行持续改进,适时修订教学大纲。

三、 结语

从某种程度上说,OBE对传统的课程设计思维进行了一定反转。以往强调“教”,OBE则让教师反向思考整个课程体系,更加关注学生的“学”,尤其是学生的“学习成果”。OBE要求教师应从培养目标入手,以毕业要求为导向,反向思考和确定需要什么样的教育教学环节,对这些环节设计的最直接体现就是课程教学大纲。

在OBE理念下,课程教学大纲不但对教师如何“教”给出规范,更为学生如何“学”指明方向,其直接受众更应是学生,教学大纲要采取什么形式和内容,是教师和学生之间的约定。一份设计合理、细则详尽的课程教学大纲,不仅可以约束师生双方的行为,还可以有效引导学生的课内学习,合理帮助学生规划课余时间,促使其高质量地完成课程作业[10]。理想的课程教学大纲,应当教育理念先进，课程目标明确，教学内容合适，考核方法科学，评价方式合理,应当让教师和学生看后都明白教什么、学什么、怎么教、怎么学、怎样考、如何评。

课程教学大纲是课程质量评价的主要依据。在专业认证背景下,应当运用OBE教育理念,采用反向设计方法,对课程教学大纲进行彻底重构,将“以学生为中心，以学习成果为导向，持续改进”的教育理念贯彻至每一门课程、每一位老师和所有学生,以切实推进工程教育改革。